付衛(wèi)紅 劉乃安 韋 娟 黑永強(qiáng)

(西安電子科技大學(xué) 通信工程學(xué)院,西安 710071)

2019年12月,“新冠”病毒悄然肆虐,很多學(xué)校無(wú)法正常開(kāi)學(xué)。突如其來(lái)的新冠肺炎疫情迫使高校開(kāi)啟了線上教學(xué)模式,推進(jìn)了高校在線教學(xué)的大規(guī)模開(kāi)展[1-3]。截至2020 年5月8日,全國(guó)1454所高校開(kāi)展了在線教學(xué),103 萬(wàn)名高校教師開(kāi)出107萬(wàn)門(mén)在線課程,參加在線學(xué)習(xí)的大學(xué)生達(dá)到1775萬(wàn)人。在新冠疫情爆發(fā)的特殊時(shí)期,網(wǎng)絡(luò)科技教學(xué)平臺(tái)為線上教學(xué)的實(shí)施提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù),教師和學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)、電腦等完成相應(yīng)的教與學(xué)任務(wù)[4-5]。一般的理論課程只需要選擇合適的軟件平臺(tái)就可以實(shí)施教學(xué)任務(wù),比如超星學(xué)習(xí)通、QQ班級(jí)群、雨課堂、騰訊課堂、釘釘會(huì)議等,教師提前將上課所需PPT以及相關(guān)資料上傳到選擇的軟件平臺(tái),以供學(xué)生們進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。上課過(guò)程中教師還可以通過(guò)平臺(tái)發(fā)送問(wèn)題或試卷與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng),從而實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)這種在線教學(xué)方式就能夠在不聚集的情況下較好地完成理論課程的教學(xué)任務(wù)。然而,高等教育中,對(duì)人才的培養(yǎng),不僅僅是理論知識(shí)的學(xué)習(xí),更重要的是實(shí)踐能力的培養(yǎng),因此高等教育中實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的順利完成對(duì)人才的培養(yǎng)至關(guān)重要[6-7]。實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的特點(diǎn)有所不同,實(shí)驗(yàn)課程強(qiáng)調(diào)的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,以及運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。單純的通過(guò)在線軟件平臺(tái)給學(xué)生講解理論知識(shí)的教學(xué)模式顯然無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求?！半S機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”是西安電子科技大學(xué)通信工程、信息工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修實(shí)驗(yàn)課,其內(nèi)容包含隨機(jī)信號(hào)的分析、測(cè)量,以及通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和仿真等內(nèi)容。如何在“新冠”疫情背景下,通過(guò)合理的教學(xué)設(shè)計(jì),在師生無(wú)法聚集到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行面對(duì)面教與學(xué)的條件下,完成該實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù),同時(shí)又能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的目的是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

1 “隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”課程通過(guò)課堂講授、學(xué)生課上課后動(dòng)手實(shí)踐以及課上答疑的授課方式,利用專(zhuān)門(mén)研制的實(shí)驗(yàn)箱和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)的工作原理、組成、性能進(jìn)行分析、測(cè)試,使學(xué)生們認(rèn)知各種通信系統(tǒng)中隨機(jī)信號(hào)的特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn),掌握通信工程中常規(guī)測(cè)量?jī)x器的使用方法;配合典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要性能指標(biāo)的測(cè)試要領(lǐng),豐富和拓寬學(xué)生對(duì)系統(tǒng)定性、定量分析方面的知識(shí),使學(xué)生接受工程訓(xùn)練。

“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”是開(kāi)放性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三大部分:濾波器的設(shè)計(jì)及測(cè)量分析實(shí)驗(yàn)、基于Matlab信號(hào)產(chǎn)生及分析實(shí)驗(yàn)、基于FPGA的通信系統(tǒng)綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施過(guò)程中,將學(xué)生以 3人為一組進(jìn)行分組,每一組需要完成三部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以分組的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。不同組之間需要完成的三部分的實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容不完全相同,這樣可以避免不同組之間相互抄襲。下面簡(jiǎn)單介紹三部分實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容。

