吳仲華，符茂勝，劉仁金

（皖西學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 六安 237012）

通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

吳仲華，符茂勝，劉仁金

（皖西學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 六安 237012）

通信電子線路是通信、電子等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，教材中的理論知識(shí)基本上都可以通過實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證，因而通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)極其重要.文章針對(duì)目前通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題做了分析，以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式采取了若干改革措施，并提出了多樣化的實(shí)驗(yàn)考核方式，獲得了較好的應(yīng)用效果.

通信電子線路；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)考核

“通信電子線路”的前身是“高頻電子線路”[1]，是電子、通信等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，也是通信原理等后續(xù)課程的基礎(chǔ).通信電子線路主要介紹了無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的基本電路結(jié)構(gòu)以及工作原理，由于該課程涉及到模擬電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)等相關(guān)課程內(nèi)容，因而不僅理論性較強(qiáng)，而且和工程實(shí)踐密切相關(guān)，學(xué)習(xí)起來有一定的難度，不易理解[2].實(shí)驗(yàn)課作為理論課的補(bǔ)充，不僅起到了理論聯(lián)系實(shí)際的作用，而且是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑.通信電子線路課程中許多理論知識(shí)都可以通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生得到更好的理解，因而，通信電子線路實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)非常重要.本文論述了目前通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題，提出了幾點(diǎn)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革措施，實(shí)踐表明充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，提高了實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.

1 通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.1實(shí)驗(yàn)箱難以完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力提供了有利條件，但實(shí)驗(yàn)最終效果與其教學(xué)組織有密切的關(guān)系.目前，大部分高校的通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上都是借助實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)箱包括不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如高頻小信號(hào)模塊、高頻諧振功率放大模塊、振蕩器模塊、乘法器混頻模塊、調(diào)制與解調(diào)模塊等[3-4].老師講解完實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程后，學(xué)生再按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的操作步驟連線，用示波器、掃頻儀等設(shè)備觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證書本上所講的理論.

由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K上電路直觀，學(xué)生可以看清楚電路的結(jié)構(gòu)，有助于理解書本上的電路工作原理.使用實(shí)驗(yàn)箱的缺點(diǎn)是各個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電路都是固定的，元器件的參數(shù)也無法改變，難以完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).另外，通信電子線路實(shí)驗(yàn)大部分信號(hào)頻率比較高，容易受分布參數(shù)和外界環(huán)境中各種電磁干擾，實(shí)驗(yàn)難調(diào)試，用實(shí)驗(yàn)箱做時(shí)效果很不理想，導(dǎo)致學(xué)生失去認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)的信心[5].由于學(xué)生人數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)箱使用頻率高，因而也容易引起實(shí)驗(yàn)?zāi)K的損壞，實(shí)驗(yàn)箱需要經(jīng)常維修和更換.

1.2軟件仿真不利于動(dòng)手實(shí)踐

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的仿真軟件被用在實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，如pspice、EWB、Multisim等.軟件仿真克服了外界的各種電磁干擾，也不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生誤操作而損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備，還可以對(duì)電路結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)進(jìn)行修改.使用軟件仿真的缺點(diǎn)是由于學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提供的電路用軟件畫圖，再用虛擬儀器看仿真結(jié)果，因而學(xué)生不能象實(shí)驗(yàn)箱的各個(gè)模塊那樣直觀地感受到實(shí)際電路，另外，使用虛擬儀器不利于動(dòng)手實(shí)際操作，導(dǎo)致學(xué)生的工程實(shí)踐能力缺少鍛煉.

2 通信電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

針對(duì)實(shí)驗(yàn)箱和仿真軟件存在的不足，筆者對(duì)通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)做了一些嘗試性改革，改革的思想是通過實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)應(yīng)用技能，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為此，采取了以下幾條具體措施.

