前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇通信電子電路論文范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現更多的寫作思路和靈感。
本課題來源于試驗室建設,研究對象為信號的調制與解調的matlab仿真。
2、研究的目的和意義
2.1、目的
我選擇了《信號的調制與解調的MATLAB仿真》這個課題作為畢業(yè)設計其主要目的是通過此次課程設計進一步學習和鞏固通信原理及其相關知識,并學會利用所學的知識能,在設計過程中能綜合運用所學知識內容,進一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;對信號的調制與解調原理及其實現有較深的了解;為即將進入社會參加工作打下堅實的基礎;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電子線路設計軟件,在工作和學習中將是寸步難行的。在數學、電子、金融等行業(yè),使用MATLAB等計算機軟件對產品進行設計、仿真在很早以前就已經成為了一種趨勢,〖您正瀏覽的文章由實習報告網整理〗這類軟件的問世也極大地提高了設計人員在通信、電子等行業(yè)的產品設計質量與效率。眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調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)送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。
3、國內外的研究現狀和發(fā)展趨勢
3.1、研究現狀
MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一種面向科學與工程的計算軟件,通過MATLAB和相關工具箱,工程師、科研人員、數學家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺下完成相應的科學計算工作。
MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統(tǒng)計和工程處理的函數,這樣,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發(fā)。業(yè)內領先的工具箱算法極大的擴展了MATLAB的應用領域,所以MATLAB自推出以來就受到廣泛的關注,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、濾波器實現、FIR濾波器實現、IIR數字濾波器設計、IIR數字濾波器階次估計等方面的函數命令。
3.2、發(fā)展趨勢
由于我們所面對的工程問題越來越復雜,過去所依賴分析的技術已逐漸不敷使用。利用電腦來分析及解決工程問題已是當今工程師的必要工具。使用MATLAB軟件進行科學計算,能夠極大加快科研人員進行研究開發(fā)的進度,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費,從而獲得最大的效能。
4、研究的主要內容及設計成果的應用價值
4.1、研究的主要內容
1、信號調制與解調的原理
眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調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)送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。但是在計算機中的模擬和實現都是采用數字化的方法的,如果將采樣的頻率放的高一些,數字的所造成的失真就不容易察覺了,采用計算機對信號進行處理的話,非常的方便,這也是數字代替模擬的的原因之一。
2、信號調制與解調的基本方式
在信號調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,可以對這三個參數進行調制,分別稱為調幅、調頻和調相。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作調制,最常用的是對脈沖的寬度進行調制,稱為脈沖調寬。數字信號調制的三種基本方式,有振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)。
在信號的解調中首先已調信號中檢出調制信號的過程稱為解調或檢波。幅值調制就是讓已調信號的幅值隨調制信號的值變化,因此調幅信號的包絡線形狀與調制信號一致。只要能檢出調幅信號的包絡線即能實現解調。這種方法稱為包絡檢波。檢波后的信號,再經低通濾波,濾除高頻信號,即可獲得所需調制信號,實現解調。
3、信號調制與解調的MATLAB教本程序編制
