基于網(wǎng)絡(luò)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

趙順喜

(五邑大學(xué)信息學(xué)院,廣東江門(mén) 529020)

將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中,對(duì)于豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)面,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。設(shè)計(jì)制作基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是電子線(xiàn)路課程建設(shè)的一部分。把電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化的軟件資源掛到校園網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生網(wǎng)上預(yù)習(xí),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際意識(shí)有積極的作用,也為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供技術(shù)支持。

1 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建

電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)包括前臺(tái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和后臺(tái)管理兩個(gè)部分。我們?yōu)槠溥x擇了ASP結(jié)合DreamWeaver,以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的前臺(tái)教學(xué)和后臺(tái)管理頁(yè)面,使用Microsoft Access作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容劃分為兩類(lèi):實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和留言板以及管理和予約。

1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和留言板

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和留言板網(wǎng)頁(yè)為系統(tǒng)前臺(tái)設(shè)計(jì),教師具有控制班級(jí)和學(xué)生的權(quán)限。學(xué)生經(jīng)前臺(tái)提供的身份驗(yàn)證成功后才能瀏覽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和留言。

(1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)在內(nèi)容上由高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路系統(tǒng)EDA實(shí)驗(yàn)兩部分組成。高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)又分為幅度調(diào)制與解調(diào)、頻率調(diào)制與解調(diào)、集成混頻器、集成鎖相環(huán)和頻率合成等14個(gè)實(shí)驗(yàn);數(shù)字電路系統(tǒng)EDA實(shí)驗(yàn)分為數(shù)字跑表、頻率計(jì)和序列檢測(cè)器等9個(gè)實(shí)驗(yàn),如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)主要包括五個(gè)組成部分:①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?②實(shí)驗(yàn)電路或原理;③實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備;④實(shí)驗(yàn)步驟或設(shè)計(jì)要求;⑤實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。

高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)涉及很多電子測(cè)量技術(shù),如頻域測(cè)量中的掃頻測(cè)量技術(shù);而數(shù)字電路系統(tǒng)EDA實(shí)驗(yàn)則使用多種PLD器件。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,可在有關(guān)專(zhuān)題學(xué)習(xí)的相應(yīng)網(wǎng)頁(yè)中或直接在擴(kuò)展性學(xué)習(xí)中鏈接,對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。這樣既不會(huì)影響教學(xué),又可以補(bǔ)充課本中沒(méi)有的知識(shí),使實(shí)驗(yàn)課起到對(duì)理論課補(bǔ)充的作用。系統(tǒng)采用了如下兩種方式:演示實(shí)驗(yàn)和虛擬儀器實(shí)驗(yàn)。

系統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)有視頻和動(dòng)畫(huà)兩種演示方式。考慮到數(shù)字電路系統(tǒng)EDA實(shí)驗(yàn)用到集成開(kāi)發(fā)環(huán)境MAX+PlusII軟件,為避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中花費(fèi)大量時(shí)間講解該軟件的使用,可將MAX+PlusII的操作示例—模12計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)過(guò)程用圖像制作與處理工具屏幕錄像拍攝下來(lái),經(jīng)過(guò)編輯和處理后放到服務(wù)器上使用。我們還使用四個(gè)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行模10計(jì)數(shù)器的演示實(shí)驗(yàn),突出地顯示教學(xué)的中心內(nèi)容。

系統(tǒng)的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)采用專(zhuān)門(mén)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW,設(shè)計(jì)并制作了虛擬示波器和虛擬信號(hào)發(fā)生器,再運(yùn)用 LabVIEW 集成的 Remote Panels技術(shù)嵌入到一個(gè)網(wǎng)頁(yè)中。由于虛擬儀器操作與實(shí)際儀器極為相似,學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)儀器的使用以及完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。這些虛擬儀器在某種意義上可以代替真實(shí)儀器進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn),提高了實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)效果。

(2)網(wǎng)絡(luò)留言板

系統(tǒng)的留言板功能用于輔助進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)實(shí)驗(yàn)。留言板是學(xué)生與教師的網(wǎng)上交流平臺(tái),在網(wǎng)上互動(dòng)為實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放性建設(shè)提供了技術(shù)支持。

2)管理和予約

系統(tǒng)的管理網(wǎng)頁(yè)為系統(tǒng)的后臺(tái)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)根據(jù)高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)為純硬件實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),建立一個(gè)高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)。網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)主要由設(shè)定實(shí)驗(yàn)和選擇實(shí)驗(yàn)兩部分組成。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐

我院使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)展高頻電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路系統(tǒng)EDA實(shí)驗(yàn)后,收到了較好的教學(xué)效果。

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段由單一媒體向多種媒體轉(zhuǎn)變,網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)運(yùn)用圖像、文字、動(dòng)畫(huà)、音頻和視頻相結(jié)合的現(xiàn)代教育技術(shù)和手段。實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式實(shí)現(xiàn)了由單一型向多樣型轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)開(kāi)辟留言版,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中師生可以進(jìn)行討論和答疑,學(xué)生相互間可以進(jìn)行交流,使得學(xué)生不僅能將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題全部及時(shí)反饋給指導(dǎo)教師,教師還能根據(jù)教學(xué)工作實(shí)際情況提出專(zhuān)題討論,增強(qiáng)了教學(xué)的互動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)的建立,提高實(shí)驗(yàn)的機(jī)動(dòng)性和靈活性。

(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容由注重知識(shí)傳授向注重創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中不用花大量的時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)步驟、器件的應(yīng)用、儀器設(shè)備或軟件的操作過(guò)程等。

3 結(jié)語(yǔ)

基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)目前在以下方面還有待改進(jìn)之處。

(1)建立動(dòng)畫(huà)演示實(shí)驗(yàn)互動(dòng)模塊。在動(dòng)畫(huà)演示中加入數(shù)值顯示功能,提供交互接口,讓學(xué)生輸入相關(guān)數(shù)據(jù)以控制動(dòng)畫(huà)演示的實(shí)際過(guò)程。

(2)系統(tǒng)集成后提供與MAX+PlusII軟件的接口。系統(tǒng)直接調(diào)用或輸出相應(yīng)的文件,給學(xué)生提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),使學(xué)生在此環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程,最后通過(guò)仿真得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)。

(3)在每一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)中增加電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告生成系統(tǒng)。

[1] 李雪梅等.基于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代電子技術(shù)EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與探索[J].樂(lè)山:樂(lè)山師范學(xué)院學(xué)報(bào),2006.11

[2] 王艷鳳等.網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)方式[J].北京:實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2003,20(1)

[3] 孫榮平等.基于多媒體仿真技術(shù)電路與電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)[J].北京:實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2001,18(4)