通信电子电路论文实用13篇

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通信电子电路论文

篇1

2.1以多媒体技术进行辅助教学,以形象代替抽象

近年来,射频电路应用的频率越来越高,为适应现代通信技术发展的需要,让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。教学过程中,使用多媒体手段进行辅助教学,将教材中的图形、文字、公式及推导过程形象的展示在课堂上,以取得更好的教学效果,同时,对重点、难点部分设计生动的Flas演示,便于学生对内容的理解和提高学习兴趣。在课堂上使用ADS等软件,对相关章节涉及的实验进行现场演示,直观地反映电路的工作原理,让学生更加形象地掌握电路的工作原理和工作过程,使学生对整个电路有更加深刻的认识。以形象代替抽象,提高了传统教学方法及手段难以达到的教学效果。

2.2通信电子电路课程设计

课程设计是继理论教学和实验教学之后的又一个重要的实践性教学环节,它的任务是在学生掌握电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后,利用Multisim、ADS等EDA软件让学生综合应用通信电子电路知识进行高频通信系统电路的仿真设计、安装和调测,提高综合应用知识的能力。在理论课程教学期中考试完成以后,引导学生在教师的指导下,自主选题、自主设计来完成,设计过程中要进行数据分析处理和撰写总结报告等工作,不断提高同学的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力。具体做法是:(1)自主选题(3名学生自由组合为小组),利用Multisim、ADS等EDA软件对选题进行调研、分析和设计,并利用软件仿真得出较为合理的参数和结果;并用实验完成选题的设计要求,形成创新性作品。(2)学生根据选题任务书撰写论文。(3)教师根据创新性作品完成情况、论文评定给出成绩,成绩计入学期总成绩。(4)选拔部分能力较强的学生设计制作实际电路,为参加课外科技创新活动做准备。

3理论课程中软件实验环节建设

通信电子电路理论课程配有相应的硬件实验课程,该课程传统开设的实验内容以单元电路的验证为主,且实验条件有限,学生的主观能动性没有充分发挥。鉴于目前射频电路的应用越来越广泛,我们对课程进行改革,加入软件实验环节,让学生利用ADS等软件完成射频通信电路的设计、仿真和测试,对一些新技术、新器件,及硬件实验无法进行的实验内容,可以利用仿真软件及时的跟踪、了解、学习使用。提高其综合应用和动手实践的能力。如软件实验之一“射频宽带放大器的设计与仿真”,我们进行了直流分析、设计偏置电路、电路稳定性设计、输入匹配设计、匹配网络的实现和原理图仿真等内容。在2.45GHz处,增益为14dB,噪声系数小于0.7dB,整个电路无条件稳定,实现射频宽带放大器的设计。通过射频宽带放大器的实验,使学生对理论知识有了更深刻的认识,并锻炼学生的实践动手能力,达到了预期的效果。

4促进教学团队的建设

通过“通信电子电路”课程改革与实践教改项目的实施,不断吸引教师加入,形成教师团队,建设一支结构合理、学术水平高、教学能力强的教师梯队。在完成“通信电子电路”、“通信电子电路实验”课程的教学、指导电子设计竞赛,形成团队互动,优势互补、资源共享,提高指导教师的综合实践能力,提升竞赛成绩。

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2.1、目的

我选择了《信号的调制与解调的MATLAB仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识,并学会利用所学的知识能,在设计过程中能综合运用所学知识内容,进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

2.2、意义

从事电子通信业而不能熟练操作使用MATLAB电子线路设计软件,在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业,使用MATLAB等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势,〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。

3、国内外的研究现状和发展趋势

3.1、研究现状

MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过MATLAB和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域,所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注,信号处理工具箱就是其中之一,在信号处理工具箱中,MATLAB提供了滤波器分析、滤波器实现、FIR滤波器实现、IIR数字滤波器设计、IIR数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

3.2、发展趋势

由于我们所面对的工程问题越来越复杂,过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用MATLAB软件进行科学计算,能够极大加快科研人员进行研究开发的进度,减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费,从而获得最大的效能。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1、研究的主要内容

1、信号调制与解调的原理

众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的,如果将采样的频率放的高一些,数字的所造成的失真就不容易察觉了,采用计算机对信号进行处理的话,非常的方便,这也是数字代替模拟的的原因之一。

2、信号调制与解调的基本方式

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式,有振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。

在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号,再经低通滤波,滤除高频信号,即可获得所需调制信号,实现解调。

3、信号调制与解调的MATLAB教本程序编制

利用MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发,而且信号与系统,通信系统工具包可以很容易的使用MATLAB开发语言——M语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。

4、整个系统的实现过程

首先利用MATLAB编制教本文件,对信号调用相应的函数进行各种调制,产生各类已调波及对其进行解调,同时进行频谱分析,然后利用SIMULINK工具箱对其进行解调仿真,通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。

4.2、信号的调制与解调的MATLAB仿真的应用价值

调制与解调是信号处理应用的重要问题之一,而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用MATLAB可以很方便的进行通信系统的分析和仿真,尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利,另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。

5、工作的主要阶段、进度

(1)、2007年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书,学习毕业设计(论文)要求及有关规定。

(2)、2007年秋季学期第12~20周

阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料),基本完成开题报告、外文翻译等任务。

(3)、2007年春季学期第1周〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗

进一步修订完善开题报告、外文翻译,使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。

(4)、2008年春季学期第82周到第6周

完成各单元电路设计,protel辅助分析。

(5)、第6周至第12周

完成电路制作,调试。

(6)、第13周

完成毕业设计,全部成果交指导老师批阅。

(7)、第14周

毕业答辩

6、最终目标及完成时间

完成硬件设计,提供protel电路原理图及pcb印制版图,最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。

完成时间:第15周

7、现有条件

现有protel软件及制作硬件的必要设备,可以完成本课题的研究与设计。

参考文献

1.谢自美等电子电路设计、实验、测试。武汉:华中科技大学出版社。2000年7月。二版

2.全国大学生电子设计竞赛组委会。第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2001.北京:北京理工大学出版社。2003年1月。一版

3.孙继平等900MHZDDS|PLL在矿井无线通信系统中的应用煤炭科学技术2001年10期

4.张肃文等高频电子线路。北京:高等教育出版社。1993年4月。三版

5.王正谋PROTEL电路设计实用教程。北京:电子工业出版社。2003年6月。一版

6.郭勇等PROTEL99SE印刷电路板设计教程。北京:机械工业出版社。2004年6月。一版

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l 引言

集成电路的飞速发展使电子科学技术的面貌日新月异。电子产品在50年代以前是以电子管为核心器件,60-70年代逐步由晶体管代替,80-90年代则是以集成电路为主,并由全模拟电路转为兼有模拟、数字信号电路且以数字信号电路为主的信号系统。计算机科学的兴起及其广泛应用深人到国民经济的各个领域。计算机技术已成为实现现代化必不可少的手段,没有哪个行业有电子工业这么快速的惊人变化。为适应科技高速发展的形势,适应社会主义市场经济的需要,必须转变我们过去在计划经济休制下形成的教育思想,使教育真正面向社会主义市场经济,面向世界,面向21世纪。

2 电子信息工程类大学本科生培养目标及必备的知识结构和基本素质

2.1 专业教育培养目标

面对当前这一新的形势,新的教学改革大潮,世界上一些发达国家普遍认为大学生的工程教育不可能什么都学,也不可能学得太专,工程教育只能是基础性教育,培养通用的适应能力强的人才。

国家教委结合我国实际情况,提出了高等教育要进一步拓宽专业面,加强基础教育,加强计算机教学,加强实践性环节教学的教学目标。我们认为电子信息工程类核心技术基础课程的设置可以分为3大模块,即:①电路理论、电磁场理论、信号与系统;②线性电子线路、非线性电子线路、数字逻辑电路;③计算机科学与工程。所涉及的内容是电工学、电子学技术中已经成熟的并带有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能。它提供了电子信息工程类专业人员所必备的知识结构和基本素质,这些课程的内容是今后学习专业课的基本知识。

2.2.1 电路、电磁场与电磁波、信号与系统模块

① 电路分析、信号与系统课程是电工类各专业的重要技术基础课,它是核心技术的基础与核心。电路分析基本内容是:电路与磁路、交流电路、动态电路的分析等。参考学时为90-100学时。

信号与系统基本内容是线性连续时间系统、线性离散时间系统分析、线性系统的状态变量分析、随机过程和信号处理等。参考学时为80-90学时。

② 电磁场与电磁波课程是核心技术课的组成部分,同时是一些新兴边缘学科的理论基础,基本内容是:电磁场、电磁波、传输线和天线等。参考学时为80-100学时。

2.2.2 线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块

线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程是电子信息工程教育中重要基础课,是一门应用性很强的技术学科。线性、非线性电子电路课程的主要内容是:半导体器件、放大器、信号波形变换、功率电路、频率变换等。参考学时为150-160学时。

数字逻辑电路课程的基本内容是:逻辑门电路、数字电子学理论基础、组合逻辑与时序逻辑电路、大规模集成电路、模一数接口电路等。参考学时为70-80学时。

2.2.3 计算机科学与工程模块

由于计算机科学的蓬勃发展及其广泛应用,计算机系列课程是电子信息工程技术教育中的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,按照循序渐进的原则,我们认为包含以下基本内容:计算机数据录入技术、编程语言和基本算法、数据结构与程序设计方法、计算机原理与体系结构、操作系统与软件工程、人工智能、计算机网络等。

2.3 实践环节的改革在培养学生能力中的作用

实践环节的重要性不仅在于加强对理论的理解,而且在学生的工程能力训练和科研能力的培养方面有特别重要意义。实践环节包括实验课、综合专题实习和毕业设计等。

实验是实践的主要环节之一,实验课是综合理论和实验技术应用的联合体,它为学生掌握知识和发展能力的统一提供了最佳条件,是全面培养学生的实践能力(如动手能力、思维创造能力、自学能力、分析问题和解决问题的能力等)的基本环节。对培养学生的基本技能、探索精神、坚强毅力和求实作风等方面都有积极作用。综合专题实习的主要任务是培养学生的工程设计能力,建立正确的工程设计观点和经济观点。