利用MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統(tǒng)計和工程處理的函數,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發(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語言快速的實現信號調制與解調這一過程的仿真。
4、整個系統(tǒng)的實現過程
首先利用MATLAB編制教本文件,對信號調用相應的函數進行各種調制,產生各類已調波及對其進行解調,同時進行頻譜分析,然后利用SIMULINK工具箱對其進行解調仿真,通過改變參數并觀測結果為系統(tǒng)的設計和改進提供了良好的依據。
4.2、信號的調制與解調的MATLAB仿真的應用價值
調制與解調是信號處理應用的重要問題之一,而系統(tǒng)的仿真和設計是設計過程中的重要步驟和必要保證。利用MATLAB可以很方便的進行通信系統(tǒng)的分析和仿真,尤其對于我們電子信息專業(yè)的教學與設計非常有利,另一方面還可以為開設《高頻電子基礎》和《信號與系統(tǒng)》等課程提供模擬信號的調制與解調的計算機虛擬試驗。
5、工作的主要階段、進度
(1)、2007年秋季學期第11周前
接受畢業(yè)設計任務書,學習畢業(yè)設計(論文)要求及有關規(guī)定。
(2)、2007年秋季學期第12~20周
閱讀指定的參考資料及文獻(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
(3)、2007年春季學期第1周〖您正瀏覽的文章由實習報告網整理〗
進一步修訂完善開題報告、外文翻譯,使其在內容及格式上符合畢業(yè)設計(論文)規(guī)范要求。
(4)、2008年春季學期第82周到第6周
完成各單元電路設計,protel輔助分析。
(5)、第6周至第12周
完成電路制作,調試。
(6)、第13周
完成畢業(yè)設計,全部成果交指導老師批閱。
(7)、第14周
畢業(yè)答辯
6、最終目標及完成時間
完成硬件設計,提供protel電路原理圖及pcb印制版圖,最終達到硬件軟件能準確無誤的應用的目標。
完成時間:第15周
7、現有條件
現有protel軟件及制作硬件的必要設備,可以完成本課題的研究與設計。
參考文獻
1.謝自美等電子電路設計、實驗、測試。武漢:華中科技大學出版社。2000年7月。二版
2.全國大學生電子設計競賽組委會。第五屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編2001.北京:北京理工大學出版社。2003年1月。一版
3.孫繼平等900MHZDDS|PLL在礦井無線通信系統(tǒng)中的應用煤炭科學技術2001年10期
4.張肅文等高頻電子線路。北京:高等教育出版社。1993年4月。三版
5.王正謀PROTEL電路設計實用教程。北京:電子工業(yè)出版社。2003年6月。一版
6.郭勇等PROTEL99SE印刷電路板設計教程。北京:機械工業(yè)出版社。2004年6月。一版
7.許自圖電子電路彷真平臺與教程。武漢:華中科技大學出版社。2003年1月。一版
關鍵詞:數字通信技術;教學內容;教學模式;考核方式
一、引言
《數字通信技術》是通信技術、移動通信技術專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎課。這門課程先修課程有《電路分析基礎》,后續(xù)課程有《通信終端原理與維修》《移動通信技術》等,學習本門課程可以培養(yǎng)學生對通信電子電路的認識,簡單設計、調試與維修能力。
通過近年教學實踐,數字通信技術在傳統(tǒng)教學中存在以下主要問題。一是存在理論知識過多、學生基礎差而難以接受的矛盾;二是教學方法單一,采用傳統(tǒng)注入式授課,考慮教學進度多,顧及學生主動性少,導致學生學習積極性不高;三是在學生學習成績評定中主要以理論考試為主,常忽視了學生實踐教學環(huán)節(jié)表現,不利于學生專業(yè)動手能力的提高?;谏鲜鲈?,高職數字通信技術課程改革勢在必行。筆者以山東輕工職業(yè)學院為例,從教學內容、教學模式及考核方式等方面進行數字通信技術課程改革。
二、《數字通信技術》教學內容改革
高職教育的辦學理念是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的職業(yè)型、應用型的專門人才,在專業(yè)理論基礎教學觀念上要以“夠用”、“適度”為原則,理論教學中避免過多過深的理論探究和數學推導同時增加實踐教學環(huán)節(jié),通過實驗、實訓培養(yǎng)學生通信基本操作技能。數字通信技術部分按照信號流程整合內容,分為終端技術(信源編碼、信道編碼)、基帶傳輸技術、頻帶傳輸技術等模塊,如下圖1所示,將授課內容分為:數字通信認知、信道認知、信源編碼、信號傳輸及通信系統(tǒng)同步等模塊,其中在信道認識和信號頻帶傳輸兩個模塊增加了實驗內容,該課程課時分配如表1所示。
