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中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0070-02
21世紀(jì)被稱為信息時代,電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用,必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢反過來對本專業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用,也對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此,本文從人才的社會需求出發(fā),結(jié)合我校實(shí)際情況,進(jìn)行了本科專業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索,并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。
一、人才的社會需求情況
目前,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè),市場對專業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均,分類較細(xì),且發(fā)展變化較快。另外,電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性,既有勞動密集型的大型企業(yè)、大公司,更多的是小公司和小企業(yè);既有國有企業(yè)和私營企業(yè),更有合資、獨(dú)資的外企。因此,社會需求與本專業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會繼續(xù)存在。
二、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位
本專業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專業(yè)基礎(chǔ)知識,熟練實(shí)驗(yàn)技能,能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開發(fā)和設(shè)計(jì)技能,有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我?!按蠊こ逃^”人才培養(yǎng)特色,依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則,培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。
三、本科培養(yǎng)方案制定的思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求,以及專業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐工程能力,使畢業(yè)生能滿足長三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養(yǎng)方案的改革探索
要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色,對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究,并對省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研,最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要內(nèi)容如下:
1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時,根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下,專業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會科學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課三個模塊,下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個專業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程,到大三時根據(jù)自己的興趣選擇專業(yè)方向,選修各自方向的專業(yè)課。由于兩個方向的不同培養(yǎng)要求,因此在專業(yè)基礎(chǔ)選修課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊,每個專業(yè)方向必須修滿相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。
2.改革專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程是為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ),因此,在保留了原有電子信息類專業(yè)通常所開設(shè)的電子類課程外,增加了與專業(yè)相關(guān)的課程,如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程,刪減了原先與物理類相關(guān)的一些課程,如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等,并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類課程,如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊,兩個專業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。
3.優(yōu)化專業(yè)課程。專業(yè)課程是整個專業(yè)教育中的主干部分,微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向,開設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向,開設(shè)光電子材料與器件、光電檢測原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專業(yè)課程里面還設(shè)置有專業(yè)實(shí)驗(yàn),通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生的動手操作能力,增強(qiáng)學(xué)生的理論知識。
五、與省內(nèi)外專業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別
具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū),服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì),這就要求專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系,也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個方面:
1.專業(yè)定位。各個學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依托1個教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類系統(tǒng)級、板級和芯片級研發(fā)工作的高級工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位于服務(wù)長三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè),培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力,在課程設(shè)置上開設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力,開設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號處理等專業(yè)課程,以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng),從事各類系統(tǒng)級、板級和芯片級研發(fā)工作的能力,開設(shè)了信號與系統(tǒng)、電磁場與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)課程,以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用的能力,開設(shè)了信號與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號處理、光輻射測量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)光電子材料與器件的能力,開設(shè)有信號與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專業(yè)課程,以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力,開設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號處理、光電子材料與器件、光電檢測原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)課程,以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。
3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
2、研究的目的和意義
2.1、目的
我選擇了《信號的調(diào)制與解調(diào)的MATLAB仿真》這個課題作為畢業(yè)設(shè)計(jì)其主要目的是通過此次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固通信原理及其相關(guān)知識,并學(xué)會利用所學(xué)的知識能,在設(shè)計(jì)過程中能綜合運(yùn)用所學(xué)知識內(nèi)容,進(jìn)一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;對信號的調(diào)制與解調(diào)原理及其實(shí)現(xiàn)有較深的了解;為即將進(jìn)入社會參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力等等。
2.2、意義
從事電子通信業(yè)而不能熟練操作使用MATLAB電子線路設(shè)計(jì)軟件,在工作和學(xué)習(xí)中將是寸步難行的。在數(shù)學(xué)、電子、金融等行業(yè),使用MATLAB等計(jì)算機(jī)軟件對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真在很早以前就已經(jīng)成為了一種趨勢,〖您正瀏覽的文章由實(shí)習(xí)報(bào)告網(wǎng)整理〗這類軟件的問世也極大地提高了設(shè)計(jì)人員在通信、電子等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。眾所周知,實(shí)際過程中信號傳輸都要經(jīng)過調(diào)制與解調(diào)這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調(diào)制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程,反之在接收端則需要有解調(diào)過程。
3、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
3.1、研究現(xiàn)狀
MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一種面向科學(xué)與工程的計(jì)算軟件,通過MATLAB和相關(guān)工具箱,工程師、科研人員、數(shù)學(xué)家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺下完成相應(yīng)的科學(xué)計(jì)算工作。
MATLAB本身包含了600余個用于數(shù)學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和工程處理的函數(shù),這樣,就可以迅速完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)而不必進(jìn)行額外的開發(fā)。業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的工具箱算法極大的擴(kuò)展了MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域,所以MATLAB自推出以來就受到廣泛的關(guān)注,信號處理工具箱就是其中之一,在信號處理工具箱中,MATLAB提供了濾波器分析、濾波器實(shí)現(xiàn)、FIR濾波器實(shí)現(xiàn)、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、IIR數(shù)字濾波器階次估計(jì)等方面的函數(shù)命令。
3.2、發(fā)展趨勢
由于我們所面對的工程問題越來越復(fù)雜,過去所依賴分析的技術(shù)已逐漸不敷使用。利用電腦來分析及解決工程問題已是當(dāng)今工程師的必要工具。使用MATLAB軟件進(jìn)行科學(xué)計(jì)算,能夠極大加快科研人員進(jìn)行研究開發(fā)的進(jìn)度,減少在編寫程序和開發(fā)算法方面所消耗的時間和有限的經(jīng)費(fèi),從而獲得最大的效能。
4、研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價值
4.1、研究的主要內(nèi)容
1、信號調(diào)制與解調(diào)的原理
眾所周知,實(shí)際過程中信號傳輸都要經(jīng)過調(diào)制與解調(diào)這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調(diào)制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程,反之在接收端則需要有解調(diào)過程。但是在計(jì)算機(jī)中的模擬和實(shí)現(xiàn)都是采用數(shù)字化的方法的,如果將采樣的頻率放的高一些,數(shù)字的所造成的失真就不容易察覺了,采用計(jì)算機(jī)對信號進(jìn)行處理的話,非常的方便,這也是數(shù)字代替模擬的的原因之一。
2、信號調(diào)制與解調(diào)的基本方式
在信號調(diào)制中常以一個高頻正弦信號作為載波信號。一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數(shù),可以對這三個參數(shù)進(jìn)行調(diào)制,分別稱為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。也可以用脈沖信號作載波信號??梢詫γ}沖信號的不同特征參數(shù)作調(diào)制,最常用的是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,稱為脈沖調(diào)寬。數(shù)字信號調(diào)制的三種基本方式,有振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)。
在信號的解調(diào)中首先已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號的幅值隨調(diào)制信號的值變化,因此調(diào)幅信號的包絡(luò)線形狀與調(diào)制信號一致。只要能檢出調(diào)幅信號的包絡(luò)線即能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡(luò)檢波。檢波后的信號,再經(jīng)低通濾波,濾除高頻信號,即可獲得所需調(diào)制信號,實(shí)現(xiàn)解調(diào)。
3、信號調(diào)制與解調(diào)的MATLAB教本程序編制
利用MATLAB本身包含了600余個用于數(shù)學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和工程處理的函數(shù),就可以迅速完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)而不必進(jìn)行額外的開發(fā),而且信號與系統(tǒng),通信系統(tǒng)工具包可以很容易的使用MATLAB開發(fā)語言——M語言快速的實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制與解調(diào)這一過程的仿真。
4、整個系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程
首先利用MATLAB編制教本文件,對信號調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行各種調(diào)制,產(chǎn)生各類已調(diào)波及對其進(jìn)行解調(diào),同時進(jìn)行頻譜分析,然后利用SIMULINK工具箱對其進(jìn)行解調(diào)仿真,通過改變參數(shù)并觀測結(jié)果為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了良好的依據(jù)。