毕业设计是对学生专业知识和能力的综合实践和考查,是学生在校期间受到的工程师素养和科学方法训练的最重要的环节,根据我们的经验,这一环节应当加强而不是削弱。

3 改革实践环节的方案

3.1 基础实验教学应突出能力培养使学生达到如下要求:

① 熟悉常用的元器件的性能及使用。

② 熟悉各种常用电子仪器的使用及各种测试方法。

③ 能设计、组装和调试常用电子电路, 检查和排除常见故障。

④ 具有一定的工程设计能力, 建立正确的工程观点和经济观点。

⑤ 能正确处理实验数据, 进行误差分析和撰写科学实验报告。

⑥ 能应用计算机进行工程设计和数据处理, 能利用计算机进行产品的辅助设计、分析等。

3.2 关于实验教学课程体系的初步设想

3.2.1 体系结构框图

根据原来按技术基础课分别开设实验课所存在的问题,为优化能力结构,设想将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门“基础电工实验”,内容安排由易到难,由简单到综合,覆盖整个电子技术基础学科的前两个模块。再开设一门课程设计性质的综合实验与综合实习,突出培养工程设计能力。将计算机能力的训练贯穿整个大学学习过程中,并与有关学科的教学环节相结合。考虑到计算机学科能为其它学科提供非常先进的工具,计算机学科的成果能为其它学科的发展创造前所未有的条件,因此在综合实习阶段和毕业设计阶段要尽可能地运用计算机学科的成果。

3.2.2 关于各实验模块的说明

(1) 课程设计性质的电路综合实验

电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目有:多级放大器、OTL功放、直流稳压电源、调制器、解调器、计数器、分频器及数字钟等。本实验安排在3年级分段进行。参考学时为60-70学时。

(2) 综合专题实习

综合专题实习使学生得到工程设计中的方案论证、工程计算、安装调试及撰写论文等方面的基本训练。综合专题实习应是电子信息工程系统的一个分机,或一个较小的设备,在技术上已较成熟,在设计与调试方面有典型性与先进性。例如:电视机安装与调试、音响系统安装与调试、数字调谐器、各类报警系统、电子裁判系统、家用电器的电脑控制等。本实验可安排在第7学期进行,可在校内进行,也可在工厂进行,可与生产实习、勤工俭学结合起来,实习期约为3-4周。

(3) 计算机能力训练

计算机能力训练包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计、计算机接口实验等。根据由浅入深的原则,全面贯彻中国计算机学会“93大纲”的要求,根据目前大多数高中毕业生的现状,可在第一学期安排计算机操作训练,然后是计算机编程训练;在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。另一方面,在电子电路、数字逻辑电路课程的基础上可以进行计算机接口实验,从而为利用计算机开发产品,进行综合专题实习作好准备。

围绕计算机学科的发展而进行的综合专题实习应在计算机应用的典型系统选题,如数据库管理系统、多路自动监测系统、综合业务数字网(ISDN)通信系统、人工智能系统等。上机时数为150-200小时。

4 结束语

本文在东南大学教改的基础上,根据学校的实际情况提出了实践环节教改的实施方案它将国内外教改指导思想的先进性与国内的实际情况的可行性结合起来,可以为绝大多数院校所接受。写作本文目的也在于抛砖引玉,以求加快教改的步伐。

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2.1、目的

我选择了《信号的调制与解调的matlab仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识,并学会利用所学的知识能,在设计过程中能综合运用所学知识内容,进一步熟悉和掌握matlab的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础; 掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

2.2、意义

从事电子通信业而不能熟练操作使用matlab电子线路设计软件,在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业,使用matlab等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势,这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。

3、国内外的研究现状和发展趋势

3.1、研究现状

matlab是由math works公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件,通过matlab和相关工具箱,工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

matlab 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,这样,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了 matlab 的应用领域,所以matlab自推出以来就受到广泛的关注,信号处理工具箱就是其中之一,在信号处理工具箱中,matlab提供了滤波器分析、滤波器实现、fir滤波器实现、iir数字滤波器设计、iir数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

3.2、发展趋势

由于我们所面对的工程问题越来越复杂,过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用 matlab 软件进行科学计算,能够极大加快科研人员进行研究开发的进度,减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费,从而获得最大的效能。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1、研究的主要内容

1、信号调制与解调的原理

众所周知,实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程,由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。因而,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的,如果将采样的频率放的高一些,数字的所造成的失真就不容易察觉了,采用计算机对信号进行处理的话,非常的方便,这也是数字代替模拟的的原因之一。

2、信号调制与解调的基本方式

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式,有振幅键控(ask)、频率键控(fsk)和相位键控(psk)。

在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号,再经低通滤波,滤除高频信号,即可获得所需调制信号,实现解调。

3、信号调制与解调的matlab教本程序编制

利用matlab 本身包含了 600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数,就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发,而且信号与系统,通信系统工具包可以很容易的使用matlab开发语言—— m 语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。

4、整个系统的实现过程

首先利用matlab编制教本文件,对信号调用相应的函数进行各种调制,产生各类已调波及对其进行解调,同时进行频谱分析,然后利用simulink工具箱对其进行解调仿真,通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。

4.2、信号的调制与解调的matlab仿真的应用价值

调制与解调是信号处理应用的重要问题之一,而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用matlab可以很方便的进行通信系统的分析和仿真,尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利,另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。

5、工作的主要阶段、进度

(1)、XX年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书,学习毕业设计(论文)要求及有关规定。

(2)、XX年秋季学期第12~20周

阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料),基本完成开题报告、外文翻译等任务。

(3)、XX年年春季学期第1周

进一步修订完善开题报告、外文翻译,使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。

(4)、XX年年春季学期第2周到第6周

完成各单元电路设计,protel辅助分析。

(5) 、第6周至第12周

完成电路制作,调试。

(6)、第13周

完成毕业设计,全部成果交指导老师批阅。

(7)、第14周

毕业答辩

6、最终目标及完成时间

完成硬件设计,提供protel电路原理图及pcb印制版图,最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。

完成时间:第15周

7、现有条件

现有protel软件及制作硬件的必要设备,可以完成本课题的研究与设计。

参 考 文 献

1. 谢自美等 电子电路设计、实验、测试。 武汉: 华中科技大学出版社。 XX年7月。 二版

2. 全国大学生电子设计竞赛组委会。 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编XX. 北京: 北京理工大学出版社。XX年1月。 一版

3. 孙继平等 900mhz dds|pll在矿井无线通信系统中的应用 煤炭科学技术 XX年10期

4. 张肃文等 高频电子线路。 北京: 高等教育出版社。 1993年4月。 三版

5. 王正谋 protel电路设计实用教程。 北京: 电子工业出版社。 XX年6月。 一版

6. 郭勇等 protel 99 se 印刷电路板设计教程。 北京: 机械工业出版社。 XX年6月。 一版

7. 许自图 电子电路彷真平台与教程。 武汉: 华中科技大学出版社。 XX年1月。 一版

8. 全国大学生电子设计竞赛组委会。 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编94-99. 北京: 北京理工大学出版社。 XX年1月。 一版

9. 曾兴雯等 高频电子线路。 北京: 高等教育出版社。 XX年1月。 一版

10. 肖玲妮等 protel 99 se 印刷电路板设计教程。 北京:清华大学出版社。 XX年8月。 一版

11. 刘庆泉 任波 刘寅生 跳频通信中变通带锁相环路(pll)的研究 沈阳理工大学学报 XX年02期

12. 彭烨等 一种应用于fsk调制器的数字可编程振荡器 四川理工学院报 XX年01期

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《数字通信技术》是通信技术、移动通信技术专业的一门核心专业基础课。这门课程先修课程有《电路分析基础》,后续课程有《通信终端原理与维修》《移动通信技术》等,学习本门课程可以培养学生对通信电子电路的认识,简单设计、调试与维修能力。

通过近年教学实践,数字通信技术在传统教学中存在以下主要问题。一是存在理论知识过多、学生基础差而难以接受的矛盾;二是教学方法单一,采用传统注入式授课,考虑教学进度多,顾及学生主动性少,导致学生学习积极性不高;三是在学生学习成绩评定中主要以理论考试为主,常忽视了学生实践教学环节表现,不利于学生专业动手能力的提高。基于上述原因,高职数字通信技术课程改革势在必行。笔者以山东轻工职业学院为例,从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行数字通信技术课程改革。

二、《数字通信技术》教学内容改革

高职教育的办学理念是培养具有创新精神的职业型、应用型的专门人才,在专业理论基础教学观念上要以“够用”、“适度”为原则,理论教学中避免过多过深的理论探究和数学推导同时增加实践教学环节,通过实验、实训培养学生通信基本操作技能。数字通信技术部分按照信号流程整合内容,分为终端技术(信源编码、信道编码)、基带传输技术、频带传输技术等模块,如下图1所示,将授课内容分为:数字通信认知、信道认知、信源编码、信号传输及通信系统同步等模块,其中在信道认识和信号频带传输两个模块增加了实验内容,该课程课时分配如表1所示。

三.《数字通信技术》教学模式改革

1.理论与实践相结合

让学生边做实验、边看现象、边听课,在做中学这种教学方式更适合高职院校学生特点。例如讲到脉冲调制编码时,讲解模拟信号变成数字信号后,可以通过实验室示波器来观测信号波形的变化,学生就能很快明白“PCM编码的过程实际就是模拟信号变成数字信号的过程”。通过理论与实践的有机结合,使学生对自己通过实验最终得出的结论有更加深刻的理解。

2.加强实验教学改革

减少验证型实验,增加设计型实验,将原有的实验进行优化组合,精简实验内容,以提高实验效率,例如给出具体电路图及实验要求,适当讲解相关知识点后,要求学生做一些简单实验,如讲到数字信号调制时可让学生自己动手完成电路的制作和调试,这样使学生提高动手能力并理解知识点。

3.开放式课堂的营造

教师在教材选取上不能只局限于一本教材,而需要参考最新的通信行业内部论文和相关材料,备课内容要不断更新和补充,使得教学内同在设置上能够紧跟先到通信的发展。同时授课方式也可多样化,对于新技术可以请一些校外专家、技术人员以讲座、论坛的方式进行教授,也可以让学生去实地参观,以便于理解和接受。

四.《数字通信技术》考核方式改革

改变传统单一笔试考核方式,建立多元化的考核体系。本课程考核评价以学生为中心,准确地考查学生在知识、技能、素质方面是否达到目标,全方位、多角度地反映出学生的综合能力及素质。其中,把项目评价和终结性评价相结合,以项目评价为基础,对成果进行自我评价和教师评价,注重学生参与学习与实践的积极性、创新能力、自信心的培养。

在制定考平方式时,必须合理增加实验及其他课堂以外教学成绩比例,以能力为标准,以运用为核心,区别于单一笔试的考评,应采取考核面广、比例适当的考试方式,例如《数字通信技术》课程总成绩(100分)=平时成绩(10分)+项目考核(60分)+终结性考核(30分),其中项目化考核与评分标准如表2所示。

五.结论

在数字通信技术课程改革探讨与实践中,山东轻工职业学院尝试多种手段来提高教学水平和完善教学质量。目前,该课程所选取的教学内容、教学模式和考核方法,能很好地帮助学生理解和掌握数字通信系统的知识点,提高他们的动手实践能力,同时也提高了教师的教学质量。

参考文献:

[1]杨鸿波,柴海莉,魏英.培养创新潜能的《电路分析》课程改革.