三.《數字通信技術》教學模式改革
1.理論與實踐相結合
讓學生邊做實驗、邊看現象、邊聽課,在做中學這種教學方式更適合高職院校學生特點。例如講到脈沖調制編碼時,講解模擬信號變成數字信號后,可以通過實驗室示波器來觀測信號波形的變化,學生就能很快明白“PCM編碼的過程實際就是模擬信號變成數字信號的過程”。通過理論與實踐的有機結合,使學生對自己通過實驗最終得出的結論有更加深刻的理解。
2.加強實驗教學改革
減少驗證型實驗,增加設計型實驗,將原有的實驗進行優(yōu)化組合,精簡實驗內容,以提高實驗效率,例如給出具體電路圖及實驗要求,適當講解相關知識點后,要求學生做一些簡單實驗,如講到數字信號調制時可讓學生自己動手完成電路的制作和調試,這樣使學生提高動手能力并理解知識點。
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)內部論文和相關材料,備課內容要不斷更新和補充,使得教學內同在設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,對于新技術可以請一些校外專家、技術人員以講座、論壇的方式進行教授,也可以讓學生去實地參觀,以便于理解和接受。
四.《數字通信技術》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生為中心,準確地考查學生在知識、技能、素質方面是否達到目標,全方位、多角度地反映出學生的綜合能力及素質。其中,把項目評價和終結性評價相結合,以項目評價為基礎,對成果進行自我評價和教師評價,注重學生參與學習與實踐的積極性、創(chuàng)新能力、自信心的培養(yǎng)。
在制定考平方式時,必須合理增加實驗及其他課堂以外教學成績比例,以能力為標準,以運用為核心,區(qū)別于單一筆試的考評,應采取考核面廣、比例適當的考試方式,例如《數字通信技術》課程總成績(100分)=平時成績(10分)+項目考核(60分)+終結性考核(30分),其中項目化考核與評分標準如表2所示。
五.結論
在數字通信技術課程改革探討與實踐中,山東輕工職業(yè)學院嘗試多種手段來提高教學水平和完善教學質量。目前,該課程所選取的教學內容、教學模式和考核方法,能很好地幫助學生理解和掌握數字通信系統(tǒng)的知識點,提高他們的動手實踐能力,同時也提高了教師的教學質量。
參考文獻:
[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.
[2]周友兵.高職《數字通信技術與應用》課程建設的探索與實踐.
隨著通信技術的發(fā)展,社會和用人單位對通信工程專業(yè)畢業(yè)生的要求越來越高,本文結合高校通信工程專業(yè)的辦學實際,分析了目前通信工程專業(yè)在課程體系安排中存在的問題,并從課程設置、專業(yè)特色、實踐教學等方面提出了優(yōu)化該專業(yè)課程的方案,從而滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。
關鍵詞:
通信工程;課程體系;實踐改革
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能力并熟練掌握通信技術,所以迅速發(fā)展的通信技術對傳統(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課程體系結構不合理
傳統(tǒng)的通信工程專業(yè)課程中理論課程比較多,前沿技術比較少。教程的內容比較陳舊,更新緩慢,技術滯后,與通信技術的飛速發(fā)展脫節(jié)。另外,各門課程之間的銜接不緊密,學科知識缺乏系統(tǒng)性等等。
1.2實踐環(huán)節(jié)薄弱
在高校教學中“重理論,輕技術”的現象非常的嚴重,通信工程專業(yè)中該現象尤為嚴重。實踐教學內容多數為驗證性的實驗和課程設計,與通信技術嚴重脫節(jié)。在企業(yè)的實習實踐短,而且專業(yè)對口的實習崗位較少等等問題。傳統(tǒng)的通信工程專業(yè)課程體系結構嚴重的限制了對新型技術性人才的培養(yǎng),課程建設是提高教育質量的關鍵環(huán)節(jié),是教學建設和改革的核心,關系到人才培養(yǎng)目標的實現和人才培養(yǎng)質量的提高,所以對通信專業(yè)的課程體系進行改革勢在必行。
2通信工程專業(yè)課程體系改革的目標與原則
