吳仲華，符茂勝，劉仁金

（皖西學院 信息工程學院，安徽 六安 237012）

通信電子線路實驗教學改革與實踐

吳仲華，符茂勝，劉仁金

（皖西學院 信息工程學院，安徽 六安 237012）

通信電子線路是通信、電子等專業(yè)的一門重要基礎課，教材中的理論知識基本上都可以通過實驗得到驗證，因而通信電子線路實驗教學極其重要.文章針對目前通信電子線路實驗教學過程中存在的問題做了分析，以實踐能力和創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標，對傳統(tǒng)的實驗教學模式采取了若干改革措施，并提出了多樣化的實驗考核方式，獲得了較好的應用效果.

通信電子線路；實驗教學改革；設計性實驗；實驗考核

“通信電子線路”的前身是“高頻電子線路”[1]，是電子、通信等專業(yè)的一門重要基礎課，也是通信原理等后續(xù)課程的基礎.通信電子線路主要介紹了無線發(fā)射機和接收機的基本電路結構以及工作原理，由于該課程涉及到模擬電子技術、信號與系統(tǒng)等相關課程內(nèi)容，因而不僅理論性較強，而且和工程實踐密切相關，學習起來有一定的難度，不易理解[2].實驗課作為理論課的補充，不僅起到了理論聯(lián)系實際的作用，而且是鍛煉和培養(yǎng)學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑.通信電子線路課程中許多理論知識都可以通過實驗幫助學生得到更好的理解，因而，通信電子線路實驗課的教學非常重要.本文論述了目前通信電子線路實驗教學過程中存在的問題，提出了幾點實驗課程教學改革措施，實踐表明充分調(diào)動了學生的實驗積極性，提高了實踐動手能力和創(chuàng)新能力.

1 通信電子線路實驗教學存在的問題

1.1實驗箱難以完成設計性實驗

實驗教學為培養(yǎng)學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力提供了有利條件，但實驗最終效果與其教學組織有密切的關系.目前，大部分高校的通信電子線路實驗教學基本上都是借助實驗箱進行的，實驗箱包括不同的實驗模塊，如高頻小信號模塊、高頻諧振功率放大模塊、振蕩器模塊、乘法器混頻模塊、調(diào)制與解調(diào)模塊等[3-4].老師講解完實驗內(nèi)容和過程后，學生再按照實驗指導書上的操作步驟連線，用示波器、掃頻儀等設備觀察實驗結果，驗證書本上所講的理論.

由于各個實驗模塊上電路直觀，學生可以看清楚電路的結構，有助于理解書本上的電路工作原理.使用實驗箱的缺點是各個實驗模塊的電路都是固定的，元器件的參數(shù)也無法改變，難以完成設計性實驗項目，不利于學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).另外，通信電子線路實驗大部分信號頻率比較高，容易受分布參數(shù)和外界環(huán)境中各種電磁干擾，實驗難調(diào)試，用實驗箱做時效果很不理想，導致學生失去認真做好實驗的信心[5].由于學生人數(shù)較多，實驗箱使用頻率高，因而也容易引起實驗模塊的損壞，實驗箱需要經(jīng)常維修和更換.

1.2軟件仿真不利于動手實踐

隨著計算機技術的發(fā)展，越來越多的仿真軟件被用在實驗課程的教學中，如pspice、EWB、Multisim等.軟件仿真克服了外界的各種電磁干擾，也不會因為學生誤操作而損壞實驗設備，還可以對電路結構和元器件參數(shù)進行修改.使用軟件仿真的缺點是由于學生只需按照實驗指導書提供的電路用軟件畫圖，再用虛擬儀器看仿真結果，因而學生不能象實驗箱的各個模塊那樣直觀地感受到實際電路，另外，使用虛擬儀器不利于動手實際操作，導致學生的工程實踐能力缺少鍛煉.

2 通信電子線路實驗課程教學改革

針對實驗箱和仿真軟件存在的不足，筆者對通信電子線路實驗教學做了一些嘗試性改革，改革的思想是通過實驗課程的教學，使學生加深對理論知識的理解，提高實際動手能力和知識應用技能，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，為此，采取了以下幾條具體措施.