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自动化通信设备在运行过程中,会出现各种不同的故障,影响系统的运行,有时甚至还会起到破坏性的后果。我们要及时准确地查明故障所在,并且排除它,就必须对通信设备的故障分类和检修有所了解。

1 故障的分类

1.1 按故障性质分为软故障和硬故障

软故障是指由于软件系统错误而引发的故障。常见的软故障有程序错误、病毒破坏、操作失误,以及设置错误和盲目操作等。

硬故障是指设备硬件的物理损坏:一是人为和环境原因,如环境恶劣、供电不良、静电破坏或违反操作规程等原因造成;二是电器构件原因,如元器件、接触插件、印刷电路等损坏造成。

1.2 按故障影响范围和程度分为全局性、相关性、局部性、独立性故障

全局性故障是指影响到整个系统正常运行的故障;相关性故障是指某一故障与其它故障之间有着因果或关联关系;局部性故障是指故障只影响了系统的某一些项或几项功能;独立性故障特指某一元器件发生的故障。如电源熔丝熔断,使设备不能启动属全局性故障,而造成原因可能是相关的某一部件短路,即故障的相关性。局部性、独立性故障一般是统一的。

1.3 按故障发生的时间、周期分为固定性故障和暂时性故障

固定性故障指故障现象稳定,可重复出现,其原因主要是由于开路、短路、机械部件损坏或某一元器件失效引起;暂时性故障是指故障的持续时间短、工作状态不稳定、时好时坏的现象,其造成原因可能是元器件性能下降或接触不良等引起的。

2 检修过程的先后顺序

2.1 先分析思考,后着手检修

引发故障的原因可能是多方面的,而故障的现象,发生的时间也可能是不确定的。发现一个故障,首先应分析其可能产生的原因,并列出有关范围,寻找相关范围的技术资料作为理论引导。“现在就做”可能并不适合于设备的检修,即按部就班,循而有序是很重要的。

2.2 先外后内

任何时候冒然打开机箱都是不对的。只有在排除外部设备、连线故障等原因之后再着手进行内部的检修,才能避免不必要的拆卸。

2.3 先机械部分,后电子部分

应当先检查机械元器件的完好性,再检查电子电路结构以及机电一体的结合部分。

2.4 先静后动

即先在断电情况下检修,然后再接电。这里有一个原则性问题,即安全。

3 检修方法

3.1 直接观察法

直接观察有不接电和接电两种情况。首先应该进行不接电观察,利用人的感觉器官(眼、耳、手、鼻)检查有关插件是否松动、接触不良、虚焊脱焊、断线、短路、元件锈蚀、变焦、变色,电源短路、过流、过压和熔丝熔断等现象。经仔细观察机内外各元器件无误后,接电观察,看机内有无冒烟、打火、异常声响现象,如有赶紧关机,还可轻轻敲击机箱、构件,看有无接触不良,同时可用手触摸怀疑的元器件,看是否有过热现象并根据元器件过热程度以及温度做出相应的判断。

3.2 测量法

这种方法比较简单直接,针对故障的现象,一般能判断出故障所在,借助一些测量工具,能进一步确定故障的原因,帮助分析和解决故障。

常见的测量检查方法有电压检查法、电阻检查法和电流检查法。电压检查法是通过测量元器件工作电压并与正常值进行比较来判断故障;电阻检查法是测量元器件对地或自身电阻值来判断故障的一种方法,它对检修开路、短路故障和确定故障元件有实效;电流检查法是将电流表串入电路中测量工作电流,这种方法检修起来很不方便,亦较少使用。

3.3 插拔法

通过将插件“插入”或“拔出”来寻找故障的方法。此方法虽然简单,却是一种常用的有效方法,能迅速找到故障的原因。具体步骤是:

3.3.1 先将故障设备和所有连接设备的连线打开,再合上故障设备电源开关,若故障消失,查连接设备及连接线是否有短路现象(如碰线、短接、插针相碰等),若有,则排除;若无,则查故障设备本身。

3.3.2 将故障设备所有插件板拔出,若故障现象消失,则故障在某插件板上。若故障现象仍出现,则应仔细检查设备电源有无故障。

3.3.3 仔细检查每块插件板,观察是否有相碰和短路,若有则排除;若无再一块块地插上,开机、关机测试,这样很快就能发现哪块插件板上有故障。

3.3.4 找出故障插件板,再根据故障现象和性质判断是哪一个集成块或电子元器件损坏。

3.4 试探法

试探法是用正常的插件板或好的组件(大规模的集成电路)替换有故障疑点的插件板或组件来试探故障的一种方法。这种方法在调试和检修中经常使用,尤其是一时还搞不清故障在哪儿时,采用此方法更方便、直接。但如果故障很严重,有烧机现象,而又不能明确对象时,可不用此法,因为发生故障的插件板可能是具有破坏性的,随意替换可能会导致替换上的新插件板再损坏。

3.5 其它检修方法

3.5.1 隔离法,也称分段法,即将各部件分隔开来进行局部的检查,以确定故障的位置。

3.5.2 比较法,是用正确的特性与错误的特征相比较来寻找故障的原因。

3.5.3 升温法,就是人为地将环境温度或局部部件温度升高(用电吹风可使局部部件的环境温度升高,注意不可将温度升得太高,以致将正常工作的器件烧坏),加速一些高温参数比较差的元器件“死亡”,来帮助寻找故障的一种方法。有时设备工作较长时间或环境温度升高后会出现故障,而关机检查时却是正常的,再工作一段时间又出现故障,这时可用“升温法”来检查。

3.6 综合法

综合法是指把以上方法统一考虑起来处理故障。这样对处理一些比较复杂的故障,能及时、准确地找出故障原因并且排除它。

4 结束语

判定故障一定要有良好的技术知识作为基础,这样才能准确、及时发现问题和解决问题。另外,查找故障时,尽量拓宽自己的思路,把各方面能造成故障的因素都想到,仔细地分析和进行排除。

参考文献:

[1]乐光新.数据通信原理.北京:人民邮电出版社,1988.

[2]汪一鸣等.计算机通信与网络教程.北京:电子工业出版社,2000.

篇7

一、电子信息工程专业能力

电子信息工程专业作为新兴专业,顺应了知识经济、信息时代的教学、科研和生产发展的需要。但随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设电子信息专业的院校逐步增多,未来毕业生的就业形势会更加严峻,竞争会更加激烈。毕业生的质量是电子信息专业竞争成败的关键。从培养规格看,本专业学生应具备各方面的能力,由此我们将培养规格中的各种能力进行分类,整理出与之相对应的各门课程,具体分类如下:

1.工程计算基础能力。主要包括:数学计算及应用能力、建模能力、时域、频域分析,主要涉及的课程有:高等数学、大学物理、工程数学、信号与线性系统。

2.外语应用能力。包括:听、说、读、写能力,本专业英语文献阅读能力,主要涉及的课程有:大学英语、EDA技术与应用等。

3.计算机应用能力。主要包括:计算机基础应用能力、程序的设计能力、典型微机系统的分析和应用能力,主要涉及的课程有:计算机应用基础、计算机语言、C语言程序设计、EDA技术与应用、微机原理与应用、单片机原理与应用、单片机技术及应用综合训练。

4.电子工程基本分析与应用能力。主要包括:常用电子仪器使用能力,电子电路分析、应用能力,单片机应用能力,EDA应用能力,阅读与绘制电气图能力。主要涉及的课程有:电装实习、电气绘图与电子CAD、电路原理、模拟电子技术基础、数字电路、电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、单片机原理与应用、EDA技术与应用、模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机技术及应用综合训练。

5.电子信息产品的分析、设计、安装、运行维护等应用能力。主要包括:工业标准的理解能力,电子信息产品分析、方案的理解及初步的设计能力,方案实现和系统测试能力,电子设备维护检修能力,跟踪新技术能力。主要涉及的课程有:工程制图与CAD、科技信息检索、通信电子线路、电视技术、电子测量、家用电器技术实训、传感器与检测技术、计算机网络与通信、通信电子线路实验与设计。

6.专业综合能力。主要包括:根据实际应用需求,综合运用所学知识进行电子系统方案设计与实现,创新意识和实践能力,获取新知识的能力。主要涉及的课程有:数字电视、家用电器技术实训、无线电调试中级工实训与考工、毕业设计。

7.技术技能能力。主要包括:获得无线电调试工技术技能能力和考工证书。主要涉及的课程有:测试技术与仪器、大屏幕彩色电视接收机、数字图像处理、无线电调试高级工实训与考工。  8.研究与创新能力。主要包括:培养学生独立思考、探求真理的科学精神,培养学生的创新意识和创业精神,提高学生的科学研究能力,巩固和扩展学生所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高学生运用理论知识分析、解决问题的实践能力。主要涉及的课程有:电子应用基本模块训练、数字化测量的实践训练、常用控制系统的设计实践、科研实践、产品开发。