第一部分是濾波器的設(shè)計(jì)及測(cè)量分析實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)滿(mǎn)足一定指標(biāo)要求的濾波器,用Matlab仿真軟件仿真該濾波器的輸入、輸出信號(hào)時(shí)域、頻域特性以及系統(tǒng)傳遞函數(shù),然后在面包板上搭建該濾波器,并利用信號(hào)源和示波器等設(shè)備對(duì)濾波器的輸入、輸出信號(hào)的時(shí)域波形、頻域波形以及濾波器的幅頻特性進(jìn)行測(cè)試,最后對(duì)測(cè)試的結(jié)果以及理論分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,如果二者存在偏差,需要分析可能存在的原因。設(shè)置該實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生利用理論課上學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,同時(shí)鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作的能力以及常用儀器設(shè)備的使用能力。

第二部分是基于Matlab的信號(hào)產(chǎn)生及分析實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生利用Matlab軟件,產(chǎn)生不同的隨機(jī)信號(hào),并對(duì)信號(hào)特性進(jìn)行分析和仿真。由于隨機(jī)信號(hào)分析數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)較多,學(xué)生知識(shí)有限,難以將抽象的數(shù)學(xué)表達(dá)式與實(shí)際信號(hào)聯(lián)系起來(lái),利用Matlab工具可實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論知識(shí)驗(yàn)證和程序設(shè)計(jì)能力的提高,加深學(xué)生對(duì)“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”這門(mén)課程的感性認(rèn)識(shí),包括白噪聲時(shí)域和頻域的表現(xiàn)、隨機(jī)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性、隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性和非線性系統(tǒng)后的特性、窄帶隨機(jī)信號(hào)特性等的認(rèn)識(shí)。

第三部分是基于FPGA[8]的數(shù)字調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生及測(cè)量分析實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用學(xué)到的通信原理相關(guān)的知識(shí),在FPGA開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng),也就是以硬件的方式產(chǎn)生通信信號(hào),并用示波器觀測(cè)信號(hào)波形和頻譜特性。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥囵B(yǎng)學(xué)生將所學(xué)的理論應(yīng)用到實(shí)際的實(shí)踐能力,以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)量、分析的能力。該實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),綜合性表現(xiàn)為學(xué)生需要綜合運(yùn)用學(xué)習(xí)的“通信原理”“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字電路”等相關(guān)課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)性表現(xiàn)為學(xué)生可以在備選題目范圍內(nèi)自由選題,自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案并實(shí)現(xiàn)。

2 “隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”在線教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)以及具體要求

“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”課程相關(guān)的理論知識(shí)大部分都在相關(guān)的理論課程中學(xué)習(xí)過(guò),比如“通信原理”[9]、“數(shù)字信號(hào)處理”[10]、“隨機(jī)信號(hào)分析”[11]、“信號(hào)與系統(tǒng)”、“電路基礎(chǔ)”等。此外,本實(shí)驗(yàn)課程屬于綜合性設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),它與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有所不同,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,最后得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)安排給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)有很高的自由度,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,可以設(shè)計(jì)自己個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)方案,得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此該實(shí)驗(yàn)課,需要教師講解的內(nèi)容并不是很多,只需在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前,利用軟件平臺(tái),比如騰訊課堂給學(xué)生在線講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體要求以及關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn),然后通過(guò)平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)所需的資料發(fā)送給學(xué)生。在該環(huán)節(jié),如果部分學(xué)生不清楚具體的實(shí)驗(yàn)要求,可以通過(guò)騰訊課堂互動(dòng)聊天框進(jìn)行提問(wèn)咨詢(xún),教師會(huì)針對(duì)學(xué)生們的問(wèn)題進(jìn)行解答。

