再 版 說(shuō) 明
本教材的第1版重點(diǎn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、管理與指導(dǎo)應(yīng)用進(jìn)行了編寫(xiě),取得了良好的教學(xué)效果。為了適應(yīng)近年來(lái)教育部實(shí)施的“卓越計(jì)劃”人才培養(yǎng)要求,使學(xué)生實(shí)踐能力與企業(yè)工程實(shí)踐需求相結(jié)合,編寫(xiě)組在廣泛調(diào)研和系統(tǒng)論證后,對(duì)第1版內(nèi)容進(jìn)行了修改與擴(kuò)充。具體的修訂內(nèi)容如下:
1.增加了基礎(chǔ)理論篇
為使本教材自成體系,在第2版中增加了基礎(chǔ)理論篇,重點(diǎn)闡述無(wú)線電通信系統(tǒng)中各單元模塊的基本原理和經(jīng)典結(jié)構(gòu),為后續(xù)實(shí)踐類(lèi)篇章進(jìn)行必要的理論鋪墊。具體內(nèi)容編寫(xiě)時(shí),突顯了實(shí)踐類(lèi)教材緊貼實(shí)踐的特色,以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí),即通過(guò)對(duì)關(guān)鍵內(nèi)容所涉及的實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn),提煉本部分重要概念和知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以帶著問(wèn)題去思考分析,同時(shí)能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)情況有一個(gè)客觀、清晰的認(rèn)識(shí)。此外,為突出理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)性,第1版“第4章實(shí)踐問(wèn)題分析與解決”中的內(nèi)容,被分類(lèi)放在第2版理論篇對(duì)應(yīng)章節(jié)的最后,作為相應(yīng)章節(jié)理論聯(lián)系實(shí)際的案例分析。
2.實(shí)踐應(yīng)用篇中增加了新的教學(xué)學(xué)術(shù)研究成果與學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新研究課題
在第1版的“第3章研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”中,增加了“工程實(shí)踐教學(xué)方法”總結(jié)。編寫(xiě)組根據(jù)國(guó)家“卓越計(jì)劃”實(shí)施的要求和特點(diǎn),依托團(tuán)隊(duì)多年來(lái)在培養(yǎng)學(xué)生過(guò)程中總結(jié)形成的“科教協(xié)同團(tuán)隊(duì)管理機(jī)制與實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)”、“科教協(xié)同團(tuán)隊(duì)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)制”和“科教協(xié)同課程建設(shè)以點(diǎn)帶面培養(yǎng)機(jī)制”,對(duì)高頻電路原理、實(shí)踐和應(yīng)用各個(gè)層面的教學(xué)特點(diǎn)、研究方法與管理理念進(jìn)行了系統(tǒng)的探討與整理,凝練成一套切實(shí)可行的教學(xué)方法,編寫(xiě)于書(shū)中,以供讀者參考。
此外,在保留第1版內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加了提高型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的課題數(shù)量。編寫(xiě)組成員所在團(tuán)隊(duì)通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)踐與摸索,逐步凝練和規(guī)范出一套適合于工科學(xué)習(xí)的操作模式,主要包括:提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、總體優(yōu)化以及推廣應(yīng)用這5個(gè)環(huán)節(jié)。編寫(xiě)組以這5個(gè)環(huán)節(jié)為主線,展現(xiàn)每個(gè)實(shí)驗(yàn)課題。同時(shí)將學(xué)生中的優(yōu)秀應(yīng)用研究成果以項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告的形式給出,展現(xiàn)最新研究進(jìn)展和成效,以保證實(shí)踐內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn),為廣大學(xué)生自主開(kāi)展工程創(chuàng)新實(shí)踐提供借鑒與參考。
編 者
2015年12月
于河海大學(xué)
第1版 前言
如何提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力既是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),也是高等教育教學(xué)改革的熱門(mén)話題。近年來(lái),作為實(shí)踐教學(xué)的主要環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革及與之配套的實(shí)驗(yàn)教材編寫(xiě)受到普遍關(guān)注。2002年教育部頒布《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估指標(biāo)和等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)實(shí)踐教學(xué)中的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提出了一定的要求;2005年由江蘇省教育廳制定的《江蘇省高等學(xué)校基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中,又在重要二級(jí)指標(biāo)“教學(xué)內(nèi)容”中,明確提出“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包括基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次”;2007年年初教育部頒發(fā)1號(hào)和2號(hào)文件對(duì)如何確保實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量更是作出了明確的指示。為了增進(jìn)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革,建立“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)培養(yǎng)模式和與該模式配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系,使實(shí)驗(yàn)室真正成為電氣信息實(shí)踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地,適應(yīng)社會(huì)對(duì)電氣信息專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐創(chuàng)新能力的要求,本教材對(duì)近年來(lái)實(shí)施“三層次實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐的探索進(jìn)行了總結(jié),下面從“三層次實(shí)驗(yàn)”體系建設(shè)以及相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)兩個(gè)方面給予介紹。
一、“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系的介紹
每個(gè)學(xué)校的情況不盡相同,因而無(wú)法用一種統(tǒng)一的模式來(lái)對(duì)“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的體系進(jìn)行定義,國(guó)家鼓勵(lì)各高校立足自身實(shí)際探索“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的體系,使學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量得到保證,下面把作者所在的江蘇省電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)施情況做一概要介紹,希望能對(duì)讀者有所幫助并希望得到讀者的指正。
