◆張松華 陸秀令
作者:張松華,湖南工學院電氣與信息工程學院副教授,主要從事通信、電子信息、神經網絡、微波光子學等方面的科研和教學工作;陸秀令,湖南工學院電氣與信息工程學院(421002)。
湖南工學院作為一所新建地方本科院校,在應用型人才培養過程中存在不少問題,因此要著力構建“重基礎,重技術,重能力,高素質”的“三重一高”應用型人才培養體系。通信電子線路是一門綜合性、實踐性很強的電氣信息類專業基礎課,建設好這門課程,對于培養“三重一高”的電氣信息類專業學生起著重要作用。本文從該課程的理論教學和實踐教學改革入手,就如何提高教學質量、拓展學生思維、提高學生實踐能力進行探討。
以基礎為導向,合理改革課程教學內容、教學方法 通信電子線路是面向電氣信息類開設的一門重要的專業基礎課程,在專業課程體系中具有承上啟下的作用,與電路分析、模擬電子線路以及信號與系統等多門課程的知識體系存在一定的交叉,并將為后續的數字通信原理、移動通信技術等課程打下良好基礎。本課程專業性、綜合性強,對學生基礎知識結構要求高,但是近幾年隨著教學計劃的調整,通信電子線路課程的教學課時有所下降;而且隨著通信新技術的飛速發展,通信電子線路已由分立元件電路向集成電路,硬件通信系統向軟件通信系統發展,新的內容和技術不斷涌現。因此,如何提高教學時效,成為通信電子線路課程教學研究中的重點。
以基礎為導向,合理改革課程的理論教學內容和教學方法,可以獲得較好的教學時效。以湖南工學院2011年立項的校級教研教改課題“通信電子線路課程教學內容和教學方法改革的研究與實踐”中所采取的措施和成果為例,以“系統—模塊—電路”為教學思路,從過去以電路的角度講解為主轉變成先從系統的角度來進行教學組織,從通信系統到發射和接收模塊,再深入到模塊中的每個單元電路,在講述具體單元電路中重點強調每個電路在系統的作用,再擴展到每個電路的工作原理、性能指標的計算。這樣的教學思路便于學生理解教學內容中各章節的聯系,在學習過程中進行歸納總結,理解具體電路的原理分析和計算。適當減少不必要的公式推導,簡化電路的分析過程,將學生從抽象,繁瑣的公式推導中脫離出來。對于重要原理的講解和公式推導,可以采用“黑板+電腦”的多重模式,既傳承了傳統黑板教學中“邊寫邊講,學生思維連貫,易于理解和接受”,又充分發揚了電腦教學的優勢,將較為抽象的教學內容采用軟件仿真和動畫的手段展現出來。側重實際應用,在保留通信電子線路經典內容的基礎上,摒棄教材中一些目前已淘汰的內容,并適時增加教材中缺乏的通信新技術、新器件和通信模塊,有效提高課程教學的實效性。
以技術和能力為目標,進行實踐教學改革,實現高素質人才培養 通信電子線路是一門實踐性很強的課程,該課程的教學環節分為理論教學、實驗教學和課程設計三個部分,通過實踐可以使學生進一步理解通信電子線路的工作原理,對基礎理論教學起到相互促進的作用。搞好實踐教學是提高學生實驗能力和綜合能力的關鍵,也是“三重一高”的應用型人才培養模式體系構建中的重點。
現行的通信電子線路實驗課程中普遍采用通信電子線路整機實驗箱,實驗箱中主要是設計好的模塊電路,學生的任務只是連接電路、測量輸入輸出,對所學理論進行驗證,而恰恰缺少他們感興趣的、真正鍛煉動手能力的電路的設計、調試等實踐環節。另外,由于在硬件實驗教學中存在因設備老化、精度不高而造成的實驗效果不良的缺點,學生缺乏實驗興趣,做實驗時敷衍了事,達不到預期的實驗目的。
針對湖南工學院電氣信息類專業學生通信電子線路課程實驗的開設情況,在實驗教學改革中探索“軟件實驗預習+硬件實驗操作”的雙實驗模式。在每次實驗之前,布置學生采用Multisim軟件平臺,按照實驗指導書中所提供電路進行電路搭建,按照實驗指導書中實驗步驟用軟件進行實驗操作,并記錄軟件實驗預習結果,書寫軟件實驗預習報告。在此過程中,既讓學生熟悉了電路的構成,又在仿真過程中進一步掌握了電路原理,達到較好的實驗預習目的。
在實驗室進行硬件實驗時,實驗指導教師應適當減少演示環節,完全由學生按照軟件實驗預習報告進行硬件實驗操作,在硬件實驗中由注重實驗結果向注重實驗過程轉變,注重學生排除電路故障能力的培養和訓練。實驗儀器出現簡單故障時,在教師的適當引導下,允許學生在實驗室進行快速維修,真正做到學生由“看實驗”轉變到“做實驗”。
實驗報告是實驗結果的總結和反映,也是由實踐升華到理論的一個重要手段。因此,規范實驗報告寫法也是實驗教學中的重點。在實驗報告的書寫中要突出實驗分析和心得體會環節的重要性,要就實驗現象、實驗中存在的問題主動查找相關資料,尋求合理的理論解釋。
現行的通信電子線路課程設計是以學生自學為主,以單元電路或系統設計為任務所進行的電路設計、焊接與調試的過程。通過該課程設計,應能使學生加深對通信電子線路基礎理論課的理解,培養其進行電子電路設計的實踐技能,提高其分析問題和解決問題的能力,為畢業設計和將來獨立工作打下扎實的基礎。但是,通信電子線路主要講授電子線路中的非線性部分,理論較抽象,難以理解和掌握,屬于難學難懂的課程。由于學生對基本理論的掌握不夠扎實,在進行課程設計時往往無所適從,并普遍存在畏難情緒,教學效果達不到預期目的。
針對湖南工學院課程設計教學的特點,基于通信系統中各個組成電路部分設置課程設計的課題,并由學生自行組成設計小組,各自選擇其中的課題,按照電路設計→軟件仿真→制作電路板→電路調試→設計說明書→設計答辯的流程來完成全部的課程設計過程。并在答辯完成之后,選取其中性能良好的電路板搭建一個完整的通信系統,最后讓學生在自己設計制作的通信電路系統平臺上進行模擬通話,大大增強學生的主動性和自信心,并使學生進行電路系統設計、硬件調試的能力和創新能力都得到提高。
本文在深入研究學習“三重一高”人才培養模式內涵的基礎上,結合通信電子線路課程教學的特點,就如何進行該課程理論教學內容和教學方法、實驗教學和課程設計教學改革,證券課程教學效果提出幾點看法,以實現重基礎、重技術、重能力和高素質應用型人才培養的目標。
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