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摘要:結(jié)合通信電子線路教學實際,分析傳統(tǒng)教學中存在的主要問題,積極探索基于應用能力的新模式,并詳細闡述通信電子線路教學改革的具體措施與改革后的實踐經(jīng)驗,旨在提高通信電子線路教學質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:應用能力;通信電子線路;教學改革;實驗教學
1引言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,通信技術(shù)已成為代表當今社會發(fā)展水平的一個重要標志。通信電子線路是高校通信工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程,在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起承上啟下作用。通過該課程的學習,學生應掌握通信電子線路中的基本概念、基本原理和基本方法,理解非線性電路的分析方法及特點,初步建立起信息傳輸系統(tǒng)的整體概念,熟悉其在現(xiàn)代通信中的典型應用,為專業(yè)課學習及將來從事相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。通信電子線路課程緊密聯(lián)系工程實際,顯著特點是內(nèi)容抽象,概念多、電路多、要求的基礎(chǔ)知識多。如何讓學生由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習,提高其應用能力,成為值得探索的問題。近年來,在調(diào)研國內(nèi)外高校教學方法后,結(jié)合南昌航空大學專業(yè)特色,積極探索適合通信電子線路課程教學的新思路,對通信電子線路課程采取一系列改革措施,取得一定效果[1]。
2通信電子線路傳統(tǒng)教學模式
傳統(tǒng)理論教學南昌航空大學采用的是國家精品課程主干教材——嚴國萍主編的《通信電子線路》。教學計劃在第四學期,總課時72學時,其中理論60學時,在課堂上采用多媒體和板書相結(jié)合的教學手段。課程主要包含通信系統(tǒng)導論、選頻網(wǎng)絡、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調(diào)制解調(diào)與混頻、角度調(diào)制與解調(diào)、反饋控制電路、通信系統(tǒng)中的噪聲與干擾等九章內(nèi)容[2]。由于通信電子線路與低頻電子線路、信號與線性系統(tǒng)等課程關(guān)聯(lián)密切,前期對低頻電子線路、信號與線性系統(tǒng)這幾門課程掌握不好的學生對本課程學習積極性不足,且學生反映公式多,難以理解。傳統(tǒng)實驗教學傳統(tǒng)的通信電子線路實驗12學時,共六個實驗。其中驗證性實驗四個,分別為高頻小信號放大器、高頻丙類功率放大器、調(diào)幅與檢波、調(diào)頻與鑒頻;設(shè)計性實驗為三點式正弦波振蕩器設(shè)計;綜合性實驗為中波調(diào)幅發(fā)射機與接收機組裝及調(diào)試。六個實驗以通信電子線路實驗箱為平臺,學生通過調(diào)整電阻、電感、電容等參數(shù)來驗證理論課內(nèi)容,或?qū)嶋H搭建電路來獲得通信系統(tǒng)的感性認識。但從上交的實驗報告來看,部分學生在實驗數(shù)據(jù)分析處理部分盲目照搬教材上的基本原理,無法從實驗本身來說明現(xiàn)象、分析原因。傳統(tǒng)考核方式通信電子線路傳統(tǒng)考核方式為平時10%、實驗20%、期末考試70%。平時成績主要考查學生出勤、平時作業(yè)完成情況;實驗則以預習報告10%,實驗操作50%,實驗報告40%來折算;期末采取閉卷考試方式。因期末考試成績比重最大,導致有的學生平時不認真聽講、敷衍完成課后作業(yè),在期末前一個月開始突擊復習相關(guān)知識點,忽略了對課程本身的思考,期末考試成績整體偏低。
3通信電子線路改革具體措施