通信工程專業(yè)課程體系改革要以就業(yè)為指導方向,確立“厚基礎、寬口徑、高素質”的人才培養(yǎng)目標,是高校教育達到職業(yè)化、是實訓化的目標。校企雙方合作辦學、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)基礎的深化和創(chuàng)新能力的提高為目標,注重通信系統(tǒng)的理論分析、設計和實踐能力的培養(yǎng),注重通信電路的應用能力、計算機與網絡通信應用與開發(fā)的能力培養(yǎng)。新的課程體系注重學生知識與技能的結合,強化學生職業(yè)能力訓練和工程素質的培養(yǎng)。(2)以“通信工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告”為指導制定通信工程專業(yè)課程體系,其中包括理論課程教學和實踐教學兩部分組成。根據分析通信技術的發(fā)展趨勢,在對通信工程專業(yè)的建設和發(fā)展過程中對下一代的網絡技術、光通信技術和無線移動通信技術等幾個專業(yè)方向予以高度重視。(3)遵循“理論夠用為度,突出應用技能培養(yǎng)”的原則設置課程體系。體現課程內容的“少、新、精”,并要同時兼顧各門課程的交叉銜接。(4)以新技術的發(fā)展和應用為導向。物聯網已經成為了國家戰(zhàn)略性的新興產業(yè)之一,在通信技術中具有重要的位置,課程體系的改革要注重培養(yǎng)物聯網產業(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量的關鍵環(huán)節(jié),是教學建設和改革的核心,關系到人才培養(yǎng)目標的實現和人才培養(yǎng)質量的提高。這是一項重要的工程,涉及到很多的方面,需要從教學內容、實驗環(huán)節(jié)、教材、教學方法與教學手段、考試方法改革幾個方面進行。
3.1教學內容改革
對通信工程專業(yè)課程內容進行整合和更新,重視對不用課程之間知識的銜接,將每章、節(jié)的知識進行分析和優(yōu)化。密切跟蹤現代通信新技術的研究成果,使學者可以在掌握基本理論知識的同時還可以對最新技術的發(fā)展有足夠的了解。要注重通信電子電路在各種功能實用電路中的系統(tǒng)應用,引入數字載波機和中低壓電力線通信技術等內容。
3.2實驗環(huán)節(jié)改革
在傳統(tǒng)的實驗環(huán)節(jié)中,教師設計好的成題較多,學生自己設計的比較少;驗證性的實驗比較多,綜合性設計的實驗比較少,實驗缺乏層次感,實驗環(huán)節(jié)薄弱,不能夠達到理想的教學目的。所以在對通信工程專業(yè)的課程通信進行改革時,要采取有效的措施改革傳統(tǒng)實驗的弊端。調動學生的積極性,增加綜合性、設計性的實驗,引導學生分析思考問題,獨立完成實驗任務。根據學生的實際情況,采取分層次教學,建立完善的實驗室管理制度,保障實驗時資源最大化利用。
3.3教材建設
選用國家級精品教材、國家級規(guī)劃教材和面向21世紀教材作為教學用書和教學參考書。并出臺政策鼓勵教師出版高質量的自編教材,近幾年正式出版了《信號與系統(tǒng)基礎教程》、《電力系統(tǒng)通信技術》、《多媒體技術》、《通信系統(tǒng)原理》、《通信電子電路》、《通信電子電路綜合實驗》等高質量的教材,并編寫了十幾門課程的實驗講義,教學使用效果顯著。
3.4創(chuàng)新教學方法
根據CDIO教育理念實施人才培養(yǎng)模式,引入項目和案例及現場教學等方法進行應用理論和工程技術類課程的講授。聯系實際激發(fā)學生的學習興趣,將學生課堂參與、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準。通過項目的設計、構思、實施過程進一步培養(yǎng)學生的工程推理和解決問題的能力、實驗觀察、數據分析、發(fā)現知識的能力和綜合思維能力。
3.5改革考核方法
通信技術的發(fā)展很迅速,所以教學內容比較復雜并不斷的有新的教學內容添加進來,單純的傳統(tǒng)試卷考核形式嚴重的束縛了學生的學習興趣,不能夠有效的考察學生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。所以可以根據不同的教學內容采取多種考察方式,如開卷、口試、演講、提交論文等方式。在考察內容上,加強對學生運用知識解決問題的能力和創(chuàng)新的能力考察。另外,對于經常無故曠課、遲到、早退、不遵守課堂紀律的學生,要嚴格按照規(guī)定管理。使學生嚴肅對待所學課程,并為下屆學生樹立榜樣。
4結束語
通信技術是我國發(fā)展比較迅猛的產業(yè),已參與到了國際競爭當中。高校的通信工程專業(yè)就是培養(yǎng)通信技術人才和相關領域人才的重要基地,其課程體系的研究和實踐決定了培養(yǎng)對象將具有的知識、能力和素質結構,同時決定著教育思想能否成為現實。本文通過對傳統(tǒng)通信工程專業(yè)的弊端分析,進一步完善了課程體系的結構等問題,并結合構建的課程體系進行了主干課程精品化、專業(yè)課群特色化、方向選擇自主化、技術講解前沿化的探索與實踐,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:武昌理工學院通信工程1201
參考文獻
[1]齊兆群,王文博,桑林.通信工程特色專業(yè)培養(yǎng)方案的研究[J].北京郵電大學學報,2010,12(2):95-98.