4.2、信號的調(diào)制與解調(diào)的MATLAB仿真的應(yīng)用價值
調(diào)制與解調(diào)是信號處理應(yīng)用的重要問題之一,而系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過程中的重要步驟和必要保證。利用MATLAB可以很方便的進(jìn)行通信系統(tǒng)的分析和仿真,尤其對于我們電子信息專業(yè)的教學(xué)與設(shè)計(jì)非常有利,另一方面還可以為開設(shè)《高頻電子基礎(chǔ)》和《信號與系統(tǒng)》等課程提供模擬信號的調(diào)制與解調(diào)的計(jì)算機(jī)虛擬試驗(yàn)。
5、工作的主要階段、進(jìn)度
(1)、2007年秋季學(xué)期第11周前
接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書,學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)要求及有關(guān)規(guī)定。
(2)、2007年秋季學(xué)期第12~20周
閱讀指定的參考資料及文獻(xiàn)(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報(bào)告、外文翻譯等任務(wù)。
(3)、2007年春季學(xué)期第1周〖您正瀏覽的文章由實(shí)習(xí)報(bào)告網(wǎng)整理〗
進(jìn)一步修訂完善開題報(bào)告、外文翻譯,使其在內(nèi)容及格式上符合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)規(guī)范要求。
(4)、2008年春季學(xué)期第82周到第6周
完成各單元電路設(shè)計(jì),protel輔助分析。
(5)、第6周至第12周
完成電路制作,調(diào)試。
(6)、第13周
完成畢業(yè)設(shè)計(jì),全部成果交指導(dǎo)老師批閱。
(7)、第14周
畢業(yè)答辯
6、最終目標(biāo)及完成時間
完成硬件設(shè)計(jì),提供protel電路原理圖及pcb印制版圖,最終達(dá)到硬件軟件能準(zhǔn)確無誤的應(yīng)用的目標(biāo)。
完成時間:第15周
7、現(xiàn)有條件
現(xiàn)有protel軟件及制作硬件的必要設(shè)備,可以完成本課題的研究與設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)12C-0111-03
職業(yè)教育是終身教育的重要組成部分,使中等職業(yè)教育與高等職業(yè)教育相互銜接溝通,是當(dāng)前世界職業(yè)教育發(fā)展的一個趨勢。根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)人民政府關(guān)于貫徹<國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定>的實(shí)施意見》(桂政發(fā)[2014]43號)和《廣西壯族自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)縣級中等職業(yè)學(xué)校綜合改革計(jì)劃的通知》(桂政發(fā)[2014]64號)文件精神,為了創(chuàng)新辦學(xué)體制機(jī)制,搭建中高職教育相互銜接的“立交橋”,提升縣級職業(yè)技術(shù)學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量,為我區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展培養(yǎng)更多動手能力強(qiáng)、技藝精湛操作嫻熟的高素質(zhì)技術(shù)技能型專門人才,廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院與蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校在2015年2月份簽訂協(xié)議,開展電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”中高職銜接合作辦學(xué)模式。協(xié)議規(guī)定雙方共同制定和實(shí)施一體化的人才培養(yǎng)方案,雙方共同開展校企合作、課程改革、師資培訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)以及招生就業(yè)等方面的工作。下面以廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)專業(yè)為例,介紹中高職銜接“二三分段”一體化人才培養(yǎng)的思路和方法。
一、“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)方案目標(biāo)的銜接
中職教育和高職教育在培養(yǎng)目標(biāo)上是有差異的。中職教育目標(biāo)是培養(yǎng)在生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)和管理第一線工作需要的初、中級人才;而高職教育培養(yǎng)的是生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面的高級實(shí)用型、應(yīng)用型人才。目前的中職教育仍然是以基礎(chǔ)教育為主,而高職教育是在高中教育基礎(chǔ)上進(jìn)行的專業(yè)教育,注重培養(yǎng)學(xué)生把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的能力。經(jīng)過市場調(diào)研,并且根據(jù)廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院和蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校情況,我們確定了電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)為:中職階段(前兩年)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)掌握電子電路基本原理,具有電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、維修和銷售等技能,能熟練使用電路基本測試儀器的技能型人才;高職階段(后三年)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)掌握信息網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電路的基本知識,具有電路設(shè)計(jì)和調(diào)試能力,具有通信網(wǎng)施工、監(jiān)理及通信網(wǎng)維護(hù)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的高素質(zhì)技術(shù)技能型專門人才。培養(yǎng)目標(biāo)既要保證沒有意愿升到高職繼續(xù)教育的學(xué)生具備就業(yè)的能力,也要保證有意愿升入到高職繼續(xù)進(jìn)修的學(xué)生掌握必須的文化基礎(chǔ)知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識和比較熟練的職業(yè)技能,具備繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
二、“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)方案課程體系的銜接
要實(shí)施中高職教育的相互銜接,如果沒有一體化的課程體系,必將會嚴(yán)重影響中高職教育的有效銜接,難以保證各層次的職業(yè)教育質(zhì)量。因此,由廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院和蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校組成的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行市場調(diào)研,走訪行業(yè)專家,根據(jù)企業(yè)相關(guān)典型工作崗位的調(diào)研材料,進(jìn)行典型工作任務(wù)的分析,轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,多次召開研討會,制定中高職層次相應(yīng)的職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn),設(shè)置課程,選擇課程內(nèi)容和制定課程標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而制定出了一套能指導(dǎo)電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)的課程體系。
圖1 “二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)方案課程體系設(shè)置
在課程體系設(shè)置上,團(tuán)隊(duì)老師充分把握中、高職教育不同層次對人才培養(yǎng)方案的不同階段的要求,注意理論深度的前后遞進(jìn)和有效銜接,擴(kuò)展專業(yè)知識內(nèi)容的同時又要保證避免交叉重疊。把中職電信類專業(yè)的課程和高職電信類專業(yè)的課程內(nèi)容進(jìn)行充分整合,從而形成了中、高職銜接電子信息工程技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置體系。我們把體系中的課程分為:專業(yè)基礎(chǔ)及素質(zhì)拓展、專業(yè)核心能力培養(yǎng)、專業(yè)拓展能力培養(yǎng)以及綜合能力培養(yǎng)四個模塊,如圖1所示。把一體化人才培養(yǎng)方案中開設(shè)的課程分為中職開設(shè)課程、中職高職銜接課程和高職開設(shè)課程3類,如表1所示。
表1 “二三分段”一體化人才培養(yǎng)方案課程結(jié)構(gòu)表
基本素質(zhì)課 德育課 防艾、愛國、環(huán)境教育(2)、學(xué)生心理健康教育(2)、禮儀規(guī)范課程(1)、法律常識(2)、演講與口才(1)、職業(yè)健康與道德(2)、職業(yè)生涯規(guī)劃(2)、就業(yè)與創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)(2)、軍事訓(xùn)練及入學(xué)教育(2)、思想和中國特色社會主義理論體系概論(3)、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)(2)、安全教育(2)
文化課 語文(1)、數(shù)學(xué)(2)、英語(2)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)(2)
專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程 專業(yè)必修課程 實(shí)用電子技術(shù)工藝(1)、電子線路(1)、電子技能實(shí)訓(xùn)(2)、電工作業(yè)(2)、電類專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)(3)、電子電路測量技術(shù)(3)、電路分析基礎(chǔ)(2)、專業(yè)綜合輔導(dǎo)課(3)、數(shù)字電子技術(shù)(3)、模擬電子技術(shù)(3)、電子技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(2)、電子電路綜合技能(3)、C語言程序設(shè)計(jì)(3)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)(3)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)(3)
綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 專業(yè)綜合設(shè)計(jì)(2)、暑期專業(yè)頂崗實(shí)踐(2)、畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)(2)、職業(yè)資格培訓(xùn)及考試(2)
頂崗實(shí)習(xí) 頂崗實(shí)習(xí)(含畢業(yè)教育)(3)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(3)
專業(yè)拓展領(lǐng)域課程 電子領(lǐng)域方向 辦公設(shè)備(1)、動畫設(shè)計(jì)(1)、家用電器(1)、電工技能實(shí)訓(xùn)(2)高頻電子技術(shù)(3)、VB程序設(shè)計(jì)(3)、單片機(jī)綜合項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)訓(xùn)(3)
通信領(lǐng)域方向 計(jì)算機(jī)組網(wǎng)與維護(hù)(2)、辦公鞏固與網(wǎng)絡(luò)(1)、高頻電子技術(shù)(3)、通信電源技術(shù)(3)、數(shù)字通信技術(shù)(3)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3)、光通信技術(shù)(3)、三網(wǎng)融合技術(shù)(3)、通信基站維護(hù)與管理(3)、通信工程制圖(3)、通信工程設(shè)計(jì)與概預(yù)算(3)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化(3)、LTE組網(wǎng)與維護(hù)(3)
其他類教育活動 技能比賽 國家級(2)、省部級(2)、院級技能比賽(2)等
備注:括號內(nèi)阿拉伯?dāng)?shù)字1為中職開設(shè)課程,2為中職高職銜接課程,3為高職開設(shè)課程
三、“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)職業(yè)資格證的銜接
電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)實(shí)行雙(多)證書教育,將實(shí)踐性教學(xué)安排與職業(yè)資格證書考核有機(jī)結(jié)合,鼓勵學(xué)生在取得中、高職畢業(yè)證書的同時,取得與專業(yè)相關(guān)的職業(yè)資格證書,鼓勵學(xué)生經(jīng)培訓(xùn)并通過社會化考核取得與提升職業(yè)能力相關(guān)的其他技術(shù)等級證書。
一體化人才培養(yǎng)方案規(guī)定畢業(yè)生必須在中職畢業(yè)或者高職畢業(yè)時取得計(jì)算機(jī)操作員、電工操作證、通信設(shè)備維護(hù)中級證、單片機(jī)設(shè)計(jì)員中級證、AutoCAD操作中級證、通信工程監(jiān)理工程師、華為工程師認(rèn)證的一種。中職階段考取相關(guān)中級職業(yè)資格證書(如計(jì)算機(jī)操作員、電工上崗證),在高職階段考取高級以上職業(yè)資格證書(如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中級證、通信工程監(jiān)理師等),并鼓勵多考取不同的職業(yè)資格證書。電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”一體化人才培養(yǎng)學(xué)生可以考取的職業(yè)資格證如表2所示。
表2 電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”培養(yǎng)
可選考的職業(yè)資格證書一覽表
序號 職業(yè)資格(職業(yè)技能)證書名稱 頒證單位
1 計(jì)算機(jī)操作員 人力資源與社會保障部
2 電工操作證 南寧市安監(jiān)局
3 通信設(shè)備維護(hù)初、中級證 南寧市職業(yè)技能鑒定中心
4 程序設(shè)計(jì)員初、中級證 南寧市職業(yè)技能鑒定中心
5 AutoCAD制圖員(1-4級) 南寧市職業(yè)技能鑒定中心
6 通信工程監(jiān)理工程師 工信部
7 華為工程師認(rèn)證 華為技術(shù)有限公司
四、“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)學(xué)生管理的銜接
“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)方案需要從中職教育階段就開始實(shí)施。大部分剛剛進(jìn)入中職學(xué)校的學(xué)生在初中以前的基礎(chǔ)教育中學(xué)習(xí)能力都比較薄弱,沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,而且往往都比較難以管理。為了在學(xué)生管理方面做到無縫對接,我們成立“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)的學(xué)生管理團(tuán)隊(duì)(以下簡稱團(tuán)隊(duì)老師)。團(tuán)隊(duì)老師由廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)專業(yè)的老師和蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子專業(yè)的老師組成,主要成員由專任教師、班主任以及學(xué)生輔導(dǎo)員組成。團(tuán)隊(duì)老師主要任務(wù)除了共同制定一體化人才培養(yǎng)方案之外,仍需承擔(dān)共同管理學(xué)生的任務(wù)。具體管理措施為:
(一)團(tuán)隊(duì)老師共同做好中職新生入學(xué)教育。中職新生入學(xué)教育由團(tuán)隊(duì)老師共同完成,充分讓學(xué)生理解“二三分段”中高職銜接的一體化人才培養(yǎng)的目的和意義,認(rèn)識個人要進(jìn)行中高職銜接培養(yǎng)的必須性。從今年的實(shí)施情況開看,中職學(xué)生的入學(xué)教育我們做得比較好,大部分學(xué)生表示會在兩年之后選擇升入高職繼續(xù)進(jìn)修。
(二)團(tuán)隊(duì)老師組織學(xué)生參觀高職院校校區(qū)。在2015級中職新生入學(xué)之際,團(tuán)隊(duì)老師已經(jīng)組織學(xué)生到廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行了參觀,主要是校園環(huán)境、教學(xué)環(huán)境和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的參觀。大部分學(xué)生對廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院的教學(xué)環(huán)境和生活環(huán)境表示認(rèn)可。
(三)團(tuán)隊(duì)老師每年組織學(xué)生進(jìn)行技能比賽。團(tuán)隊(duì)老師計(jì)劃每年在中職舉行技能比賽。比賽期間,評委由團(tuán)隊(duì)老師以及企業(yè)代表組成。在高職技能比賽期間,團(tuán)隊(duì)老師組織中職的學(xué)生進(jìn)行觀摩,以樹立對自己專業(yè)的興趣。
(四)團(tuán)隊(duì)老師每年召開一次表彰大會。在一年一度的學(xué)生表彰大會上,組織廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程專業(yè)優(yōu)秀學(xué)生和優(yōu)秀畢業(yè)生到中職學(xué)校進(jìn)行成功典型案例教育,與中職學(xué)生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)及工作經(jīng)驗(yàn),幫助中職學(xué)生制定職業(yè)規(guī)劃,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
五、“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的銜接
(一)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。由于中高職的人才培養(yǎng)目標(biāo)不同,所以中高職的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)應(yīng)該根據(jù)中高職培養(yǎng)目標(biāo)和作用出發(fā),建設(shè)不同層次的實(shí)訓(xùn)室。我們主張蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校建設(shè)的實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)該是具有實(shí)用性、基礎(chǔ)性、操作性和技能性的,廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院建設(shè)的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)要體現(xiàn)高技能性、應(yīng)用性以及管理性。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地分為中職校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地、中高職共用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地以及高職校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地。其中中高職共用基地設(shè)在廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,主要承擔(dān)中職階段和高職階段綜合類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,中職教學(xué)階段需要進(jìn)行的綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目以實(shí)訓(xùn)專周的形式在廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)。具體校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室如表3所示。
表3 “ 二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)
校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地一覽表
層次 實(shí)訓(xùn)室名稱 實(shí)訓(xùn)室作用及主要承擔(dān)課程實(shí)訓(xùn)
中職 電路基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)電子元器件的識讀、選用及檢測,電子產(chǎn)品裝配工藝知識、焊接技術(shù),安裝與連接工藝,整機(jī)安裝技術(shù)和裝配實(shí)例。主要承擔(dān)電子技能實(shí)訓(xùn)、實(shí)用電子工藝、電子線路等課程教學(xué)。
電腦設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)識、常用辦公軟件的實(shí)訓(xùn),主要承擔(dān)課程辦公設(shè)備、動畫設(shè)計(jì)等課程教學(xué)。
網(wǎng)絡(luò)綜合布線實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安裝、布線與測試等基礎(chǔ)技能型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,主要承擔(dān)計(jì)算機(jī)組網(wǎng)與維護(hù)等課程教學(xué)。
電子設(shè)備維修實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)常用電子設(shè)備的維修與維護(hù)工作,主要承擔(dān)家用電器課程教學(xué)。
高職 電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室 主要承擔(dān)電路設(shè)計(jì)以及制作電路板的實(shí)訓(xùn),只要承擔(dān)電子技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、單片機(jī)綜合項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)訓(xùn)等課程教學(xué)。
電氣控制實(shí)訓(xùn)室 承擔(dān)常用電工儀表的使用,觸電急救模擬等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,主要承擔(dān)電工作業(yè)等課程教學(xué)以及電工操作證、電工上崗證等職業(yè)證的考試培訓(xùn)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)計(jì)算機(jī)組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)開通和網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,主要承擔(dān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等課程教學(xué)。
移動通信實(shí)訓(xùn)室 主要開設(shè)3G系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、3G無線側(cè)的BSC和基站的建設(shè)與日常維護(hù)項(xiàng)目,主要承擔(dān)通信基站維護(hù)與管理、無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化、通信電源技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等課程教學(xué)。
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化仿真實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件的安裝與使用;無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集與測試、通信工程設(shè)計(jì)與概預(yù)算等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,主要承擔(dān)無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化、通信工程設(shè)計(jì)與概預(yù)算等課程教學(xué)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)室 開設(shè)智能家居、智能交通和智慧城市等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,主要承擔(dān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等課程教學(xué)。
中高職共用 專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)室 主要承擔(dān)中職、高職中專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。主要承擔(dān)專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、電子技能等課程教學(xué)。
電子電路綜合技能實(shí)訓(xùn) 主要承擔(dān)綜合電路的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,如基于TTL電路數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作 ;數(shù)字音量控制電路設(shè)計(jì)與制作等項(xiàng)目,主要承擔(dān)電子技能實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)綜合項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)訓(xùn)等課程教學(xué)。
(二)校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。校外實(shí)訓(xùn)基地主要承擔(dān)暑假頂崗實(shí)習(xí)及畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。目前廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院已經(jīng)有15家以上校外實(shí)訓(xùn)基地??梢园凑杖瞬排囵B(yǎng)方案在第二學(xué)年和第四學(xué)年以及第五學(xué)年進(jìn)行集中的暑假頂崗實(shí)習(xí)以及畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。
廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院和蒙山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校的電子信息工程技術(shù)專業(yè)“二三分段”中高職銜接一體化人才培養(yǎng)已經(jīng)得到了合作雙方院校的通過。2015年8月已經(jīng)開始招收第一批學(xué)生共102人,3個教學(xué)班,按一體化人才培養(yǎng)方案正在實(shí)施培養(yǎng)。合作雙方將會在實(shí)施過程中不斷完善和修訂人才培養(yǎng)方案。
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[2]殷俠,孫麗霞.應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)中高職協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式研究[J].九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013(4)
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長期以來,高等職業(yè)教育的教學(xué)模式及教材特點(diǎn)一直深受普通高等教育同類領(lǐng)域的影響,特別是教材編寫的針對性不強(qiáng),總試圖覆蓋更多層次的用戶,即便是近幾年各類高職高專規(guī)劃類教材相繼出現(xiàn),但相當(dāng)多的教材仍然是在傳統(tǒng)框架的基礎(chǔ)下適當(dāng)精簡內(nèi)容而成。在2008年廣西高職高專課程改革與教材建設(shè)研討會上,許多專家就提出了用行為引導(dǎo)型教學(xué)法,推動高職高專課程體系改革和教材建設(shè),以適應(yīng)當(dāng)前的高等職業(yè)教育的改革需要,就是以職業(yè)活動為導(dǎo)向,以提高人的職業(yè)能力為核心,手腦并用,行知結(jié)合,適應(yīng)能力本位的教育。本人在這次教改活動中擔(dān)任了《高頻電子線路》教材的編寫,體會較為深刻。
一、原有教材存在的問題
在擔(dān)任《高頻電子線路》課程的教學(xué)過程中,我發(fā)現(xiàn)原有的《高頻電子線路》教材存在以下幾個方面的問題:
1、雖然是近幾年的高職高專規(guī)劃類教材,但還是有本科教材的“影子”存在,理論上還是追求理論的完整和系統(tǒng)性,數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程內(nèi)容太多,而結(jié)果的分析太少,結(jié)論性的分析不夠。
2、實(shí)踐的內(nèi)容太少,理論的內(nèi)容占絕大多數(shù),對實(shí)際應(yīng)用電路的分析不夠,特別是對當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)、電路及元器件沒有什么介紹和分析。跟不上高頻電子技術(shù)發(fā)展的需要。
3、與《模擬電子技術(shù)》有重復(fù)的內(nèi)容,如:“正弦波振蕩器”。
鑒于上述原因,學(xué)生在學(xué)習(xí)《高頻電子線路》這門課程時,感到枯糙難學(xué),教師難教。
二、新教材編寫的思路和實(shí)踐
本人在編寫《高頻電子線路》這門教材時,力求突破傳統(tǒng)的教材模式,嘗試用新的結(jié)構(gòu)體系、新的教學(xué)方案、新的表現(xiàn)形式、新的闡述方法來體現(xiàn)行為引導(dǎo)型教學(xué)法,推動高職高專課程體系改革和教材建設(shè),構(gòu)筑以實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn)、以掌握項(xiàng)目實(shí)施過程為目的的新教材體系。作為該教材的編寫者,本文試就該教材的編寫思路與創(chuàng)新實(shí)踐作如下介紹。
1.以職業(yè)崗位需求為依據(jù),推動教材模式的創(chuàng)新
筆者認(rèn)為:目前高等職業(yè)教育教材建設(shè)的目標(biāo)已不再是解決有無教材的問題,而在于編寫出有創(chuàng)意、有特色的新教材,特別是要推出以能力為中心的新模式教材,根本改變“重知識傳授、輕技能培養(yǎng)”的傳統(tǒng)教材模式,真正體現(xiàn)職業(yè)教育就業(yè)導(dǎo)向的理念,在教材的編寫前期做好行業(yè)崗位需求分析是必不可少的重要工作。為此,筆者深入到相關(guān)的十多家現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的人力資源部門、生產(chǎn)技術(shù)部門、企業(yè)培訓(xùn)中心及相關(guān)的行業(yè)部門開展調(diào)查,并參考和借鑒了企業(yè)內(nèi)部的員工培訓(xùn)技術(shù)資料、技術(shù)規(guī)范和相關(guān)的行業(yè)職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn),注意將工作崗位急需的或使用頻率高的知識、技能作為重要材料選人新教材之中。根據(jù)對崗位需求的調(diào)查和分析,各個內(nèi)容都定出明確的能力目標(biāo)?!陡哳l電子線路》新教材的編寫充分考慮了理論與實(shí)踐的結(jié)合,注重工程應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng),在教材中設(shè)置了“應(yīng)用電路的安裝、檢測和調(diào)試”板快,力求在實(shí)踐性、實(shí)用性和針對性方面突現(xiàn)特色。
2.以現(xiàn)代職教理念為平臺,倡導(dǎo)教學(xué)方案的創(chuàng)新
