通信电子线路实验教学改革与实践

吴仲华，符茂胜，刘仁金

（皖西学院 信息工程学院，安徽 六安 237012）

通信电子线路实验教学改革与实践

吴仲华，符茂胜，刘仁金

（皖西学院 信息工程学院，安徽 六安 237012）

通信电子线路是通信、电子等专业的一门重要基础课，教材中的理论知识基本上都可以通过实验得到验证，因而通信电子线路实验教学极其重要.文章针对目前通信电子线路实验教学过程中存在的问题做了分析，以实践能力和创新能力为培养目标，对传统的实验教学模式采取了若干改革措施，并提出了多样化的实验考核方式，获得了较好的应用效果.

通信电子线路；实验教学改革；设计性实验；实验考核

“通信电子线路”的前身是“高频电子线路”[1]，是电子、通信等专业的一门重要基础课，也是通信原理等后续课程的基础.通信电子线路主要介绍了无线发射机和接收机的基本电路结构以及工作原理，由于该课程涉及到模拟电子技术、信号与系统等相关课程内容，因而不仅理论性较强，而且和工程实践密切相关，学习起来有一定的难度，不易理解[2].实验课作为理论课的补充，不仅起到了理论联系实际的作用，而且是锻炼和培养学生实践动手能力和创新能力的重要途径.通信电子线路课程中许多理论知识都可以通过实验帮助学生得到更好的理解，因而，通信电子线路实验课的教学非常重要.本文论述了目前通信电子线路实验教学过程中存在的问题，提出了几点实验课程教学改革措施，实践表明充分调动了学生的实验积极性，提高了实践动手能力和创新能力.

1 通信电子线路实验教学存在的问题

1.1实验箱难以完成设计性实验

实验教学为培养学生实践动手能力和创新能力提供了有利条件，但实验最终效果与其教学组织有密切的关系.目前，大部分高校的通信电子线路实验教学基本上都是借助实验箱进行的，实验箱包括不同的实验模块，如高频小信号模块、高频谐振功率放大模块、振荡器模块、乘法器混频模块、调制与解调模块等[3-4].老师讲解完实验内容和过程后，学生再按照实验指导书上的操作步骤连线，用示波器、扫频仪等设备观察实验结果，验证书本上所讲的理论.

由于各个实验模块上电路直观，学生可以看清楚电路的结构，有助于理解书本上的电路工作原理.使用实验箱的缺点是各个实验模块的电路都是固定的，元器件的参数也无法改变，难以完成设计性实验项目，不利于学生动手能力和创新能力的培养.另外，通信电子线路实验大部分信号频率比较高，容易受分布参数和外界环境中各种电磁干扰，实验难调试，用实验箱做时效果很不理想，导致学生失去认真做好实验的信心[5].由于学生人数较多，实验箱使用频率高，因而也容易引起实验模块的损坏，实验箱需要经常维修和更换.

1.2软件仿真不利于动手实践

随着计算机技术的发展，越来越多的仿真软件被用在实验课程的教学中，如pspice、EWB、Multisim等.软件仿真克服了外界的各种电磁干扰，也不会因为学生误操作而损坏实验设备，还可以对电路结构和元器件参数进行修改.使用软件仿真的缺点是由于学生只需按照实验指导书提供的电路用软件画图，再用虚拟仪器看仿真结果，因而学生不能象实验箱的各个模块那样直观地感受到实际电路，另外，使用虚拟仪器不利于动手实际操作，导致学生的工程实践能力缺少锻炼.

2 通信电子线路实验课程教学改革

针对实验箱和仿真软件存在的不足，笔者对通信电子线路实验教学做了一些尝试性改革，改革的思想是通过实验课程的教学，使学生加深对理论知识的理解，提高实际动手能力和知识应用技能，进一步培养学生的创新能力，为此，采取了以下几条具体措施.

2.1实验箱与软件仿真相结合

根据实验箱和软件仿真的特点，将二者相结合，发挥各自的长处.为了培养学生实践动手能力，如“高频小信号放大实验”，“谐振功率放大实验”采用实验箱来完成.在做这两个验证性实验时，除了要求学生掌握常用的实验仪器，如函数信号发生器、高频示波器、毫伏表等设备的正常使用外，还要求学生通过所做实验进一步熟悉相关元器件特点和电路工作原理，初步具备工程实践能力.

如果采用实验箱效果不理想和一些可以扩展的实验则用软件仿真.Multisim软件非常适合通信电子线路实验的仿真[6]，学生不仅可以对教材中的电路进行仿真，也可以利用该软件设计自己感兴趣的电路.如做“LC振荡器实验”时，采用该仿真软件先做基本的电容三点式振荡电路实验，通过对电路的分析和理论计算得出振荡频率，然后用实时监控法测试信号的频率，发现理论值与实际测得的数值有误差，但是在误差范围内.通过仿真软件很容易在电容三点式振荡电路的基础上进行改进得到克拉泼振荡电路，对克拉泼振荡电路再改进便得到实际生活中广泛应用的西勒振荡电路.通过虚拟示波器比较电路改进前后的波形、频率变化特点，加深了学生对振荡电路的理解.通过实验箱与软件仿真相结合，充分利用各自优势，弥补各自不足，能有效提高实验教学质量，加深了对理论知识的理解，提高了实践动手能力.

2.2综合性、设计性实验的开设

为了培养学生的实践动手能力和创新能力，在实验教学内容上减少了验证性实验，增加了综合性、设计性实验，如：混频器设计、振幅调制调幅器设计、调频电路设计等.相对于验证性实验，综合性、设计性实验花费的时间较多，为了弥补学时不足，当理论课学习过相关内容后，在做实验前一周把下次实验课要完成的任务提前布置给学生，学生自由组合分成各个小组，每小组两个学生，要求利用课余时间收集、查阅资料，设计方案，用仿真软件验证电路设计的正确性.