[2]查志琴.通信工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)與課程教學改革[J].常州工學院學報,2009(1).
[3]王慧琴等.通信工程專業(yè)教學改革探索[J].中國冶金教育,2010,(1).
【關鍵詞】高頻 虛擬仿真 教學改革
【基金項目】該篇論文是基于徐州工業(yè)職業(yè)技術學院院級課題《高頻電子技術課程項目化教學改革研究與探索》課題編號:XGY201015。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)01-0043-02
1.引言
高頻電子技術課程是電子信息類與通信類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎核心課程,在整個學科體系中具有承上啟下的重要作用,在專業(yè)基礎知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點是專業(yè)性、綜合性強,涵蓋了高等數學、信號與系統(tǒng)、電路分析、數字電子與模擬電子等知識的應用,對學生基礎知識結構要求高。通過本課程的學習,學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,而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。但在課程實際教學過程中,學生普遍反應該課程抽象、難懂,難以掌握,存在排斥情緒。此外該課程實驗復雜,且由于高頻電路的特點,在實驗過程中,輸出波形與數據易受干擾致使波形失真,實驗數據與理論數據出入較大,實驗教學效果也不理想?;谏鲜銮闆r,為提高教學效果,在高頻電子技術課程的教學過程中可積極引入虛擬仿真技術。通過仿真,可以讓抽象的理論通過仿真得到驗證,學生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進行一些實際操作受外界干擾大的且不容易調試的實驗,如混頻,調幅與解調等等,既解決了實際高頻實驗中存在的實驗復雜,實驗效果不理想等問題,同時也節(jié)省了實驗耗材的經費投入。
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。根據軟件的應用領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是由美國加州大學伯克利(Berkeley)分校電工和計算機科學系分校開發(fā),1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發(fā)展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。目前微機上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發(fā),并于1984年首次推出。能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析,該軟件現已成為微機級電路模擬標準軟件。
(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80年代后期推出的用于電子電路設計與仿真的EDA軟件,一經推出就受到各界好評,尤其在教育領域取得了巨大成功。與其他電子電路設汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點。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、設計與仿真工作都可通過點擊鼠標實現,不僅為電子電路設計者帶來了無盡的樂趣,而且大大提高了電路設計工作的質量和效率。
(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證。
(4)ADS:安捷倫公司的頂級理論驗證軟件,主要用于高頻仿真,功能強大,可以用于pcb的驗證設計,IC驗證設計,系統(tǒng)驗證設計(CDMA,DVBT等),是理論仿真的頂級軟件,但是讓學生在短時間內熟練應用很不容易。
以上介紹的軟件都可以應用在高頻電路仿真中,但是通過比較,Multisim軟件更適合在教學過程中使用,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改革實踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。
3.基于虛擬仿真技術的高頻電子技術課程教學改革思路
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,進行項目化教學改革,是目前高職教學改革的方向之一。高頻電子技術課程要進行項目化教學改革必須根據課程特點,找到能夠提高學生學習興趣且與實際生活相關的教學項目,并把課程中所有必需的知識按照知識結構分解到教學項目中去,因此我們把該課程的學習內容按照知識結構分解為兩大項目的學習,每個項目學習中又含有若干個教學任務,學生在不斷完成任務的過程中掌握知識并增長實踐技能,最終完成項目,所以該課程實行理實一體化教學[3]。