現(xiàn)代職業(yè)教育的理念認(rèn)為,應(yīng)從教學(xué)的角度對職業(yè)的實(shí)際工作內(nèi)容進(jìn)行加工和處理。因此,《高頻電子線路》教材的設(shè)計(jì)不再以教會學(xué)生知識為唯一目標(biāo),而以幫助、指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際工作之中為主要目的,圍繞技術(shù)應(yīng)用能力這條主線來設(shè)計(jì)教材的結(jié)構(gòu)體系和教學(xué)內(nèi)容。例如,新編的《高頻電子線路》教材則十分注意知識與工程應(yīng)用的密切聯(lián)系,首先,在教材內(nèi)容的編排上打破了傳統(tǒng)的章節(jié)排序,而是以課題的形式出現(xiàn),在每一個課題中,從夠用的理論知識,到元器件、實(shí)用電路的安裝、檢測、調(diào)試等都包括在內(nèi),學(xué)生每學(xué)完一個課題的內(nèi)容,都能夠既學(xué)了理論知識,又完成了實(shí)際電路的安裝,檢測與調(diào)試,大大地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐技能,學(xué)生每學(xué)完了一個課題就系統(tǒng)地學(xué)完了一個完整的實(shí)際電路。高頻電子線路是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,編者將培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力作為課改的重點(diǎn)。在課程方案的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些嘗試:一是 改變以往驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式,加強(qiáng)了制作和調(diào)試電路等工程應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容;二是由測量數(shù)據(jù)和指標(biāo)為主的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向完成工作任務(wù)及解決實(shí)際問題為主的技能訓(xùn)練;三是精心設(shè)計(jì)每一個實(shí)踐項(xiàng)目的任務(wù),將關(guān)鍵知識點(diǎn)融合在完成任務(wù)的工作中,倡導(dǎo)項(xiàng)目教學(xué)法。
3.以行業(yè)技術(shù)應(yīng)用為依據(jù)。注重教學(xué)內(nèi)容的適時性
當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展非常迅猛,高頻電子線路課程要跟上時代的發(fā)展。其關(guān)鍵在于要適應(yīng)當(dāng)今高頻電子技術(shù)應(yīng)用的基本特點(diǎn)。在知識結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)“兩個轉(zhuǎn)化”。(1)從分立元件電路為主轉(zhuǎn)到以集成電路為主。目前,電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)大都是以集成電路為核心,分立元件的數(shù)量大大降低,且集成規(guī)模不斷擴(kuò)大.只有加強(qiáng)集成電路方面知識的學(xué)習(xí)。才能保證本課程的教學(xué)適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新的基本要求?!陡哳l電子線路》新編教材在介紹元器件時,簡化了分立元件功能電路介紹,突出了集成電路的應(yīng)用。(2)從以器件內(nèi)部分析為主轉(zhuǎn)向以器件外部特性和應(yīng)用為主。隨著新器件的不斷涌現(xiàn)、集成元件規(guī)模的不斷擴(kuò)大及功能逐步完善。芯片內(nèi)部集成的元件愈來愈多,電路愈來愈復(fù)雜,因此精簡集成芯片內(nèi)部電路分析,突出集成電路外部特性和功能應(yīng)用,是符合職業(yè)院校的教學(xué)實(shí)際的。
4.以符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理為原則.注重教材表現(xiàn)形式的新穎性
《高頻電子線路》新教材的開發(fā)力求以興趣為引導(dǎo)。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和
積極性。教材中的主要電子元件和主要單元電路配有實(shí)物圖,增加了電路的直觀性,有利于變抽象的原理電路為具體的應(yīng)用電路。教材的表現(xiàn)形式直觀生動、圖文并茂,排版生動新穎,有助于調(diào)動學(xué)生的閱讀興趣。
5.以符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)。體現(xiàn)高職教材的層次性
《高頻電子線路》新教材的編寫充分考慮了高等職業(yè)院校學(xué)生的知識基礎(chǔ)和教學(xué)實(shí)際。盡可能地降低了理論深度和難度。簡約明了地介紹了高頻電子線路的基本概念、基本原理和應(yīng)用知識.避免了繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析.有利于高等職業(yè)院校學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。每個課題有自我測評題和參考答案,有利于學(xué)生溫習(xí)和鞏固所學(xué)的知識和技能。及時補(bǔ)缺補(bǔ)漏,這也有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的責(zé)任感和主動性。以確保每個課題的能力目標(biāo)達(dá)到基本要求。
三、 教材特點(diǎn)
課程內(nèi)容的選取和排序應(yīng)從相應(yīng)職業(yè)崗位典型工作任務(wù)分析入手,根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和后繼課程的需要而定。與高頻電子技術(shù)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用型人員的工作對象是電子設(shè)備或機(jī)電一體化產(chǎn)品。典型的工作任務(wù)是電子設(shè)備的認(rèn)知、安裝、調(diào)試、檢測和維修維護(hù)。其工作過程涉及到電路的識圖分析,元器件的拆裝、檢測、選用以及基本電路的改進(jìn)等。據(jù)此,作為一種基于工作過程導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì),本課程的教材有如下特點(diǎn):
1、以常用的高頻電子電路或電路系統(tǒng)的認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測為主線,選取教材內(nèi)容并進(jìn)行排序,設(shè)置學(xué)習(xí)性工作任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”、“學(xué)中做”。本教材把高頻電子技術(shù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論內(nèi)容有機(jī)地融合為一體,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)性,工作任務(wù)的完整性,學(xué)習(xí)過程與工作過程的一致性。這樣的編排便于引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)” 、“學(xué)中做”,使學(xué)生在手腦并用的學(xué)習(xí)中得到思維方法和工作方法的訓(xùn)練,提高學(xué)生的自學(xué)能力和實(shí)踐能力。
2、引導(dǎo)學(xué)生以基本電子器件及其應(yīng)用電路作為主要學(xué)習(xí)對象,在完成學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的過程中理解基本概念,掌握基本方法,提高學(xué)習(xí)能力。以電子器件及其典型應(yīng)用電路的認(rèn)知為中心安排模塊化、項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。一方面,通過引導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)資料,對具體的電子器件進(jìn)行識別和性能測試,來理解各種性能指標(biāo)的含義,獲取實(shí)用知識。另一方面通過對基本高頻電路或典型應(yīng)用高頻電路進(jìn)行安裝、調(diào)試和檢測,配合必要的理論分析,引導(dǎo)學(xué)生掌握高頻電子技術(shù)的基本概念和高頻電子電路的基本分析方法。這種以實(shí)際應(yīng)用電路的定性分析為主的課程設(shè)計(jì),降低了學(xué)習(xí)難度,減輕了學(xué)生在理論方面的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),突出了學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
3、完整的知識結(jié)構(gòu)是深入學(xué)習(xí)高頻電子技術(shù)的基礎(chǔ)。本教材圍繞基本電子器件及其典型應(yīng)用電路,以少而精的原則建立完整的具有開放性的知識結(jié)構(gòu)。
四、教學(xué)大綱
為了便于對新編教材有具體的了解,將編寫大綱列在下面,以供參考。
前言
緒論
1、信息技術(shù) 2、無線通信系統(tǒng)
課題一 高頻小信號放大器
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.1 諧振回路 1.2 小信號諧振放大器 1.3 集中選頻放大器 1.4 諧振放大器的制作、調(diào)試和檢測
本章小結(jié)
習(xí)題
課題二 高頻功率放大器
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
2.1高頻功率放大器的工作原理及特性分析 2.2諧振功率放大器電路(應(yīng)包括丁類諧振功率放大器和丙類倍頻器) 2.3寬帶高頻功率放大器 2.4高頻功率放大器的制作、調(diào)試和檢測
本章小結(jié)
習(xí)題
課題三 幅度調(diào)制與解調(diào)電路
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
3.1概述 3.2幅度調(diào)制電路 3.3幅度解調(diào)電路 3.4混頻器幅度調(diào)制和解調(diào)電路的制作、調(diào)試及檢測
本章小結(jié)
習(xí)題
課題四 角度調(diào)制與解調(diào)電路
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
4.1概述 4.2角度調(diào)制 4.3調(diào)頻電路 4.4調(diào)頻波的解調(diào)
4.5角度調(diào)制與解調(diào)電路的制作、調(diào)試和檢測
本章小結(jié)
習(xí)題
課題五 反饋控制電路
5.1自動增益控制電路 5.2自動頻率控制電路 5.3瑣相環(huán)路(pll)
5.4反饋控制電路的制作、調(diào)試和檢測
本章小結(jié)
習(xí)題
課題六 高頻電子電路在通信技術(shù)方面的應(yīng)用
制作一 6.2制作二 6.3制作三
一、引言
《數(shù)字通信技術(shù)》是通信技術(shù)、移動通信技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。這門課程先修課程有《電路分析基礎(chǔ)》,后續(xù)課程有《通信終端原理與維修》《移動通信技術(shù)》等,學(xué)習(xí)本門課程可以培養(yǎng)學(xué)生對通信電子電路的認(rèn)識,簡單設(shè)計(jì)、調(diào)試與維修能力。
通過近年教學(xué)實(shí)踐,數(shù)字通信技術(shù)在傳統(tǒng)教學(xué)中存在以下主要問題。一是存在理論知識過多、學(xué)生基礎(chǔ)差而難以接受的矛盾;二是教學(xué)方法單一,采用傳統(tǒng)注入式授課,考慮教學(xué)進(jìn)度多,顧及學(xué)生主動性少,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高;三是在學(xué)生學(xué)習(xí)成績評定中主要以理論考試為主,常忽視了學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)表現(xiàn),不利于學(xué)生專業(yè)動手能力的提高。基于上述原因,高職數(shù)字通信技術(shù)課程改革勢在必行。筆者以山東輕工職業(yè)學(xué)院為例,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式等方面進(jìn)行數(shù)字通信技術(shù)課程改革。
二、《數(shù)字通信技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容改革
高職教育的辦學(xué)理念是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的職業(yè)型、應(yīng)用型的專門人才,在專業(yè)理論基礎(chǔ)教學(xué)觀念上要以“夠用”、“適度”為原則,理論教學(xué)中避免過多過深的理論探究和數(shù)學(xué)推導(dǎo)同時增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生通信基本操作技能。數(shù)字通信技術(shù)部分按照信號流程整合內(nèi)容,分為終端技術(shù)(信源編碼、信道編碼)、基帶傳輸技術(shù)、頻帶傳輸技術(shù)等模塊,如下圖1所示,將授課內(nèi)容分為:數(shù)字通信認(rèn)知、信道認(rèn)知、信源編碼、信號傳輸及通信系統(tǒng)同步等模塊,其中在信道認(rèn)識和信號頻帶傳輸兩個模塊增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,該課程課時分配如表1所示。
三.《數(shù)字通信技術(shù)》教學(xué)模式改革
1.理論與實(shí)踐相結(jié)合
讓學(xué)生邊做實(shí)驗(yàn)、邊看現(xiàn)象、邊聽課,在做中學(xué)這種教學(xué)方式更適合高職院校學(xué)生特點(diǎn)。例如講到脈沖調(diào)制編碼時,講解模擬信號變成數(shù)字信號后,可以通過實(shí)驗(yàn)室示波器來觀測信號波形的變化,學(xué)生就能很快明白“PCM編碼的過程實(shí)際就是模擬信號變成數(shù)字信號的過程”。通過理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,使學(xué)生對自己通過實(shí)驗(yàn)最終得出的結(jié)論有更加深刻的理解。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),將原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化組合,精簡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以提高實(shí)驗(yàn)效率,例如給出具體電路圖及實(shí)驗(yàn)要求,適當(dāng)講解相關(guān)知識點(diǎn)后,要求學(xué)生做一些簡單實(shí)驗(yàn),如講到數(shù)字信號調(diào)制時可讓學(xué)生自己動手完成電路的制作和調(diào)試,這樣使學(xué)生提高動手能力并理解知識點(diǎn)。
3.開放式課堂的營造
教師在教材選取上不能只局限于一本教材,而需要參考最新的通信行業(yè)內(nèi)部論文和相關(guān)材料,備課內(nèi)容要不斷更新和補(bǔ)充,使得教學(xué)內(nèi)同在設(shè)置上能夠緊跟先到通信的發(fā)展。同時授課方式也可多樣化,對于新技術(shù)可以請一些校外專家、技術(shù)人員以講座、論壇的方式進(jìn)行教授,也可以讓學(xué)生去實(shí)地參觀,以便于理解和接受。
四.《數(shù)字通信技術(shù)》考核方式改革
改變傳統(tǒng)單一筆試考核方式,建立多元化的考核體系。本課程考核評價以學(xué)生為中心,準(zhǔn)確地考查學(xué)生在知識、技能、素質(zhì)方面是否達(dá)到目標(biāo),全方位、多角度地反映出學(xué)生的綜合能力及素質(zhì)。其中,把項(xiàng)目評價和終結(jié)性評價相結(jié)合,以項(xiàng)目評價為基礎(chǔ),對成果進(jìn)行自我評價和教師評價,注重學(xué)生參與學(xué)習(xí)與實(shí)踐的積極性、創(chuàng)新能力、自信心的培養(yǎng)。
在制定考平方式時,必須合理增加實(shí)驗(yàn)及其他課堂以外教學(xué)成績比例,以能力為標(biāo)準(zhǔn),以運(yùn)用為核心,區(qū)別于單一筆試的考評,應(yīng)采取考核面廣、比例適當(dāng)?shù)目荚嚪绞剑纭稊?shù)字通信技術(shù)》課程總成績(100分)=平時成績(10分)+項(xiàng)目考核(60分)+終結(jié)性考核(30分),其中項(xiàng)目化考核與評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。
五.結(jié)論
在數(shù)字通信技術(shù)課程改革探討與實(shí)踐中,山東輕工職業(yè)學(xué)院嘗試多種手段來提高教學(xué)水平和完善教學(xué)質(zhì)量。目前,該課程所選取的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方法,能很好地幫助學(xué)生理解和掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的知識點(diǎn),提高他們的動手實(shí)踐能力,同時也提高了教師的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]楊鴻波,柴海莉,魏英.培養(yǎng)創(chuàng)新潛能的《電路分析》課程改革.