二、专业能力实现的三个层次

1.基础训练。主要通过课堂实验、电子工艺实习等环节,训练学生识别选用电子元器件,使用常用电子仪器仪表,测试简单电路、掌握焊接安装工艺等。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器仪表和科学测量电路方法,为后续实训环节打下基础。

2.模块训练。就是对某一门或几门课程进行专项实训,也就是课程设计,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好准备。

3.综合训练。主要采用项目、大型设计竞赛、毕业设计等形式。项目主要是在教师指导下,申报校级或院级项目,或是参与教师课题等;大型设计竞赛指的是,参加全国大学生电子设计竞赛、重庆市盛群杯单片机竞赛等;毕业设计是在教师指导下完成最后阶段的教学实践环节。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力。

三、改革评价体系,全面提升学生素质,增强就业能力

目前,各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高,对应聘者的要求不仅仅是专业能力,还包括人际交往、组织协调、沟通、适应、团队合作、创新等能力。因此,要求学生对自己所学专业的基础知识牢固掌握的同时,要积极参与社会实践,将所学知识与社会实践紧密结合,只有积极参与社会实践,参加各项活动,才能得到各方面能力的锻炼。为此,必须改革大学生评价体系,改革以前在评优评先中只看学习成绩的做法,增加学生个人素质评价等相关内容,才能全面提升学生素质。如学生个人素质主要包括:基础文明素质、政治素质与道德修养、社会实践与调查、科技文化艺术和体育活动、社团活动和社会工作和课外读书活动等内容。本文以电子信息工程专业为例,就本专业学生应具备的专业能力,以及专业能力的实现的几个层次进行了探索。为全面提升学生素质,提高就业能力,还应包括人际交往能力、组织协调能力、沟通能力、适应能力、团队合作能力、创新能力等非专业能力,对如何提高这些非专业能力还有待进一步探索,也期待同行的指点。

参考文献

[1]高见芳.关于高职电子专业能力的培养探索[J].当代教育论坛,2010,(10):61-62.

[2]曲秉春,金喜.在提高大学生就业能力的对策研究[J].经济纵横,2009,(9):43-44.

篇8

通信工程;课程体系;实践改革

1通信工程专业课程体系改革的必要性

随着通信技术迅速发展和革新,社会和用人单位越来越要求人才具有一定的综合素质能力并熟练掌握通信技术,所以迅速发展的通信技术对传统的高校通信工程专业发展带来了前所未有的挑战。以一些高校的通信工程专业为例,传统的通信工程专业课程体系存在以下几方面的问题:

1.1课程体系结构不合理

传统的通信工程专业课程中理论课程比较多,前沿技术比较少。教程的内容比较陈旧,更新缓慢,技术滞后,与通信技术的飞速发展脱节。另外,各门课程之间的衔接不紧密,学科知识缺乏系统性等等。

1.2实践环节薄弱

在高校教学中“重理论,轻技术”的现象非常的严重,通信工程专业中该现象尤为严重。实践教学内容多数为验证性的实验和课程设计,与通信技术严重脱节。在企业的实习实践短,而且专业对口的实习岗位较少等等问题。传统的通信工程专业课程体系结构严重的限制了对新型技术性人才的培养,课程建设是提高教育质量的关键环节,是教学建设和改革的核心,关系到人才培养目标的实现和人才培养质量的提高,所以对通信专业的课程体系进行改革势在必行。

2通信工程专业课程体系改革的目标与原则

通信工程专业课程体系改革要以就业为指导方向,确立“厚基础、宽口径、高素质”的人才培养目标,是高校教育达到职业化、是实训化的目标。校企双方合作办学、合作育人、合作就业、合作发展,共同确立课程体系改革遵循以下原则。(1)以专业基础的深化和创新能力的提高为目标,注重通信系统的理论分析、设计和实践能力的培养,注重通信电路的应用能力、计算机与网络通信应用与开发的能力培养。新的课程体系注重学生知识与技能的结合,强化学生职业能力训练和工程素质的培养。(2)以“通信工程专业发展战略研究报告”为指导制定通信工程专业课程体系,其中包括理论课程教学和实践教学两部分组成。根据分析通信技术的发展趋势,在对通信工程专业的建设和发展过程中对下一代的网络技术、光通信技术和无线移动通信技术等几个专业方向予以高度重视。(3)遵循“理论够用为度,突出应用技能培养”的原则设置课程体系。体现课程内容的“少、新、精”,并要同时兼顾各门课程的交叉衔接。(4)以新技术的发展和应用为导向。物联网已经成为了国家战略性的新兴产业之一,在通信技术中具有重要的位置,课程体系的改革要注重培养物联网产业所需要的人才,从而使通信工程专业的人才培养占据更大的优势。

3通信工程专业课程体系改革的措施

课程体系改革是提高教育质量的关键环节,是教学建设和改革的核心,关系到人才培养目标的实现和人才培养质量的提高。这是一项重要的工程,涉及到很多的方面,需要从教学内容、实验环节、教材、教学方法与教学手段、考试方法改革几个方面进行。

3.1教学内容改革

对通信工程专业课程内容进行整合和更新,重视对不用课程之间知识的衔接,将每章、节的知识进行分析和优化。密切跟踪现代通信新技术的研究成果,使学者可以在掌握基本理论知识的同时还可以对最新技术的发展有足够的了解。要注重通信电子电路在各种功能实用电路中的系统应用,引入数字载波机和中低压电力线通信技术等内容。

3.2实验环节改革

在传统的实验环节中,教师设计好的成题较多,学生自己设计的比较少;验证性的实验比较多,综合性设计的实验比较少,实验缺乏层次感,实验环节薄弱,不能够达到理想的教学目的。所以在对通信工程专业的课程通信进行改革时,要采取有效的措施改革传统实验的弊端。调动学生的积极性,增加综合性、设计性的实验,引导学生分析思考问题,独立完成实验任务。根据学生的实际情况,采取分层次教学,建立完善的实验室管理制度,保障实验时资源最大化利用。

3.3教材建设

选用国家级精品教材、国家级规划教材和面向21世纪教材作为教学用书和教学参考书。并出台政策鼓励教师出版高质量的自编教材,近几年正式出版了《信号与系统基础教程》、《电力系统通信技术》、《多媒体技术》、《通信系统原理》、《通信电子电路》、《通信电子电路综合实验》等高质量的教材,并编写了十几门课程的实验讲义,教学使用效果显著。

3.4创新教学方法

根据CDIO教育理念实施人才培养模式,引入项目和案例及现场教学等方法进行应用理论和工程技术类课程的讲授。联系实际激发学生的学习兴趣,将学生课堂参与、课堂反馈、教师传授知识系统性和知识更新性等作为评价标准。通过项目的设计、构思、实施过程进一步培养学生的工程推理和解决问题的能力、实验观察、数据分析、发现知识的能力和综合思维能力。

3.5改革考核方法

通信技术的发展很迅速,所以教学内容比较复杂并不断的有新的教学内容添加进来,单纯的传统试卷考核形式严重的束缚了学生的学习兴趣,不能够有效的考察学生的创新能力和解决问题的能力。所以可以根据不同的教学内容采取多种考察方式,如开卷、口试、演讲、提交论文等方式。在考察内容上,加强对学生运用知识解决问题的能力和创新的能力考察。另外,对于经常无故旷课、迟到、早退、不遵守课堂纪律的学生,要严格按照规定管理。使学生严肃对待所学课程,并为下届学生树立榜样。

4结束语

通信技术是我国发展比较迅猛的产业,已参与到了国际竞争当中。高校的通信工程专业就是培养通信技术人才和相关领域人才的重要基地,其课程体系的研究和实践决定了培养对象将具有的知识、能力和素质结构,同时决定着教育思想能否成为现实。本文通过对传统通信工程专业的弊端分析,进一步完善了课程体系的结构等问题,并结合构建的课程体系进行了主干课程精品化、专业课群特色化、方向选择自主化、技术讲解前沿化的探索与实践,培养的人才受到社会和企业的普遍好评。

作者:彭辉 单位:武昌理工学院通信工程1201

参考文献

[1]齐兆群,王文博,桑林.通信工程特色专业培养方案的研究[J].北京邮电大学学报,2010,12(2):95-98.

[2]查志琴.通信工程专业人才创新能力培养与课程教学改革[J].常州工学院学报,2009(1).

篇9

一 前言

数字电子技术是计算机及通信类专业的重要的专业基础课,其中关键的环节就是培养学生的实践能力和解决问题的能力,因此,生动形象的课堂教学和全面的实验体系对教学效果和知识的应用能力有着非常重要的作用。然而,由于实验仪器的的老旧,数量有限,使得实验的开出率以及实验内容的扩展都受到限制。为顺应现代教育的发展,实施的现代化远程开放教育,将计算机虚拟仿真技术应用于数字电路教学中。其中理论教学结合多种教学方法和现代化的教育技术,将基础知识和理论形象地表现出来,有助于学生理解。课堂教学和实验教学都利用计算机虚拟仿真软件将所学理论联系实际,并加以应用,在此研究基础上提出了基于虚拟仿真技术的所有电子技术课程教学的新模式。

二 计算机虚拟仿真技术

虚拟现实(Virtual Reality)技术,简称VR,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等多个领域。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境――虚拟环境,可以逼真地模拟现实世界(甚至是不存在的)的事物和环境,人投入到这种环境中,立即有“亲临其境”的感觉,并可亲自操作,与虚拟环境进行交互[1]。

计算机虚拟仿真技术,是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上,利用计算机技术将仿真技术与虚拟现实技术相结合,是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器,也可以是其他的虚拟仿真系统,更多的是计算机。实体在虚拟仿真软件所提供构建的环境中相互作用,以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征,可以满足现代教育的发展需求[1]。

三 课程教学的若干问题及改革研究

对于理论教学环节,首先是教学内容陈旧。当前大中专院校所用的教材内容都是十几年前的,即便是近几年出版的教材,也只是内容的深浅不同,体系结构基本相同。比如教材中主要说明的74LS系列的芯片在目前实际应用中已经被淘汰,真正是学的没用,用的没学。现在的学生在学习中,非常关注所学知识的实用性,如果不能学以致用,就影响到学习兴趣和学习积极性。因而在课程教学中要及时更新教学内容,讲解传统芯片的同时多介绍一些现在普遍使用的芯片,当然也要根据学生学习程度,最大可能激发学生的兴趣[3]。