課程項目的選取根據高頻課程的特點,采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結構的兩個電子產品收音機和無線話筒來承載本課程的所有知識點。為了涵蓋所有的知識點并滿足課時要求,所以教學項目中兩個電子產品所采用的調制方式與作用也不一樣。AM收音機主要涵蓋信號的接收與AM調制的所有知識。無線調頻話筒主要涵蓋信號的發(fā)射與FM/PM調制的所有知識。
4.虛擬仿真技術在高頻課程教學改革中的應用
課程主要采用以實際項目為載體的任務驅動型教學方法,把原本相對獨立的一些課程內容,設計成兩個大的項目,按照知識相關性把學生的理論知識學習與技能訓練在這兩個項目中進行細化,分解成獨立任務。每個任務的完成步驟如下:
所以該課程必須要在理實一體化教室完成。任何一子項目或任務的完成都必須先經過虛擬仿真驗證才能進行實物的裝配與調試。
下面以調幅電路與檢波電路為例,這兩種實際電路原理較復雜,而且電路中器件參數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,學生接受起來比較困難,教學效果較差。引入仿真后,可在講解調幅與檢波電路時,根據理論知識,進行電路的仿真驗證。如圖1所示,分析調幅電路的工作原理,并用仿真軟件仿真出輸出波形,如圖2所示,這樣結果直觀,避免了只有單純的公式推導結果,學生理解與接受起來也比較容易,同時也提高了學生的學習興趣[4]。
在圖1中,改變直流電壓U1參數為6V和0V,就可以觀察到過調幅現象如圖3所示和雙邊帶調幅現象如圖4所示,可讓學生根據理論知識分析其產生的原因,進一步提高學生學習理論知識的興趣。
根據檢波電路的工作原理,可在multisim軟件中搭建二極管包絡檢波電路,在軟件中可以很方便的找到調幅信號源,同時還可根據電路的需要,改變調幅系數,觀察調幅系數對檢波電路的影響。在二極管包絡檢波中,根據理論與公式推導得到的二極管包絡檢波的特有失真現象:惰性失真與負峰切割失真都可以通過改變相應器件的參數,很直觀地在仿真電路中模擬,增強了學生對理論知識的理解。同時,利用multisim軟件很簡單的就可以驗證同步檢波電路的波形輸出,解決了實際電路實驗中,同步信號難以與被解調信號同頻同相的難題,使復雜的理論與實驗簡單化,方便了教學,深化了學生的理解。
5.總結
multisim軟件在高頻教學中的使用,對于老師和學生來說,為我們提供了一個很好的實用工具,使我們能夠在高頻電子技術課程的教學過程中隨時通過仿真進行實驗,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,以及參數變化帶給電路的影響,用最直觀的輸出波形進行講解,更有說服力。學生結合學習內容在課外進行接近實際電路的裝配、調試、分析,有利于加深對理論知識的理解??傊ㄟ^基于虛擬仿真技術的高頻電子課程改革實踐,大大提高了學生的學習興趣與學習效果,虛擬仿真軟件的應用值得大力推廣[5]。
參考文獻:
[1]吳建強. PSPICE仿真實踐[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2001.4
[2]張明金,夏淑麗. 電子技術技能實驗實訓指導[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.9
[3]于效宇,劉艷.“高頻電子線路”教學方法的研究與改進[J].中國電力教育,2010(30):67-68
[4]熊偉,侯傳教等. Multisim7電路設計與仿真應用[M]. 北京:清華大學出版社,2005.7
[5]王靖. Proteus仿真在模擬電子技術課程中的應用[J]. 電腦知識與技術 2009.7(05):33-34
關鍵詞:電力電子技術;教學改革;應用型人才培養(yǎng)
作者簡介:侯麗華(1966-),女,滿族,吉林伊通人,長春工程學院教師發(fā)展中心主任兼教務處副處長,教授;杜波(1976-),女,吉林長春人,長春工程學院電氣與信息工程學院,副教授。(吉林 長春 130012)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)35-0072-02
“電力電子技術”課程是自動化專業(yè)重要的專業(yè)基礎課,是一門工程應用性很強的課程。該課程具有教學內容多、課時少、更新快的特點。如何在有限學時內使學生較好地掌握課程知識,提高工程實踐能力和創(chuàng)新能力,增強學習興趣,是教學改革要解決的主要問題。長春工程學院(以下簡稱“我?!保半娏﹄娮蛹夹g”課程組根據學校辦學定位和人才培養(yǎng)目標,在明確了自動化專業(yè)面向基礎工業(yè)基層一線應用型人才培養(yǎng)目標、基本規(guī)格、專業(yè)核心能力以及知識體系等方面基礎上,緊密結合工業(yè)企業(yè)現場實際和電力電子技術發(fā)展現狀,以先進的教育思想為指導,以應用能力和工程素質培養(yǎng)為核心,不斷整合教學內容,完善實驗教學條件,開發(fā)綜合性和設計性實驗項目,增加實踐環(huán)節(jié),改進教學方法與手段,改革考試方式,在教學實踐中取得了較好的效果。
一、優(yōu)化教學內容,構建以應用能力培養(yǎng)為核心的課程體系
1.課程建設與改革思路