一、引言
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是工科電氣信息類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,其工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。它是繼《電路分析基礎(chǔ)》之后又一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。并與《通信電子線路》一起為電子專業(yè)的學(xué)生提供有關(guān)模擬電子電路必備的理論基礎(chǔ)知識,也為其它實(shí)踐性課程和專業(yè)課程提供了必要的知識準(zhǔn)備。模擬電子技術(shù)基本概念多、原理強(qiáng)、與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密,分析方法與以往的課程有很大的不同,再加上課程“學(xué)時少,內(nèi)容多”,學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍感到困難。為達(dá)到應(yīng)用型的人才培養(yǎng)目標(biāo)、以專業(yè)素質(zhì)教育為教學(xué)目標(biāo),以基本概念、基本原理、基本分析方法為教學(xué)內(nèi)容。在將基本教學(xué)內(nèi)容貫穿課程始終的同時,加強(qiáng)對學(xué)生應(yīng)用技能的培養(yǎng),并在教學(xué)過程中采取多種教學(xué)方法貫徹落實(shí)。
二、模擬電子技術(shù)教學(xué)改革的基本方法
(一)強(qiáng)化基本概念,加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用。本課程有很多基本概念,這些基本概念回答的是模擬電路最基本的問題,構(gòu)成了該門課程的根基,因此必須強(qiáng)化基本概念,并在應(yīng)用中反復(fù)強(qiáng)調(diào),進(jìn)一步加深印象。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性,而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。應(yīng)精選了最基本的和有較高實(shí)用價值的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)過程中,注重介紹新儀表、新儀器的使用,這樣學(xué)生會直接感受到科技發(fā)展帶來的巨大方便,通過對企業(yè)及畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,進(jìn)一步明確了知識體系的重點(diǎn)和難點(diǎn),明確了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的核心能力?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(課程設(shè)計(jì)中完成)三階段臺階式教學(xué)方式,教學(xué)目的層次分明,循序漸進(jìn),使學(xué)生從常用電子儀器的使用方法和電子電路的測試方法學(xué)起,通過綜合應(yīng)用到創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),經(jīng)歷完整的科學(xué)的自主的訓(xùn)練過程,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識,使之在“硬件”實(shí)現(xiàn)和eda技術(shù)的應(yīng)用上能夠達(dá)到一定的水平,并為進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。加上之后的“電子工藝實(shí)習(xí)”、“電子設(shè)計(jì)大賽”和貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)期間的課外科技活動,形成一個整體,使對電子技術(shù)感興趣的學(xué)生能夠有個性地健康發(fā)展,達(dá)到較高的水平。
(二)在教學(xué)過程中注重定性分析。從工程思維觀念出發(fā),不過分追求理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)。注重培養(yǎng)系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識,學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。例如,介紹rc串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性時,先定性分析該網(wǎng)絡(luò)對低頻和高頻信號的相移,確定有一頻率信號通過時相移為零,依據(jù)該特點(diǎn)再與放大電路配合,滿足振蕩相位平衡條件,則該選頻網(wǎng)絡(luò)就具有選頻特性,其定量推導(dǎo)只給出思路和結(jié)果即可。
(三)化大為小,化繁為易。對于難度較大的內(nèi)容,采取化大為小,化繁為簡,各個擊破的方法。例如,負(fù)反饋組態(tài)的判斷是一個難點(diǎn),要根據(jù)反饋性質(zhì)、取樣方式、反饋方式進(jìn)行判斷,每一類判斷又有多種方法,若三類判斷混在一起講,多種方法無重點(diǎn)的講,學(xué)生一方面很容易混淆,另一方面每種方法可能都掌握不好。為此,我們把三類判斷分開講,講一種,練一種,學(xué)生掌握后,再講下一種,把大難點(diǎn)分散為小難點(diǎn),再各個擊破。講判斷方法時,先介紹定義法,然后引出短路法,最后引出更簡單易行的方法——從結(jié)構(gòu)判斷,并重點(diǎn)練習(xí),這樣將繁瑣的判斷簡單化,化繁為簡,便于學(xué)生掌握。
(四)及時對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。模擬電子技術(shù)是當(dāng)今自動化控制的基本手段,集成化技術(shù)發(fā)展非???,因此及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,追蹤最新技術(shù),增加新知識,講授中對分立元件的電路從器件、電路產(chǎn)生的背景和需求入手進(jìn)行基本原理分析,然后講解其結(jié)構(gòu)、作用和電路的分析,并將重點(diǎn)放在廣泛應(yīng)用的集成元件的電路分析和使用上。
(五)采用多種形式的課堂教學(xué)。在教學(xué)手段上,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,采用多媒體課件、黑板授課及實(shí)驗(yàn)仿真和實(shí)際操作相結(jié)合的方法,將肢體語言與聲光電有機(jī)的結(jié)合起來,全方位對學(xué)生實(shí)施情景教學(xué),學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的調(diào)試與測量,加大課程信息量,使學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生興趣,很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。教學(xué)活動的主體是學(xué)生,為了能讓學(xué)生真正參與到教學(xué)活動中,我們采用討論課、練習(xí)課、提問課等多種形式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。采用啟發(fā)式、仿真環(huán)節(jié)、邊講邊練、理論與實(shí)踐穿行的教學(xué)方法,在講授完本節(jié)內(nèi)容的同時提出新問題,為下面的新內(nèi)容、新知識的講授作好鋪墊。做到“提出問題——¬¬¬¬¬引導(dǎo)思考——求證歸納”,同時總結(jié)一些有助于學(xué)生形象化思維和記憶的竅門、比喻,通過傳授知識提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生和教師達(dá)到互動,調(diào)動大家學(xué)習(xí)的積極性。
三、結(jié)束語
隨著電子技術(shù)學(xué)科的發(fā)展,如何更好地解決基礎(chǔ)與發(fā)展、基礎(chǔ)知識與實(shí)際應(yīng)用、理論與實(shí)踐等矛盾,處理好“寬”“新”“深”的關(guān)系,建立先進(jìn)和科學(xué)的教學(xué)結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不斷更新的課程內(nèi)容體系始終是我們改革的重點(diǎn)。本課程需要建立起課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和eda教學(xué)交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu),并使各教學(xué)環(huán)節(jié)各司其職,相輔相成,互相交融,實(shí)現(xiàn)“加強(qiáng)基礎(chǔ),注重實(shí)踐,因材施教,促進(jìn)創(chuàng)新”的同一個目標(biāo),并不斷地研究國內(nèi)外高等教育的發(fā)展,把新的教育思想、教學(xué)方法和教學(xué)手段恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于本課程。
0 引言
隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,對發(fā)電廠、變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高。另外,因電子、計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,也使得發(fā)電廠、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動化水平不斷提高。微機(jī)繼電保護(hù)和安全自動裝置也成為了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的重要保障。
1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。在20世紀(jì)70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時代。免費(fèi)論文,維護(hù)。我國從20世紀(jì)70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究,1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。
2繼電保護(hù)的維護(hù)管理
2.1 微機(jī)保護(hù)裝置要采取電磁干擾防護(hù)措施
變電站改造中,電磁型保護(hù)更換成微機(jī)型保護(hù)時,必須采取防電磁干擾的技術(shù)措施,即嚴(yán)格執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置的安裝條件,安裝帶有屏蔽層的電纜,而且兩端的屏蔽層必須接地。防止由于線路較長,一端接地時,另一端會由于電磁干擾產(chǎn)生電壓、電流,造成微機(jī)保護(hù)的拒動或誤動。為減少保護(hù)裝置故障和錯誤出現(xiàn)的幾率,微機(jī)保護(hù)裝置必須優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制造工藝以及元、器件的高質(zhì)量。同時還要采用屏蔽和隔離等技術(shù)來保證裝置的可靠性,從而提高抗干擾的能力。
2.2 微機(jī)保護(hù)裝置的接地要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行
微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部是電子電路,容易受到強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場的十?dāng)_,外殼的接地屏蔽有利于改善微機(jī)保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境;微機(jī)保護(hù)提高可靠性,應(yīng)以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手,并運(yùn)用自動檢測技術(shù)及容錯設(shè)計(jì)來保證微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性;容錯即容忍錯誤,即使出現(xiàn)局部錯誤也不會導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動或拒動。免費(fèi)論文,維護(hù)。容錯設(shè)計(jì)則是利用冗余的設(shè)備在線運(yùn)行,以保證保護(hù)裝置的不間斷運(yùn)行。采用容錯技術(shù)設(shè)計(jì)是為了換取常規(guī)設(shè)計(jì)所不能得到的高可靠性,確保微機(jī)保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行。
2.3 防誤措施
微機(jī)保護(hù)的一些定值設(shè)定以及重要參數(shù)修改在硬件設(shè)計(jì)上設(shè)置操作鎖,操作時必須正確輸入操作員的密碼和監(jiān)護(hù)人的密碼時,方可進(jìn)行正常操作,并將操作人和監(jiān)護(hù)人的姓名等信息予以記錄和保存。
2.4 繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)
(1)當(dāng)班運(yùn)行人員定時對繼電保護(hù)裝里進(jìn)行巡視和檢查,對運(yùn)行情況要做好運(yùn)行記錄。
(2)建立崗位責(zé)任制,做到人人有崗,每崗有人。
(3)做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行,防止誤碰運(yùn)行設(shè)備,注憊與帶電設(shè)備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。
(4)對微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次。
(5)每月對微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行檢查并打印。免費(fèi)論文,維護(hù)。
3 繼電保護(hù)故障處理要點(diǎn)
繼電保護(hù)工作是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作。如果只想學(xué)會對設(shè)備的調(diào)試并不難,只要經(jīng)過一段時間的培訓(xùn),按照調(diào)試大綱依次進(jìn)行就可實(shí)現(xiàn)。而一旦出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,想處理它并非易事。它要求工作人員有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),更要有解決處理故障的有效方法。一個合適的方法,在工作中能幫你少走彎路,提高效率。可以說繼電保護(hù)技術(shù)性很大程度上體現(xiàn)在故障處理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去處理故障,體現(xiàn)技術(shù)水平,成為廣大繼電保護(hù)工作者所共同要探討的課題。下面是常用的幾種故障處理方法。
3.1 直觀法
處理一些無法用儀器逐點(diǎn)測試,或某一插件故障一時無備品更換,而又想將故障排除的情況。比如10KV開關(guān)柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作,說明電氣回路正常,故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃,或哪個元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在,更換損壞的元件即可。
3.2 掉換法
用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。免費(fèi)論文,維護(hù)。這是處理綜合自動化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障,或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內(nèi),否則還得繼續(xù)在其它地方查故障。
如一條110 kV旁路L FP-941A微機(jī)保護(hù)運(yùn)行指示燈忽閃忽滅,并不打印任何故障報(bào)告,很難判斷為何故障。正好附近有備用間隔,取各插件相應(yīng)對換,查出故障在CPU插件上。用此項(xiàng)方法,要特別注意插件內(nèi)的跳線、程序及定值芯片是否一樣,確認(rèn)無誤方可掉換,并根據(jù)情況模擬傳動。
3.3 逐項(xiàng)拆除法
將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現(xiàn),就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路,直至找到故障點(diǎn)。此法主要用于查直流接地,交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法,根據(jù)負(fù)荷的重要性,分別短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路,切斷時間不得超過3秒,當(dāng)切除某一回路故障消失,則說明故障就在該回路之內(nèi),再進(jìn)一步運(yùn)用拉路法,確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開,直至查到故障點(diǎn)。如電壓互感器二次熔絲熔斷,回路存在短路故障,或二次交流電壓互串等,可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離,此時故障消除。免費(fèi)論文,維護(hù)。然后逐個恢復(fù),直至故障出現(xiàn),再分支路依次排查。如整套裝置的保護(hù)熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上,則可通過各塊插件的拔插排查,并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。免費(fèi)論文,維護(hù)。
4 結(jié)語
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的重要保障,目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)日益呈現(xiàn)出向微機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展的趨勢。
參考文獻(xiàn):
[1]羅鈺玲.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)[M].北京:人民郵電出版社.