其次是教学方法。常用的教学方法无非就是这几种:讲授法、讨论法、谈话法、阅读指导法。根据课程的特点和教学要求,不能一成不变的套用传统的教学方法。这些方法对有些课程很有效,但是对计算机课程不一定全部适合,因此需要探索适合本课程需求的新的教学方法。笔者在教学中通常有如下几种方法:讲授法,这是传统的教学方法,教师口述基本事实、原理和推理过程。部分定理,原理及产品采用讲授法。例举法,就是以典型例题说明某个定理或元件的应用,这是本课程用的最多的一种方法。在数字电路课程中有很多芯片的实际应用,有些是针对某部分内容的很典型的例子,这些例子对于学生理解和掌握此部分知识非常有用。任务驱动法,就是教师布置一些运用某个知识点的题目,要求学生在课堂上有限的时间里做出来,并检查完成情况。这样学生对该节课所学知识从理论到应用有了一个全方位的认识,而且对每个知识点掌握得都比较透彻,这是近年来比较流行的一种教学方法,也是计算机专业课程特有的一种教学方法,对提升教学效果有显著作用。

再次是教学手段,不是单纯的使用多媒体课件,而是结合计算机专业特点引入现代化教育技术和手段,很多典型例题用计算机仿真软件在课堂验证,让学生直观形象地了解电路的工作情况,从而掌握电路或芯片的应用。

对于实验教学环节,首先是实验设备简陋。很多高校数字电路实验设备包括我校仍然使用老式实验箱,即由固定数字电路芯片搭建的实验,学生只能按实验教材设计的实验按步骤做固定的实验,实验内容都是以芯片讲解为主,目的是对芯片功能进行验证。因此学生把实验课当完成任务,实验环节没有促进教学,相反影响了教学效果。很多新的芯片不能认识和实践,使得实验教学方法与实际应用的要求严重脱节。其次在实验教学过程中,由于实验设备老化,个别元件被损坏或接触不良,导致学生实验中,出现一些问题,电路连接完全正确,但是就是得不到正确结果,结果费了很多时间去排除故障,这样做实验当然激发不了学生的兴趣,相反还会阻碍他们进一步探索。再次,由于实验条件的限制,实验项目只能停留在验证性实验层次,学生的设计能力和综合应用能力都得不到提高,利用电子电路的计算机虚拟仿真软件multisilm10就可以解决这个问题,利用这个软件可以自行设计集成电路,综合应用各种芯片,完成所有的数字电路实验[4]。在教学实施中,根据学生情况分验证性实验、设计性实验和综合性实验三个层次完成实验教学目标。

四 计算机虚拟仿真技术在课程教学中的应用

1 课堂教学中的应用

在课堂讲到门电路的工作原理或集成电路的应用时,可以现场用计算机仿真软件演示电路的工作过程,使学生更好地理解门电路的工作原理和芯片的工作情况。从而掌握电路的应用。这样,教学过程是由原理到应用,由简单到复杂,由抽象到现实,循序渐进地完成理论知识的学习。数字电路的基本单元是门电路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分对于大部分同学来说都是难点,如何突破这个难点呢?利用软件建立仿真电路,真实地展现输出电压随输入电压的变化情况,就会获得很好的效果。下面是利用仿真软件说明TTL与非门工作原理的课堂实例:

(1) Vi=0V,输入接低电平。那么Q1导通,Vb1=0.8V,Ib5

(2) Vi=3.6V,输入高电平。那么Q1的发射极电流从发射极(0.852mA)流入,从集电极流出,Q1的发射极和集电极倒置状态。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,导致Q2、Q5导通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。输出Vo=0.018V。其电路仿真如图2:

2 实验教学中的应用

大学生需要有独立的设计能力和对电子器件的综合应用能力,这就决定了本课程的实验体系应该是三个层次,在简单的验证性实验的基础上必须开设有创造性的设计性实验和综合性实验。然而实验室有限的数字电路实验箱只能做几个简单的验证性实验,无法满足设计性实验和综合性实验的设备要求。但是,利用电子电路的计算机仿真软件就可以扩展实验室,提供所需要的一切电子元件和芯片,搭建任意难度,任意复杂的电路,并验证其正确性。同时利用仿真软件的可配置性,配合适当的电路可做出多种不同的应用。在实验课程中,提前给出了三种实验的一些题目和内容,要求验证性实验必须都完成,设计性实验可选做一至两个,综合性实验选做一个。下面简要说明学生利用仿真软件选做的数字电子钟逻辑电路的设计实例。

要求用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟,选用器材主要有:安装有仿真软件的计算机若干台,集成电路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、电阻、电容若干,数码显示管,三极管、开关若干。

提示设计方案,包括数字电子钟的电路框图和四个主要模块的实现细节,学生依据电路框图和提示信息设计逻辑电路图,并将其在虚拟实验环境中用仿真电路实现。下面给出数字电子钟的电路框图。

篇幅所限,参考电路就不给出,但是通过这个实例可以看出虚拟仿真技术在课程实验中的重要作用。不但节省很多设备购置费用,不受地点和环境的限制,而且和真实实验具有相同的效果。既然如此,为什么不广泛应用呢?

五 总结

论文对数字电子技术课程教学提出很多问题,在实际的教学实践中对这些问题进行了探索,将计算机虚拟仿真技术引入教学中,采用现代化教育手段进行课程改革。课堂教学提出了很多适合本课程并行之有效的教学方法,重要电路工作情况的计算机仿真演示,部分例题的计算机仿真验证,增强其直观性和真实性,加强学生的理解。实验教学也利用计算机仿真软件,采用虚拟实验和真实实验相结合的方式,扩充建立了虚拟实验室,扩展了实验内容,在无需花费很大代价的情况下,满足了设计性实验和综合性实验的条件,从而完成三个层次实验体系的建设。在本文的研究基础上,可将虚拟仿真技术推广应用到所有电子技术课程教学中,引发电子技术课程改革的新局面。

参考文献

[1] 吕,邓春健等.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑,2008,(6).

[2] 刘静,边晓娜等.基于EDA平台的虚拟电子实验研究与实践[J].计算机教育,2007,(7).

[3] 黄培根等著.multisim 10 计算机虚拟仿真实验室[M].北京:电子工业出版社,2008.

[4] 黄荻.融入EDA技术,深入数字电路课程改革[J].中国现代教育装备,2008,(2).

[5] 江晓安等编著.数字电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

篇10

一、主要改革内容及实施情况

(一)充分发挥培养计划在引领学生创新能力

在2014级电类学生培养计划修订中,对电类三个专业的学科基础课、专业核心课、专业方向课、专业选修课、集中实践教学环节进行课程调整、学时调整。充分发挥培养计划在引领学生创新能力培养中的核心作用。

(1)2014级船舶电子电气工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是将“单片机原理及应用”课程(36+20)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验分别独立的两门课程。

在专业核心课中:取消了“船舶通信与导航”课,改列为专业选修课。

在专业选修课中:取消了电子综合设计辅导(2学分、24+8学时、第5学期)课,新增加了“电子技术创新实验辅导”实验课程(1学分、32学时实验、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子技术课程设计”(2学分、2周、第3学期)新增了针对性更强的两门“模拟电子技术课程设计”(1.5学分、1.5周、第4学期)及“数字电子技术课程设计”(1学分、1周、第4学期)课;二是将“单片机课程设计”(1学分、1周、第5学期)改成(1.5学分、1.5周、第4学期);三是取消了“船舶电气设计与检验课程设计”(1学分、1周、第6学期),新增了“船舶机舱测控系统课程设计”(1.5学分、1.5周、第6学期)。

(2)2014级电气工程及其自动化专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消了“电气工程导论”课程;二是取消了“计算机辅助设计”,新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);三是将“单片机原理及应用”课程(42+16)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;四是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验独立的两门课程。

在专业核心课中:一是将“单片机原理及应用”调整到学科基础课;二是取消了“供配电系统”课程(2.5学分、36+4学时、第7学期),改增为“工厂供电”课程(3学分、40+8、第7学期);三是将“检测与转换技术”(2学分、26+6学时、第4学期)学分调整为(2.5学分、28+12学时、第4学期);四是将“自动控制原理”课程(3.5学分、48+8学时、第5学期)学分调整为(4学分、52+12学时、第5学期)。

在专业方向课中:一是取消了“变压器应用技术”课程(2学分、28+4学时、第7学期);二是取消了“船舶动力装置与辅助机械”(2学分、28+4学时、第6学期)课;

在专业选修课中:一是取消了6门课程,分别是:信号与系统、文献检索、企业管理、电气工程专题讲座、集散控制系统、电子综合设计辅导;二是新增“电子技术创新实验辅导”(1学分、32学时实验、第5学期)、“新能源技术”(1学分、16学时、第5学期)两门课程;三是将“AUTOCAD”课程(2学分、16+16上机、第5学期)改为实验课程(1学分、32学上机、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“专业综合课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“测控技术课程设计”(1学分、1周、第5学期)及“电气控制技术课程设计” (1学分、1周、第6学期)两门课程。

(3)2014级电子信息工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消“计算机辅助设计”(16+16)课,改成了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是增加了由专业核心课调整来“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验);三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论(56)与实验(16) 两门独立的课程。

在专业核心课中:取消了“信息论与编码”(24+8)课程并调整“单片机原理及应用”课程(40+16)到学科基础课。

在专业方向课中:一是在通信系统方向:将“程控交换”(32)课程换成为“移动通信”(22+10)课程;二是在嵌入系统方向:将“ARM处理器原理及应用”改为“嵌入式系统”(22+10),新增“ 计算机操作系统”(16+16(上机))及调整来“ 电子综合设计辅导”(16+16);而“DSP原理及应用”、 “多媒体技术”、“ 电子设计自动化”调整到专业选修课中;三是取消了电子系统设计方向。