1.“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的背景及意義
“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系是切合當(dāng)前高等教育迅速發(fā)展的背景而提出的務(wù)實(shí)舉措。隨著高校在籍學(xué)生人數(shù)的迅速增加,學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和層次更趨于復(fù)雜化,在夯實(shí)學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)其實(shí)踐動(dòng)手能力的任務(wù)將變得更加嚴(yán)峻。針對(duì)這種現(xiàn)狀,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展分層次教學(xué)改革勢(shì)在必行。
“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。分級(jí)進(jìn)行,循序漸進(jìn),從基礎(chǔ)到綜合,再到設(shè)計(jì)與創(chuàng)新,符合從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的普遍認(rèn)知規(guī)律和實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律。在以學(xué)生為本,以知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念(即KAQ模式)下,構(gòu)建以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心,旨在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系,符合當(dāng)今社會(huì)對(duì)高校學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的要求。為確保學(xué)生在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)中受到良好的訓(xùn)練,從實(shí)踐中獲得真本領(lǐng),需要對(duì)實(shí)踐的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理,管理者需要在每一環(huán)節(jié)中對(duì)老師和學(xué)生提出明確要求,使每一環(huán)節(jié)均有章可循。
2.“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系的功能及管理辦法
(1)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要指電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會(huì)的原理性實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)踐能力發(fā)展的基礎(chǔ),也是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要任務(wù)。為確保全體學(xué)生均能很好地完成基本實(shí)驗(yàn),從而明確基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的兩種功能:一是按教學(xué)大綱要求面向全體學(xué)生開(kāi)出基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn);二是面向部分學(xué)生進(jìn)行“揚(yáng)優(yōu)補(bǔ)差”的強(qiáng)化實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵趯W(xué)生中存在一定的個(gè)體差異,學(xué)有余力的同學(xué)往往希望對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行深入鉆研,還有部分基礎(chǔ)較差的同學(xué)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)法達(dá)到基本要求。因此,實(shí)驗(yàn)室在結(jié)束某個(gè)單元實(shí)驗(yàn)前專(zhuān)門(mén)安排時(shí)間對(duì)學(xué)生開(kāi)放,滿足不同層次學(xué)生的需求。本書(shū)提出在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中須遵循一套完整的規(guī)范流程,在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照五個(gè)環(huán)節(jié)的過(guò)程管理辦法進(jìn)行,每一環(huán)節(jié)有明確的要求,即“五環(huán)過(guò)程管理辦法”。
(2)提高型實(shí)驗(yàn)
提高型實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)區(qū)別在于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一定要具備綜合性、設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性三大特征。在實(shí)踐中對(duì)提高型實(shí)驗(yàn)提出了兩大功能:一是保證全體同學(xué)均能接受具備綜合性、設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性三大特征的課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練,使每位學(xué)生均實(shí)現(xiàn)由一門(mén)課程的基礎(chǔ)單元實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練上升到具備一門(mén)課程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的、有應(yīng)用意義的綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì);二是讓希望在課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上有進(jìn)一步深入鉆研愿望的同學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室給他們創(chuàng)造寬松的實(shí)踐環(huán)境,讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室進(jìn)行有一定難度設(shè)置閾值的專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)踐,使他們獲得跨專(zhuān)業(yè)多門(mén)課程的綜合性、設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。本書(shū)提出在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)踐的整個(gè)過(guò)程中須遵循一套完整的規(guī)范流程,分別為“六環(huán)過(guò)程管理辦法”與“七環(huán)過(guò)程管理辦法”。
(3)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
由于大三、大四年級(jí)正是開(kāi)始接觸專(zhuān)業(yè)課程,深入學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)綜合技術(shù)的大好時(shí)機(jī),如何組織好高年級(jí)同學(xué)的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)在實(shí)驗(yàn)室學(xué)到過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)本領(lǐng),通過(guò)加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程管理和讓部分學(xué)生參與教師的科研工作、提前接觸畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,對(duì)提高高年級(jí)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力有很好的作用。