關(guān)鍵詞:
通信工程;課程體系;實(shí)踐改革
1通信工程專業(yè)課程體系改革的必要性
隨著通信技術(shù)迅速發(fā)展和革新,社會和用人單位越來越要求人才具有一定的綜合素質(zhì)能力并熟練掌握通信技術(shù),所以迅速發(fā)展的通信技術(shù)對傳統(tǒng)的高校通信工程專業(yè)發(fā)展帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。以一些高校的通信工程專業(yè)為例,傳統(tǒng)的通信工程專業(yè)課程體系存在以下幾方面的問題:
1.1課程體系結(jié)構(gòu)不合理
傳統(tǒng)的通信工程專業(yè)課程中理論課程比較多,前沿技術(shù)比較少。教程的內(nèi)容比較陳舊,更新緩慢,技術(shù)滯后,與通信技術(shù)的飛速發(fā)展脫節(jié)。另外,各門課程之間的銜接不緊密,學(xué)科知識缺乏系統(tǒng)性等等。
1.2實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱
在高校教學(xué)中“重理論,輕技術(shù)”的現(xiàn)象非常的嚴(yán)重,通信工程專業(yè)中該現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì),與通信技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)。在企業(yè)的實(shí)習(xí)實(shí)踐短,而且專業(yè)對口的實(shí)習(xí)崗位較少等等問題。傳統(tǒng)的通信工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)重的限制了對新型技術(shù)性人才的培養(yǎng),課程建設(shè)是提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是教學(xué)建設(shè)和改革的核心,關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高,所以對通信專業(yè)的課程體系進(jìn)行改革勢在必行。
2通信工程專業(yè)課程體系改革的目標(biāo)與原則
通信工程專業(yè)課程體系改革要以就業(yè)為指導(dǎo)方向,確立“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo),是高校教育達(dá)到職業(yè)化、是實(shí)訓(xùn)化的目標(biāo)。校企雙方合作辦學(xué)、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展,共同確立課程體系改革遵循以下原則。(1)以專業(yè)基礎(chǔ)的深化和創(chuàng)新能力的提高為目標(biāo),注重通信系統(tǒng)的理論分析、設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力的培養(yǎng),注重通信電路的應(yīng)用能力、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用與開發(fā)的能力培養(yǎng)。新的課程體系注重學(xué)生知識與技能的結(jié)合,強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力訓(xùn)練和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。(2)以“通信工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告”為指導(dǎo)制定通信工程專業(yè)課程體系,其中包括理論課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分組成。根據(jù)分析通信技術(shù)的發(fā)展趨勢,在對通信工程專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展過程中對下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光通信技術(shù)和無線移動通信技術(shù)等幾個專業(yè)方向予以高度重視。(3)遵循“理論夠用為度,突出應(yīng)用技能培養(yǎng)”的原則設(shè)置課程體系。體現(xiàn)課程內(nèi)容的“少、新、精”,并要同時兼顧各門課程的交叉銜接。(4)以新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為導(dǎo)向。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了國家戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)之一,在通信技術(shù)中具有重要的位置,課程體系的改革要注重培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)所需要的人才,從而使通信工程專業(yè)的人才培養(yǎng)占據(jù)更大的優(yōu)勢。
3通信工程專業(yè)課程體系改革的措施
課程體系改革是提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是教學(xué)建設(shè)和改革的核心,關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。這是一項(xiàng)重要的工程,涉及到很多的方面,需要從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教材、教學(xué)方法與教學(xué)手段、考試方法改革幾個方面進(jìn)行。
3.1教學(xué)內(nèi)容改革
對通信工程專業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行整合和更新,重視對不用課程之間知識的銜接,將每章、節(jié)的知識進(jìn)行分析和優(yōu)化。密切跟蹤現(xiàn)代通信新技術(shù)的研究成果,使學(xué)者可以在掌握基本理論知識的同時還可以對最新技術(shù)的發(fā)展有足夠的了解。要注重通信電子電路在各種功能實(shí)用電路中的系統(tǒng)應(yīng)用,引入數(shù)字載波機(jī)和中低壓電力線通信技術(shù)等內(nèi)容。
3.2實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)改革
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中,教師設(shè)計(jì)好的成題較多,學(xué)生自己設(shè)計(jì)的比較少;驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)比較多,綜合性設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)比較少,實(shí)驗(yàn)缺乏層次感,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱,不能夠達(dá)到理想的教學(xué)目的。所以在對通信工程專業(yè)的課程通信進(jìn)行改革時,要采取有效的措施改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的弊端。調(diào)動學(xué)生的積極性,增加綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生分析思考問題,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,采取分層次教學(xué),建立完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度,保障實(shí)驗(yàn)時資源最大化利用。
3.3教材建設(shè)
選用國家級精品教材、國家級規(guī)劃教材和面向21世紀(jì)教材作為教學(xué)用書和教學(xué)參考書。并出臺政策鼓勵教師出版高質(zhì)量的自編教材,近幾年正式出版了《信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》、《電力系統(tǒng)通信技術(shù)》、《多媒體技術(shù)》、《通信系統(tǒng)原理》、《通信電子電路》、《通信電子電路綜合實(shí)驗(yàn)》等高質(zhì)量的教材,并編寫了十幾門課程的實(shí)驗(yàn)講義,教學(xué)使用效果顯著。
3.4創(chuàng)新教學(xué)方法
根據(jù)CDIO教育理念實(shí)施人才培養(yǎng)模式,引入項(xiàng)目和案例及現(xiàn)場教學(xué)等方法進(jìn)行應(yīng)用理論和工程技術(shù)類課程的講授。聯(lián)系實(shí)際激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將學(xué)生課堂參與、課堂反饋、教師傳授知識系統(tǒng)性和知識更新性等作為評價標(biāo)準(zhǔn)。通過項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、構(gòu)思、實(shí)施過程進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程推理和解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)觀察、數(shù)據(jù)分析、發(fā)現(xiàn)知識的能力和綜合思維能力。
3.5改革考核方法
通信技術(shù)的發(fā)展很迅速,所以教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜并不斷的有新的教學(xué)內(nèi)容添加進(jìn)來,單純的傳統(tǒng)試卷考核形式嚴(yán)重的束縛了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不能夠有效的考察學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。所以可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采取多種考察方式,如開卷、口試、演講、提交論文等方式。在考察內(nèi)容上,加強(qiáng)對學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力和創(chuàng)新的能力考察。另外,對于經(jīng)常無故曠課、遲到、早退、不遵守課堂紀(jì)律的學(xué)生,要嚴(yán)格按照規(guī)定管理。使學(xué)生嚴(yán)肅對待所學(xué)課程,并為下屆學(xué)生樹立榜樣。
4結(jié)束語
通信技術(shù)是我國發(fā)展比較迅猛的產(chǎn)業(yè),已參與到了國際競爭當(dāng)中。高校的通信工程專業(yè)就是培養(yǎng)通信技術(shù)人才和相關(guān)領(lǐng)域人才的重要基地,其課程體系的研究和實(shí)踐決定了培養(yǎng)對象將具有的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),同時決定著教育思想能否成為現(xiàn)實(shí)。本文通過對傳統(tǒng)通信工程專業(yè)的弊端分析,進(jìn)一步完善了課程體系的結(jié)構(gòu)等問題,并結(jié)合構(gòu)建的課程體系進(jìn)行了主干課程精品化、專業(yè)課群特色化、方向選擇自主化、技術(shù)講解前沿化的探索與實(shí)踐,培養(yǎng)的人才受到社會和企業(yè)的普遍好評。
作者:彭輝 單位:武昌理工學(xué)院通信工程1201
參考文獻(xiàn)
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[2]查志琴.通信工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)與課程教學(xué)改革[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào),2009(1).
一、引言
實(shí)踐教學(xué)是高等教育人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),對提高學(xué)生綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,貫徹國家本科教學(xué)質(zhì)量工程起著重要作用[1-2]。進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,電子信息學(xué)科所包含的知識體系內(nèi)涵和外延不斷擴(kuò)大,如何實(shí)現(xiàn)電子信息類實(shí)踐教學(xué)體系和內(nèi)容的吐故納新,適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求和復(fù)合型人才培養(yǎng)需要,是目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨和需要探索的一個關(guān)鍵問題。當(dāng)今,科學(xué)技術(shù)綜合化、整體化的發(fā)展趨勢日益明顯,學(xué)科交叉與融合成為了優(yōu)勢學(xué)科的發(fā)展點(diǎn)、新興學(xué)科的生長點(diǎn)、重大創(chuàng)新的突破點(diǎn),人才培養(yǎng)的制高點(diǎn)。電子信息學(xué)科與其他學(xué)科之間的交叉集成越來越突顯,學(xué)科交叉成為一個重要發(fā)展趨勢[3]。由于綜合性大學(xué)各專業(yè)為完成培養(yǎng)計(jì)劃規(guī)定的教學(xué)任務(wù)“單兵作戰(zhàn)”,實(shí)踐教學(xué)模式缺少宏觀性和整體性,實(shí)踐教學(xué)方法陳舊單一,學(xué)生思維訓(xùn)練路徑程式化、同質(zhì)化。因此,構(gòu)建立體交叉的電子信息實(shí)踐教學(xué)模式和平臺,對培養(yǎng)具有“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力”的研究型、應(yīng)用型和復(fù)合型創(chuàng)新人才具有重要意義。
立體交叉實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式充分利用了綜合性大學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢,依據(jù)學(xué)科專業(yè)的相關(guān)度、知識的交叉性以及綜合性大學(xué)的特點(diǎn),使不同專業(yè)學(xué)生在本專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,開展超越專業(yè)界限的具有綜合性、實(shí)踐性、自主性和創(chuàng)造性的實(shí)踐教學(xué)模式,為培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才提供有效途徑。
二、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系
依據(jù)學(xué)科專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo),按照“基礎(chǔ)綜合研究”循序漸進(jìn)的教學(xué)理念,優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建“分層次、模塊化、多元性”電子信息實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)體系[4-5]。
分層次體現(xiàn)在:基礎(chǔ)訓(xùn)練層,采用問題設(shè)置與背景反思模式,轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)為實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)啟發(fā)。綜合設(shè)計(jì)層,加強(qiáng)模擬仿真實(shí)驗(yàn)技能,構(gòu)建軟件仿真和硬件實(shí)驗(yàn)相融合的實(shí)踐教學(xué)模式。應(yīng)用研究層,采取自主、開放、研討相結(jié)合的模式,以科研實(shí)踐為主題,以學(xué)生小組為組織形式,讓學(xué)生直接參與到教師的各類科研課題當(dāng)中。
模塊化體現(xiàn)在:根據(jù)不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求,按照模塊化的方式組建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,每個模塊中設(shè)置必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn),不同專業(yè)背景的學(xué)生可以選擇不同模塊實(shí)驗(yàn),不同水平的學(xué)生也可以按照實(shí)驗(yàn)的難易程度來選擇模塊,達(dá)到因材施教的效果。