教學內容和教學體系的改革是“電力電子技術”課程改革中最重要的環(huán)節(jié),直接關系到教學質量的提高,關系到應用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機控制技術―電力電子技術應用的思路,以電力電子器件為電路服務,電路為電力電子系統(tǒng)服務,系統(tǒng)為電力電子應用服務的理念作為教學內容設置的主導思想,以應用能力和工程素質培養(yǎng)為核心,精選理論內容,強化技術應用,及時而恰當地引入電力電子技術的新知識、新技術、新工藝。
2.調整教學內容
在教學設計上理論與實踐相結合,知識傳授與應用能力培養(yǎng)相結合,課內與課外相結合,講授與研討相結合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內容,將電力電子技術應用作為實用內容,將最先進的自動控制生產線作為新技術,對典型電力電子及電氣傳動系統(tǒng)分析作為討論內容,將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內容,通過典型案例分析,將理論與實際結合,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力,并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產等知識培養(yǎng)學生的工程素質。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數、選擇、驅動與保護電路為基礎,以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結構、工作原理、波形分析和參數計算及電路設計為核心,以微機控制的脈寬調制技術(PWM)和各種軟開關技術作為新的控制方法和新技術,把電力電子學科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應用電路為教學的重點,解決實際工程問題,使學生能充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力,并掌握各種變換原理和方法,為后續(xù)課程“運動控制系統(tǒng)”深入學習及畢業(yè)設計打下堅實的基礎。
二、強化實踐教學,提高學生實踐能力和創(chuàng)新能力
1.完善實踐教學條件
“電力電子技術”課程具有很強的工程性和實用性,而實驗是培養(yǎng)學生理論聯系實際、動手能力、嚴謹的態(tài)度和科學研究方法的重要手段。因此,以營造真實的、先進的工程環(huán)境為目標,緊密結合工程實際應用,投入100多萬元建設和完善了電力電子技術實驗室?,F實驗室擁有實驗設備24臺套,開發(fā)了電力電子技術仿真研究平臺,構建了電力電子技術實踐教學體系(包括課內實驗、課外實驗、課程設計、生產實習和畢業(yè)設計等),編制相關的教學文件。實驗室向學生全面開放,學生以團隊的形式開展自主性實驗和學科競賽培訓,并為學生提供實際工程技術資料、仿真實訓教學軟件,培養(yǎng)工程實踐應用能力。
2.精心設計實驗內容
課程組精心設計了實驗教學項目和內容,引導學生從問題出發(fā),逐步由基礎實驗走向設計性和綜合性實驗,再過渡到創(chuàng)新性實驗。開設了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗,使學生對本課程的應用有初步認識;對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術部分的實驗,則由教師給出電路參數要求,由學生自行設計主電路、驅動電路等,完成設計性實驗,培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力;軟開關技術的實現等具有較高實用價值的實驗項目,密切聯系著當今電力電子技術發(fā)展的最前沿技術,并且在國民經濟發(fā)展中起著重要作用。通過實驗學生了解了電力電子新技術的發(fā)展動態(tài),同時對本課程的應用領域、可以解決的問題有了更直觀感性的認識。實驗項目與科研、工程、社會應用實踐密切聯系,形成良性互動,實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合,有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓練。
3.增設課程設計與調試環(huán)節(jié)
開設了1周“電力電子技術”課程設計與調試實踐環(huán)節(jié),以完整的電力電子系統(tǒng)為載體,將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內容有機地結合起來,使學生通過設計、組裝、實驗和調試“四位一體”的訓練,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時,在教學中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路,且可方便地調整電路的參數進行仿真,培養(yǎng)學生應用計算機處理復雜電力電子電路的能力,也為日后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。