研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩大功能在于:一是通過(guò)給每位學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)條件,嚴(yán)格畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程管理,使全體學(xué)生均通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)受到具備研究與創(chuàng)新性專(zhuān)業(yè)課題的訓(xùn)練,為學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展打好專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ);二是讓部分實(shí)踐創(chuàng)新成績(jī)優(yōu)秀的同學(xué)加入教師的科研工作,借鑒研究生的科研能力培養(yǎng)模式,讓本科生參與到教師的科研課題中并承擔(dān)部分基礎(chǔ)性工作,讓他們?cè)诋厴I(yè)前通過(guò)實(shí)踐增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)、開(kāi)闊視野、提高創(chuàng)新能力,為他們今后繼續(xù)深造或就業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。本書(shū)提出在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和參加教師科研的整個(gè)過(guò)程中須遵循一套完整的規(guī)范流程,分別為“十環(huán)過(guò)程管理辦法”與“實(shí)踐創(chuàng)新梯隊(duì)導(dǎo)師制管理辦法”。
二、本教材內(nèi)容介紹
本教材基于“三層次實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系進(jìn)行編寫(xiě),全書(shū)分基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐問(wèn)題分析與解決4章,并將軟、硬件的基本知識(shí)和如何通過(guò)梯隊(duì)導(dǎo)師制落實(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新指導(dǎo)的探索體會(huì)以附錄的形式增加到后面,希望這種編寫(xiě)方法能對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新指導(dǎo)有所幫助。
1.基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹
考慮到當(dāng)前各高校在開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)時(shí),大都借助于不同廠家提供的實(shí)驗(yàn)箱,而不同的實(shí)驗(yàn)箱所涉及的實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般是不同的,所以,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編寫(xiě),不追求多而全,而是秉承為讀者在實(shí)際操作中提供一種思路和方法的思想,組織編寫(xiě)了這部分內(nèi)容。
首先,精選高頻電子線路課程中的核心性電路,作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路。
其次,在每個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容中,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的,減弱學(xué)生為了做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)的思想,強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)所解決的問(wèn)題。
再次,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)電路的原理,包括原理性電路與實(shí)際實(shí)驗(yàn)的硬件電路之間的差別,讓學(xué)生體會(huì)輔助性元件的作用,以培養(yǎng)良好的識(shí)圖習(xí)慣。同時(shí),弱化實(shí)驗(yàn)步驟,以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,為其創(chuàng)造性地完成實(shí)驗(yàn)提供機(jī)會(huì)。
最后,實(shí)驗(yàn)中配有適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)輔助仿真的內(nèi)容。它不是對(duì)硬件測(cè)試內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù),而是對(duì)那些通過(guò)硬件電路不易實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)部分,借助計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn);另一方面,對(duì)電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化進(jìn)行仿真,可以體現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真在電路設(shè)計(jì)中的作用。
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論教學(xué)中涉及的一些基本結(jié)論,通過(guò)實(shí)際電路的觀測(cè)加以驗(yàn)證;對(duì)于高頻電路來(lái)說(shuō),更重要的是,通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生接觸真實(shí)的電路,感受實(shí)際電路與理論教學(xué)中使用的原理性電路之間的區(qū)別,理解輔助性元件在高頻電路中不可或缺的作用,加深對(duì)高頻電路設(shè)計(jì)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。而要使學(xué)生獲得這樣的感受,需要教師啟發(fā)和引導(dǎo)。因此,在每個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,編者添加了這方面的內(nèi)容,并對(duì)如何加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理進(jìn)行了介紹。
2.提高型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹
提高型實(shí)驗(yàn)主要是指導(dǎo)學(xué)生利用理論教學(xué)中以及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)習(xí)到的知識(shí),自行動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作滿足基本技術(shù)指標(biāo)要求的高頻電路。考慮到學(xué)生剛剛接觸高頻電路,從理論學(xué)習(xí)到真槍實(shí)干會(huì)遇到許多問(wèn)題,所以,本書(shū)在編寫(xiě)時(shí),對(duì)高頻電路的一般設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了介紹,并針對(duì)典型的無(wú)線電收發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)舉例。主要是想通過(guò)示例,講述一種電路設(shè)計(jì)的思路,以及一些基本電路的設(shè)計(jì)方法。
然而,從最初設(shè)計(jì)的電路到最后的實(shí)現(xiàn)電路之間,往往會(huì)有許多不同。尤其對(duì)高頻電路,更是如此,這就是電路制作、調(diào)試中必然遇到的問(wèn)題。對(duì)這部分內(nèi)容的介紹,