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【摘要】通信電子線路作為一門工程性和實踐性很強的課程,其實踐教學是課程中的重要教學環節。本文結合現階段通信電子線路開放式實驗教學問題,對基于自主設計的通信電子線路開放式實驗教學方法進行了探討,為推進課程實踐教學改革提供改革思路。
【關鍵詞】自主設計通信電子線路開放式實驗教學
引言
《通信電子線路》作為電子信息工程、通信工程等專業必修的一門專業基礎課,是一門工程性和實踐性很強的課程,其側重學生實踐能力的培養,因此實驗教學的教學形式將直接影響整門課程的授課效果。目前,通信電子線路盡管采用了開放式實驗教學模式,但多以驗證性實驗為主,創新性不夠。為了響應教育部“卓越工程師教育培養計劃”和“科教結合協同育人計劃”的號召,加強學生實踐動手能力和創新能力,很有必要對通信電子線路實驗教學進行改革。
一、通信電子線路開放式實驗教學問題
采用開放式實驗教學模式開展通信電子線路教學,能夠面向學生開放實驗室,為學生提供實驗資源和自主選擇的實驗時間,增強課程教學的開放性,使學生在自由學習氛圍中進行課程內容學習。但就實際情況來看,通信電子線路實驗內容多借助實驗箱進行,以驗證性實驗為主。實驗箱內擁有的高頻諧振功率放大模塊、乘法器混頻模塊等各種實驗模塊電路固定,學生只需要根據教師講解進行模塊電路調試,即對電阻、電感等數值進行調節,并通過改變跳線位置完成實驗操作,然后利用掃頻儀等設備進行實驗結果觀察。開展這類驗證性實驗,學生僅僅是按照書本操作進行理論驗證,未能對學生發散思維培養,不利于學生實踐動手能力和創新能力的形成。
二、基于自主設計的通信電子線路開放式實驗教學
(一)實驗教學思路針對通信電子線路開放式實驗教學存在的問題,為有針對性的提高學生設計能力和創新意識,可調整實驗內容,采用以設計性實測實驗為主,輔以虛擬仿真實驗的教學方式。在課程教學中,教師根據課程進程情況,結合實驗內容提出項目需求,由學生完成實驗的自主設計。學生可先借助Multisim軟件進行虛擬仿真實踐操作,自主完成電路設計,通過虛擬仿真實驗驗證電路設計的正確性,為后面在實驗室中搭建硬件電路開展實測試驗打下良好基礎。采取這種虛實相結合的方式,既保證了學生在實測環境中鍛煉動手操作能力,又能讓學生根據自身對知識的掌握程度利用虛擬仿真環境自行設計高頻電路,使實驗教學的開放性得到充分體現。在幫助學生鞏固之前學習到的知識的同時,促使學生開展探究性學習活動,實現通信電子線路的創新設計,使其電路設計能力及工程應用能力得到有效提升。
(二)實驗教學方法在實際教學中,教師可以根據教學內容提出項目需求。學生依據項目需求,自主完成電路設計,并在Multisim仿真環境下進行電路連線和調試操作的仿真模擬,通過仿真實踐對所設計的電路進行初步驗證。仿真環境下,消除了硬件異常的影響,使學生能夠專注于對理論知識的理解和電路調試,有助于其提高電路設計及應用能力。在完成Multisim虛擬仿真實踐操作之后,學生可根據仿真結果自主選擇時間在實驗室中搭建實際電路,利用實驗儀器完成實測操作,最終完成整個實驗。針對實驗過程中發現的問題,學生應當通過反復討論,自主分析解決,培養自己分析問題解決問題的能力。而教師應當作為引導者,在必要時給予學生適當指點,不對實驗內容進行過多講解,確保學生主體地位得到充分體現,培養其探究意識及創新精神。
(三)實驗教學考核采用基于自主設計的開放式實驗教學模式,其實驗時間、實驗空間均對學生開放。因此,教師在教學考核上需采取配套的方法,確保學生學習效果得到充分反映。不同于過去單純根據實驗報告確定學生成績,教師應采用多樣化的考核方式,從實驗過程、實驗驗收、實驗管理和實驗報告四個方面進行學生評價,分數比例分別為50%、35%、5%、10%。在實驗過程中,教師需要觀察學生在利用Multisim仿真軟件進行電路設計時,電路參數是否設置的正確。對學生在實驗室中進行實測試驗時,對實驗儀器使用情況、電路調試方法等進行評價。在驗收實驗成果時,需要確定學生電路調試情況,針對學生提出的創新性方法給予加分的獎勵,并對學生實驗總結情況進行評價。在實驗管理方面,需要從實驗室衛生情況、出勤率等方面進行考察。通過綜合評價,學生能夠始終認真對待實驗的各個環節,確保學生實驗情況能夠得到客觀、公正的反映,引導學生看重實驗過程,從而使學生實踐操作能力得到切實有效的提高。結論采用基于自主設計的開放式實驗教學,可以使得學生主體地位得到充分體現,改變以往被動學習的局面,使學生能夠發揮主觀能動性,通過自主學習提高動手能力和分析、解決實際問題的能力,培養其綜合應用知識的能力及創新精神,為后續進一步掌握電子、通訊技術的專業知識和職業技能打下良好的基礎。
作者:李琳 單位:湖南理工學院