“電子系統仿真”課程設計實驗教學體系建設

趙 鋒，畢 莉，王 偉，肖順平

(國防科學技術大學電子科學與工程學院，湖南 長沙 410073)

“電子系統仿真課程設計”作為我校電子工程專業的一門專業實驗課程，具有很強的綜合性和實踐性的特點。該課程主要針對雷達系統及雷達對抗過程的建模和仿真實現展開教學實踐，它不僅綜合了“雷達原理與系統”、“雷達對抗原理”、“離散數字信號處理”、“隨機信號分析”以及“信號檢測與估計”等課程的相關理論，還要求學生具備一定的軟件設計和編程開發能力。為了使學生充分掌握分析問題的有用工具，切實提高學生應用所學知識解決工程實際問題能力以及理論和應用創新能力，在電子工程專業本科生培養體系中，“電子系統仿真課程設計”課程占有非常重要的地位。

目前，電子系統仿真實驗教學與學生實踐能力培養方面主要存在以下問題:①偏重于單項訓練，缺乏綜合性訓練;②主要集中于成熟技術的驗證，缺少對理論和技術創新的探索;③以教科書為主，與科研實踐結合不緊;④訓練科目偏少，學生選擇面窄;⑤考核手段和標準缺乏科學性和系統性。

1 實驗教學體系構建

針對上述問題，我們對“電子系統仿真課程設計”實驗教學體系進行改革，構建了層次化的“三+三+三”實驗教學體系，該實驗教學體系框圖如圖1所示。主要有三個部分組成，即單項科目、綜合性科目以及創新性科目。每個科目分別對應三個不同的內容設置、三個選做方式和三個考核評分方法，如此構成“三+三+三”的體系結構。

圖1 “電子系統仿真課程設計”實驗教學體系

1)單項科目

單項科目主要幫助學生加深雷達及雷達對抗方面的知識點的理解，提高學生動手實踐能力，為學生必需完成的實驗內容。在內容設置上，以雷達系統處理的單個環節以及雷達對抗(主要是干擾)的單個環節過程仿真為主，如天線方向圖模擬、信號產生、脈沖壓縮以及干擾信號產生等[1，2]。單項科目的所有內容構成單項科目題庫，每年將從中抽取一定數量的子集構成該屆學生的實驗科目內容。各單項科目內容考核時分數分配平均，考核標準固定。

2)綜合性科目

綜合性科目鍛煉學生綜合利用各知識點解決工程實際問題的能力，并在單項科目的基礎上進一步提高學生的工程實踐能力。在內容設置上以系統級的處理為主，即以復雜對抗環境下雷達系統的探測性能分析為主要實驗內容，如雜波條件下的運動目標檢測、壓制性干擾效果及對抗性能、欺騙性干擾效果及對抗性能等。綜合性科目內容也構成相應的題庫，題庫中的科目劃分為不同的難易程度，要求學生選取一定數量的科目完成(如一個或者兩個)，具體選擇哪個科目由學生自己根據實際情況決定?？己藭r，每個科目將在基本分的基礎上根據科目的難易程度適當乘以加權系數。

3)創新性科目

創新性科目主要鍛煉學生進行雷達及雷達對抗領域理論和應用創新的能力。在內容設置上，不同于前兩個科目固定具體問題的方式，只設置大的方向，而不設置具體問題。如機動目標跟蹤、“低小慢”目標檢測等，具體的方法和技術由學生自己決定。該科目難度較大，因此只鼓勵學生參與，不做硬性要求，相應的評分數占比例較小?？己藭r，對選擇該科目的學生依據完成質量予以獎勵加分。

2 實驗教學資源建設

“電子系統仿真課程設計”實驗教學的資源建設包括實驗指導書編寫、計算機實驗機房建設和電子工程實驗室建設。

實驗指導書編寫匯集了課程主講教師、助教以及“雷達原理與系統”課程和“雷達對抗原理”課程的教師團隊成員的參與，結合教師科研項目的研制成果，保證指導書的系統性、可行性和實用性。

計算機實驗機房配備了高性能計算機以及課程實驗所需的工具軟件。電子工程實驗室配備了實際雷達裝備、雷達對抗全數字仿真平臺[3]以及信號產生、信號處理、數據處理與管理、示波器和頻譜儀等相關的硬件和軟件，為學生的綜合性科目實驗和創新性科目實驗提供了良好的平臺支撐[4]。

3 教學方法改革

本課程的授課方式采用多種方式相結合[5]，包括課堂講授、學生自學、實驗指導和課后交流等，還注重利用相關的科研項目實例講解問題的解決思路和流程。在授課過程中，涉及到的編程語言主要讓學生自學;在機房和實驗室實際操作時以學生為主，成組討論。

考核方法主要采用實驗報告的形式，并采用圖1所示的評分方法，即按照考核總分=固定評分+加權評分+獎勵評分的公式進行計算。三部分的分數分配比例為:固定評分60%，加權評分30%，獎勵評分10%。

4 結語

“電子系統仿真課程設計”課程通過實驗教學體系建設，課程內容的設置更加系統化和層次化，課程實驗的綜合性和創新性不斷增強，考核方式更加科學、全面，與科研項目研究聯系更加緊密，學生的選擇面也不斷拓寬。幾年的教學實踐表明，該課程在鞏固學生基礎理論、提高學生實踐能力和綜合運用所學知識解決實際問題能力、增強學生創新意識和創新能力等方面均取得了非常顯著的成果。

[1]丁鷺飛，耿富錄.雷達原理(第三版)[M].西安:西安電子科技大學出版社，2009

[2]趙國慶.雷達對抗原理[M].西安:西安電子科技大學出版社，2009

[3]王國玉，汪連棟等.雷達電子戰系統數學仿真與評估[M].北京:國防工業出版社，2004

[4]王偉，徐振海，傅其祥，肖順平.“雷達原理與系統”課程教學實驗平臺建設[J].南京:電氣電子教學學報，2010

[5]王朋.“單片機原理”實驗教學體系建設[J].南京:電氣電子教學學報，2010