在专业选修课中:一是取消了“复变函数与积分变换”、“JaVa语言程序设计”、“数据结构”、“数据库技术及应用”、“Linux软件设计”、“计算机接口与通信”、“自动控制原理”、“电视原理”8门课程;二是由专业方向课调整来“DSP原理及应用”、“多媒体技术”、“电子设计自动化”3门选修课;三是新增“专业导论”、“学科前沿信息”、“新能源技术”、“现代控制理论[双语] ”、“信息论与编码”、“集成电路设计”、“计算机网络安全”7门课程。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子设计方向专业课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“工程训练C”(1周,1学分),调整了“模拟电子技术课程设计”(2周,2学分)、“数字电子技术课程设计”(2周,2学分)、“单片机原理及应用课程设计”(4周,2学分)。

(二)加强几门关键课程的课改示范工作,提升课程在电子能力培养中的关键作用

(1)电子综合设计辅导课程的教改实施情况

电子综合设计辅导课程是训练学生综合设计能力的课程。学院2009年起将原来的“电装实习”改成(电子装配)“工程训练”和“电子综合设计辅导”(2学分、24+8学时、第5学期)两门课程,并结合课余电子制作训练作为补充。电子综合设计辅导课程每一年的设计制作内容在原有的基础上都有新增,加强设计内容的新型性和实用性,至今实验室已有50多个设计实训模数电路板。2014版培养计划中“电子综合设计辅导”课程调整为实验课程“电子技术创新实验辅导”(实验30学时)。

电子装配工艺训练对学生的知识基础要求较低,在原2010版教学计划中安排在大一第二学期进行,重点是训练学生的电子电路焊接技术,为以后的电子装配打下基础。教学时数为一周,时间上分散进行,历时半个学期。电子综合设计辅导课程是学生进行电子设计的入门课,除公选课、选修课形式外,兴趣小组形式的学习培养也是一个最有成效的环节,使得对电子设计有基础、有兴趣的同学得到充分发挥与提升能力。对电子制作训练做到有计划性,一般分为四个阶段:

第一阶段:为电子制作基本能力训练。安排在入学后的第二学期,以兴趣小组形式进行。内容主要为:焊接技术训练、认识基本元器件(学会万用表的使用)、识图、音频放大电路制作。

第二阶段:电子制作入门训练。安排在入学后的第三学期,以公选课的形式进行。主要学习绘图、制作与测量(学习Protel(Altium Designer)软件的使用,学会常用电子仪器的使用,利用波形图分析电路的工作状态,分析能力训练),内容有:简单电源电路、电动机驱动电路、光控灯开关电路、温控加热器电路等。

第三阶段:电子设计基础训练。主要是结合理论知识设计电路,安排在入学后的第四学期,以选修课的形式进行。内容有:音响电路(含音调电路、功率放大器电路)、隔离放大器电路、充电器电路等。

第四阶段:电子设计综合能力提高训练。主要为综合设计中、大规模电路,安排在入学后的第五学期,以选修课的形式进行。内容有:抢答器电路、开关电源电路、数控电源电路、无线通信电路、锁相环振荡电路、转速检测电路、充电器电路。

(2)单片机原理及应用课程的教改情况

单片机作为电子自动化控制的主要手段,其作用越来越重要。我院该课程为省级精品课程,课程组老师进行了一系列的教学实践,编写了新的教学文件,每年修改电子教案、课件,出版新的教材与实验指导书,不断完善学习资源,实施电子考试等等,为学生的自动化电子设计起到了重要的支撑作用。在2014版教学计划中理论学时改为32,实验改为独立设课,学时为32,课程设计为1.5周。单片机实验电路板全部为校内老师设计制作,实验室至今有单片机综合应用设计电路板30多件。

(3)新增电子技术实践公选课

针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始学院在二年级学生中设立“电子技术实践”公选课程,从学生学习电子技术知识的初始阶段就引导学生向技术应用方向发展,培养学生理论联系实际、实际凝练为理论知识的能力,拓展学生的创新思维能力。电子技术实践课程在一定程度上打破课程的专业界限、学科界限,使得知识、技术、信息等多方面融会贯通,在还不能完全打破现有教学模式的情况下,以教学实验班的形式增加一个补充教学环节,以音频功率放大器的设计制作为立足点,从应用目标出发搜索知识点,解决技术问题,培养思维方式。电子技术实践公选课作为教学模式创新探索,在教学过程中最大程度地改变学生被教师控制之下被动地学习的局面,改变单纯死记硬背完成学业的局面,转而让学生养成从解决问题的角度去思考、查找知识,提高学生的主观能动性、创新意识。在教学环节上将实验教学、理论教学、课程设计三点连成一线。在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求,适应技能考证的要求,适应用人单位对应用型人才的需求。

(三)编写、修订教材、教案,建立完善教师与学生教学学习资源

编写出版《电子综合设计常用模块与实例指导》、《单片机设计实例集》等实践指导教材;为学生开展考证培训修订《电子工程师考证培训讲义》等;编写新的教学文件及电子教案、课件等,建立完善教师与学生教学学习资源。

一是修订出版了《单片机实验与课程设计指导(Proteus仿真版)》、《电子设计常用模块与实例》、《单片机设计实例选集(一)》、《51系列单片机原理及应用》等实践指导性强的教材;二是在原网络课程的基础上进行了单片机慕课网站的建设,新编了150题左右的作业练习题库;三是修改2014级教学大纲、电子教案及课件;四是设计开发2014级用的新实验电路板并用于每年的学生电子设计竞赛训练。

(四)加强实践能力培训,提高学生的综合能力

加强实践能力培训,提高学科竞赛的获奖数量、提高学生、专利证书数量、提高学生电子工程师/板级工程师/电工等从职证书数量。

(1)加强了学科竞赛的辅导力度。一是组织学生电子协会,每周至少开展一次活动,以加强低年级同学的基础技能训练;二是与飞思卡尔智能汽车竞赛相结合,利用各种提高学生能力的资源,充实学生的实践活动;三是培养充实指导教师力量,2014年学院的指导教师队伍扩大至9人,落实了组队学生与指导教师的互选环节,密切指导教师与参赛学生的联系,特别是在暑期中通过明确训练计划、训练内容增加指导教师的投入精力;四是针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始在二年级学生中设立电子技术实践公选课程,在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求。

(2)重视指导学生、申报专利工作,培养科学研究能力 。通过学生课程设计、毕业设计、电子竞赛、省创新研究项目等实践,指导学生以论文或专利的形式固化研究成果,近年来学生发表的电子设计类论文、实用专利、省大学生科技创新(电子电气类)项目、国家级大学生创新创业训练项目增加明显。

(3)加强校内电子工程师等考证培训工作。学院培训中心通过了市职业技能鉴定条件验收,成立了市“职业技能鉴定所”和电工方面考证员,可进行中、高级电工,中、高级维修电工,初级电子设计工程师、板级设计工程师、单片机C语言程序设计师7种电子电气类证书的证书认定,为学生培训考评提供了极大的便利。

(4)加强了毕业设计真题实做的要求。学院将毕业设计任务早计划、早布置,以提高毕业设计论文的真题实做时间,现一般是在第7学期初就布置任务,毕业论文答辩分二次进行,在较长的时间内可给学生留出较多时间完成高质量的毕业设计论文,学生毕业设计真题实做的比例在90%以上。

(五)落实考证考级替代学分考试的制度

落实考证考级替代学分考试的制度,将提高从职能力的技能考证、考级、竞赛奖等纳入到教学学分中。

学院出台了关于《本科生毕业设计(论文)替代管理办法》(试行)的文件,规定了5类学生学业成果(考证、考级、论文、专利、竞赛奖)或经学院本科毕业设计(论文)工作小组认定可以代替毕业设计(论文)的其他成果可替代毕业设计(论文)学分。

二、实践成果

两年间,学生在电子工程师、电工考证、学科竞赛获奖方面成绩提高明显,取得电子工程师证书30 人;电工证书192人;在大学生电子设计竞赛中,获省一等奖学生为9人,二等奖学生为18人,三等奖学生为21人;在全国(省)飞思卡尔智能汽车竞赛及智能机器人大赛中获一等奖6人,特等奖2人,二等奖9人,三等奖24人。两年间,学生发表电子设计类论文10篇,取得电子设计类实用专利35项。

三、不足分析

一是教学计划改革后课时量压缩造成教师“抢课”现象,并由课程门数增多及投入精力不足造成教学改革的实践效果下降;二是团队精神在学院教改项目中体现不够,大多数教师还是安于老的教学方式,教改积极性不高,大范围的教改项目推进困难。

提高教学质量不仅需要领导重视,更需要教师的人人参与。教学改革不能停留在口号上,更应建立在教师行动上。高校要把提高教师的影响力与学生的竞争力作为学校发展的基本目标,以社会需求为导向,进一步改革人才培养模式,为社会输送合格的创新创业型应用人才。

参考文献:

[1] 唐树森,李维. 电气信息类专业基础课程综合改革的研究与实践[J]. 中国电子教育,2004,03:44-46.

