導語：軟硬件協(xié)同設計型實踐教學創(chuàng)新思考一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

實踐教學是高校教育教學的重要環(huán)節(jié)，是貫徹理論聯(lián)系實際教學原則的必然要求。開展實踐教學，學生可以將所學到的基礎理論知識與專業(yè)技術知識應用到實踐中，有助于提高學生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實踐能力［1］。

1實踐教學改革的必要性

通信原理及電路實驗為通信專業(yè)實踐教學的核心課程，是培養(yǎng)通信工程專業(yè)學生的工程能力的重要環(huán)節(jié)，也是加深學生對通信原理與通信電路理論知識理解的一個有效輔助手段。過去我校通信原理及電路實驗教學采用傳統(tǒng)的驗證型實驗內(nèi)容，利用實驗箱等硬件設備，按照實驗講義指導要求進行操作，觀測記錄實驗現(xiàn)象，即教師一般只要求學生根據(jù)現(xiàn)象總結一種已然的結果。在這種實踐教學模式下，重知識的繼承與吸收，輕知識的突破與創(chuàng)新;重學習的結果，輕學習的過程;重教師的指揮，輕學生的參與。教師是一切實踐教學活動的主導和中心，缺乏情境教學，學風沉悶，難以激發(fā)學生的學習動機和興趣，學習活動缺乏自主性的動力機制，教師自身的積極性也難以調(diào)動［2］。該方法雖然可使學生在實驗過程中獲得一些感性認識或體驗，但是對學生整體分析能力、綜合設計能力、積極創(chuàng)新能力的培養(yǎng)顯然不夠。

除此之外，通信原理及電路的實驗教學還由于受實驗時間、環(huán)境、測量儀器、電路元件、實驗平臺等條件的限制，基本以基礎式模塊化的實驗內(nèi)容為主，學生按照實驗講義在實驗箱上進行操作，用示波器等設備進行數(shù)據(jù)波形的測量并記錄結果，不僅實驗手段單一，而且勢必會造成學生對實驗系統(tǒng)的整體概念，具體電路的設計思想、元件參數(shù)的選擇、實驗結果的分析等方面不求甚解。而對學生實驗成績的評定也只限于學生對實驗箱及測試儀器的操作技能層次上，無法對學生的綜合實驗水平進行一個全面系統(tǒng)的考核。實驗并不能改善大部分學生對于通信原理及電路等課程的認知僅僅停留在對公式、定理和框圖的死記硬背的現(xiàn)象，理論與實踐相結合的思想依然未能得到應有的體現(xiàn)。因此，為響應教育部及學校的“教學質(zhì)量工程”的指導思想，并努力滿足新世紀對人才的更高要求，通信原理及電路類實驗的內(nèi)容上和模式上的改革成為必然。

2實踐教學改革原則

為了達到減少驗證型、演示型實驗，增加設計型、綜合型、研究型實驗，豐富實驗手段的教學目的，并結合我校實驗室建設實際情況，在設計實驗的選題、設計和指導、評估時，須遵循如下幾個原則:

2．1開拓性原則

將所學知識與生產(chǎn)實際相結合，注意適時采用新器件、新技術。將諸如系統(tǒng)仿真軟件、電路設計軟件、系統(tǒng)級的實驗電路等元素引入學生實驗之中、使學生能及時將所學的理論知識與現(xiàn)代科學技術相結合。

2．2軟硬件協(xié)同設計及驗證原則

隨著現(xiàn)代電子技術的高速發(fā)展，設計的電路越來越復雜，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，通信系統(tǒng)及電路的設計與實現(xiàn)已經(jīng)與功能日益強大的EDA及系統(tǒng)仿真工具不可分割［3］。借助于EDA及系統(tǒng)仿真工具進行通信系統(tǒng)及電路的設計和仿真實驗，一方面具有高效率、高精度、無損耗、靈活性、實驗條件限制小等優(yōu)點，可以改善目前我校實驗條件及資源相對有限，實驗硬件資源的采購、維護成本及損耗相對過高的現(xiàn)狀;更重要的是實踐中采用了軟件仿真和硬件調(diào)試驗證兩個環(huán)節(jié)，能夠使得學生充分參與到實際通信系統(tǒng)及電路設計的各個環(huán)節(jié)，全方位學習和掌握通信原理及具體功能電路設計知識和手段。通過使用EDA軟件和系統(tǒng)仿真語言，學生具備了軟硬件協(xié)同設計、調(diào)試、驗證通信系統(tǒng)的能力，初步具備根據(jù)通信原理及電路的理論知識獨立完成通信系統(tǒng)的設計與仿真的能力，在工具學習掌握方面同樣做到與時俱進，提高學習興趣的同時更為今后從事現(xiàn)代化通信領域的工作打下堅實的基礎。

2．3循序漸進、難度適中原則

設計實驗對初次接觸的學生來說是比較陌生的，在實驗教學中，必須堅持循序漸進的原則。注意培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，進一步調(diào)動學生的積極性和自覺性。要盡量選擇與理論知識聯(lián)系密切、涉及多項基本實驗技術、實驗方案與操作步驟相對明確簡單、實驗現(xiàn)象典型的實驗。這樣實驗的方案設計相對容易，方法步驟不很繁瑣且大多數(shù)所用到的技術方法學生在此之前已學習并基本掌握，可使學生在短時間內(nèi)較好地完成實驗，產(chǎn)生探索未知并獲得成就感和喜悅感。