2.1實驗箱與軟件仿真相結合

根據(jù)實驗箱和軟件仿真的特點，將二者相結合，發(fā)揮各自的長處.為了培養(yǎng)學生實踐動手能力，如“高頻小信號放大實驗”，“諧振功率放大實驗”采用實驗箱來完成.在做這兩個驗證性實驗時，除了要求學生掌握常用的實驗儀器，如函數(shù)信號發(fā)生器、高頻示波器、毫伏表等設備的正常使用外，還要求學生通過所做實驗進一步熟悉相關元器件特點和電路工作原理，初步具備工程實踐能力.

如果采用實驗箱效果不理想和一些可以擴展的實驗則用軟件仿真.Multisim軟件非常適合通信電子線路實驗的仿真[6]，學生不僅可以對教材中的電路進行仿真，也可以利用該軟件設計自己感興趣的電路.如做“LC振蕩器實驗”時，采用該仿真軟件先做基本的電容三點式振蕩電路實驗，通過對電路的分析和理論計算得出振蕩頻率，然后用實時監(jiān)控法測試信號的頻率，發(fā)現(xiàn)理論值與實際測得的數(shù)值有誤差，但是在誤差范圍內(nèi).通過仿真軟件很容易在電容三點式振蕩電路的基礎上進行改進得到克拉潑振蕩電路，對克拉潑振蕩電路再改進便得到實際生活中廣泛應用的西勒振蕩電路.通過虛擬示波器比較電路改進前后的波形、頻率變化特點，加深了學生對振蕩電路的理解.通過實驗箱與軟件仿真相結合，充分利用各自優(yōu)勢，彌補各自不足，能有效提高實驗教學質(zhì)量，加深了對理論知識的理解，提高了實踐動手能力.

2.2綜合性、設計性實驗的開設

為了培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，在實驗教學內(nèi)容上減少了驗證性實驗，增加了綜合性、設計性實驗，如：混頻器設計、振幅調(diào)制調(diào)幅器設計、調(diào)頻電路設計等.相對于驗證性實驗，綜合性、設計性實驗花費的時間較多，為了彌補學時不足，當理論課學習過相關內(nèi)容后，在做實驗前一周把下次實驗課要完成的任務提前布置給學生，學生自由組合分成各個小組，每小組兩個學生，要求利用課余時間收集、查閱資料，設計方案，用仿真軟件驗證電路設計的正確性.

綜合性、設計性實驗不僅可以把書中前后知識連貫起來，還可以增強學生的動手能力，激發(fā)實驗積極性.比如在設計混頻電路時，有的學生利用三極管實現(xiàn)混頻，由于還沒有學習到振幅調(diào)制與解調(diào)內(nèi)容，本振信號和調(diào)制信號則都用正弦信號代替，要求這兩個信號不能用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生，需要學生設計得到.因為前面已經(jīng)做過LC振蕩器實驗，學生對這部分內(nèi)容有一定的基礎，很容易設計本振信號和調(diào)制信號.有的學生在設計混頻電路時用到了乘法器MC1496，利用芯片能簡化電路設計，并且電路工作穩(wěn)定，同樣要求學生需要設計調(diào)制信號和本振信號.通過混頻電路的設計，學生不僅對混頻原理有了更深的理解，還鞏固了前面學過的LC振蕩電路知識.電路設計好后學生需要制作出實物.

考慮到焊接電路需要大量時間和元器件，把焊接和調(diào)試分成兩個階段.第一階段利用課余時間焊接實物，焊接前需要提前與實驗室預約，包括實驗室開放時間和焊接實物所需要的元器件、材料等，然后學生利用課余時間在實驗室里進行焊接，要求各個小組務必在下次實驗課前把實物焊接好，以便在實驗課上驗收，學生對焊接實物的熱情極高.

第二階段在實驗課上對焊接好的實物進行調(diào)試、驗收.實驗課上各個小組利用實驗設備對自己焊接的實物進行調(diào)試，如果調(diào)試得不到正確結果的需要找出原因并解決，調(diào)試成功的則現(xiàn)場演示，老師負責驗收.驗收時向?qū)W生提出一些問題，如電路設計思路，設計和焊接過程遇到的問題以及如何解決這些問題，小組分工情況等.綜合性、設計性實驗不僅加強了學生對理論知識的理解，而且提高了自主學習能力和協(xié)作精神，并且培養(yǎng)了實踐動手能力.