多元性體現(xiàn)在:第一,實(shí)驗(yàn)課形式的多樣性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)由課堂實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)和校外工程應(yīng)用實(shí)踐等多種實(shí)驗(yàn)課形式組成;第二,實(shí)驗(yàn)要求的多樣化,針對電子類、信息類、非電類不同專業(yè)實(shí)踐要求存在差異,在實(shí)驗(yàn)不同階段,包含了必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)、教師科研成果轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和自選實(shí)驗(yàn)。第三,人才培養(yǎng)的多元化,培養(yǎng)具有“厚基礎(chǔ)、寬口徑、綜合性、強(qiáng)能力”的研究型、應(yīng)用型和復(fù)合型創(chuàng)新人才。對電類學(xué)生進(jìn)行前瞻性、應(yīng)用性、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對非電類學(xué)生進(jìn)行厚基礎(chǔ)、綜合性、高素質(zhì)培養(yǎng)。
三、整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
按照基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)的架構(gòu),主要開設(shè)電子電路類、通信技術(shù)類、計(jì)算機(jī)應(yīng)用類、新技術(shù)與創(chuàng)新研究類實(shí)驗(yàn)課。緊緊圍繞電子信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性、與其它學(xué)科的交叉性、技術(shù)發(fā)展的快速性等特點(diǎn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容[6]。
(一)整合不同學(xué)科專業(yè)的電子類公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊
根據(jù)電子信息產(chǎn)業(yè)對創(chuàng)新人才能力和素質(zhì)要求,對電子類公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合優(yōu)化,形成1個工程基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊、2條學(xué)科基礎(chǔ)主線實(shí)驗(yàn)?zāi)K、3個EDA實(shí)踐模塊和4種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用模塊。其中,工程訓(xùn)練模塊是理工科類學(xué)生應(yīng)具備的基本電子技能,它包括電路組裝調(diào)試、電子儀器測量和電子工藝訓(xùn)練,這一模塊是所有電類和非電類專業(yè)都應(yīng)熟練掌握的。2個學(xué)科基礎(chǔ)主線模塊即電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)軟硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。電子電路實(shí)驗(yàn)包括模擬、數(shù)字電路設(shè)計(jì)和電路綜合課程設(shè)計(jì);微機(jī)軟硬件實(shí)驗(yàn)主要涉及微機(jī)原理與接口設(shè)計(jì)、C語言程序設(shè)計(jì)、Matlab應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。3個EDA實(shí)踐模塊,包括電路仿真與PCB板設(shè)計(jì)、EDA硬件描述語言設(shè)計(jì)和集成電路版圖設(shè)計(jì)。4個嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用模塊,包括單片機(jī)、DSP、FPGA/CPLD和ARM系統(tǒng)應(yīng)用。這四種集成芯片在智能控制、消費(fèi)電子、航天國防和移動設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,對不同專業(yè)可以在四種嵌入式系統(tǒng)中選擇其一或其二作為必修實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法,達(dá)到觸類旁通的效果。
(二)強(qiáng)化電子信息新技術(shù)實(shí)驗(yàn)
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展,不斷調(diào)整、擴(kuò)充和更新專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在電子信息類專業(yè)開設(shè)程控交換、移動通信、光纖通信、天線設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,跟隨移動通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,開設(shè)移動業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺分析、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、虛擬儀器技術(shù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體現(xiàn)模擬與數(shù)字結(jié)合、軟件仿真與硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)合,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師科研結(jié)合,讓學(xué)生體會和掌握現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)方法學(xué)革命帶來的變化――科學(xué)化和高效化,搭建學(xué)生在校學(xué)習(xí)到就業(yè)的銜接平臺。
(三)加大交叉創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)力度和覆蓋廣度
根據(jù)山西大學(xué)學(xué)科優(yōu)勢,依托“量子光學(xué)與光量子器件”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在電子信息與物理交叉學(xué)科,開展量子保密通信的交叉研究實(shí)驗(yàn),開展全光纖分離調(diào)制的連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),開展基于光電聯(lián)合檢測的煤質(zhì)檢測儀和痕量氣體檢測的研究性實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究的有機(jī)結(jié)合。依托“智能信息處理”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在電子信息與計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉方向,開展腦-機(jī)交互與機(jī)器人運(yùn)動系統(tǒng)的交叉研究實(shí)驗(yàn)。在電子信息與生物醫(yī)學(xué)交叉方向,開展細(xì)胞生物電信號檢測、人體生命體征實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)覆蓋范圍從電子類、信息類專業(yè)擴(kuò)展到一些非電類專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生,創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)小組由不同專業(yè)學(xué)生交叉構(gòu)成,可以起到學(xué)科專業(yè)互補(bǔ)和廣泛交流的作用。
(四)加強(qiáng)綜合課程設(shè)計(jì)、科研訓(xùn)練和工程實(shí)習(xí)
山西大學(xué)為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),從2007年實(shí)行三學(xué)期制,學(xué)生在小學(xué)期可以完成各類實(shí)踐活動。根據(jù)不同專業(yè)課程群體系要求,小學(xué)期在非電類專業(yè)開設(shè)電子技能工程訓(xùn)練,在非電類專業(yè)開設(shè)電子電路綜合課程設(shè)計(jì),在電子類專業(yè)開設(shè)嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì),在信息類專業(yè)開展校外工程應(yīng)用實(shí)習(xí)。通過課程設(shè)計(jì)和工程訓(xùn)練,達(dá)到課程內(nèi)的綜合、課程群落間的綜合、學(xué)科應(yīng)用的綜合,使學(xué)生對所學(xué)知識更加融會貫通。
四、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺
(一)建設(shè)服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程應(yīng)用實(shí)踐平臺
電子類與信息類專業(yè)是工程應(yīng)用較強(qiáng)的專業(yè),同時,與信息產(chǎn)業(yè)、煤炭產(chǎn)業(yè)、電力產(chǎn)業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)等發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。為適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,著力打造電子工程應(yīng)用實(shí)驗(yàn)平臺,建設(shè)太陽能光伏發(fā)電、煤質(zhì)在線分析、痕量污染氣體檢測等應(yīng)用性較強(qiáng)的工程應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)平臺。
(二)建設(shè)學(xué)科交叉集成的創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)平臺
為了更好的服務(wù)于學(xué)生的研究性實(shí)驗(yàn),結(jié)合教師的各類科研項(xiàng)目,建設(shè)創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)平臺?;陔娮有畔W(xué)科與生物醫(yī)學(xué)交叉集成,建設(shè)腦電事件相關(guān)電位測量系統(tǒng)、肌電信號檢測與機(jī)器人開發(fā)系統(tǒng)、細(xì)胞膜片鉗測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),從事腦-機(jī)交互、細(xì)胞生物電測量、生物醫(yī)學(xué)信息檢測的實(shí)驗(yàn)研究。
五、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段
(一)采用導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,全過程開展研究性實(shí)驗(yàn)
通過將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)與科研訓(xùn)練、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練緊密結(jié)合,從基礎(chǔ)到前沿,全過程實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[5]。將提出問題作為切入點(diǎn),建立以“問題為驅(qū)動”的實(shí)驗(yàn)研究思路和方法,把學(xué)生的實(shí)踐活動引入問題之中,并不斷擴(kuò)展問題意識,讓學(xué)生自然而然走上提出問題、解決問題的研究實(shí)踐之路,提高學(xué)生創(chuàng)新思維意識。
在實(shí)驗(yàn)的各個環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)教師充分利用實(shí)驗(yàn)中心的教學(xué)資源因材施教,給予學(xué)生個性化教育與指導(dǎo)。通過組建不同專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組,引導(dǎo)學(xué)生選題、開展小組討論、研討實(shí)驗(yàn)方案、撰寫研究論文等教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生了解科學(xué)研究的方法和要求,初步培養(yǎng)科學(xué)研究能力。
(二)利用網(wǎng)絡(luò)化資源平臺,拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍
建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,向?qū)W生提供多媒體實(shí)驗(yàn)課件、網(wǎng)絡(luò)課件、電子教案、EDA軟件工具、儀器使用手冊、元器件手冊、芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用資料、教學(xué)案例錄像、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝錄像等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。在網(wǎng)絡(luò)交互平臺上,實(shí)時實(shí)驗(yàn)疑難問題、學(xué)生反饋意見、教學(xué)情況調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室利用情況等教學(xué)輔助工作。通過網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺為學(xué)生提供全方位、開放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍和空間。
(三)以學(xué)生為實(shí)踐主體,力求共性與個性培養(yǎng)相結(jié)合
教師設(shè)計(jì)的所有教學(xué)活動最終要以學(xué)生的掌握為落腳點(diǎn),轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)解答為實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)啟發(fā),教師不直接解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,而是給予原理性或方法性的引導(dǎo)與啟發(fā),讓學(xué)生通過動手實(shí)踐,自行找到問題的答案,變被動學(xué)習(xí)為主動實(shí)踐。對于綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn),既要突出實(shí)驗(yàn)的共性問題,又要能夠與教師的科研背景相結(jié)合,讓學(xué)生既達(dá)到基本要求,又開拓眼界,激發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)和探究的積極性,激勵學(xué)生的個性發(fā)展。
六、結(jié)束語
構(gòu)建科學(xué)合理的“四縱三橫”立體交叉實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式,在寬口徑專業(yè)教育引導(dǎo)下,夯實(shí)基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、引導(dǎo)創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉、軟硬件并重、教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合。該實(shí)踐教學(xué)模式已在山西大學(xué)2010級、2011級和2012級本科相關(guān)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中得到實(shí)施應(yīng)用,取得了較好的成效,極大的調(diào)動了學(xué)生實(shí)踐的積極性和主動性,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生評教中獲得了好評,學(xué)生獲國家和省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目明顯增多,在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯科技競賽等各類學(xué)科競賽中取得成績顯著,可為綜合性大學(xué)電子信息類實(shí)踐教學(xué)改革提供良好的借鑒。
基金項(xiàng)目:山西省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目資助(J2011005);山西大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目
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各種電器設(shè)備要正常工作,常常需要各種小波形信號的支持。電器設(shè)備中常用的信號有正弦波、矩形波、三角波和鋸齒波等。在電器設(shè)備中,這些信號是由波形產(chǎn)生和變換電路來提供的。波形產(chǎn)生電路是一種不需外加激勵信號就能將直流能源轉(zhuǎn)化成具有一定頻率、一定幅度和一定波形的交流能量輸出電路,又稱振蕩器或波形發(fā)生器。通過與波形變換電路相結(jié)合,它能產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波和階梯波等各種波形,能滿足現(xiàn)代測量通信、自動控制和熱加工、音視頻設(shè)備及數(shù)字系統(tǒng)等對各種信號源的需求。