實(shí)驗(yàn)任務(wù)包括三部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生根據(jù)三部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體要求,在課下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí),制定實(shí)驗(yàn)方案,撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。在第二次線上實(shí)驗(yàn)課時(shí),教師會(huì)分組檢查學(xué)生們的預(yù)習(xí)報(bào)告,查看實(shí)驗(yàn)方案是否合理,然后給每組學(xué)生以在線視頻的方式進(jìn)行反饋,指出實(shí)驗(yàn)方案中存在的問(wèn)題,給出合理的建議。教師在對(duì)某一組學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案反饋的時(shí)候,其他組的學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案開(kāi)始自己的實(shí)驗(yàn),過(guò)程中有任何問(wèn)題都可以通過(guò)騰訊課堂提問(wèn)。該實(shí)驗(yàn)課程總體實(shí)施方案如圖1所示,下面分別介紹三部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在線教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。

圖1 “隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”在線教學(xué)實(shí)施方案

2.2 濾波器的設(shè)計(jì)及測(cè)量分析

在線教學(xué)模式下,該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)指標(biāo)(如濾波器類(lèi)型、截止頻率)要求給出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,由于限制的條件不多,學(xué)生在設(shè)計(jì)方案時(shí)有很高的自由度,可以設(shè)計(jì)出個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)方案,比如對(duì)于低通濾波器的設(shè)計(jì),學(xué)生可以自由選擇無(wú)源濾波器或有源濾波器,還可以自己決定采用一階濾波器或二階濾波器,具體參數(shù)的選取也可以根據(jù)具體情況自行決定。如圖2、圖3所示分別是RC無(wú)源低通濾波器和二階有源低通濾波器設(shè)計(jì)方案。

圖2 RC-π型低通濾波器電路圖

圖3 二階有源低通濾波器的電路

設(shè)計(jì)好濾波器的具體電路之后,第二階段學(xué)生就用Matlab仿真軟件仿真該濾波器的輸入、輸出信號(hào)時(shí)域、頻域特性以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)。這一過(guò)程學(xué)生可以在自己的PC機(jī)上完成,這過(guò)程中有任何問(wèn)題都可以通過(guò)在線互動(dòng)的方式跟教師溝通交流,教師會(huì)全程在線隨時(shí)解答學(xué)生遇到的問(wèn)題。

在傳統(tǒng)的線下實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,該實(shí)驗(yàn)的第三個(gè)階段是要求學(xué)生在面包板上根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案搭建一個(gè)真實(shí)的濾波器,并利用信號(hào)源和示波器等設(shè)備對(duì)濾波器的輸入、輸出信號(hào)的時(shí)域波形、頻域波形以及濾波器的幅頻特性進(jìn)行測(cè)試,最后對(duì)測(cè)試的結(jié)果以及理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。在在線教學(xué)模式下,學(xué)生無(wú)法使用這些真實(shí)的儀器設(shè)備,我們讓學(xué)生采用Multisim電路仿真軟件,根據(jù)設(shè)計(jì)方案搭建一個(gè)濾波器電路,然后利用虛擬的儀器比如信號(hào)源、示波器進(jìn)行測(cè)量,Multisim中虛擬的儀器跟真實(shí)儀器的操作是一樣的,所以這種在線的實(shí)驗(yàn)方式對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)是等同的。在這過(guò)程中,學(xué)生有任何問(wèn)題也是可以通過(guò)在線語(yǔ)音、視頻的方式進(jìn)行溝通,教師會(huì)全程在線關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題,隨時(shí)解答。

2.3 基于Matlab的隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生及分析

該實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容有多個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)題目,由于學(xué)時(shí)的限制,要求所有的學(xué)生做完所有的實(shí)驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。考慮到不同的題目之間有一些共同的特點(diǎn),都是利用Matlab仿真軟件,對(duì)各種不同的信號(hào)或者系統(tǒng)進(jìn)行特性分析和測(cè)量。因此本實(shí)驗(yàn)根據(jù)分組情況,不同的組指定1～2個(gè)必做的內(nèi)容,其他內(nèi)容可以根據(jù)自身情況選做。由于這部分實(shí)驗(yàn)主要是利用Matlab軟件編程的方式來(lái)完成,因此學(xué)生可以利用自己的PC機(jī),安裝Matlab仿真軟件就可以在線完成,在這過(guò)程中,有任何問(wèn)題都可以在線溝通交流,教師會(huì)全程在線,關(guān)注學(xué)生的問(wèn)題,隨時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)。