3實踐教學改革內(nèi)容

3．1實踐教學內(nèi)容的改革

將驗證性實驗和綜合設計性實驗相結合，將軟件設計仿真與硬件實現(xiàn)驗證相結合。調(diào)整改革驗證性實驗內(nèi)容，目的為加強學生對通信電路基本理論的理解和掌握，并培養(yǎng)學習興趣。教師首先需要對實驗內(nèi)容進行調(diào)研，在系統(tǒng)的了解相應的理論課程之后，所制定的實驗項目應能與工程實踐緊密結合，同時具備理論基礎和操作條件，使學生具備設計和實現(xiàn)的可能。在此基礎上，撰寫實踐環(huán)節(jié)實驗指導教材，力求內(nèi)容上能覆蓋全《通信原理》及《通信電路》教學大綱的知識點，并盡量避免重復的實驗內(nèi)容。側重激發(fā)學生自學熱情，難度適中，內(nèi)容只應包含實驗任務或?qū)嶒災康募案乓灾笇В问缴喜捎媒o出系統(tǒng)功能、性能要求及參數(shù)，基本原理框圖，引導學生自行設計和仿真驗證的方式，并提出思考問題，進一步促使學生深入理解思考實驗現(xiàn)象背后的原理。其中，《通信電路實驗》首次與Orcad/PSpice軟件相結合，新開發(fā)了5個設計仿真類實驗，內(nèi)容涵蓋了阻抗匹配、功率放大、振蕩電路、信號調(diào)制解調(diào)、最小通信系統(tǒng)設計等知識點，與理論教材有關章節(jié)實現(xiàn)了一一對應。其中部分實驗設計方案最終可通過硬件得以實現(xiàn)。而《通信原理實驗》則引入了MATLAB系統(tǒng)仿真實驗，新增了功率譜分析、眼圖仿真觀測、數(shù)字多進制調(diào)制解調(diào)仿真、信道建模仿真、OFDM通信系統(tǒng)仿真等8個實驗。從上述實驗內(nèi)容，可以看到傳統(tǒng)的驗證型實驗逐步被設計型實驗所取代;以往以單一功能模塊實驗為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槟K與系統(tǒng)級實驗并存。同時，軟硬件協(xié)同設計的理念也得到了充分體現(xiàn)。

3．2實踐教學方法和教學模式的改革

設計實驗必須是學生自己設計方案，制定實驗步驟。學生根據(jù)實驗內(nèi)容和要求，自行完成資料的查閱、方案的設計、操作步驟的擬定、軟件仿真等。在設計實驗的探索中，學生不僅需要獨立地思考和大膽地創(chuàng)新，還需要相互的討論和協(xié)作的精神。學生必須在完成設計實驗的前期準備并由指導教師檢查通過后才能進入實驗室進行實際操作。傳統(tǒng)實驗教學中教師往往處于灌輸?shù)臓顟B(tài)。實驗中出現(xiàn)的問題相對固定，教師的指導內(nèi)容有限，在一定程度上使教師的教學思路單一，知識更新緩慢。設計型實驗教學是一種師生之間、學生之間以及學生自身的一種多向反饋結構。教師面對學生不同的設計理念、各異的實現(xiàn)方法、紛繁的問題呈現(xiàn)，必須知識廣博、思路開闊、擅長分析、操作熟練。實際上引導學生解決問題的過程就是教師再學習的過程。因此，要求指導教師認真準備，講課以實驗原理為主，減少或不講實驗具體步驟，教師指導主要提供實驗思路，讓學生設計實驗步驟和方法，提高學生在實驗過程中的自主性。對于學生自主設計的各類電路及編寫的程序應能給出指導意見，并能結合具體仿真現(xiàn)象，引導學生發(fā)現(xiàn)設計問題，從而將理論與實踐融會貫通。實驗報告要求包含設計思想、設計方案、原理、儀器、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差計算、思考題解答以及實驗中的體會和收獲等。實驗考核應更加注重學生的實驗綜合能力，包括系統(tǒng)方案設計能力、軟件編程能力、電路設計能力、軟硬件工具使用操作能力、問題分析與解決能力、實驗現(xiàn)象記錄歸納總結能力、數(shù)據(jù)分析能力及實驗報告撰寫能力等，綜合評判，客觀公正公平的反映學生的實際水平。

4結語

經(jīng)過近兩年時間的改革實踐，教改課題組采取多種途徑了解教學改革效果，聆聽學生及教師的意見和建議，分析實驗報告，組織指導教師進行交流探討，并加以歸納總結，逐步完善;完善教學方法和實驗內(nèi)容，制定了新版實驗指導用書。我校通信工程學院與電子工程學院先后近兩千名學生參與改革后的通信原理及電路實踐，反響良好。學生普遍反映對實驗的興趣增大，投入到實踐環(huán)節(jié)的精力與時間增多。同時，學生的《通信原理》與《通信電路》理論課成績較以往也有比較明顯的提高。由于實驗內(nèi)容的擴充，目前我?！锻ㄐ旁韺嶒灐放c《通信電路實驗》由過去的24學時增加為32學時，這也符合教育部大力加強高等教育實踐教學環(huán)節(jié)的指導精神，通信原理及電路實踐教學的改革成效明顯。