理論教學改革南昌航空大學自2013級本科生教學開始,對通信電子線路教學進行改革。在傳統(tǒng)教學模式基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展,優(yōu)化理論教學內(nèi)容;在總學時不變的前提下,以提高學生應用能力為基礎(chǔ),理論學時減少到56學時。在通信系統(tǒng)導論中先后引入4G/5G通信網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀,在高頻小信號放大器中對于低頻電子線路中重點學習的Y參數(shù)等效電路不再詳細講述,在調(diào)幅檢波與混頻、角度調(diào)制與解調(diào)中增加集成電路模塊內(nèi)容,在反饋控制電路中簡要介紹AGC、AFC,增加頻率合成技術(shù),對通信系統(tǒng)中的噪聲和干擾部分進行簡述。在教學手段上,采取板書為主、多媒體為輔的方式,特別是對公式的推導全部在黑板上板書,讓學生一步步理解,而不是死記硬背公式。在掌握基本理論基礎(chǔ)上,注重強化系統(tǒng)概念,將Cadence公司仿真軟件OrCAD16.3用于通信電子線路教學中,教師在課堂上利用OrCAD16.3軟件完成電路的功能設(shè)計、性能分析,改變“定量估算”的傳統(tǒng)分析方法,鍛煉并提高解決問題的能力[3]。振幅調(diào)制解調(diào)與混頻章節(jié)中對AM調(diào)制解調(diào)建模及仿真分別如圖1、圖2所示。實驗教學改革改革后的實驗教學為16學時,采取“8+8”新模式。八學時包含三個驗證性實驗、一個設(shè)計性/綜合性實驗。考慮到高頻丙類功率放大器實驗中第一步是高頻小信號放大器調(diào)諧部分,故驗證性實驗安排高頻丙類功率放大器、調(diào)幅與檢波、調(diào)頻與鑒頻,設(shè)計性/綜合性實驗為三點式正弦波振蕩器設(shè)計、中波調(diào)幅發(fā)射機與接收機組裝及調(diào)試二選一。八學時創(chuàng)新性實驗為調(diào)頻無線話筒的設(shè)計與制作。在理論課上完成角度調(diào)制與解調(diào)教學后,學生需自主查閱資料,設(shè)計一個調(diào)頻無線話筒電路,在OrCAD16.3環(huán)境下進行參數(shù)選擇和設(shè)定,仿真通過后,從學院庫房領(lǐng)取相應元器件,焊接制作電路并調(diào)試。要求在收音機上能清楚收聽到由電路發(fā)射的自己講話聲音信號,最后還需要完成一份設(shè)計報告。從2015—2018年這四年的設(shè)計報告來看,大部分學生完成的無線話筒電路發(fā)射頻點在70~88MHz、發(fā)射距離在20~30m之間,學生動手能力得到鍛煉的同時,從理論到實踐的應用能力也得到提升。考核方式改革基于對學生應用能力的培養(yǎng),改革后新考核方式為平時10%、實驗40%(驗證性/設(shè)計性/綜合性實驗占20%,創(chuàng)新性實驗占20%)、期末考試50%。從以往期末評價制到注重過程評價制[4],學生從被動式應付考試到積極查找資料、主動仿真設(shè)計、制作調(diào)試電路,學習興趣明顯增強。南昌航空大學近四年通信電子線路成績分布如表1所示。從表1可以看出,自2015年對2013級通信電子線路課程教學進行改革后,到2018年6月底,2016級學生期末考試成績平均分比2013級提高6.66分,期末總評及格率比2013級上升近10%,且呈逐年上升趨勢[5]。
4結(jié)語
南昌航空大學通信電子線路教學團隊以基于應用能力為起點,以增強動手能力為目的,培養(yǎng)具有工程意識的通信技術(shù)人才,經(jīng)過四年的探索,在傳統(tǒng)教學模式基礎(chǔ)上積極調(diào)整教學思路,優(yōu)化教學內(nèi)容,拓展教學方法和手段,增加創(chuàng)新性實驗,調(diào)整平時、實驗、期末三項考核比重。實踐表明,學生學習本課程積極性有所好轉(zhuǎn),學習興趣逐漸增強,應用能力明顯提高,通信電子線路教學改革初見成效。
參考文獻
[1]陳敏,楊永欽,王萍,等.通信電子線路課程改革探索與實踐[J].高教學刊,2017(14):74-76.
[2]嚴國萍,龍占超,黃佳慶.通信電子線路[M].2版.北京:科學出版社,2016.
[3]劉敏,付崇芳.OrCAD16.3在通信電子線路教學中的應用[J].中國教育技術(shù)裝備,2014(20):13-16.
[4]俞龍,王衛(wèi)星.“通信電子線路”課程教學改革與評價[J].電氣電子教學學報,2016(6):52-55.
[5]王愛珍,任國鳳,田竹梅,等.基于IAI-CDIO教育理念的通信電子線路實踐教學改革與探索[J].浙江萬里學院學報,2018(2):107-111.
作者:劉敏 付崇芳 單位:南昌航空大學