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【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0043-02

1.引言

高频电子技术课程是电子信息类与通信类专业的一门重要的专业基础核心课程,在整个学科体系中具有承上启下的重要作用,在专业基础知识体系中有着不可替代的重要地位。该课程的特点是专业性、综合性强,涵盖了高等数学、信号与系统、电路分析、数字电子与模拟电子等知识的应用,对学生基础知识结构要求高。通过本课程的学习,学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在课程实际教学过程中,学生普遍反应该课程抽象、难懂,难以掌握,存在排斥情绪。此外该课程实验复杂,且由于高频电路的特点,在实验过程中,输出波形与数据易受干扰致使波形失真,实验数据与理论数据出入较大,实验教学效果也不理想。基于上述情况,为提高教学效果,在高频电子技术课程的教学过程中可积极引入虚拟仿真技术。通过仿真,可以让抽象的理论通过仿真得到验证,学生易于接受。同时利用仿真软件还可以进行一些实际操作受外界干扰大的且不容易调试的实验,如混频,调幅与解调等等,既解决了实际高频实验中存在的实验复杂,实验效果不理想等问题,同时也节省了实验耗材的经费投入。

2.软件介绍

目前电路仿真软件有很多,每种仿真软件都带有了出版公司自己的特点。根据软件的应用领域和模型以及推广程度,电路仿真软件大致有以下几种:

(1)PSPICE[1]: SPICE是由美国加州大学伯克利(Berkeley)分校电工和计算机科学系分校开发,1972年首次推出。PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国Microsim公司开发,并于1984年首次推出。能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析,该软件现已成为微机级电路模拟标准软件。

(2)Multisim[2]:该仿真软件的前身是EWB(Electronics Workb

?鄄ench), 是加拿大IIT公司在20世纪80年代后期推出的用于电子电路设计与仿真的EDA软件,一经推出就受到各界好评,尤其在教育领域取得了巨大成功。与其他电子电路设汁软件相比具有界面直观、操作方便等优点。创建电路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上元件库和仪器库中直接选取。电子电路的分析、设计与仿真工作都可通过点击鼠标实现,不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣,而且大大提高了电路设计工作的质量和效率。

(3)Saber:和PSpice和multisim类似的软件,可以用于系统仿真和电源仿真,在电源仿真方面很有优势,比如大电流,该软件主要用于理论仿真和验证。

(4)ADS:安捷伦公司的顶级理论验证软件,主要用于高频仿真,功能强大,可以用于pcb的验证设计,IC验证设计,系统验证设计(CDMA,DVBT等),是理论仿真的顶级软件,但是让学生在短时间内熟练应用很不容易。

以上介绍的软件都可以应用在高频电路仿真中,但是通过比较,Multisim软件更适合在教学过程中使用,该软件支持直观的示波器图形,带有3D元件库,器件参数修改简单,最重要的是该软件的使用易于掌握,所以在高频课程教学改革实践中采用了multisim软件作为仿真软件。

3.基于虚拟仿真技术的高频电子技术课程教学改革思路

近年来,随着我国高等职业教育改革的不断深入,以“能力本位”为出发点,进行项目化教学改革,是目前高职教学改革的方向之一。高频电子技术课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点,找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目,并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去,因此我们把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习,每个项目学习中又含有若干个教学任务,学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能,最终完成项目,所以该课程实行理实一体化教学[3]。

课程项目的选取根据高频课程的特点,采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求,所以教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识。无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FM/PM调制的所有知识。

4.虚拟仿真技术在高频课程教学改革中的应用

课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法,把原本相对独立的一些课程内容,设计成两个大的项目,按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化,分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下:

所以该课程必须要在理实一体化教室完成。任何一子项目或任务的完成都必须先经过虚拟仿真验证才能进行实物的装配与调试。

下面以调幅电路与检波电路为例,这两种实际电路原理较复杂,而且电路中器件参数变化都会对电路波形输出有影响,该电路在理论分析时较抽象,学生接受起来比较困难,教学效果较差。引入仿真后,可在讲解调幅与检波电路时,根据理论知识,进行电路的仿真验证。如图1所示,分析调幅电路的工作原理,并用仿真软件仿真出输出波形,如图2所示,这样结果直观,避免了只有单纯的公式推导结果,学生理解与接受起来也比较容易,同时也提高了学生的学习兴趣[4]。

在图1中,改变直流电压U1参数为6V和0V,就可以观察到过调幅现象如图3所示和双边带调幅现象如图4所示,可让学生根据理论知识分析其产生的原因,进一步提高学生学习理论知识的兴趣。

根据检波电路的工作原理,可在multisim软件中搭建二极管包络检波电路,在软件中可以很方便的找到调幅信号源,同时还可根据电路的需要,改变调幅系数,观察调幅系数对检波电路的影响。在二极管包络检波中,根据理论与公式推导得到的二极管包络检波的特有失真现象:惰性失真与负峰切割失真都可以通过改变相应器件的参数,很直观地在仿真电路中模拟,增强了学生对理论知识的理解。同时,利用multisim软件很简单的就可以验证同步检波电路的波形输出,解决了实际电路实验中,同步信号难以与被解调信号同频同相的难题,使复杂的理论与实验简单化,方便了教学,深化了学生的理解。

5.总结

multisim软件在高频教学中的使用,对于老师和学生来说,为我们提供了一个很好的实用工具,使我们能够在高频电子技术课程的教学过程中随时通过仿真进行实验,演示电路的工作状态与输出波形,教师可在多媒体教师中深入浅出地分析各种电路的特性,以及参数变化带给电路的影响,用最直观的输出波形进行讲解,更有说服力。学生结合学习内容在课外进行接近实际电路的装配、调试、分析,有利于加深对理论知识的理解。总之,通过基于虚拟仿真技术的高频电子课程改革实践,大大提高了学生的学习兴趣与学习效果,虚拟仿真软件的应用值得大力推广[5]。

参考文献:

[1]吴建强. PSPICE仿真实践[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001.4

[2]张明金,夏淑丽. 电子技术技能实验实训指导[M].北京:化学工业出版社,2007.9

[3]于效宇,刘艳.“高频电子线路”教学方法的研究与改进[J].中国电力教育,2010(30):67-68

[4]熊伟,侯传教等. Multisim7电路设计与仿真应用[M]. 北京:清华大学出版社,2005.7

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当今世界,电子产品不断更新发展,并且向智能化方向发展,日益突出单片机和FPGA等可编程器件在电子产品设计和创新中的重要性。新产品的更新换代促使用人单位对电子信息专业的学生有更高的要求:第一,要有扎实的专业基础知识,例如学习和掌握“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子技术”、“单片机原理”和“微机原理”等主要课程;第二,动手能力要强;第三,要能紧跟电子信息产业的迅速发展,要有较强的适应工作的能力,使用先进应用软件的能力,例如会利用诸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具软件进行电路设计和仿真调试。用人单位对毕业生的要求除了能够掌握一定的基础理论和工具之外,还要求毕业生具有基于单片机系统的电子产品的设计经验。

电子设计竞赛正是对人才全面培养、更新教育理念、改革教学方法和内容等起到了促进作用,具有极其重要的现实意义。电子设计竞赛的选题引进了新的理论与技术,是跨学科的、系统的和综合的。为了有效指导学生参加各类电子竞赛,特对综合电子系统设计的教学模式、课程内容、教学方法及考评进行改革。

一、综合电子系统设计课程的性质

电子系统设计主要是指基于单片机控制的完整应用系统的设计,包括系统软硬件设计及系统调试等多方面的知识。电子系统设计课程体系是以“单片机原理及应用”课程为核心,由“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“传感器技术”、“电子设计自动化”、“可编程逻辑器件及应用”、“C语言程序设计”等相关课程组成。它是一门综合性较强的专业课程,通过本课程的理论学习和动手实验,培养学生的专业知识综合运用能力、系统分析能力和电子产品开发创新能力。

学生经过前期基础课的学习,通过随课的验证性实验,对于电子信息领域的相关理论知识有了了解和掌握,在老师的指导下基本能够进行单元电路的设计和调试,通过课程设计也能完成本课程简单的综合性实验。但一些验证性实验多数是教材内容原理的演示和再现,实验内容和方法都是老师指定,学生基本没有进行系统级的设计和实训,综合实践能力有待提高,学生没有发挥自己的主观能动性,积极性不高,不利于创新性人才的培养。

鉴于上述情况,对综合电子系统设计的理论内容和实践方法进行改革创新。

二、综合电子系统设计理论课内容

根据本课程的实际情况和学生所具备基础知识,安排如下几个环节:模拟电路单元设计,数字系统单元的设计,微处理器单元电路的设计以及电子系统抗干扰技术等环节。

结合全国电子大赛,模拟单元电路主要讲述运算放大器的设计以及正确使用、有源滤波器的设计方法、外围电子元器件(电子、电容)的计算和选择;直流稳压电源的设计方法以及参数元器件的选择;各种信号产生的方法,重点讲述数字频率合成DDS的原理和实现技术。以上这些单元内容的安排是结合历年来全国电子设计大赛有关模拟电路环节而选择的,通过这些内容的讲解有利于提高学生模拟电子技术的设计方法。

数字系统设计单元主要讲解数字系统设计方法,突出现代数字系统设计——EDA设计方法;可编程逻辑器件的特点及选择;数字系统设计举例,比如AD、DA控制器的实现、交通灯控制器的实现、电子密码锁的设计等。通过大量实例的讲解使学生能初步掌握用大规模可编程逻辑实现中等难度的数字逻辑系统。

微处理器单元主要讲述目前流行的各种处理器,例如51内核单片机、MSP430单片机、AVR单片机、PIC单片机等型号,介绍它们的特点、应用范围、怎样根据项目需求来选择合适的微处理器;根据学生目前对微处理器的掌握和学习情况,重点讲述基于单片机串行通信的设计,包括几种流行的串行通信协议:SPI协议、IIC协议、UART协议以及one—wire协议,分析它们的特点,在不具有SPI总线、IIC总线的微处理器中怎样通过IO口模拟它们的总线协议;以具有这些总线协议的集成电路芯片的利用提高学生的C语言编程能力。

在微处理器单元里,另外的重点内容多基于单片机的并行通信设计,包括常用的人机接口电路(键盘、LCD、LED显示),这是在大多数的电子系统设备中都具有的,学生有必要掌握它们的设计方法以及编程技术。

电子系统抗干扰技术也是综合电子系统设计中非常重要的内容。当系统处在比较恶劣的环境下,抗干扰设计的好与坏直接决定了系统能否正常工作。微处理器虽然本身的抗干扰能力较强,但是用微处理器构造的控制系统仍存在着抗干扰的问题。为防止外界对系统的干扰,并确保电子系统安全可靠运行,必须采取相应的抗干扰措施。电子系统的干扰主要来自于供电系统、过程通道及空间电磁波。电子应用系统的抗干扰设计应针对不同的干扰源采取必要的抗干扰措施。具体方法有硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。

在这一章节里主要讲解电磁兼容设计、器件选型、降热散热计算、电路板和电子系统可靠性测试等综合知识。通过对本小节的学习,使学生应达到以下目标:熟悉系统的各种干扰来源及形式;学会供电系统及过程通道的抗干扰措施;能说出在印制电路板设计中体现的抗干扰措施;学习设计软件陷阱及看门狗电路,从而为综合电子设计系统设计打下良好的基础。