综合性、设计性实验不仅可以把书中前后知识连贯起来，还可以增强学生的动手能力，激发实验积极性.比如在设计混频电路时，有的学生利用三极管实现混频，由于还没有学习到振幅调制与解调内容，本振信号和调制信号则都用正弦信号代替，要求这两个信号不能用函数信号发生器产生，需要学生设计得到.因为前面已经做过LC振荡器实验，学生对这部分内容有一定的基础，很容易设计本振信号和调制信号.有的学生在设计混频电路时用到了乘法器MC1496，利用芯片能简化电路设计，并且电路工作稳定，同样要求学生需要设计调制信号和本振信号.通过混频电路的设计，学生不仅对混频原理有了更深的理解，还巩固了前面学过的LC振荡电路知识.电路设计好后学生需要制作出实物.

考虑到焊接电路需要大量时间和元器件，把焊接和调试分成两个阶段.第一阶段利用课余时间焊接实物，焊接前需要提前与实验室预约，包括实验室开放时间和焊接实物所需要的元器件、材料等，然后学生利用课余时间在实验室里进行焊接，要求各个小组务必在下次实验课前把实物焊接好，以便在实验课上验收，学生对焊接实物的热情极高.

第二阶段在实验课上对焊接好的实物进行调试、验收.实验课上各个小组利用实验设备对自己焊接的实物进行调试，如果调试得不到正确结果的需要找出原因并解决，调试成功的则现场演示，老师负责验收.验收时向学生提出一些问题，如电路设计思路，设计和焊接过程遇到的问题以及如何解决这些问题，小组分工情况等.综合性、设计性实验不仅加强了学生对理论知识的理解，而且提高了自主学习能力和协作精神，并且培养了实践动手能力.

2.3创新性实验的开设

针对动手能力强、兴趣浓的学生开设了创新性实验，这是一个更高的实践教学层次，不仅需要掌握书本知识，还需要查阅大量的参考资料.如：无线调频话筒的设计，无线遥控开关的设计，简易无线收发系统的设计等，这些实验涉及到的知识点较多，都是一个小型应用系统.实验课上没有足够的时间去完成，一般是作为选做实验开设的，学生根据自己的兴趣选取其中一个作为设计项目，利用课余时间自主学习，学院设立了电子设计创新实验室，对学生全天开放，鼓励学生在课余时间参加.

由于这类实验将理论性、趣味性和实用性相结合，不仅培养了学生的专业兴趣和实践能力，而且有助于学生的工程素质和创新能力的培养.另外，学生还可以把创新性实验作为研究性学习项目，创新、创业训练项目等形式向学校申报，也可以作为毕业设计题目.由于实验课中开设过此类实验，学生对相关内容比较熟悉，在做毕业设计时往往可以提出较好的设计方案，从而提高了学生的设计创新能力.

2.4实验成绩考核的多样化

传统的实验成绩考核都是根据实验报告确定的，老师根据实验报告书写情况给出分数或等级，这种单一的考核方式会存在一些问题.由于实验报告格式、内容大同小异，学生在写实验报告时存在相互抄袭现象，以致少数没有完成实验或根本就没有做实验的学生，只需把别人的实验报告拿来抄写一遍，把其中的数据稍微修改一下就算是完成了实验报告.另外，仅仅依据实验报告很难区分那些实验认真、实践能力强的学生，也容易导致学生轻视实验过程，仅注重结果，从而抑制了学生的实践能力和创新能力.

作为应用型本科院校，学校加大了实验课程的课时，通信电子线路实验课作为独立的一门课程.为了更好地对实验成绩进行考核，除了学生签到、实验报告的批阅等常规考核方式外，还根据学生对实验设备操作熟练程度，实验结果的分析以及电路板焊接等，并采取现场提问的方式了解学生对实验内容的掌握情况，从而对实验成绩做出综合评价.由于采取了多样化的考核措施，平时一些不够认真的学生也会觉得有压力，不得不端正实验态度.

3 结束语

针对通信电子线路实验课程教学过程中存在的问题，采取了以上几点改革措施，经过通信专业11级、12级学生实验课的教学实践，结果表明，不仅激发了学生的实验兴趣和对理论知识的掌握，也提高了实践动手和创新能力.实验课程在本科学习阶段占有重要的地位，如何在实践教学过程中更好地提高学生工程实践能力和创新能力，培养出符合社会需求的应用性人才还需要在教学过程中不断地研究.另外，实验课程成绩的考核和评价标准也需要在实践过程中进一步探索.

〔1〕马中华,欧阳艺,陈红霞.通信电子线路课程的教学改革[J].高师理科学刊,2010(6):103-105.

〔2〕黄扬帆,甘平,刘晓.高频电路实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2011(7):285-287.

〔3〕田丽,高德平.通信电子线路实践教学浅谈[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2010(2):73-74.

〔4〕林弥,刘国华.高校通信电子电路实验的创新性教学改革浅析[J].高校实验室工作研究,2011(3):13-14.

〔5〕朱颖莉.高频电子线路实验课教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,2008(3):31-32.

〔6〕李良荣,周骅.EDA技术及实验[M].成都:电子科技大学出版社,2012.

G642.0

A

1673-260X（2015）12-0227-02

安徽省教育厅质量工程项目（2012zy065）；安徽省重大教学改革研究项目（2014zdjy106）