2.1實(shí)驗(yàn)箱與軟件仿真相結(jié)合

根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱和軟件仿真的特點(diǎn)，將二者相結(jié)合，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處.為了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，如“高頻小信號(hào)放大實(shí)驗(yàn)”，“諧振功率放大實(shí)驗(yàn)”采用實(shí)驗(yàn)箱來完成.在做這兩個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了要求學(xué)生掌握常用的實(shí)驗(yàn)儀器，如函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、高頻示波器、毫伏表等設(shè)備的正常使用外，還要求學(xué)生通過所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步熟悉相關(guān)元器件特點(diǎn)和電路工作原理，初步具備工程實(shí)踐能力.

如果采用實(shí)驗(yàn)箱效果不理想和一些可以擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)則用軟件仿真.Multisim軟件非常適合通信電子線路實(shí)驗(yàn)的仿真[6]，學(xué)生不僅可以對(duì)教材中的電路進(jìn)行仿真，也可以利用該軟件設(shè)計(jì)自己感興趣的電路.如做“LC振蕩器實(shí)驗(yàn)”時(shí)，采用該仿真軟件先做基本的電容三點(diǎn)式振蕩電路實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)電路的分析和理論計(jì)算得出振蕩頻率，然后用實(shí)時(shí)監(jiān)控法測(cè)試信號(hào)的頻率，發(fā)現(xiàn)理論值與實(shí)際測(cè)得的數(shù)值有誤差，但是在誤差范圍內(nèi).通過仿真軟件很容易在電容三點(diǎn)式振蕩電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得到克拉潑振蕩電路，對(duì)克拉潑振蕩電路再改進(jìn)便得到實(shí)際生活中廣泛應(yīng)用的西勒振蕩電路.通過虛擬示波器比較電路改進(jìn)前后的波形、頻率變化特點(diǎn)，加深了學(xué)生對(duì)振蕩電路的理解.通過實(shí)驗(yàn)箱與軟件仿真相結(jié)合，充分利用各自優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各自不足，能有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，提高了實(shí)踐動(dòng)手能力.

2.2綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)

為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如：混頻器設(shè)計(jì)、振幅調(diào)制調(diào)幅器設(shè)計(jì)、調(diào)頻電路設(shè)計(jì)等.相對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間較多，為了彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足，當(dāng)理論課學(xué)習(xí)過相關(guān)內(nèi)容后，在做實(shí)驗(yàn)前一周把下次實(shí)驗(yàn)課要完成的任務(wù)提前布置給學(xué)生，學(xué)生自由組合分成各個(gè)小組，每小組兩個(gè)學(xué)生，要求利用課余時(shí)間收集、查閱資料，設(shè)計(jì)方案，用仿真軟件驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性.

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅可以把書中前后知識(shí)連貫起來，還可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)實(shí)驗(yàn)積極性.比如在設(shè)計(jì)混頻電路時(shí)，有的學(xué)生利用三極管實(shí)現(xiàn)混頻，由于還沒有學(xué)習(xí)到振幅調(diào)制與解調(diào)內(nèi)容，本振信號(hào)和調(diào)制信號(hào)則都用正弦信號(hào)代替，要求這兩個(gè)信號(hào)不能用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，需要學(xué)生設(shè)計(jì)得到.因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)做過LC振蕩器實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容有一定的基礎(chǔ)，很容易設(shè)計(jì)本振信號(hào)和調(diào)制信號(hào).有的學(xué)生在設(shè)計(jì)混頻電路時(shí)用到了乘法器MC1496，利用芯片能簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，并且電路工作穩(wěn)定，同樣要求學(xué)生需要設(shè)計(jì)調(diào)制信號(hào)和本振信號(hào).通過混頻電路的設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅對(duì)混頻原理有了更深的理解，還鞏固了前面學(xué)過的LC振蕩電路知識(shí).電路設(shè)計(jì)好后學(xué)生需要制作出實(shí)物.

考慮到焊接電路需要大量時(shí)間和元器件，把焊接和調(diào)試分成兩個(gè)階段.第一階段利用課余時(shí)間焊接實(shí)物，焊接前需要提前與實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，包括實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間和焊接實(shí)物所需要的元器件、材料等，然后學(xué)生利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行焊接，要求各個(gè)小組務(wù)必在下次實(shí)驗(yàn)課前把實(shí)物焊接好，以便在實(shí)驗(yàn)課上驗(yàn)收，學(xué)生對(duì)焊接實(shí)物的熱情極高.