RC正弦波振蕩電路因其選頻網(wǎng)絡(luò)由R、C元件組成而得名。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和連接方式的不同,又可分為文氏電橋振蕩器、移相式振蕩器和雙T式振蕩器。RC振蕩電路的工作頻率較低,一般為1HZ~1MHZ,常采用外穩(wěn)幅電路,用于低頻電子設(shè)備中。RC文氏電橋振蕩器具有電路簡單、易起振和振蕩頻率易調(diào)節(jié)等特點(diǎn),為大多數(shù)低頻振蕩電路所采用。本文設(shè)計(jì)一個振蕩頻率f0=1000HZ的文氏電橋正弦振蕩器,輸出電壓U0=4V(峰值),波形失真系數(shù) 。通過設(shè)計(jì)電路及選取各元件參數(shù)Kf=0.1%-0.2%,輸出電壓均符號指標(biāo)要求。
1、主電路選擇
根據(jù)輸出指標(biāo)的要求,本設(shè)計(jì)選擇二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋電路。該電路利用二極管的非線性自動調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強(qiáng)弱來控制電壓的恒定。其中,二極管VD1、VD2組成外穩(wěn)幅電路,振蕩過程中VD1、VD2將交替導(dǎo)通和截止,總有一個處于正向?qū)顟B(tài)的二極管與R3并聯(lián),由于二極管正向電阻 隨 增大而下降,因此負(fù)反饋隨振幅上升而增加,直到滿足振幅平衡條件為止。二極管穩(wěn)幅電路簡單又經(jīng)濟(jì)。
圖1 二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器
該電路的放大倍數(shù)為
Au=1+RFR4
式中,RF為等效電阻;RF=r∥R3+RP ; 為二極管VD1、VD2導(dǎo)通時的動態(tài)電阻。振蕩電路剛起振時,輸出電壓U0幅度較小,rd較大,Au較大,有利于起振。隨著振蕩的進(jìn)行,輸出電壓U0幅度逐漸增大,導(dǎo)致二極管動態(tài)電阻 逐漸減小, 逐漸下降,輸出電壓U0幅度趨于穩(wěn)定,最終電路達(dá)到穩(wěn)定振蕩狀態(tài)。
2、 電路參數(shù)選擇
2.1 選擇R、C
為了使RC選頻網(wǎng)絡(luò)的特性不受集成運(yùn)算放大器的輸入輸出電阻的影響,在選擇R時,應(yīng)滿足以下條件
r1>R>>r0
式中,r1是集成運(yùn)算放大器同相輸入電阻; r0是集成運(yùn)算放大器的輸出電阻。查閱集成運(yùn)放手冊,可以初選R2=R1=15KΩ ,則根據(jù)式f0=12πRC,可計(jì)算出電容值為
C=12πf0R=12×3.14×103×15×103
據(jù)此,可選取標(biāo)稱值為C=0.01μF的電容。將C=0.01μF代入式f0=12πRC計(jì)算電阻 R的準(zhǔn)確值R=15.9KΩ,取標(biāo)稱值R=16KΩ的電阻即可。
2.2 選擇 、
電阻R4和RF可根據(jù) 文氏電橋振蕩電路的振幅起振條件:RF>2R3來確定,本設(shè)計(jì)取RF=2.1R4,這樣即能保證起振,又不會引起嚴(yán)重的波形失真。同時,為了減小運(yùn)算放大器輸入失調(diào)及其漂移的影響,根據(jù)平衡電阻概念,應(yīng)使電阻R4和RF盡量滿足R2=R=R4∥RF的條件。聯(lián)解RF2.1R4和R=R4∥RF可得
R3.12.1R=3.12.1×16KΩ=23.6KΩ
可選取標(biāo)稱值為R4=24KΩ的電阻,則RF的取值為
RF=2.1KΩ=2.1×24KΩ=50.4KΩ
2.3 二極管VD1、VD2的選擇
穩(wěn)幅二極管的選擇應(yīng)特別注意兩點(diǎn):一是為了保證電路的對稱性,兩個穩(wěn)幅二極管的特性參數(shù)必須匹配;二是為了提高電路的溫度穩(wěn)定性,應(yīng)采用硅管。由于二極管VD1、VD2導(dǎo)通時的動態(tài)電阻rd的值與Rf有關(guān),二極管VD1、VD2的選擇還要通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整來確定。
2.4 選擇RF和Rf
實(shí)驗(yàn)表明,二極管動態(tài)電阻rd與并聯(lián)電阻阻值相當(dāng)時,穩(wěn)幅特性和改善波形失真都有較好的效果。通常Rf選幾千歐姆,Rf選定后,Rp的值便可以初步確定。因?yàn)镽F=r∥Rf+Rp
設(shè)rd≈Rf ,則RP=RF-rd∥RF-0.5Rf,取Rf=6.8KΩ,則Rp=50.4KΩ-3.4KΩ=47KΩ,選WXWX-3型47KΩ多圈微調(diào)電位器。
注意:Rp和Rf的最佳值,仍然要通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整來確定。
2.5 選擇集成運(yùn)算放大器
選擇集成運(yùn)算放大器時,除希望輸入電阻較高和輸出電阻較低外,最主要的是要選擇其增益寬積((G•BW)能滿足下面的關(guān)系式,即Aod•BW>3f0
在實(shí)際電路中,可選擇運(yùn)放μA471,它的上限截止頻率(即-3dB帶寬)fH,10HZ開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=2×105 ,可以滿足設(shè)計(jì)需要。
3、結(jié)束語
【基金項(xiàng)目】該篇論文是基于徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級課題《高頻電子技術(shù)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革研究與探索》課題編號:XGY201015。
【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)01-0043-02
1.引言
高頻電子技術(shù)課程是電子信息類與通信類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程,在整個學(xué)科體系中具有承上啟下的重要作用,在專業(yè)基礎(chǔ)知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點(diǎn)是專業(yè)性、綜合性強(qiáng),涵蓋了高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)、電路分析、數(shù)字電子與模擬電子等知識的應(yīng)用,對學(xué)生基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)要求高。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法,而且可運(yùn)用課程知識去分析、解決實(shí)際的工程技術(shù)問題。但在課程實(shí)際教學(xué)過程中,學(xué)生普遍反應(yīng)該課程抽象、難懂,難以掌握,存在排斥情緒。此外該課程實(shí)驗(yàn)復(fù)雜,且由于高頻電路的特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)過程中,輸出波形與數(shù)據(jù)易受干擾致使波形失真,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)出入較大,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果也不理想?;谏鲜銮闆r,為提高教學(xué)效果,在高頻電子技術(shù)課程的教學(xué)過程中可積極引入虛擬仿真技術(shù)。通過仿真,可以讓抽象的理論通過仿真得到驗(yàn)證,學(xué)生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進(jìn)行一些實(shí)際操作受外界干擾大的且不容易調(diào)試的實(shí)驗(yàn),如混頻,調(diào)幅與解調(diào)等等,既解決了實(shí)際高頻實(shí)驗(yàn)中存在的實(shí)驗(yàn)復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)效果不理想等問題,同時也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)耗材的經(jīng)費(fèi)投入。
2.軟件介紹
目前電路仿真軟件有很多,每種仿真軟件都帶有了出版公司自己的特點(diǎn)。根據(jù)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域和模型以及推廣程度,電路仿真軟件大致有以下幾種:
(1)PSPICE[1]: SPICE是由美國加州大學(xué)伯克利(Berkeley)分校電工和計(jì)算機(jī)科學(xué)系分校開發(fā),1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發(fā)展而來的用于微機(jī)系列的通用電路分析程序。目前微機(jī)上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發(fā),并于1984年首次推出。能進(jìn)行模擬電路分析、數(shù)字電路分析和模擬數(shù)字混合電路分析,該軟件現(xiàn)已成為微機(jī)級電路模擬標(biāo)準(zhǔn)軟件。
(2)Multisim[2]:該仿真軟件的前身是EWB(Electronics Workb
?鄄ench), 是加拿大IIT公司在20世紀(jì)80年代后期推出的用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真的EDA軟件,一經(jīng)推出就受到各界好評,尤其在教育領(lǐng)域取得了巨大成功。與其他電子電路設(shè)汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。創(chuàng)建電路、選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上元件庫和儀器庫中直接選取。電子電路的分析、設(shè)計(jì)與仿真工作都可通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn),不僅為電子電路設(shè)計(jì)者帶來了無盡的樂趣,而且大大提高了電路設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率。
(3)Saber:和PSpice和multisim類似的軟件,可以用于系統(tǒng)仿真和電源仿真,在電源仿真方面很有優(yōu)勢,比如大電流,該軟件主要用于理論仿真和驗(yàn)證。
(4)ADS:安捷倫公司的頂級理論驗(yàn)證軟件,主要用于高頻仿真,功能強(qiáng)大,可以用于pcb的驗(yàn)證設(shè)計(jì),IC驗(yàn)證設(shè)計(jì),系統(tǒng)驗(yàn)證設(shè)計(jì)(CDMA,DVBT等),是理論仿真的頂級軟件,但是讓學(xué)生在短時間內(nèi)熟練應(yīng)用很不容易。
以上介紹的軟件都可以應(yīng)用在高頻電路仿真中,但是通過比較,Multisim軟件更適合在教學(xué)過程中使用,該軟件支持直觀的示波器圖形,帶有3D元件庫,器件參數(shù)修改簡單,最重要的是該軟件的使用易于掌握,所以在高頻課程教學(xué)改革實(shí)踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。
3.基于虛擬仿真技術(shù)的高頻電子技術(shù)課程教學(xué)改革思路
近年來,隨著我國高等職業(yè)教育改革的不斷深入,以“能力本位”為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革,是目前高職教學(xué)改革的方向之一。高頻電子技術(shù)課程要進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革必須根據(jù)課程特點(diǎn),找到能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣且與實(shí)際生活相關(guān)的教學(xué)項(xiàng)目,并把課程中所有必需的知識按照知識結(jié)構(gòu)分解到教學(xué)項(xiàng)目中去,因此我們把該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容按照知識結(jié)構(gòu)分解為兩大項(xiàng)目的學(xué)習(xí),每個項(xiàng)目學(xué)習(xí)中又含有若干個教學(xué)任務(wù),學(xué)生在不斷完成任務(wù)的過程中掌握知識并增長實(shí)踐技能,最終完成項(xiàng)目,所以該課程實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)[3]。
課程項(xiàng)目的選取根據(jù)高頻課程的特點(diǎn),采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結(jié)構(gòu)的兩個電子產(chǎn)品收音機(jī)和無線話筒來承載本課程的所有知識點(diǎn)。為了涵蓋所有的知識點(diǎn)并滿足課時要求,所以教學(xué)項(xiàng)目中兩個電子產(chǎn)品所采用的調(diào)制方式與作用也不一樣。AM收音機(jī)主要涵蓋信號的接收與AM調(diào)制的所有知識。無線調(diào)頻話筒主要涵蓋信號的發(fā)射與FM/PM調(diào)制的所有知識。
4.虛擬仿真技術(shù)在高頻課程教學(xué)改革中的應(yīng)用
課程主要采用以實(shí)際項(xiàng)目為載體的任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)方法,把原本相對獨(dú)立的一些課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)成兩個大的項(xiàng)目,按照知識相關(guān)性把學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練在這兩個項(xiàng)目中進(jìn)行細(xì)化,分解成獨(dú)立任務(wù)。每個任務(wù)的完成步驟如下:
所以該課程必須要在理實(shí)一體化教室完成。任何一子項(xiàng)目或任務(wù)的完成都必須先經(jīng)過虛擬仿真驗(yàn)證才能進(jìn)行實(shí)物的裝配與調(diào)試。
下面以調(diào)幅電路與檢波電路為例,這兩種實(shí)際電路原理較復(fù)雜,而且電路中器件參數(shù)變化都會對電路波形輸出有影響,該電路在理論分析時較抽象,學(xué)生接受起來比較困難,教學(xué)效果較差。引入仿真后,可在講解調(diào)幅與檢波電路時,根據(jù)理論知識,進(jìn)行電路的仿真驗(yàn)證。如圖1所示,分析調(diào)幅電路的工作原理,并用仿真軟件仿真出輸出波形,如圖2所示,這樣結(jié)果直觀,避免了只有單純的公式推導(dǎo)結(jié)果,學(xué)生理解與接受起來也比較容易,同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。
在圖1中,改變直流電壓U1參數(shù)為6V和0V,就可以觀察到過調(diào)幅現(xiàn)象如圖3所示和雙邊帶調(diào)幅現(xiàn)象如圖4所示,可讓學(xué)生根據(jù)理論知識分析其產(chǎn)生的原因,進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣。
根據(jù)檢波電路的工作原理,可在multisim軟件中搭建二極管包絡(luò)檢波電路,在軟件中可以很方便的找到調(diào)幅信號源,同時還可根據(jù)電路的需要,改變調(diào)幅系數(shù),觀察調(diào)幅系數(shù)對檢波電路的影響。在二極管包絡(luò)檢波中,根據(jù)理論與公式推導(dǎo)得到的二極管包絡(luò)檢波的特有失真現(xiàn)象:惰性失真與負(fù)峰切割失真都可以通過改變相應(yīng)器件的參數(shù),很直觀地在仿真電路中模擬,增強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解。同時,利用multisim軟件很簡單的就可以驗(yàn)證同步檢波電路的波形輸出,解決了實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)中,同步信號難以與被解調(diào)信號同頻同相的難題,使復(fù)雜的理論與實(shí)驗(yàn)簡單化,方便了教學(xué),深化了學(xué)生的理解。
5.總結(jié)
multisim軟件在高頻教學(xué)中的使用,對于老師和學(xué)生來說,為我們提供了一個很好的實(shí)用工具,使我們能夠在高頻電子技術(shù)課程的教學(xué)過程中隨時通過仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn),演示電路的工作狀態(tài)與輸出波形,教師可在多媒體教師中深入淺出地分析各種電路的特性,以及參數(shù)變化帶給電路的影響,用最直觀的輸出波形進(jìn)行講解,更有說服力。學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容在課外進(jìn)行接近實(shí)際電路的裝配、調(diào)試、分析,有利于加深對理論知識的理解??傊?,通過基于虛擬仿真技術(shù)的高頻電子課程改革實(shí)踐,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果,虛擬仿真軟件的應(yīng)用值得大力推廣[5]。
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