2.3創(chuàng)新性實驗的開設

針對動手能力強、興趣濃的學生開設了創(chuàng)新性實驗，這是一個更高的實踐教學層次，不僅需要掌握書本知識，還需要查閱大量的參考資料.如：無線調(diào)頻話筒的設計，無線遙控開關的設計，簡易無線收發(fā)系統(tǒng)的設計等，這些實驗涉及到的知識點較多，都是一個小型應用系統(tǒng).實驗課上沒有足夠的時間去完成，一般是作為選做實驗開設的，學生根據(jù)自己的興趣選取其中一個作為設計項目，利用課余時間自主學習，學院設立了電子設計創(chuàng)新實驗室，對學生全天開放，鼓勵學生在課余時間參加.

由于這類實驗將理論性、趣味性和實用性相結合，不僅培養(yǎng)了學生的專業(yè)興趣和實踐能力，而且有助于學生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).另外，學生還可以把創(chuàng)新性實驗作為研究性學習項目，創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)訓練項目等形式向?qū)W校申報，也可以作為畢業(yè)設計題目.由于實驗課中開設過此類實驗，學生對相關內(nèi)容比較熟悉，在做畢業(yè)設計時往往可以提出較好的設計方案，從而提高了學生的設計創(chuàng)新能力.

2.4實驗成績考核的多樣化

傳統(tǒng)的實驗成績考核都是根據(jù)實驗報告確定的，老師根據(jù)實驗報告書寫情況給出分數(shù)或等級，這種單一的考核方式會存在一些問題.由于實驗報告格式、內(nèi)容大同小異，學生在寫實驗報告時存在相互抄襲現(xiàn)象，以致少數(shù)沒有完成實驗或根本就沒有做實驗的學生，只需把別人的實驗報告拿來抄寫一遍，把其中的數(shù)據(jù)稍微修改一下就算是完成了實驗報告.另外，僅僅依據(jù)實驗報告很難區(qū)分那些實驗認真、實踐能力強的學生，也容易導致學生輕視實驗過程，僅注重結果，從而抑制了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力.

作為應用型本科院校，學校加大了實驗課程的課時，通信電子線路實驗課作為獨立的一門課程.為了更好地對實驗成績進行考核，除了學生簽到、實驗報告的批閱等常規(guī)考核方式外，還根據(jù)學生對實驗設備操作熟練程度，實驗結果的分析以及電路板焊接等，并采取現(xiàn)場提問的方式了解學生對實驗內(nèi)容的掌握情況，從而對實驗成績做出綜合評價.由于采取了多樣化的考核措施，平時一些不夠認真的學生也會覺得有壓力，不得不端正實驗態(tài)度.

3 結束語

針對通信電子線路實驗課程教學過程中存在的問題，采取了以上幾點改革措施，經(jīng)過通信專業(yè)11級、12級學生實驗課的教學實踐，結果表明，不僅激發(fā)了學生的實驗興趣和對理論知識的掌握，也提高了實踐動手和創(chuàng)新能力.實驗課程在本科學習階段占有重要的地位，如何在實踐教學過程中更好地提高學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出符合社會需求的應用性人才還需要在教學過程中不斷地研究.另外，實驗課程成績的考核和評價標準也需要在實踐過程中進一步探索.

〔1〕馬中華,歐陽藝,陳紅霞.通信電子線路課程的教學改革[J].高師理科學刊,2010(6):103-105.

〔2〕黃揚帆,甘平,劉曉.高頻電路實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索,2011(7):285-287.

〔3〕田麗,高德平.通信電子線路實踐教學淺談[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2010(2):73-74.

〔4〕林彌,劉國華.高校通信電子電路實驗的創(chuàng)新性教學改革淺析[J].高校實驗室工作研究,2011(3):13-14.

〔5〕朱穎莉.高頻電子線路實驗課教學改革的探索[J].高校實驗室工作研究,2008(3):31-32.

〔6〕李良榮,周驊.EDA技術及實驗[M].成都:電子科技大學出版社,2012.

G642.0

A

1673-260X（2015）12-0227-02

安徽省教育廳質(zhì)量工程項目（2012zy065）；安徽省重大教學改革研究項目（2014zdjy106）