這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)設(shè)主要是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,對(duì)在“高頻電子線路”“通信原理”“隨機(jī)信號(hào)分析”“數(shù)字信號(hào)處理”等課程中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)有一個(gè)更深入的理解。比如在“高頻電子線路”課程中,我們學(xué)習(xí)了幅度調(diào)制信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析知識(shí),從中可以知道當(dāng)調(diào)制度m≤1時(shí),AM信號(hào)具有包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)時(shí)域波形形狀一樣的特點(diǎn),當(dāng)m>1時(shí),包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)時(shí)域波形形狀不一樣。此外,AM信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)一樣,只是在頻率軸上的位置進(jìn)行了搬移。在本實(shí)驗(yàn)中,有一個(gè)題目就是要求學(xué)生產(chǎn)生一個(gè)AM調(diào)制信號(hào),然后利用Matlab軟件分析該信號(hào)的時(shí)域波形、頻譜結(jié)構(gòu),學(xué)生就可以觀察到上述特點(diǎn)。同時(shí),學(xué)生可以調(diào)整不同的參數(shù)來(lái)觀察這些參數(shù)對(duì)信號(hào)特性的影響,將其與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)論不一致,要求學(xué)生分析查找原因。通過(guò)這部分實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè),盡管學(xué)生沒(méi)有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,但是一樣能夠培養(yǎng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2.4 基于FPGA的信號(hào)產(chǎn)生與測(cè)量

該部分實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)通信原理中學(xué)習(xí)的數(shù)字調(diào)制技術(shù),以FPGA的方式產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)(如ASK信號(hào)、PSK信號(hào)、FSK信號(hào)),并對(duì)信號(hào)特性進(jìn)行測(cè)量和分析。這部分實(shí)驗(yàn)不同組的學(xué)生任務(wù)不完全相同,比如有的學(xué)生做ASK信號(hào)的產(chǎn)生及測(cè)量,有的學(xué)生則做FSK信號(hào)的產(chǎn)生及測(cè)量,每個(gè)學(xué)生要求的具體參數(shù)(如載波頻率、碼元速率)要求也不同,這樣的好處是可以避免不同組之間相互抄襲。

該實(shí)驗(yàn)的第一階段學(xué)生根據(jù)自己的任務(wù)要求,利用理論課上學(xué)習(xí)的數(shù)字調(diào)制原理,設(shè)計(jì)自己的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)方案,撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告,教師會(huì)在第二次實(shí)驗(yàn)課時(shí)檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)方案,對(duì)存在的問(wèn)題通過(guò)在線溝通的方式一一反饋。如圖4所示是2ASK調(diào)制的系統(tǒng)框圖。

圖4 2ASK調(diào)制的系統(tǒng)框圖

第二階段,學(xué)生利用自己的電腦,安裝一個(gè)Quartus II FPGA開(kāi)發(fā)軟件,在該軟件下可利用原理圖、結(jié)構(gòu)框圖、Verilog、AHDL和VHDL等方式完成電路的描述,然后利用modelsim工具進(jìn)行仿真,觀察設(shè)計(jì)的系統(tǒng)輸出信號(hào)波形。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生有任何問(wèn)題都可以隨時(shí)通過(guò)騰訊課堂平臺(tái)跟教師進(jìn)行溝通交流,教師會(huì)全程在線,關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況,及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)。

在傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式下,第三階段學(xué)生可以將設(shè)計(jì)的工程文件下載到FPGA開(kāi)發(fā)板上,就可以輸出真實(shí)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)波形,然后利用示波器就可以對(duì)信號(hào)時(shí)域、頻域特性進(jìn)行觀測(cè)。在在線教學(xué)模式下,學(xué)生無(wú)法將設(shè)計(jì)好的工程文件下載到FPGA開(kāi)發(fā)板上,也無(wú)法使用真實(shí)的示波器進(jìn)行觀測(cè),我們這里采用的替代方案是將Quartus II 通過(guò)和DSP Builder工具與Matlab/Simulink相結(jié)合,將Quartus II中輸出的信號(hào)送入到Matlab平臺(tái)中,然后利用Matlab軟件對(duì)產(chǎn)生的數(shù)字調(diào)制(ASK/FSK/PSK)信號(hào)特性進(jìn)行分析。

學(xué)生通過(guò)完成該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就能知道一個(gè)最基本的數(shù)字通信系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的,為以后設(shè)計(jì)其他復(fù)雜的通信系統(tǒng)積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)設(shè)培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)現(xiàn)能力、編程能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,此外,該實(shí)驗(yàn)分組討論的實(shí)施方式,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3 “隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”在線實(shí)驗(yàn)考核方式

“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”考核方式采用多維度的考核方式,通過(guò)學(xué)生提交預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告,程序代碼以及在線驗(yàn)收答辯的方式考核學(xué)生多方面的能力。預(yù)習(xí)報(bào)告要求學(xué)生在了解本實(shí)驗(yàn)課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求之后,通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的分工、討論,制定自己的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案,要求在設(shè)計(jì)方案時(shí),寫(xiě)清楚電路或系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)選取過(guò)程和選取的結(jié)果,預(yù)習(xí)報(bào)告考核學(xué)生的分析計(jì)算能力以及方案設(shè)計(jì)能力。

學(xué)生在根據(jù)預(yù)習(xí)報(bào)告中設(shè)計(jì)的方案完成實(shí)驗(yàn)后,教師會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行在線的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收,學(xué)生以組為單位,通過(guò)騰訊在線課堂向教師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,匯報(bào)過(guò)程中要求學(xué)生在線演示實(shí)驗(yàn)程序、展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及對(duì)結(jié)果的分析,同時(shí)說(shuō)明團(tuán)隊(duì)成員的分工合作情況,通過(guò)在線驗(yàn)收,考核學(xué)生的溝通交流能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

驗(yàn)收結(jié)束后,學(xué)生根據(jù)前期的實(shí)驗(yàn)情況,整理實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告,并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交報(bào)告,該報(bào)告要求學(xué)生寫(xiě)清楚實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)果的分析,同時(shí)寫(xiě)清楚實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及嘗試解決的方案。實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告考核的是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、歸納能力,科技報(bào)告的寫(xiě)作能力以及工程實(shí)踐能力。最后,要求學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的程序、代碼,通過(guò)查閱學(xué)生的程序代碼來(lái)考核學(xué)生的編程實(shí)踐能力。具體考核內(nèi)容、考核方式、考核標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 “隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”在線教學(xué)考核方式表

4 結(jié)語(yǔ)

“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”是西安電子科技大學(xué)通信工程、信息工程專(zhuān)業(yè)的必修實(shí)驗(yàn)課,該課程的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生們對(duì)所學(xué)課程理論內(nèi)容有更深刻的理解,一方面能夠掌握隨機(jī)信號(hào)的基本分析方法和基本測(cè)量方法,另一方面能夠鍛煉基本通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、調(diào)試、測(cè)量、分析能力。該課程既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力,也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工程師素質(zhì)。在“新冠”疫情的大環(huán)境下,如何保證在學(xué)生無(wú)法到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行面對(duì)面實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況下,實(shí)驗(yàn)課程的正常開(kāi)設(shè)是我們必須考慮的實(shí)際問(wèn)題。本文探索了“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”課程在線教學(xué)模式,設(shè)計(jì)了“隨機(jī)信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)”在線教學(xué)方案,給出了該實(shí)驗(yàn)課程的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及詳細(xì)的在線實(shí)施過(guò)程,提出了多維度全方位的考核方式。本文提出的在線教學(xué)方案和考核方式能在不降低學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、編程能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等培養(yǎng)效果的前提下,無(wú)需到達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行面對(duì)面授課就可以正常完成該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。