第二階段在實(shí)驗(yàn)課上對(duì)焊接好的實(shí)物進(jìn)行調(diào)試、驗(yàn)收.實(shí)驗(yàn)課上各個(gè)小組利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)自己焊接的實(shí)物進(jìn)行調(diào)試，如果調(diào)試得不到正確結(jié)果的需要找出原因并解決，調(diào)試成功的則現(xiàn)場(chǎng)演示，老師負(fù)責(zé)驗(yàn)收.驗(yàn)收時(shí)向?qū)W生提出一些問題，如電路設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)和焊接過程遇到的問題以及如何解決這些問題，小組分工情況等.綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而且提高了自主學(xué)習(xí)能力和協(xié)作精神，并且培養(yǎng)了實(shí)踐動(dòng)手能力.

2.3創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)

針對(duì)動(dòng)手能力強(qiáng)、興趣濃的學(xué)生開設(shè)了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)更高的實(shí)踐教學(xué)層次，不僅需要掌握書本知識(shí)，還需要查閱大量的參考資料.如：無線調(diào)頻話筒的設(shè)計(jì)，無線遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)易無線收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，這些實(shí)驗(yàn)涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，都是一個(gè)小型應(yīng)用系統(tǒng).實(shí)驗(yàn)課上沒有足夠的時(shí)間去完成，一般是作為選做實(shí)驗(yàn)開設(shè)的，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選取其中一個(gè)作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目，利用課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)，學(xué)院設(shè)立了電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，對(duì)學(xué)生全天開放，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參加.

由于這類實(shí)驗(yàn)將理論性、趣味性和實(shí)用性相結(jié)合，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)興趣和實(shí)踐能力，而且有助于學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).另外，學(xué)生還可以把創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)作為研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目等形式向?qū)W校申報(bào)，也可以作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目.由于實(shí)驗(yàn)課中開設(shè)過此類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容比較熟悉，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)往往可以提出較好的設(shè)計(jì)方案，從而提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力.

2.4實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的多樣化

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定的，老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫情況給出分?jǐn)?shù)或等級(jí)，這種單一的考核方式會(huì)存在一些問題.由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式、內(nèi)容大同小異，學(xué)生在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)存在相互抄襲現(xiàn)象，以致少數(shù)沒有完成實(shí)驗(yàn)或根本就沒有做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，只需把別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告拿來抄寫一遍，把其中的數(shù)據(jù)稍微修改一下就算是完成了實(shí)驗(yàn)報(bào)告.另外，僅僅依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告很難區(qū)分那些實(shí)驗(yàn)認(rèn)真、實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生，也容易導(dǎo)致學(xué)生輕視實(shí)驗(yàn)過程，僅注重結(jié)果，從而抑制了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

作為應(yīng)用型本科院校，學(xué)校加大了實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)，通信電子線路實(shí)驗(yàn)課作為獨(dú)立的一門課程.為了更好地對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行考核，除了學(xué)生簽到、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批閱等常規(guī)考核方式外，還根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作熟練程度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析以及電路板焊接等，并采取現(xiàn)場(chǎng)提問的方式了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握情況，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)做出綜合評(píng)價(jià).由于采取了多樣化的考核措施，平時(shí)一些不夠認(rèn)真的學(xué)生也會(huì)覺得有壓力，不得不端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度.

3 結(jié)束語

針對(duì)通信電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中存在的問題，采取了以上幾點(diǎn)改革措施，經(jīng)過通信專業(yè)11級(jí)、12級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)果表明，不僅激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和對(duì)理論知識(shí)的掌握，也提高了實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新能力.實(shí)驗(yàn)課程在本科學(xué)習(xí)階段占有重要的地位，如何在實(shí)踐教學(xué)過程中更好地提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用性人才還需要在教學(xué)過程中不斷地研究.另外，實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的考核和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也需要在實(shí)踐過程中進(jìn)一步探索.

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G642.0

A

1673-260X（2015）12-0227-02

安徽省教育廳質(zhì)量工程項(xiàng)目（2012zy065）；安徽省重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2014zdjy106）