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三、精心设计安排实验

这门课实践性很强,除了教师讲述的理论内容和方法外,安排大量的实验以及鼓励学生去参加科技创新和各种电子设计的比赛,提升学生分析问题、解决问题的能力,从而提高他们的实际动手能力。根据课程的内容合理安排一些设计性的实验题目。安排的实验不同于在学习相应的基础时所做的实验,要体现独立思考的能力。

教师布置实验题目、讲述方法,学生以实验项目为中心,整合理论知识,查阅相关资料,具体的实验方案和电路要学生自己去网上或图书馆查阅资料独立完成。在做实验前,电路图以及程序代码要在课下完成,实验室只是调试电路和程序以及老师考核实验成绩。这样做可以更好地将理论与实践结合到实验项目中去,使学生在动手实践能力和分析解决问题的能力上有一定的提升;也可以锻炼学生学会搜集资料、整理资料,提高他们独立自主的学习能力。同时,教师在带领学生学习的过程中也在不断地提升自己,积累经验。

结合电子设计竞赛,安排各章节相应的实验项目:模拟电路单元主要是运算放大器和二阶有源滤波器的设计;重点是直流稳压电源的设计;数字系统单元设计安排了数字频率计、交通灯控制器,重点是DDS数字频率的合成实验。微处理器单元安排了基于单片机SPI总线时钟显示器和基于单片机并行通信的LCD显示系统。鉴于目前的实验条件,这些实验主要是通过仿真软件来完成。模拟单元电路里,利用Multisim电子电路仿真软件来完成运算放大器和有源滤波器以及直流稳压电源的设计;在数字电路系统设计中,利用MAX+PLUS II软件完成DDS数字频率合成的实验;微处理器单元,利用PROTEUS软件完成单片机的并行和串行通信实验。这样在不需要任何实验仪器和元器件的情况下,为学生提供了一个展示才华的平台,充分发挥学生的想象力和创造力。

四、综合电子系统设计的考核标准

目前我国教育领域使用的最普遍的考核方式仍是闭卷考试。闭卷考试对于考核学生的知识掌握情况是非常重要的,但对于综合电子系统设计这门技术性实践性和综合性非常强的课程,不适合采用闭卷考试对学生能力进行考查。

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The Research of Practice Teaching Model and System for the Electronics Information Specialty in Independent Colleges

GE Zhen, DENG Minghua

(Engineering College, Wuhan Yangtze Business University, Wuhan, Hubei 430074)

Abstract In independent colleges, the training goal is to train applied talents Electronics information specialty who can meet the social needs, therefore, two aspects that should be focused on in the process of personnel training, the cultivation of practical ability and innovation ability. The paper shows the establishment of practice teaching system for the electronics information specialty of independent colleges from three aspects, that is, the experimental teaching system, the production and engineering practice system, and the innovative practice system.

Key words Independent colleges; electronics information specialty; practice teaching system

1 当前实践教学环节的现状

目前,电子信息技术已渗透到社会发展的各个领域。培养适应社会需求的电子信息类专业人才,对促进产业发展和改造传统产业有着重要的意义。民办高校以应用型人才为培养目标,必须把电信类课程实践教学体系的建设和实验教学质量摆在重要的位置。但是,民办高校在诸多方面仍存在着明显不足。主要表现在:第一,实践教学体系不完善。第二,实践教学形式单一。多以验证型为主,综合型、设计型、创新型实验较少。一些验证性的实验,内容也比较陈旧,实验教学仅用来验证以及巩固理论教学。①第三,教学方法和教学手段较为落后。第四,实践性师资缺乏。

2 实践教学体系的改革思路

(1)实验内容要与时俱进,适应学生需要。必须创新实验教学模式,改革实验内容,建立全方位的设计性实验和综合性实验来替代纯验证性的实验。(2)创新实验教学的教学方式和学习方式。实验教学的重点是进一步提高学生分析和解决问题的能力。实验教师的教学要以学生为中心,将理论和实际应用结合起来,进行启发式的教学,使学生逐步养成独立分析和解决问题的习惯。(3)开展丰富的第二课堂活动。学生创新能力的培养仅仅依靠第一课堂是远远不够的,必须采用多种形式开辟第二课堂活动,为学生营造一个能进行课外科技活动的良好氛围。

3 实践教学体系的创建

基于对当前民办高校应用型人才培养目标的理解,我们将企业实习、技能竞赛等内容纳入实践教学体系。该体系建设主要涵盖三点:实验教学体系、生产与工程实践体系、创新实践体系(图1)。

图 1 实践教学内容体系结构图

3.1 实验教学体系

实验教学体系主要涉及三个方面:基础性实验、实训型实验、课程设计。

(1)基础性实验主要包括电路理论、模拟电子线路、数字逻辑电路实验等课程。通过这些课程的学习培养学生的思维能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,树立理论联系实际的工程观点。民办高校的人才培养目标是培养具有实践创新能力的应用型人才,这就要求在实验内容体系、监控体系等方面必须进行探索,形成一套科学、完善、规范、严谨的实验教学体系。传统的基础性实验多以验证性实验为主,比如模拟电子线路实验。我们可以在保证原有的实验项目不变的前提下,增加设计性实验项目。目的是让学生综合运用基础性知识,进行实际电子系统的设计、安装和调试,以加深对电子电路基本知识的理解,提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能。通过实验还给学生一种可以掌控实验的成就感,提高学习兴趣。在实验的教学监控上,加强实验原理及实验注意事项讲解、实验过程监控、实验报告批改、总结等教学过程的管理;规定“凡无故缺席实验的同学最终成绩为不及格”,杜绝学生无故旷课;通过课前提问考查学生预习效果;通过监督实验过程考查学生对实验的掌握程度;通过批改实验报告考查学生分析和总结实验的能力,从而提高教学效果。

(2)实训教学是对学生进行能力的训练。它包括基本技能、专业技能、综合技能等操作性训练和模拟教学。目前,我校开设了不同类型的实训项目:传感器实训、电子工艺实训。传感器实训将电路分析和单片机基础知识结合起来综合设计和应用,依据相应课程的基本知识设置,通过学生自主地实验,运用最小系统版、各种传感器,掌握基本的传感器检测信号的处理和控制,处理后再结合实际应用程序的分析和软件的烧录,通过获得数据和观察现象来加深对理论知识的理解和对应用方面的研究。电子工艺实训主要是锻炼学生的电子工艺能力。通过学习和实践,使学生接触电子元器件,电子材料及电子产品的生产实际,了解电子工艺的一般知识和掌握最基本的焊接,组装产品的技能,了解电子工艺生产线的流程和基本管理知识,从实践中还使学生得到严格生产劳动纪律的培养。

(3)课程设计是某一课程的综合性实践教学环节。课程设计环节的效果直接影响着学生实践知识、实践能力、综合素质的提高和创新能力的培养。近年来,在实践教学计划中占有相当的比重。目前我校开设的课程设计主要有模拟电子线路课程设计、数字逻辑电路课程设计、单片机技术及其应用课程设计等。

3.2 生产与工程实践体系

生产与工程实践体系包含四个方面:认知实习、课程实习、专业实习等。认识实习主要是帮助新生深入了解自身所学专业及课程设置情况,提高学习兴趣,培养专业素质,提高专业技能。有目的有针对性地学习专业课程,为更好的适应就业和升学做好准备。课程实习,是在有关课程的教学任务完成后,走进企业、走进工厂进行理论联系实际的专业实践阶段。通过在教师指导下完成实习课题,将理论与实践的有机结合。培养了学生运用知识解决实际问题的能力,而且有助于树立职业意识,为专业实习和就业做准备。电信类专业实习的内容包括从事电子产品开发、设计、生产;通信领域相关产品的研究、设计、制造。在力所能及的条件下积极承担实习单位安排的其它工作。通过专业实习,使学生能够学到相应的专业知识,提高理论解决实际问题的能力,使学生进一步了解熟悉未来的工作环境。锻炼学生的社会适应能力,为将来的就业奠定基础。

3.3 创新实践体系

创新型人才培养的包括:实践能力和独立解决问题能力的培养,创新思维和创新能力的培养,本着学生个性和才能全面发展的指导思想,通过不断摸索和实践,总结出一套可行的创新型人才培养思路。

(1)技能竞赛。鼓励学生参加学科竞赛、各种各样的社会实践活动、科技创新等活动,不仅可消化书本上的知识,还可增长才干和提高技能。②电信类学科竞赛包括全国大学生数学建模比赛、国家计算机等级考试、网络设计大赛、行业资格认证、全国大学生电子竞赛、全国大学生“飞思卡尔杯”智能赛车竞赛、全国“挑战杯”课外设计竞赛等。参加这些竞赛,可提高学生的实践动手能力、科研开发与创新能力。

(2)学生科研。作为一名高素质的电信类专业毕业生,在掌握扎实的理论知识同时,还要具备一定的科研素养。本科教学中基本没有涉及关于科研方法的内容,因此学生在这一方面显得尤为薄弱。特别是在刚开展毕业设计时,对科研项目感到无处下手。鉴于此,我系近年来坚持在毕业论文实践教学中培养学生的科研素养。在加强教师自身的科研素养的同时,还要在毕业论文的指导过程中重视培养学生的科研意识、传授正确的科研方法。例如,我们要求学生在毕业论文开题报告中要阐述如下内容:①选题的意义;②研究创新之处;③研究的主要内容;④拟解决的关键问题。带着问题查阅资料,积极与指导教师进行讨论。每隔一段时间,学生要向指导教师汇报研究进展及下一步研究计划。并回答老师的两个问题:①从已经得到的实验结果中得到什么结论。②下一步做什么。如此,在毕业论文结束时,同学们一般都能对自己的课题有更深入的理解。在此过程中,科研素质也得到一定程度的提高。

4 结束语

实践教学对学生创新能力和实践能力的培养起着重要的作用。学生综合应用能力和创新能力的高低是衡量实践教学质量的最终依据。我校电信类专业实践教学的改革,经过几年的探索与实践,已取得了一定的成绩,我校的就业率超过90%,优质就业的学生比例也逐步提升,学生参加学生科研、学科竞赛等各项第二课堂实践活动的规模也逐步扩大。但是,民办高校在人才培养目标、资源条件、实验指导思想等方面都不同于公办院校。因此,改革将是一项艰巨的工作,还有待于我们进一步在理论上深入探讨,在实践中加以改进。