三、改進教學方法與手段,調動學生學習主動性和積極性
在實際教學實踐中,筆者始終堅持以學生為主體、教師為主導、能力為主線的教育理念,根據課程內容合理采用不同的教學方法組織課堂教學,將“理論+實踐+應用能力”的教學模式貫穿在整個教學活動中,由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學生共同參與的互動學習,教與學融為一體。教師有所教,學生有所學,極大地調動了學生的學習積極性,加深了學生的理解,加快了學習步伐。通過啟發(fā)教學法、案例教學法、任務驅動教學方法等,增強學生主觀能動性,活躍課堂氣氛,挖掘學生潛力,增強專業(yè)素養(yǎng),逐漸讓學生由“學會”變成“會學”,由被動變主動汲取知識。
為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài),使學生弄清電路中能量的變換和傳遞,筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學課件。利用多媒體技術將實際應用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上,結合典型工程實例,并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學課件中,提高學生的感性認識,激發(fā)學生學習的興趣,不斷提高教學效果及教學質量。同時,建設了本課程的教學網站,網站資料豐富,包括教學資料和典型工程實例等,學生可以在網上學習,教師可以在網上進行答疑,激發(fā)了學生學習的興趣,提高了教學效果。
四、改革考核方式,提高學生對知識的綜合運用能力
1.考試過程全程化
教師根據“電力電子技術”課程性質和不同階段的教學要求,通過課堂提問、討論、平時作業(yè)、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價,并安排階段性考試以強化學生平時對課程教學內容的學習和掌握,弱化期末終結性考核。
2.考核內容能力化
考核內容圍繞應用能力和工程素質培養(yǎng)為核心這個目標設置,結合新的“電力電子技術”教學內容體系,加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應用案例分析、實踐技能的比例,側重考查學生對知識的綜合運用、解決問題的能力。
3.考核方式多元化
根據不同階段的教學要求,考核采取口試、筆試(開卷、閉卷)、開發(fā)設計相結合的形式,變單一形式的考核為多種形式的考核。
五、組織課外科技創(chuàng)新活動,探索課內與課外培養(yǎng)的有效機制
按照課內培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結合的原則,把培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力固化在教學任務中,成立了課外科技活動小組,注意引導和鼓勵學生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設施,積極組織學生參加全國大學生電子設計大賽和“挑戰(zhàn)杯”競賽,以培養(yǎng)和提高學生的自學能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。在運行中,加強課外實踐活動的組織和管理,制訂《大學生課外科技創(chuàng)新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》,對大學生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規(guī)定,形成了有效的大學生科技創(chuàng)新實踐活動保障體系。
六、加強青年教師培養(yǎng),提高課程組教師整體水平
師資隊伍建設是課程建設的關鍵,課程組教師的理論教學水平、工程實踐能力、科研水平直接關乎“電力電子技術”課程建設水平。按照校內培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結合、教學培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結合的原則,通過建立青年教師“導師制”、定期開展教學研討和教學觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產實際、選派教師參加新技術培訓等措施,不斷提高青年教師教學水平、學術水平和實踐能力。
七、結語
電力電子技術隨著社會科學技術的發(fā)展而不斷地更新,其應用范圍越來越廣泛,不僅用于一般工業(yè),也廣泛用于交通運輸、電力、通信、計算機、新能源系統(tǒng)等?!半娏﹄娮蛹夹g”課程教學應緊跟時代變化的步伐,不斷更新和充實教學內容,改進教學方法與手段,完善實踐教學條件建設,創(chuàng)新實驗內容,將電力電子技術理論知識與實踐緊密聯系,培養(yǎng)學生的工程意識,提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻: