时间：2022-03-24 09:58:48
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇通信电子线路论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
论文关键词:高频电子线路 教学改革 理论教学 实践教学
论文摘 要:本文结合教学中的实践和体会，从理论教学和实践教学两个方面对《高频电子线路》课程的教学改革发表了看法。旨在通过改革提高学生学习兴趣，培养学生实践能力。
《高频电子线路》是电子信息工程、信息工程等相关专业的一门重要的专业基础课，也是从事通信、电子等相关领域研究开发人员必须了解的基本知识[1]。因此，学好高频电子线路不仅对学生学习其他专业课起到关键的作用，而且对学生的就业也大有裨益。
《高频电子线路》是一门理论性和实践性很强的课程。内容抽象，理论性强，专业术语、名词概念较多，又与实践密切相关，学生普遍反映内容宽泛，难于掌握。如何让学生了解并掌握高频电子线路的知识，培养学生的分析与设计能力，是该课程教学改革急需解决的问题。
1 理论教学
1.1 把握整体
《高频电子线路》以无线通信系统为主线，理论内容主要包括发送系统和接收系统各部分电路的工作原理及性能分析。很多学生对这门课的认识只是几种电路，而对这些电路与通信系统的关系却很惘然，因此为了使学生对本课程有个整体的认识，应在绪论部分详细介绍发送系统和接收系统的工作过程，以及各部分电路在系统中的地位和作用，这样可以使学生一开始就能够把握住整体，在学习后续章节时有个明确的方向，不至于使各个章节之间各自独立。
1.2 突出重点难点
《高频电子线路》所涉及的内容很是广泛，为了便于学生抓住本课程的要领，教学中要总结出各部分的重点和难点，反复强调，认真分析，注重练习，将重点贯穿于整个教学的始终。
例如，调制与解调是《高频电子线路》中的重要内容。在介绍本部分内容时应通过浅显易懂的例子使学生先掌握调制与解调的概念，然后再介绍调制与解调的原理，最后再是具体的调制与解调电路。整个过程中需要通过分析乘法器的非线性特性来讲述调制与解调的特性。但分析乘法器的非线性特性只是其中的工具，重点不应放在如何分析乘法器的非线性特性上，关键在于学生对调制与解调概念的理解以及原理的掌握，在介绍调制与解调电路时也要与原理相对照，更便于学生认识调制与解调电路的工作过程。
另外，在分析各部分电路的性能指标时，应适当减少不必要的公式推导，避免讲述具体电路时夹杂繁琐的数学计算，减轻学生的负担，突出各部分的重点。
1.3 丰富教学手段
多媒体教学作为一种全新的教学手段，以其生动、直观、活泼等特点，给教学改革注入了生机，对教学的辅助作用是不言而喻的。对《高频电子线路》这门课来讲，如果能够利用多媒体使其中抽象枯燥的内容变得生动形象必定会激发学生的兴趣，再加上老师的正确引导，课堂也会变得生机盎然。例如，信号的调制解调过程，通过多媒体演示，再结合动画，能够让学生清晰地看到信号的演变过程，从而加深学生对该过程的认识。但是对重要公式、关键电路分析等内容，应通过板书边写边讲，避免幻灯片给学生造成的视觉疲劳。
各种EDA软件的出现也为高频电子线路的教学注入了新的元素[2]。如PROTEL，ORCAD，PSPICE，MATLAB等，利用这些软件可以搭建试验平台，通过仿真将各部分电路的波形生动形象地展示给学生。也可以使电路以及参数的变更更加灵活，学生能够更清楚地掌握电路的工作原理以及参数设计，从而激发学生对电路分析与设计的兴趣。
课堂教学之余，也要结合课后答疑及作业情况来进一步调整教学。充分利用校园网的资源积极开展网络教学也是丰富教学手段的一种形式。
总之，多种教学手段相配合，可以很大程度上提高学生学习兴趣，达到最佳的教学效果。
1.4 更新教学内容
传统的以分立元件为基础的电路教学已经不能够适应现代电子技术的发展。现代电子设备中小信号谐振放大器、高频功率放大器、角度调制与解调等都已集成化，因此在高频教学过程中可以采用简单典型的分立元件电路来分析各部分电路的工作原理，但在结合实际时应增加新技术的介绍以及典型的集成电路模块的分析等内容，将分立元件电路的教学服务于集成电路的应用，从而开阔学生视野，拓展其知识范畴[3]。
2 实践教学
实践教学是《高频电子线路》课程中的一个重要环节，是提高教学质量的不可或缺的手段之一。许多抽象的、复杂的概念必须借助实践才能获得更清晰的、更深入的理解，而在实践中获得的丰富知识和经验也会加深学生对理论教学内容的理解。实践教学的改革，可以从两个方面做起。
2.1 培养学生实验兴趣
目前高频电子线路实验课程中普遍采用高频电子线路整机实验箱，实验箱中都是已经设计好的模块电路，主要是配合理论课程而设计的验证性实验，学生的任务只是连接电路、测量输入输出，结果使得学生逐渐失去了兴趣，做实验时敷衍了事[4]。因此，除了验证性实验，应在实验课中加入学生感兴趣的综合性或设计性实验。例如，调幅信号的调制与解调实验中调制信号是通过信号发生器产生的，若改用音频信号作为调制信号，在解调电路的输出端接入扬声器，通过扬声器的输出能使学生更直观地感受实验结果，极大提高学生的学习兴趣。
2.2 提高学生动手能力
除了基础性的实验课程之外，在实践环节中还应该加入可以增强学生动手能力以及创新能力的课程设计、科技创新等内容。例如，组装一台简易的收音机套件或无线对讲套件，看似简单，但通过组装过程不仅提高了学生的动手能力，还能使学生把套件中的各部分电路与高频电子理论课中涉及的电路相对应，加强了理论知识的掌握，更重要的是会对无线通信系统的认识产生质的飞跃。在学生掌握了通信系统的各个环节之后，还可以让学生尝试一些高频电路设计，如小功率的调频发射机设计、调频接收机设计等[5]。使学生学会将高频单元电路组合起来实现满足工程实际要求的整机电路的设计与调试方法，从而提高学生分析问题、解决问题和设计电路的能力。
从实际效果和今后发展趋势来看，实践教学环节的加强将更有利于学生加强对理论知识的理解、培养动手和创新的能力。
3 结语
信息技术的飞速发展使得《高频电子线路》的教学改革刻不容缓。作为专业任课教师应从理论教学和实践教学等各环节综合思考，不断调整教学思路，改善教学方法和手段，重视实践教学，努力把学生培养成善于将理论与实践相结合的专门人才。
参考文献
[1] 李国平，武海艳.谈谈高频电子线路教学[J].科技信息，2006(10)．
[2] 曾兴雯.高频电子线路[M].高等教育出版社，2004．
[3] 沈伟慈.通信电路(第二版)[M].西安:西安电子科技大学出版社，2007.
自计算机和集成电路出现后，通信技术得到了迅猛发展，以3G移动通信和WLAN为代表的现代通信技术的应用普及，使得通信工程日渐成为发展最快和最具影响力的专业之一,与此同时，技术的发展和更新也对该类专业人才的素质提出了更高的要求，近年来在招聘中出现了一个现象，用人单位更倾向于电子竞赛中获奖的学生，所以提高学生的动手能力和实践水平，就可能获得更多更好的就业机会，而主要承担专业人才培养任务的高等学校也必须要紧跟上技术的步伐，不少学校在通信专业的实验实践教学方面进行了一些探索。山东科技大学是一所应用型本科院校，根据学校特点，我们对专业阶段的除课程中包含的实验以外的实践类课程做了一些调整和内容改革，将以往依赖于软件仿真和硬件小系统设计的内容，变成以完成单元电路的设计，子系统设计到涵盖物理层、数据链路层乃至网络层的完整系统设计的相互之间紧密联系的、层层递进的系统化设计，目的在于开拓学生的专业视野，使他们真正感觉到通信系统是软件和硬件的统一体，不仅包含振荡器、调制器等硬件电路，也包含编码、协议等软件程序，对将来从事专业技术工作有一个全面的、深层次的认识。同时也让学生完成通信系统从单元模块到功能子系统再到完整系统最后到通信网络的完整认识。
2实践课程内容的设计思想
通信工程专业自第四学期进入专业课程阶段，专业阶段实践类课程（除课程当中的实验课以外）包括：单片机原理课程设计、信号与系统课程设计、高频电子线路课程设计、生产实习、通信原理与系统课程设计、专业方向课程设计和创新性实验。由于单片机原理课程设计和信号与系统课程设计属于基础课，因此本次规划只涉及其余的5门课程。原先这5门课程设计的内容主要有：（1）高频电子线路：等幅调制发射电路仿真设计以及收音机组装与调试；（2）生产实习：电视机组装与调试；（3）通信原理与系统课程设计：MATLAB仿真验证编码和调制原理；（4）专业方向课程设计：通信系统方案设计；（5）创新性实验3个，分别在第4、5、6学期，内容由指导教师自选。在专业实践教学的调整和构建中，设计了分层次渐进的体系结构，遵循“基础理论知识学习—电路设计能力培养—系统设计能力培养”的实践教学培养思路，同时基于一体化的考虑，规划了统一的设计任务，即设计一个完整通信系统：多个无线传输站点构成的多点对多点的基本通信网络。各课程在这一统一的任务下，承担不同的子任务，如无线收发模块设计、纠错编码、网络协议设计等。对所涉及课程任务进行统一设计的好处如下：（1）完整系统的设计。经历由细节到整体，由电路单元到功能系统的设计过程，使学生了解针对不同层次的功能实现需要不同的设计思路。（2）节省实验经费。一体化任务设计，使前期课程的设计成果，可用于后续的设计，如无线收发信机，可以用于构建数字编码通信系统。（3）避免知识的重复。以前的课程设计在内容上出现不同程度的重复，去掉重复部分后可节省时间学习其他新知识。
3一体化课程规划和层次化内容设计
按照课程时间计划，课程设计和生产实习按时间先后依次是：高频电子线路课程设计、生产实习、通信原理与系统课程设计、专业方向课程设计，其时间顺序和所属的层次如图1所示。创新性实验分3个阶段，分别设在第4、第5、第6三个学期，完成不同的任务。调整后高频电子线路课程设计主要是验证上变频、下变频以及振荡器的工作机理，用MultiSim构建电路，并进行仿真；生产实习是让学生学会电路图纸和PCB版图制作，设计和制成无线收/发信机电路板；通信原理与系统课程设计的目的是实现点对点通信系统，任务是调试收/发信机、信道纠错编码设计等；专业方向课程设计的目的是用收/发信机模块和控制终端构建RS-485总线结构的网络或是简单的ALOHA网络。
4课程体系改革措施
为保证一体化实践课程教学任务的顺利实施，采取了以下措施：（1）打破课程界限，设立可分解的综合任务。将整个实践课程内容设计为一个统一任务，即建设一个通信网络系统，但各个课程的任务又是相对独立和完整的一个子任务，前期课程的设计成果用于后期课程的任务系统的建设。（2）专业实验室全面向学生开放。由于课程设计环环相扣，前期设计的成果就是后续设计内容的基础，因此本次课程设计必须成功才能进行下次的设计，而且性能越好下一级课程设计成功的可能性越大。为了保证设计任务顺利进行，开放有关实验室为学生提供实验场所。（3）设立专门的团队从头至尾全程负责。整个课程体系设置成一个大的综合任务，前后之间紧密联系，因此，指导教师必须要对此次设计之前和之后的任务非常清楚，这样才能保证整个设计任务的顺利实施，为此成立专门的实践课程教学团队负责整个任务的实施，每位教师都要熟悉流程中所有任务内容。
5课程内容改革实施效果
通过对2009、2010、2011级本科生的实施效果来看，学生的学习成绩和能力获取方面有明显改善。（1）拓宽了学生对专业知识和专业领域的认知视野，加深了他们对专业课程之间以及课程与具体工程实际之间关系的理解，激发了学生对本专业知识的学习兴趣，他们在信息论与编码、通信原理等理论课程的成绩都有明显的提升。（2）提高了学生的工程实践能力和科研素质。改革后的课程体系和内容，对学生掌握学以致用的能力的提升作用颇为明显。学生在进入毕业论文阶段，其动手能力表现得到导师们的一致认可。（3）弥合了通信技术理论和工程实践的裂隙。通过改革实践课程，可以一定程度上弥合课程的课本知识是与工程实践相脱节的裂隙，与工程实际的衔接也激发了许多同学课外实践的兴趣，近年来，越来越多的通信专业学生利用课余时间或暑假进入实验室进一步拓展学习。（4）多名学生在近几年参加山东省大学生电子设计竞赛、全国电子专业人才设计大赛、全国大学生电子设计大赛、“挑战杯”创业大赛、全国信息技术大赛、山东省机器人大赛等各级电子设计竞赛、创新性项目中获得优异的成绩。（5）毕业生就业岗位层次有了很大提升。实施教学改革后，除去考上研究生的同学外，有一批学生进入通信设备公司，从事技术含量较高的研发或设备技术支持工作，就业工作岗位层次明显提升。
6总结
论文摘要：以提高独立学院多元化人才培养质量为目标，结合大连理工大学城市学院的教学实践，通过分析课程及学生的特点，从内容、形式及方法等方面探讨了独立学院的“通信原理”课程教学，以期找到在独立学院环境中电子信息工程专业高素质多元化人才的培养方法。
通信原理是通信、电子信息工程等专业重要的必修课程，所包含内容不仅需要在模拟电子线路、数字电子线路等专业课的基础上进一步深化理论，而且和实际应用联系紧密，具有很强的实践性。更为重要的是，此课程使用的问题研究思路和分析方法对后续其他课程的深入学习及实际工程问题的解决具有重要作用，是电子信息工程专业中具有承接作用的核心课程。
通信原理课程教学具有内容多、数学公式多、理论性强等特点，是电子信息工程专业公认的“老虎”课程。独立学院学生中虽然也有个别高考发挥失常的优秀学生，但是大多数的学生表现出学习习惯不好，基础知识掌握不扎实和学习能力较弱等特点。因此，如何针对基础差的学生保证其基本教学质量的同时，又能为优秀学生的充分发展提供良好的条件，实现学生的多元化教育，是独立学院“通信原理”课程教学面临的首要问题。
1面向独立学院的教学内容组织
1.1 有针对性地精炼教学内容，实施多元化递进式教学
通信原理课程理论性强，涉及内容多且数学味道浓郁，是一门让多数本科生都感觉学习吃力的专业课程。依据独立学院已有的教学经验，如果采用传统的授课方式势必会使学生难以掌握。对此，我院按照对学生能力的把握，以学生能力培养为准则，从学生的实际情况出发，因材施教，将课程内容按照难易程度和重要级别进行了层次划分，制定了递进式的教学策略，以保证教学内容与学生能力的匹配。此策略突出强调对于基本概念、定理及方法的掌握，同时兼顾对深层次内容的介绍，解决了课时少，内容多的矛盾。
递进式教学策略将课程内容划分为核心层、进阶层和扩展层。核心层为教学重点内容，包括基本概念、定理和结论。这一部分要求学生必须理解掌握，且能够做到举一反三。进阶层为需要一般掌握的知识，在实际讲授中简化数学推导，重点加深学生对结论理解并强化对结论的应用。扩展层包含需要了解的知识，讲课时点到为止。如此，可以使大部分学生掌握课程中的基本原理，满足教学质量的要求。同时，针对准备进一步进修的优秀学生，在进行三个层次的学习外，在内容的深度和难度上加大培养力度。比如，可在课程教学中进行相关考研题的思路讲解，并在课后布置适量与考研相关的扩展作业等。
1.2 系统化地引用理论知识，推动学生形成完整认知体系
通信原理中的理论方法是对前期的电路、模拟电子线路、数字电子线路、通信电子线路、信号与系统等专业基础课程的综合运用，只有对前期知识融会贯通，才能实现对通信原理课程内容的真正理解。
因此，我们在教学中紧紧围绕这个宗旨，将通信过程中的各种理论方法按照其应用场景转化为对已学课程内容的实际应用案例，使得学生既能巩固已学知识，又能学会将理论用于实践的方法思路，去除以往普遍存在的“课程无用”这一错误印象。此种内容组织方式使得学生能够从解决问题的过程中体会到“征服”难题的，从而使学生加强了对专业的认识。
2多种教学形式综合应用
课堂讲授是理论学习的主要渠道，应循序渐进，逐步启发引导学生主动思考，促使其形成主动学习的动力与习惯。通信原理课程理论性强、内容多，在授课过程中，仅仅依靠教师讲，学生听这种“填鸭式”的教学是不够的。应将多种教学方法相融合，循序渐进地引导学生思考及学习。
2.1 适度使用多媒体教学
适度使用多媒体教学，将多媒体教学与传统教学有机地融合。多媒体课件具有信息量大、形象直观等特点，可以加快教学进度，让学生集中精力对课程内容进行理解消化。近年来，越来越多的教师选择放弃传统教学方式而改用多媒体课件进行课堂教学。但是，独立学院的通信原理课程教学实践表明，不能过分依赖多媒体教学而放弃板书教学，此教学经验对于独立学院教学的作用和意义更为突出。
相对于重点大学的本科生，独立学院学生学习基础相对薄弱，对于公式推导及定理证明等理论内容的学习较为吃力，难以快速接受新知识。独立学院学生的惰性也表现得更为明显。虽然教师可以通过使用多媒体教学的方式为学生节省课堂教学时间，但是我们通过调查发现其效果与初衷是背道而驰的：因为在课堂上仅有视觉和听觉的刺激而没有动笔的行为环节，很多学生容易出现思维溜号的现象而无法跟上课堂的教学速度；在获得教学课件后，又往往将其束之高阁。如此，其学习效果反而不好。
因此，独立学院的通信原理课程教学应将多媒体教学与传统教学有机结合。板书教学过程可以促使学生通过记笔记的行为环节加深对理论的记忆，也让学生在书写过程中有更多的时间进行分析思考；对于某些既是重点内容又抽象难懂的知识点，在理论讲授的同时使用多媒体进行动画展示或者仿真分析，就能使学生对所学知识有一个更加形象生动而又透彻的理解，提高学习的兴趣和热情。
2.2 理论与实验有机结合
单纯的理论学习是很难掌握通信原理课程精髓，必须辅以适当的实验，对习惯于感性认识学习方式的学生更是如此。同时，针对当前的社会需求，众多独立学院也突出强调对于学生实践能力的培养。为此，针对独立学院通信原理课程的教学更应强调实验环节在教学过程的作用，通过实践激发学生学习热情，通过感性认识推进理性认识。
当前，我院的通信原理课程实验分为计算机仿真和硬件实际操作两部分。计算机仿真可以让学生将所学的理论知识通过计算机真实的再现出来，而不用担心损坏器件、仪器设备等问题，从而可以鼓励学生大胆尝试，极大地调动了学生学习的热情和积极性、使学生从“让我学”转变为“我要学”，真正做到积极思考、主动学习。实际操做部分以验证性硬件实验为主，使学生能通过真实的体验进一步增强信心。在课程教学中也鼓励学生进行自主设计性实验，增强了学生综合运用知识解决问题的能力。
3重点突出，强调思维方法培养
理论知识的生命力在于其解决实际问题的可用性。对应的，人才的能力不是取决于记住了多少知识点，而是体现在是否能够使用恰当的方法正确运用理论知识。通信原理课程的初学者如果没有经过一定的锻炼，基本都会出现遇到问题无法解决的情况，这对于基础本已薄弱的独立学院学生更加突显，容易造成学生因为过多的难题产生厌学情绪。
为了解决这一问题，我们强调采取讲练结合，强化典型题分析的方式。对于重点的内容讲清、讲透，同时对相关部分的经典例题讲方法，讲思路。最后再将所涉及部分的内容结合实验或实际工程进行进一步分析说明。让学生在掌握了系统理论分析后，更了解系统在实际工作中起到的作用，充当的角色。
教学实践表明，此种教学方式不仅能使学生易于接受，同时也让教学变得更加深入。
4结束语
本文通过分析通信原理课程及学生的特点，从内容、形式及方法等方面对独立学院通信原理课程教学建设进行了探索，探讨了符合独立学院客观实际特点的课程教学方式方法。教学实践证明，这些方法可以有效调动学生学习的积极性和主动性，有利于培养学生的自学能力，提高学生自身的综合素质。
尽管如此，我们也清醒地认识到，随着通信技术的不断更新和应用领域的日益扩大，如何更好地因材施教，进一步提高教学效果和水平是独立学院教学工作者应该探索和思考的问题。
参考文献
[1] 樊昌信，曹丽娜编着.通信原理（第六版）[M].北京：国防工业出版社， 2006
张明君，孙天罡.浅谈独立学院教育教学的工作特点和方法—以大连理工大学城市学院为例[J].中国电力教育，2009，11：47～49
刘尧飞.提高独立学院教学质量的思考与建议[J].民办高等教育研究，2007，4(4)：24～26 转贴于
关键词：高频实验;Multisim;高频小信号放大器
1.引言
《高频电子线路》是无线电技术类专业的一门主要技术基础课，是理论和实践性都很强的课程。传统的实验模式为使用高频试验箱，以功能模块的形式进行实验。每个或几个模块可完成一个验证性的实验。模块内部的电路已经搭建好，不能修改。这样的高频实验箱只能进行验证性的实验，大大的限制了学生的创新性。另外，传统实验过程中还会遇到元件虚焊或损坏、仪器缺乏、性能不稳定等棘手问题，浪费有限的实验课时间，影响实验的正常进行及学生实践的积极性。
本文首先介绍了Multisim软件的主要功能及特点，然后具体阐述高频小信号放大器的软件仿真研究，最后对高频小信号放大器的电压增益、通频带、矩形系数等主要技术指标进行分析。
2.Multisim的主要功能及特点
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。可以方便的使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
利用Multisim强大的仿真功能，在计算机上进行电子线路的实验，有着它独特的优势，它不受时间、地点、设备的限制。通过Multisim的仿真，可使每位学生亲自动手动脑进行电路连接、元件参数的选择、分析各元器件参数变化对电路带来的影响和作用，通过仿真把理论和实践结合起来，从而加深学生对电路的认识。
3.高频小信号放大器的仿真
高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路。主要实现对微弱的高频信号进行不失真的放大。若输入信号为，则输出电压，其中为放大器的电压增益。从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是完全相同的。
3.1以电阻作为负载的高频小信号放大器
如图1所示，它是由共发射极组态的晶体管和负载电阻组成。其直流偏置由来实现，为高频旁路电容，为耦合电容。输入信号加在晶体管Q1的b、e之间，而放大器的输出电压取至Q1的c与e之间。
图1 负载为电阻的高频小信号放大器
为了模拟高频小信号的输入电压，本论文中以V1、V2、V3、V4四个交流电压源串联模拟，四个电压源的参数如图所示。其中V1为待放大的信号，频率为10.6MHz;V2、V3、V4为干扰信号。仿真后得到的信号波形如图2所示，
图2 输入、输出波形
由此可见电阻作为负载时没有滤波作用。为了将有用信号提取出来需要在负载端加入滤波电路，因此常常将LC并联谐振回路作为放大器的负载，实现带通滤波。
3.2 LC并联谐振回路
如图3所示，根据电路理论可知，并联谐振回路谐振频率为，可得MHZ，借助Multisim软件的的波特测试仪可方便的查看到对应的频率响应，如图4所示，改变电阻R2 的阻值为10KΩ，则得到的波特图如图5所示，显然谐振回路的电阻对谐振网络的滤波效果有很大的影响，电阻越大曲线越尖锐。
图3 LC并联谐振回路 图4 波特图1
图5波特图2
3.3单调谐高频小信号放大器
将图3的LC并联谐振回路作为放大器的负载即在图1中的电阻R3两端并联上一个56pF的电容和一个4?H的电感，即得到单调谐的放大器。同样的输入信号，则得到输出波形如
图7所示。
图6 单调谐高频小信号放大器输入、输出波形
3.3.1 电压增益
从图6的仿真结果可知：输入信号依然为多个高频信号的叠加，有效值为1mV;输出为10.6MHz的单一频率信号，有效值为210mV。通过输入信号和输出信号的比较可知该电路可以完成选频功能，根据电压增益公式，可得，负号说明输出电压与输入电压极性相反，这一点从图2中可明显看出。显然该电路有选频放大功能。
3.3.2 通频带
通频带的定义是放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的频带宽度，常用表示。由图5可知，增益最大值为0.64，当电压增益下降到最大值的0.707倍即0.452时对于的频率为11.1MHz，如图7所示。由此，可求得MHz。
图7波特图3 图8 波特图4
3.3.3矩形系数
矩形系数是表征放大器选择性好坏的一个参量。理想的频带放大器的频率响应曲线应是矩形。但是，实际放大器的频率响应曲线与矩形有较大的差异。矩形系数用来表示实际曲线形状接近理想矩形的程度，通常用表示，其定义为。由图8可知，因而求得，与理论计算值9.99相差不大，都远大于1。由此可见单调谐回路放大器的谐振曲线与矩形相差较远，选择性差。
4.结束语
论文关键词：检测仪器,智能,模块,网络
一、前言
近年来，电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展，对检测仪器检测速度、准确度以及检测功能等整个性能方面提出了更高要求。而这些技术的发展也推动了电子测量技术的快速发展。同时也给测量仪器提供了巨大的市场，大量的新型产品都需要通过仪器的测量才能投放市场，所以这就对仪器的功能及测量能力有一个新的要求，以帮助工程技术人员在生产中适应众多的工业标准和有效的处理各种问题。除以上技术外，现代监测和传感技术，显示技术、数字信号处理技术和系统理论研究，也为检测过程的数字化、智能化创造了条件。总体来看，检测仪器的发展到目前已经经历了三个阶段：第一代是模拟仪器；第二代是数字式仪器，它是以数字电路进行信息的数字化处理，然后数字显示，这种仪器比模拟仪器的测量精度要高，响应速度快；第三代仪器是智能化仪器，它内部含有单片机，无论数字采集和处理都是由单片机控制。
二、智能仪器
在智能仪器中，它们结构与计算所相同而能完成仪器的有关功能，是因为智能仪器中利用单片机的算术逻辑处理能力和以软件取代过去的电子线路和硬件功能，软件的灵活性使得智能仪器可以用各种软件和处理方法进行信息的采集、处理和存储，而无需专用的电子线路，从而大大简化了智能仪器的控制结构。对于智能仪器而言，其硬件是数据采集技术及输入输出技术，包括单片机、接口和输入输出设备；而软件实现数据处理包括采样、滤波、处理，把输入信息进行加工后产生所需的输出信号送到输出电路去显示或传送。
为了提高仪器的精确度，在智能仪器中有的还设置了自动校正、自选量程等功能。例如青岛艾诺智能仪器有限公司生产的9601型耐电压测试仪的输出电压，就采用分段软件补偿，消除变压器、电感等器件的不一致性带来的细小偏差，使0~5KV全量程电压相对误差精度保持在3%以内。部分仪器为了扩展自身功能，在智能仪器中设置了多种物理测量功能，如：量制变换功能、间接结果计算功能、自动控制功能、打印功能、停电保存功能、自诊断和自测试等一些传统仪器无法实现的功能，所以智能仪器不再是一种功能单一的仪器，而是一台多功能仪器。
智能仪器和传统仪器无论在结构上或技术上都有很大区别，现代化的绝大多数测量仪器都基于微处理器化的智能式设计原理，所以智能仪器具有以下特点：
1、检测与操作的自动化
2、信息传输与交换
3、小型化和多功能化
4、提高了检测结果的可靠性
5、缩短了仪器的设计和研制周期
三、检测仪器的模块化
在测试系统中除了至今仍广泛采用GPIB系统外，近年来出现VXI总线及检测系统，它是以计算机为中心，配接一些功能模块而构成的模块化测试系统。VXI系统具有使用灵敏方便、开放性强、标准化程度高、扩展性好、数据传输速度快、体积小、模块重复使用等优点，便于充分发挥计算机能力。同时VXI总线系统结构还允许不同厂家生产的各种仪器、接口插板或计算所以模块共存于同一VXI总线主机箱中，所以VXI总线系统具有非常好的开放性和灵活性。
另外，还由于模块化测试系统具有通用的硬件平台，如果配以不同的测试模块，就可以将不同的测试功能有效地组合在一起，缩短了系统的组建时间。模块化测试系统还有利于测试系统本身的扩展，如果需要，就可以方便地加入一个测试模块或更换一个测试模块，而不用重新购买一个完全新的系统，具有极强的灵活性。
四、检测仪器的网络化
现代的信息工业是以测量为主的信息采集，以通信为主的信息传输和以计算机技术为主的信息分析处理为其主要的基本环节。测量与通信及计算机技术的结合，形成了相互配合，共同提高的态势。就测量和仪器而言，虽然微处理器的应用已改变了它们的面貌，但传统测量至今大多仍使用孤立或局部控制的仪器或测试系统，来取得单一的测试数据。面三种技术的结合，能使测量成为信息采集、传输和处理闭合环路中不可分割的组成部分。随着计算机网络技术、现代通信技术、数据库技术的高速发展，测试系统与计算机网和通信网的结合正在为一种趋势。
另外，在现代化工业生产中为了保证产品的100%合格率，就必须在整个生产过程中实时跟踪每一个环节，并及时反馈测试信息，岗位操作人员根据所获得的信息资料随时进行处理，可以说由单件仪器向网络测试系统的转变是一种必然的发展趋势。
五、虚拟仪器
随着现代计算机技术的高速发展，计算机硬件价格的不断下降，通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为一种新的趋势，通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件，例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等，有了这些通用硬件平台，根据不同仪器的具体技术要求，开发出相应的软件，就可以产生不同的测试功能的输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术，可以设计出风格不同的人机操作界面，并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器，充分发挥计算机或数字信号处理器的作用，对仪器功能进行变换组合，因而比实物仪器更具有灵活性。
关键词：Modelica ；虚拟实验室；电工电子；教学应用
中图分类号：G648 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2014）02-0012-02
"电工电子"课程是工科类专业的一门重要课程，目前虚拟实验室在电工电子课程教学中的应用十分的广泛，也取得了不少的成效，本文以基于Modelica 虚拟实验室在"电工电子技术"课程中的教学加以探讨。
1.Modelica的特征
Modelica是一种开放、面向对象的物理系统建模语言，可以跨越不同领域，方便地实现复杂的物理系统建模。Modelica使用统一的面向对象语言描述系统构成单元的逻辑关系，用代数和微分方程描述数学，用统一的求解方式自动获得仿真结果，无需用户自行处理。
本文以浙江大学[3]开发基于Modelica虚拟电工电子网络实验室为例，系统对电工电子课程采用统一建模，方便新课程及实验的扩展。该系统易于操作，其中的仪器和元器件与实际器件极为相似。基于Modelica电工电子的虚拟实验室的建立，学生通过虚拟仪器理解实际操作过程，不必顾虑元器件和仪器的损坏，节省了时间和成本，为真实环境下的实验操作打下了基础。
2.虚拟网络实验室结构
基于Modelica虚拟电工电子网络实验室包括三个部分：
2.1 服务器端。服务器端包含了数据库服务器、WEB服务器及计算服务器，每个服务器在系统中都扮演了重要的角色。
2.2 客户端。客户端是一个Web站点，用户可以通过浏览器访问，它包含了用户信息管理模块及不同学科实验模块
2.3 计算集群。计算集群包含多个计算节点来分担用户的仿真请求。 其工作流程如下：
图1 虚拟实验室工作流程
3.Modelica仿真平台
基于Modelica语言的仿真平台产品有很多。其中，面向科研、教学及工业用户应用的开源建模、编译、仿真平台OpenModelica，在面向对象、多领域、非因果物理建模中有着广泛的应用。Simforge基于Java平台构建具有对象图形窗口、图形化建模窗口及语言建模窗口。它允许对Modelica类进行文字及图形化编辑，以直观面向对象仿真的优势，降低仿真成本。此外，Simforge可在Linux、Windows 、Mac OS X等主流操作系统上跨平台运行。
采用Modelica进行虚拟实验仿真，包含三个环节：首先从虚拟场景操作平台左侧的器件列表选择元器件，即选择构件模型；然后将元器件互相连接形成实验电路，即创建系统模型；最后将实验电路场景发送至实验端进行仿真求解，即求解系统模型。
3.1 模拟电路仿真。以模拟电子技术实验中的比例运算放大电路为例。先选好构成电路的元器件，按要求连成具体的电路，见图2，输入信号为正弦波，输出按一定比例放大的正弦波。图3利用虚拟示波器观察输入与输出的波形，从图中可以看出，输入幅值为0.5V，输出幅值为1V，放大倍数为2。也可以通过改变电阻值，得到不同的输出，从而观察同相比例运放的工作特性及参数对输出的影响。
图2 模拟电子技术同相比例运算电路
图3 虚拟示波器观察的仿真结果
3.2 数字电路仿真。首先选择数字电子技术实验，并将从服务器下载实验插件，当实验列表右侧的虚拟场景操作平台显示出来以后，用户就可以进行虚拟实验了。首先用户根据实验目标从操作平台左侧器件列表选取实验元器件，然后拖至右侧实验桌，并连接实验电路。
以数字电路中的半加器为例，来模拟仿真结果。半加器只考虑被加数和加数的相应位相加，而不考虑相邻位的进位。因此，电路的输入仅仅为被加数Ai和加数Bi，而输出为和数Si和向高位的进位Ci。输入输出电位关系参考如表1所示。
根据半加器原理图，选择器件并搭建电路，如图4所示。电路连接完以后，用户可以点击"运行场景"按钮，系统自动将实验电路场景发送到实验端进行仿真，然后将结果返回，通过操作场景看到实验结果。实验结果如图5所示，当Ai，Bi分别输入1和0，用户点击运行场景按钮后，得到的结果为Si为1（指示灯亮），Ci为0（指示灯灭）。
4.结语
Modelica 虚拟实验室在电工电子技术课程中教学应用，实现了理论与实践的良好 过渡与结合，使学生的学习遵循从理论到实践、从仿真到动手的获取及探讨知识的科学过程，从而使教学流程更加合理和完整。学生直观地看到电路的构成、信号的产生和变化，发现问题、解决问题，有助于对教学内容的理解，还可促进学生动手能力和创新意识的提高，有利于学生综合素质的培养。
参考文献
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[关键词]电子信息专业课程设置实验实践创新能力
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110164-01
电子信息技术应用广泛、更新速度快,是实践性很强的学科。地方性院校在电子信息专业人才培养方式上,既不同于清华大学等一流大学,也不同于深圳职业技术学院等国内一些优秀的职业技术学院,如何在缺乏政策、资金、地域优势,教学手段相对落后的情况下,构建面向区域经济、行业经济的应用型、工程型人才培养体系是急需研究的问题。
一、地方院校电子信息专业课程设置原则
要培养当今社会所需要的工程应用型人才、适应市场经济发展及地方与行业的需要,建立适应区域经济需求的专业方向,地方院校电子信息专业在课程设置上应遵循:保基础、重实践、强能力,面向工程应用的原则。课程设置主要有:基础课程群、专业基础课程群、专业必修课程群以及专业选修课程群。专业基础课程力求保证学生具有较扎实的电子学科系统的基础理论和知识;专业必修课程使学生在电路系统、软件技术、信息处理、网络与通信等几个方面受到基本的、规范的专业教育;专业选修课课群则根据技术经济发展不断优化、更新,使学生能够了解和跟踪先进的电子信息技术。实践教学环节改革旨在培养学生工程观、系统观、强化综合实践能力,使能从事电子与信息系统的设计、开发、应用。
二、建立适应时展的实践教学体系
工科类专业的核心是要培养学生的实践能力、创新能力和工程素养。要达到这个目标就必须大力加强实践教学,建立多层次、多类型的实践教学体系。建设开放性实践教学环节,主要通过增加开放性、综合性、设计性、创新性实验,进行多学科综合课程设计,面向工程实际的毕业设计(论文),开展丰富的大学生课外科技活动等培养学生分析问题、解决问题的实际能力,逐步培养创新精神和工程设计能力。
(一)学科实验课。实验教学在高等工科教育中占有非常重要的地位,它不仅是对理论教学的论证、补充,更是培养学生理论联系实际,增强动手能力和创新能力的重要手段。现在的综合实验台,虽提高了实验效率,但学生的失去了动手参与的机会,这样的实验激发不了学生的兴趣,更谈不上有什么创新性。实践教学改革目标要求在实验课中减少验证性实验项目,增加综合性和设计性实验项目。实际教学中在单片机应用、电子线路、C++编程等课程要求设计性、开发性试验或编程题目达到80%以上,并要求每学生每门课程至少提出一个创新性题目,并进行方案设计,实验室提供相应制作条件并计入学科成绩,这对促进学生的积极性,加强工程实践能力培养起到积极作用。
(二)综合课程设计。纵观现阶段电子技术发展,电子系统越来越复杂,硬软件结合紧密,学科知识综合交叉,仅用一门学科知识很难完成实用性的设计;因此有必要对专业基础课、必修课进行分门别类,组合成群,进行综合性课程设计,才能加强课程设计的全面性、有效性。实际教学中我们把电子信息专业基础平台组成四个课群,开展四项综合课设,分别如下:
1.电子技术综合课程设计。电子技术基础包括模拟电子和数字电子技术和通信电子技术,是电子信息技术类专业的重要专业基础课,通过模拟、数字、数模混合电路的综合设计,通过使用开发板、计算机仿真、实际制作相结合的手段,进一步使学生掌握、融合电子线路基本理论、方法。
2.单片机及应用课程设计。单片机在电子系统中的应用极为广泛,其难度适中、应用开发成本低,设计过程具有创造性,与其他学科结合紧密,特别适于地方院校电子信息专业学生学习和应用。在完成电子技术基础、通信线路、单片机、传感检测等课程后,学生已具备了较多的电子方面的知识,选择一个与单片机应用相关的项目,设计出进而完成一个实际产品的设计,可培养学生的电子系统观、工程意识,使课程设计更接近实际产品设计。
3.信息处理类课程设计。电子信息专业中,信号处理课程是主要的专业课程,但是由于课程的概念比较抽象,许多理论是基于较为繁琐的数学理论和数学推导,容易使学生感到乏味很难与实际结合起来,达不到预期的效果。考虑实际硬件制作的难度和成本,根据我校学生的实际情况,主要采用软件Matlab等进行仿真的方法进行课程设计。
4.应用软件编程的课程设计。电子信息专业软件类课程有基础层次的《面向对象程序设计》、《软件技术基础》、《数据库原理及应用》和专业选修课《C++与可视化程序设计》、《JAVA语言》等课程。众所周知,计算机语言系列的课程是实践性非常强,为此在综合设计中突出实用性,需用所学的一门以上的语言对一些小型项目进行模拟开发,目的在于训练学生综合应用所学程序设计知识,独立完成项目设计问题、加深软件系统理解,提高编程水平。
通过开展四项综合课设,促使学生综合运用所学知识,了解各个学科相互联系,理解电子系统的组,建立了系统工程观念。
(三)毕业设计。毕业设计是培养学生理论联系实际、综合分析解决实际问题能力的重要实践教学环节,是对学生在校四年学业中的基础理论知识、运用工具知识、实际动手能力、知识创新等综合知识能力的综合训练,对培养工程实践能力具有重要意义。对此,毕业设计的选题要尽量来源于生产实践实际和科研课题,做到“真题真做”。实际课题有助于学生主动学习,激励学生的独创精神,培养学生的创新能力。此外为调动了学生学习的积极性和创造性,鼓励学生根据自己的就业意向、兴趣、社会需求自拟毕业设计课题。
三、加强产学研合作、组织学生参加电子竞赛
(一)建立学生创新中心,参加电子设计竞赛。为了丰富大学生生活,增强学生实践能力,我们由专业教师组建了大学生创新中心,我院设立了不同的产品设计和研究课题,学生还可以根据自己的兴趣、爱好进行一些小制作、小发明。我们还积极开展第二课堂活动,激发学生兴趣,积极参加全国、全省的电子设计竞赛,学校和院系也可以经常组织一些中小型的竞赛活动。
(二)建立健全校外实践基地,加强产学研合作。高素质人才的培养离不开优越的条件和优良的环境,在完善基础实验设施的基础上,建立健全校外实践基地,建立与企业和科研单位的广泛的联系,共同承担人才培养、有计划地组织参学生参观、实习和生产劳动,扩大学生的视野,增加他们与社会接触的机会,了解科学技术的最新发展动态。
四、总结
实践证明,通过一系列实验、实践教学改革,激发了学生的创新意识,提高了学生的专业水平和综合素质,锻炼培养了学生工程实践能力并在某一专业方向具有专长,使学生成为适应能力强、服务区域经济的具有较强实践能力和创新能力的工程应用型人才。
参考文献:
【关键词】中高职衔接 二三分段 一体化人才培养方案
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）12C-0111-03
职业教育是终身教育的重要组成部分，使中等职业教育与高等职业教育相互衔接沟通，是当前世界职业教育发展的一个趋势。根据《广西壮族自治区人民政府关于贯彻<国务院关于加快发展现代职业教育的决定>的实施意见》（桂政发[2014]43号）和《广西壮族自治区人民政府办公厅关于印发县级中等职业学校综合改革计划的通知》（桂政发[2014]64号）文件精神，为了创新办学体制机制，搭建中高职教育相互衔接的“立交桥”，提升县级职业技术学校的人才培养质量，为我区经济建设和社会发展培养更多动手能力强、技艺精湛操作娴熟的高素质技术技能型专门人才，广西职业技术学院与蒙山县职业技术学校在2015年2月份签订协议，开展电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接合作办学模式。协议规定双方共同制定和实施一体化的人才培养方案，双方共同开展校企合作、课程改革、师资培训、实训基地建设以及招生就业等方面的工作。下面以广西职业技术学院电子信息工程技术专业为例，介绍中高职衔接“二三分段”一体化人才培养的思路和方法。
一、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案目标的衔接
中职教育和高职教育在培养目标上是有差异的。中职教育目标是培养在生产、服务、技术和管理第一线工作需要的初、中级人才;而高职教育培养的是生产、经营、管理等方面的高级实用型、应用型人才。目前的中职教育仍然是以基础教育为主，而高职教育是在高中教育基础上进行的专业教育，注重培养学生把科学技术转换为产品的能力。经过市场调研，并且根据广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校情况，我们确定了电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案的目标为：中职阶段（前两年）的培养目标是培养掌握电子电路基本原理，具有电子产品的装配、调试、维修和销售等技能，能熟练使用电路基本测试仪器的技能型人才;高职阶段（后三年）的培养目标是培养掌握信息网络的网络结构和电路的基本知识，具有电路设计和调试能力，具有通信网施工、监理及通信网维护、优化网络的高素质技术技能型专门人才。培养目标既要保证没有意愿升到高职继续教育的学生具备就业的能力，也要保证有意愿升入到高职继续进修的学生掌握必须的文化基础知识、专业基础知识和比较熟练的职业技能，具备继续学习的能力、创新精神和实践能力。
二、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系的衔接
要实施中高职教育的相互衔接，如果没有一体化的课程体系，必将会严重影响中高职教育的有效衔接，难以保证各层次的职业教育质量。因此，由广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校组成的团队进行市场调研，走访行业专家，根据企业相关典型工作岗位的调研材料，进行典型工作任务的分析，转换为相对应的学习领域，多次召开研讨会，制定中高职层次相应的职业能力标准，设置课程，选择课程内容和制定课程标准，进而制定出了一套能指导电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的课程体系。
图1 “二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系设置
在课程体系设置上，团队老师充分把握中、高职教育不同层次对人才培养方案的不同阶段的要求，注意理论深度的前后递进和有效衔接，扩展专业知识内容的同时又要保证避免交叉重叠。把中职电信类专业的课程和高职电信类专业的课程内容进行充分整合，从而形成了中、高职衔接电子信息工程技术专业的课程设置体系。我们把体系中的课程分为：专业基础及素质拓展、专业核心能力培养、专业拓展能力培养以及综合能力培养四个模块，如图1所示。把一体化人才培养方案中开设的课程分为中职开设课程、中职高职衔接课程和高职开设课程3类，如表1所示。
表1 “二三分段”一体化人才培养方案课程结构表
基本素质课 德育课 防艾、爱国、环境教育（2）、学生心理健康教育（2）、礼仪规范课程（1）、法律常识（2）、演讲与口才（1）、职业健康与道德（2）、职业生涯规划（2）、就业与创业指导（2）、军事训练及入学教育（2）、思想和中国特色社会主义理论体系概论（3）、思想道德修养与法律基础（2）、安全教育（2）
文化课 语文（1）、数学（2）、英语（2）、计算机应用基础（2）
专业学习领域课程 专业必修课程 实用电子技术工艺（1）、电子线路（1）、电子技能实训（2）、电工作业（2）、电类专业应用数学（3）、电子电路测量技术（3）、电路分析基础（2）、专业综合辅导课（3）、数字电子技术（3）、模拟电子技术（3）、电子技术计算机辅助设计技术（2）、电子电路综合技能（3）、C语言程序设计（3）、单片机原理与接口技术（3）、无线传感器网络技术（3）、物联网应用技术（3）
综合实训项目 专业综合设计（2）、暑期专业顶岗实践（2）、毕业顶岗实习（2）、职业资格培训及考试（2）
顶岗实习 顶岗实习（含毕业教育）（3）
毕业设计（论文） 毕业设计（论文）（3）
专业拓展领域课程 电子领域方向 办公设备（1）、动画设计（1）、家用电器（1）、电工技能实训（2）高频电子技术（3）、VB程序设计（3）、单片机综合项目开发与实训（3）
通信领域方向 计算机组网与维护（2）、办公巩固与网络（1）、高频电子技术（3）、通信电源技术（3）、数字通信技术（3）、计算机网络技术（3）、光通信技术（3）、三网融合技术（3）、通信基站维护与管理（3）、通信工程制图（3）、通信工程设计与概预算（3）、网络规划与优化（3）、LTE组网与维护（3）
其他类教育活动 技能比赛 国家级（2）、省部级（2）、院级技能比赛（2）等
备注：括号内阿拉伯数字1为中职开设课程，2为中职高职衔接课程，3为高职开设课程
三、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养职业资格证的衔接
电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实行双（多）证书教育，将实践性教学安排与职业资格证书考核有机结合，鼓励学生在取得中、高职毕业证书的同时，取得与专业相关的职业资格证书，鼓励学生经培训并通过社会化考核取得与提升职业能力相关的其他技术等级证书。
一体化人才培养方案规定毕业生必须在中职毕业或者高职毕业时取得计算机操作员、电工操作证、通信设备维护中级证、单片机设计员中级证、AutoCAD操作中级证、通信工程监理工程师、华为工程师认证的一种。中职阶段考取相关中级职业资格证书（如计算机操作员、电工上岗证），在高职阶段考取高级以上职业资格证书（如计算机辅助设计中级证、通信工程监理师等），并鼓励多考取不同的职业资格证书。电子信息工程技术专业“二三分段”一体化人才培养学生可以考取的职业资格证如表2所示。
表2 电子信息工程技术专业“二三分段”培养
可选考的职业资格证书一览表
序号 职业资格（职业技能）证书名称 颁证单位
1 计算机操作员 人力资源与社会保障部
2 电工操作证 南宁市安监局
3 通信设备维护初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心
4 程序设计员初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心
5 AutoCAD制图员（1-4级） 南宁市职业技能鉴定中心
6 通信工程监理工程师 工信部
7 华为工程师认证 华为技术有限公司
四、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养学生管理的衔接
“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案需要从中职教育阶段就开始实施。大部分刚刚进入中职学校的学生在初中以前的基础教育中学习能力都比较薄弱，没有养成良好的学习习惯，而且往往都比较难以管理。为了在学生管理方面做到无缝对接，我们成立“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的学生管理团队（以下简称团队老师）。团队老师由广西职业技术学院电子信息工程技术专业的老师和蒙山县职业技术学校电子专业的老师组成，主要成员由专任教师、班主任以及学生辅导员组成。团队老师主要任务除了共同制定一体化人才培养方案之外，仍需承担共同管理学生的任务。具体管理措施为：
（一）团队老师共同做好中职新生入学教育。中职新生入学教育由团队老师共同完成，充分让学生理解“二三分段”中高职衔接的一体化人才培养的目的和意义，认识个人要进行中高职衔接培养的必须性。从今年的实施情况开看，中职学生的入学教育我们做得比较好，大部分学生表示会在两年之后选择升入高职继续进修。
（二）团队老师组织学生参观高职院校校区。在2015级中职新生入学之际，团队老师已经组织学生到广西职业技术学院进行了参观，主要是校园环境、教学环境和校内实训环境的参观。大部分学生对广西职业技术学院的教学环境和生活环境表示认可。
（三）团队老师每年组织学生进行技能比赛。团队老师计划每年在中职举行技能比赛。比赛期间，评委由团队老师以及企业代表组成。在高职技能比赛期间，团队老师组织中职的学生进行观摩，以树立对自己专业的兴趣。
（四）团队老师每年召开一次表彰大会。在一年一度的学生表彰大会上，组织广西职业技术学院电子信息工程专业优秀学生和优秀毕业生到中职学校进行成功典型案例教育，与中职学生分享学习经验及工作经验，帮助中职学生制定职业规划，明确学习目标。
五、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实训基地建设的衔接
（一）校内实训基地建设。由于中高职的人才培养目标不同，所以中高职的实训基地建设应该根据中高职培养目标和作用出发，建设不同层次的实训室。我们主张蒙山县职业技术学校建设的实训基地应该是具有实用性、基础性、操作性和技能性的，广西职业技术学院建设的实训基地建设要体现高技能性、应用性以及管理性。校内实训基地分为中职校内实训基地、中高职共用校内实训基地以及高职校内实训基地。其中中高职共用基地设在广西职业技术学院，主要承担中职阶段和高职阶段综合类实训项目，中职教学阶段需要进行的综合实训项目以实训专周的形式在广西职业技术学院开设。具体校内实训室如表3所示。
表3 “ 二三分段”中高职衔接一体化人才培养
校内实训基地一览表
层次 实训室名称 实训室作用及主要承担课程实训
中职 电路基础实训室 开设电子元器件的识读、选用及检测，电子产品装配工艺知识、焊接技术，安装与连接工艺，整机安装技术和装配实例。主要承担电子技能实训、实用电子工艺、电子线路等课程教学。
电脑设计实训室 开设计算机系统结构认识、常用办公软件的实训，主要承担课程办公设备、动画设计等课程教学。
网络综合布线实训室 开设计算机网络网络安装、布线与测试等基础技能型的实训项目，主要承担计算机组网与维护等课程教学。
电子设备维修实训室 开设常用电子设备的维修与维护工作，主要承担家用电器课程教学。
高职 电路设计实训室 主要承担电路设计以及制作电路板的实训，只要承担电子技术计算机辅助设计技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。
电气控制实训室 承担常用电工仪表的使用，触电急救模拟等实训项目，主要承担电工作业等课程教学以及电工操作证、电工上岗证等职业证的考试培训。
计算机网络实训室 开设计算机组网、网络开通和网络安全维护的实训项目，主要承担计算机网络技术、数据通信技术等课程教学。
移动通信实训室 主要开设3G系统结构组成、3G无线侧的BSC和基站的建设与日常维护项目，主要承担通信基站维护与管理、无线网络规划与优化、通信电源技术、数字通信技术等课程教学。
网络优化仿真实训室 开设无线网络优化软件的安装与使用;无线网络数据采集与测试、通信工程设计与概预算等实训项目，主要承担无线网络规划与优化、通信工程设计与概预算等课程教学。
物联网应用技术实训室 开设智能家居、智能交通和智慧城市等实训项目，主要承担无线传感器网络技术、物联网应用技术等课程教学。
中高职共用 专业综合实训室 主要承担中职、高职中专业综合实训项目。主要承担专业综合设计、电子技能等课程教学。
电子电路综合技能实训 主要承担综合电路的实训项目，如基于TTL电路数字钟的设计与制作 ;数字音量控制电路设计与制作等项目，主要承担电子技能实训、单片机原理与接口技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。
（二）校外实训基地建设。校外实训基地主要承担暑假顶岗实习及毕业顶岗实习。目前广西职业技术学院已经有15家以上校外实训基地。可以按照人才培养方案在第二学年和第四学年以及第五学年进行集中的暑假顶岗实习以及毕业顶岗实习。
广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校的电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养已经得到了合作双方院校的通过。2015年8月已经开始招收第一批学生共102人，3个教学班，按一体化人才培养方案正在实施培养。合作双方将会在实施过程中不断完善和修订人才培养方案。
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【项目基金】2014年广西高等教育教学改革工程立项项目，2015年度广西职业教育教学改革立项项目
高校电类本科专业指通信工程专业、电子与信息工程专业、电子科学与技术专业、电子信息科学与技术专业、计算机科学与技术专业、自动化专业、电气工程和自动化专业等.这些电类专业在专业基础理论课、实践教学体系方面有许多共同之处，是参加电子设计竞赛的主力军.全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件.
2高校电子设计竞赛的组织
全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办，负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统一领导.为保证竞赛顺利开展，组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位，参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组，负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时，如果学校电类专业单一，可设常设机构，由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与；若学校电类专业较多，可由电类专业相关院系轮流担任理事，按届组织，其它院系积极参与，教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加，适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中，首先由学生自由组队报名，要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契，在单片机系统设计与应用，模拟和数字电路的应用，硬件焊接与调试，计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工；然后组织报名参赛队进行选拔考试，内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用，典型测量系统的设计方案，对电子竞赛的了解，参加竞赛的优势自述等；最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力，确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.
3参赛学生的培训
3.1参赛学生的现状
参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生，已学习了很多相关课程的理论知识，也具有一定的实践能力，特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路，单片机硬件，电路安装工艺，如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标，单元电路调试排错能力，系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中，虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件，如Protel电子原理图的设计，印刷电路板设计绘制，以及电子逻辑分析仿真等，但是缺乏一定的深度，其熟练程度需加强.常规电子仪器（如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等）的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器，但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用，影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机，而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机，因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间，要加强理论与实践的结合，使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升，这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程（包括前期课程与后期竞赛培训），可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后，由指导教师给出相应成绩，可替代相应一门课程或实践环节的成绩，如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.
3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作
如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题，在辅导中采用实战训练的方法，即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告，最后进行实物演示和总结答辩，这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统，但是通过互相交流，对其它组所涉及的技术也有较系统的了解，在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时，向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况，邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会；对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论；让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难，在充分认识本小组的优势与弱势的情况下，心理上充分地做好艰苦训练的准备.组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师，针对电子竞赛的特点，在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解，讲解中对基本电路的原理，实现的方法，相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍，对涉及的电子元件进行实物展示，对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.
从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目，尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目，按照电子竞赛的要求，规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍，各小组之间展开广泛的讨论，商讨是否有更好的实现方案，设计的电路及测试的结果是否合理，撰写的报告是否严谨，尽可能地发现训练中的不足之处，辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1～2天时间内完善制作的实物及报告，同时要求各小组对另外小组的实物进行测试，通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后，协商电子设计竞赛第二次训练题目，要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点，在规定的时间内完成设计任务，然后各小组演示实物的功能，测试电子系统的各项指标，注重测试方法是否正确，测试性能指标是否符合设计要求，对于差异较大的需要认真分析其原因，找出合理的解决方案并实施.最后，要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物，单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息，达到的性能指标并形成文字，软件要求有整体的说明，需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍，对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作，保证学生能休息好，以极佳的状态参加电子设计竞赛.
4竞赛过程中的注意事项
4.1注意竞赛纪律
全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区，“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始）.每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题；要求认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）供随时备查.每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员.竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须回避，对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后，为保证竞赛工作顺利进行，参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束），上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存，并在指定时间前送到指定地点.
4.2竞赛题目分析及方案设计
参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分，一般各占50分，设计总结报告30-50分（2009年30分，以前50分）.应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出，但在发挥部分给出了各小项的分值，选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时，题目一旦选定，中途不要随意更改.确定竞赛题目后，参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案，设计方案应考虑制作的可行性，包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个，或者确定一个方案，对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单，确定元器件库中没有的元器件，提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.
4.3元器件的采购和设计装配制作
元器件采购是保证竞赛顺利进行的基础，没有元器件，作品是不可能制作成功的.因为竞赛题目事先不知道，学生作出的设计方案也是各不相同，需要的元器件也是多种多样的，可以事先准备一些元器件，但不可能完全备齐.竞赛中采购是必须的.不同的院校在不同的城市，要保证能够采购到竞赛所需要的元器件，应在竞赛开始前两天，派1-2名老师到比较大的电子市场去采购，找好元器件供应商.竞赛开始后，竞赛学生不断的提出需要的元器件清单，由教师去购买，并以最快的速度运送给竞赛学生.在竞赛中，各队学生可以按照在训练中的分工，按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分分头进行，每个队员各有侧重，注意分工合作.设计制作过程中，可以分模块设计、安装、调试，一步一步进行.3人之间要注意多沟通，多交流.遇到问题，要冷静处理，不要慌张.在设计、安装、调试的每一步，都需要两人以上进行核对和检查.特别是到总调试阶段，一定要格外小心，通电前一定要两人以上进行核对和检查，不要急于通电，否则通电烧掉作品而前功尽弃.作品应该在第四天的下午全部完成，到第四天下午没有完成的功能和指标，也就不要再做了.很有可能的是，为了追求更好的指标和功能，结果将已完成的部分弄坏了.负责设计总结报告写作的队员，要根据软件和硬件设计队员提供的电路图纸、程序清单等设计资料，按照设计总结报告写作要求进行整理.到第四天上午，除测试数据外，应全部完成.测试数据可以在作品调试完毕，竞赛结束前补充到设计总结报告中去.竞赛一般在第四天下午8点结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由赛场巡视员封存.封存时应注意文件完整，符合竞赛要求.作品要妥善包装，要能防止运输和搬运过程中的冲击和振动.整个竞赛时间是四天三夜，要注意竞赛时间的合理安排，注意休息和饮食，参赛学校应组织专人负责提供饮食后勤保障，使参赛学生保持充沛的精力，圆满完成竞赛.
数字记者是本文欲建立的一种新的电视记者概念。它是一种依托于新型ENG设备、便携式编辑设备，可以在新闻现场第一时间完成源素材采集、就近编辑、在当地回传的新型工作模式。数字记者所完成的工作犹如新闻记者在新闻现场即可发回新闻稿，节省了素材再次编辑所耗时间。数字记者的形成环境得益于DV技术、IEEE1394接口技术、便携式编辑系统、网络技术、数据库技术等技术平台的日趋成熟。数字记者的出现体现了单兵化无磁带方式的优点，是对传统ENG方式的一个突破。
一、 ENG配置
目前，做为采集的前端设备，DV系列磁带记录格式的摄录一体机，已被记者普遍使用，在此应为首选机型。
DV记录格式主要有4大要素：压缩标准、盒式磁带系列、机械格式和一整套包括这些技术的芯片。其中最引人注目的特点是小盒带，小型盒带最多可以记录近2小时的节目。由于使用1/4英寸带，磁带传送机构也相应缩小。另一个重要因素是压缩方式，对所有可能的参数如压缩的损伤、运动码率、图像主观质量、耐用程度、多代复制性等进行了综合考虑，产生了一种从普通数字电视到高清晰度电视包括各种级别的综合系统。
对于DV记录格式的摄录一体机，由于其亮度信号的带宽为6MHZ，保证了输出图像的亮度清晰度。虽然半色度带宽带来了彩色清晰度的下降，但这是人眼主观检测所难以察觉的。又由于新闻类节目大多情况下并不需要超过3次多代复制，因此编解码带来的信号损失基本上不用考虑。所以决定输出信号质量的因素主要是摄像机的镜头部分、分光器件、CCD部分和电子线路的优劣。
现在要考虑的主要是各个节目生产环节中所需要的技术环境。目前具备DV码流传输协议标准的接口是IEEE1394接口。实际上在上文表格中所列举的各种格式的产品系列中，几乎都可以找到具备此接口的一种或多种型号的产品。近期随着这些设备的性能和指标的不断提高，它们与后期编辑设备日益方便的连接，使得越来越多的电视台开始关注这一类设备。
二、 便携式编辑设备
(2)异步(Asynchronous)通信方式，可进行数字通信。
(3)高速通信，数据传送速度可以是400/200/100Mbps(现在，IEEE1394的速度最高可达到480Mbps)。
(4)自动总线，结点识别，可实现即插即用(Plug and play); 连接器和视音频设备的外形、大小和重量因用途的不同而千差万别，既有台式的，也有便携式的。特别是便携式设备，鉴于其轻、小、薄的特点，需要采用小型连接器，IEEE1394的通用连接器为6脚连接器，定义了三种类型，即数据信号用、通信号用和电源线用。考虑到视音频设备用户的实际使用情况，采用了带有纤细电缆的小型连接器，只定义了一种类型，即信号用4脚连接器。
(5)当系统加电运行时，可进行IEEE1394设备的电缆连接的接插操作， 即所谓Hot plug(包括PC机的6芯电缆接插、某些数字化视音频设备的4芯电缆接插乃至单芯光缆接插);即使是无PC机，也可实现用IEEE1394连接各个数字化设备形成网络。
(6)1个IEEE1394局域总线上，最多可以接纳和管理63台结点设备（当利用桥接措施时，可连接更多的设备）;其中，各结点设备之间的最大距离为4.5m，结点拓扑连接可以是链连接，也可以是树状分枝连接。
2、便携式非线性编辑
松下把原来低端DVCPRO25M产品才有的IEEE1394接口扩大到了50M和100M的产品，使其能通过非线性编辑设备进入网络，而作为非线性编辑设备制造厂商，也不失时机的推出便携式非线性编辑产品，如AVID的XPRESS DV3.0 和新奥特的天工笔记本编辑系统。SONY也在积极推出自己的VIAO笔记本视频编辑系统，使DVCAM拍摄的素材通过IEEE1394传输到笔记本进行编辑。由于是相对简单的新闻编辑，而且笔记本硬件的不断提升，编辑系统的软件完全可以满足新闻生产要求，甚至AVID的XPRESS DV3.0 NOTEBOOK编辑系统已经拥有了近百个定制的特技。
三、网络传输系统
编辑好的成品节目若按DV的码率为25M B/S，以目前的电信局所提供的带宽如DDN专线（2M B/S），无法进行实时的同步传送。所以必须重新编码打包成新的IP包进行异步传输。首先将素材通过IEEE1394的接口上载到电信局的服务器，再登陆电视台的新闻非线性编辑网络的数据库，将编辑好的新闻成品和其相关数据（如EDL表）异步传输至电视台。
这种网络化的传输系统可以采用B/S（浏览器/服务器）体系结构，其特点是伸缩性好、高效率和安全的平台，适合于高效的分布式Internet应用开发。这种分布式应用体系结构使得用户在离线时能够有效地工作并能共享中央数据库的信息。移动数据库是对象型数据库,可以轻松嵌入到Internet上各层次的Java应用之中，从而实现对整个系统，包括从服务器到笔记本电脑，甚至到轻型信息设备，进行数据管理。
以下是构建电视新闻网络移动数据库系统所需要注意的几个问题：
3、对多种Internet 标准的支持
在电子商务应用之中，Java和XML已经成了开发应用和不同应用之间进行沟通的标准，如何更好地支持它们是构建新闻移动数据库产品的重点。目前，多数数据库都支持Java，使你可以编写被称为存储过程的程序，存储过程运行在数据库中并指挥数据库在将数据发送到发出请求的应用之前，以某些特殊的方式处理数据。数据库厂商在其产品中提供更多的Java API，增加了编程特性，以实现更快地开发并将Java虚拟机与数据库引擎更紧密地连接在一起。XML作为电子商务的语言，被越来越多的应用软件、中间件以及数据库厂商所支持。
移动数据库的未来发展方向是能够轻松处理Internet上复杂的数据类型，简化部署和安装，使用户能够快速开发出应用，并能方便地进行远程控制和应用升级。不久记者所携带的笔记本电脑中将嵌入移动数据库，数据库会跟着记者机动。记者在编辑完成后，即可在异地登陆INTERNET，将编辑好的成品（视音频文件、字幕文件）回传电视台。
综 述
关键词 Arduino；WiFi；科技创新
中图分类号：G434 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）04-0017-03
在青少年当中开展科技活动，能够促进各个学科之间、科学和技术之间的有效融合，弥补传统学科教学中学生知识面不广、学科之间联系薄弱和知识储备匮乏的缺点。科技活动的内容能够贴近生活，源自社会，所解决问题的基本模式也和人们在社会中解决实际问题的情境和过程相同。这也符合八年级物理课本所提出的STS理念，即科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）。因此，青少年科技活动的推广对培养适合当今社会需求的复合型人才具有重要的意义。
经合组织在2012年了PISA（Programme for Inter-
national Student Assessment，国际学生评估项目）的第18份专题报告《如果学校提供课外活动，学生的参与度是否会更高？》。从调查数据来看，只有48%的学校鼓励学生参加课外科技项目，42%的学校组织过科技展览，41%的学校拥有科学俱乐部。根据31个经合组织国家、17个伙伴国和经济体的数据可以发现，在大部分国家（地区），学校开展的课外科技活动越多，学生的科学成绩就越好[1]。
本文探讨在青少年科技活动中引入Arduino WiFi小车（以下简称小车），根据中学生好奇好动、求知欲强的特点，激发他们的学习兴趣。通过学生对小车的使用与学习，既可以培养学生对科学的兴趣，点燃他们的科学热情之火，还可以帮助他们从小养成良好的科学学习习惯
1 Arduino WiFi小车的来源构造与技术核心
来源与构造 Arduino是由意大利一所高科技设计学校的教师Massimo Banzi和其他人一起发明的一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。Arduino包含硬件（各种型号的arduino板）和软件（arduinoIDE）。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。而小车则利用WiFi无线网络为数据载体，通过控制数据、音视频双向数据交换而达到控制小车和视频监控等功能。
从构造上来说，笔者所使用的小车主要由小车固定底盘、小车车轮、万向轮、直流减速电机、超声波模块、蓝核atmeg168、WiFi模块、18650电池、云台、小车控制主板、USB摄像头、9V/2A电源等器材组装而成。小车的运作过程如图1所示。
技术与核心
1）根据搭载不同类型的传感器，小车可以有各种各样的应用。例如：搭载光电阻传感器的小车可以根据光源位置不同来改变小车的运动轨迹，从而实现对小车的智能引导；搭载超声波传感器的小车则可以对大幅的平面进行静止测距，从而实现绕过障碍物通行。
2）小车的动力装置是采用双直流电机加万向轮的驱动方式，通过控制左右直流电机来控制小车的前进、后退或左右转向。
3）小车速度的控制则是通过利用红外线遇黑线被吸收、遇白线被反射的原理，在小车两路车轴上分别设计两组红外反射式传感器，将小车的转速和位移以脉冲的方式反馈给Arduino控制器。控制器将脉冲信号在单位时间计数后，就可以得到小车的实际速度。将实际速度和设计输出速度相比较后，可以实时调节小车的速度[3]。
4）基于openwrt系统的WiFi模块可以使用电脑通过WiFi环境对小车进行控制，由于小车配备有USB摄像头，可以在移动监控和记录实验数据等方面有各种各样的应用。
5）通过互联网上正在不断开发更新的编程扩展库，小车在控制直流电机、伺服电机、网络通信、液晶显示、获取温度与湿度等方面都有非常广阔的应用。
3 Arduino WiFi小车在青少年科技活动中的应用实例
中学物理探究实验 以2012人教版八年级物理新教材第八章“运动和力”当中的牛顿第一定律的探究实验为例，可以用小车代替普通小车从轨道上滑落到粗糙程度不同的介质表面，利用小车搭载的摄像头可以记录下滑过程中的第一人称视角，让学生可以通过电脑实时感受在粗糙程度不同表面上车子逐渐慢下来的过程，小车还可以将车子运动的相关数据通过WiFi网络实时传送到电脑上，让学生进行分析和探讨。
小车不仅可以极大提高学生对物理的学习兴趣，同时可以让教师的教学创新教学能力得到扩展与发挥的空间。法拉第曾经说过：“没有观察，就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。”小车提供了一个另类视角让学生去认真观察物理实验现象，激发学生的好奇心和创造火花。利用小车进行启发式教学，引导学生求异质疑，激励学生多提问题，鼓励他们以研究者和创造者的姿态去独立思考。让学生兴趣盎然地投入学习，大胆地进行创造性思维。
基于物联网的科技探究活动 按照国际电信联盟（ITU）的定义，物联网主要解决物品到物品（Thing to Thing，T2T）、人到物品（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互连[3]。将传感器材安装在小车上，可在任意时间、地点用电脑或手机等信息技术处理设备通过网络感知实验系统的工作状况，并远程控制实验器材来采集实验数据（如温度、温度、力、压力、压强、流量、物位、转速等），将实验数据进行加工和分析后的结果传递给实验者，实现实验器材全天候为学生服务的目标。
以主题为环保的青少年科技活动为例，小车可以搭载传感器探测河湖的水质，收集数据进行相关的分析；也可以搭载传感器探测不同位置空气的质量，收集数据分析空气受到污染的程度和原因，进而提出有效的环保措施。这些数据都可以借由小车所搭配的WiFi模块与互联网连接，实时将数据上传到网络与小组成员进行分享与分析，借由无线传感器网络的相关技术所支撑的物联网数据，会使得作为成果的环保小论文远比空喊口号式的文章要来得更加实际。
整合电子线路的学习与研究 小车的组装过程本身对学生就是一种巨大的挑战，能够将小车完整地组装起来，就已经能够给学生带来巨大的成就感。在组装过程教会学生辨识各种芯片与接口，也是一种非常宝贵的学习资源。当学生熟悉各种芯片的原理以后，就可以让学生动手挑战增加各种其他的模块，在逐步的深入了解过程中慢慢摸索电子线路的世界。
与传统的机器人教育教学相比，小车具有无可比拟的优势。
1）价格低廉，唾手可得。很多教师在交流的过程中普遍认为机器人教育是“钱堆出来的噱头”。机器人器材动辄几千元，竞赛器材更是进入万元大关。而一套完整的小车装置总价也就在400元左右，如此亲民的价格可以让每个有兴趣涉足这个领域的学生都能够轻易开始学习。
2）无限的扩展性。现行的教育机器人在二次开发和功能拓展方面非常单一，甚至困难重重，学生在使用过程中无非就是照搬固有的模式进行组装与设置，华丽的外壳封装的不仅仅是机器人，还禁锢了学生的发散思维。Arduino开源平台的无限扩展性可以给学生广阔的想象空间，让知识更多元化，让实践更实体化，让创新更持续化。
3）外观千变万化。笔者曾经到机器人竞赛场地进行参观，发现参赛的作品外观都大同小异，相似度非常高。无论是指导教师还是参赛学生，都受到机器人竞赛“重制作、轻设计”大环境影响，学生所缺乏的是经历设计、验证、调整设计、再验证的循环过程。小车的外观可以千变万化，Arduino平台放到飞行器（如模型直升飞机）上，就可以用来航拍或者进行空中数据的采集；也可以加上履带变身成为坦克，在相对比较恶劣的地面环境中进行工作。千变万化的外型可以极大地激发学生的创新意识与设计能力。
了解丰富多彩的编程世界 编程对于中学生来说并不是一件遥不可及的事。依据《中小学信息技术课程指导纲要》和《信息技术课程标准（实验）》进行编写的广州市《信息技术》（初中第二册）教科书中第2章“程序设计初步”就有关于Visual Basic的初步教学。
有了VB编程基础的学生可以进一步容易掌握和使用Arduino的编程器。对于复杂的编程功能，学生可以通过直接调用已有函数或SDK开发包实现编程，简单快捷。Arduino的编程器可以在互联网上免费下载，学生在入门的过程中可以先将网上开发好的SDK开发包和ADK工具包应用到小车中，通过逐步的熟悉与摸索，慢慢尝试自己进行编写。
创新意识来源于后天养成，直接受制于人们所受的教育。让学生自主尝试编程的技巧不仅有利于营造轻松和平等的环境与氛围。把学生从被动地接受知识传授中解放出来，使学生的学习积极性充分发挥，从而培养学生积极的创新意识和创新精神。
4 结束语
青少年科技活动的开展不应该是功利性或带有目的性的，有的学生在接触小车的过程中也许只是把它当作一个玩具，并没有什么靠谱的成果论文。但是笔者在推广和使用小车的过程中，更注重的不是活动是否达到了预期的效果，而是看重学生对这活动的反应和收获，学生得到了哪些直接经验和间接经验，学生创造性思维能力有没有得到培养等。通过引导学生在玩乐中学习，笔者认为小车能够促进学生科学素养、创新能力的培养和良好习惯、坚强意志的形成。
参考文献
[1]高光.PISA专题报告探讨课外科技活动在科学教育中的角色[J].素质教育大参考，2012（24）：20.
[2]崔才豪，张玉华，杨树财.利用Arduino控制板的光引导运动小车设计[J].自动化仪表，2011，32（9）：5-7.
[3]沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报：自然科学版，2009，29（6）：1-11.
示范中心是一个复杂系统，示范中心建设是一项系统工程。要规划好、用好各种要素并处理好相互关系，使中心整体发挥出最大的效益。要准确定位，中心是培养学生创新实践能力的主战场，是学校整个教学、科研体系的一个子系统。中心是一个开放的、动态发展的系统，不是孤立的、不变的，要勇于创新、进取，不能故步自封、停滞不前。中心建设是一个长期的过程，既不能无所事事、碌碌无为，也不能奢求一步到位。要采取“科学定位、系统规划、逐次推进、不断完善”的思路，不断推进实验室建设，不断更新实验内容、改革实验教学方法与手段，不断提高实验教学质量。
山东科技大学电工电子实验教学中心（以下简称中心）于2002年正式组建，前身为成立于1958年的山东矿业学院矿电实验室。先后被评为省级双基一类实验室、省级高等学校基础课实验教学示范中心、中央与地方共建高校实验室、省级普通高等学校实验教学示范中心。2007年被批准为国家级实验教学示范中心建设单位，2012年通过验收。中心下设18个实验室和2个实验基地，设备资产总额1 900余万元，面积3 660余平方米，仪器设备4 300余台套。现有教师69人，其中专职教师45人（博士22人，高级职称32人）。面向全校9个学院、42个专业开设20门理论课程、19门实验课程，实验项目255项。每年接纳5 300多名学生完成计划内实验人时数28万，指导学生科技创新活动和其他实践教学任务21万人机时。
创新实验教学理念，确立中心建设思路
山东科技大学是一所工学、理学、管理学、文学、法学、经济学、教育学等多学科相互渗透、协调发展的省属重点大学，工科优势突出，具有鲜明的煤矿行业特色，是山东省重点建设的5所应用基础型人才培养特色名校之一。学校历来重视实践教学，长期以来“吃苦耐劳、动手能力强”是用人单位对该校毕业生的一致评价。
中心2007年被批准为国家级实验教学示范中心建设单位。在建设过程中，中心系统地梳理了建设的方方面面，形成了“以培养学生工程实践能力和创新精神为目标，以高水平学科平台为依托，夯实基础，强化综合，倡导创新”的实验教学理念，注重“知识、实践、创新”的有机统一，实行理论教学与实验教学一体化，从根本上改变轻实验、重理论的传统教学观念。采取“科学定位、系统规划、逐次推进、不断完善”的建设思路，通过学校投资、教改项目立项、社会捐赠、自制仪器设备等方式不断推进实验室建设，把创新实践能力培养贯穿于实验教学各个环节，不断更新实验内容、改革实验教学方法与手段，提高实验教学质量。
积极研发实验教学仪器，解决教学难题
中心非常重视现有设备的维护和保养，提高设备使用率，使之最大限度地服务于教学及科研：（1）常态化、制度化管理。每学期末各实验室统一上报需要维修的设备清单，由中心统一联系厂家维修。对于小的故障，由实验室管理员或任课教师实时维护，所需耗材从中心运行经费中随时解决。（2）鼓励任课教师自制教学仪器。自制教学仪器的一大优势是便于维护，保证设备有较高的完好率和利用率。（3）建立实验教学信息管理系统，通过自动化、信息化管理提高设备管理水平。
为解决购置设备不能满足教学需求的难题，中心鼓励教师、学生积极参加教学仪器的改进和研制工作。近年来投入30万元用于教学仪器研制，开发了虚拟信号分析仪、DSP实验系统、模拟电子实验系统、数字电子实验系统、EDA实验系统、单片机实验系统等500多套实验仪器，其中虚拟信号分析仪获2010年全国高等学校电子技术研究会实验教学成果二等奖。本文推荐2种自制实验教学仪器。
（1）高性价比的便携虚拟信号分析仪
仪器设备是示范中心建设中的关键问题之一。目前我国高等学校电工电子类基础实验室中，所配置基础仪器通常是函数信号发生器、双路示波器、双路直流电源等。层次高一点的实验室虽然配备了少数频谱分析仪、数字存储示波器、任意波形信号发生器，但是由于台套数太少，大部分学生没有机会熟悉使用这些高端仪器。
针对这种情况，中心开发了一种具有很高性价比的便携虚拟信号分析仪。该仪器集信号源、示波器、记录仪、频谱分析仪、时频分析等多种功能于一体，成本低廉，体积小，重量轻。具有独立知识产权，硬件部分自行设计、制作，核心软件采用C#语言自行开发，拥有源代码，便于不断开发完善。
该仪器已在学校电子技术、DSP技术等课程实验以及学生科技创新活动中获得推广应用，对于提高实验教学水平起到了重要作用。图1a为虚拟信号分析仪电路板。图1b为PLAB仪器工具箱（PLAB意为个人实验室，即Personal Laboratory），包括虚拟信号分析仪、万用表、常用工具等。由于大部分学生拥有笔记本电脑，再加上一套这样的仪器工具箱就相当于拥有一个便于携带的小型个人电子实验室，在校园任何一个角落都可以开展实验活动。
（2）C55x DSP实验教学系统
数字信号处理器（DSP）具有强大的数据处理能力、丰富的片上资源和灵活的对外接口，在电子信息、通信、计算机、仪器设备、自动控制、医学、消费类电子、军事等领域获得越来越广泛的应用。因此，DSP技术已成为高校电气信息类学生必须掌握的一门重要技术，国内越来越多的高校陆续开设了DSP类课程。
中心教师选用TI公司的C5000系列C55x芯片为核心开发了一套功能强大的DSP实验教学系统（如图2所示）。考虑到DSP区别于其他各种嵌入式处理器的突出特点是具有高速实时信号处理能力，因此在主系统板设计中设置了4路高分辨率的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），并配置了相应的4路模拟信号输入输出通道，以强化系统的信号采集和处理能力。同时为该系统配备了自制虚拟信号分析仪，为系统提供丰富的各种测试信号，对系统输出信号进行波形记录、频谱分析和时频分析。
另外，系统所配置的关键设备XDS100仿真器也由中心教师自行开发。中心是国内最早推出XDS100仿真器的单位之一，最早将该型仿真器进行开源，为国内DSP技术爱好者自制该型仿真器提供技术支持。
理论教学与实验教学一体化，培养高素质教师队伍
无论是实验室建设还是实验教学，教师队伍培养是关键，中心将其列为工作重点之一：
（1）实行理论教学与实验教学一体化。中心不但承担实验教学和实验室建设任务，同时还承担相应理论课程的教学和课程建设任务。要求教师必须参与实验教学和实验室建设工作，符合教师条件的实验人员可兼理论课，工作量计算与理论课教师相同；对教师进行实验教学研究给予经费支持，并实行奖励措施。
（2）中心建设与学科建设紧密融合。中心教师不但从事实验教学、理论教学工作，同时也参加科研和学科建设工作。吸引并稳定一大批优秀人才从事实验教学工作，不断把先进的科研成果转化为实验教学成果，使实验教学始终保持高、新水平。
（3）重视青年教师培养。对新进青年教师进行岗前规范化培训；安排教学经验丰富的老教师对青年教师进行传帮带；引导青年教师积极参加教学研究和教学改革实践；鼓励并指导青年教师参加学校讲课比赛；鼓励资助青年教师参与指导学生学科竞赛活动；资助教师参加国内外学术会议和发表高水平学术论文。
（4）重视学术交流和对外交往。除了积极主办、承办高层次学术会议之外，还派遣骨干教师赴美国、英国、德国的知名大学访问，邀请国内外知名专家来访。
突出创新特色，收获建设成果
中心在建设过程中呈现出三大特色：（1）形成了集“研究性、自主性、开放性”于一体的层次化创新性实验教学模式，使创新活动及早开展并连贯化，由原来面向少数学生的精英教育变为面向大部分学生的大众教育。（2）自制教学仪器层次高、批量大、应用效果好。（3）中心建设与学科建设紧密融合，吸引和稳定优秀人才从事实验教学工作。
在创新性实验方面中心做了以下工作。
（1）中心提出集“研究性、自主性、开放性”于一体的电工电子创新性实验教学理念。创新性实验必须具备3个基本属性，①研究性：具体实现方法多样性，得到的实验结果具有多样性，学生只要独立完成，出现雷同结果的概率极小；②自主性：学生根据总体题目要求，自拟具体的实验题目，自主提出实验方案、完成实验和实验报告，指导教师的任务主要是管理和提供基础支持；③开放性：通过实验室开放活动完成，指导教师要确保阶段性检查督促和对最终结果把关。
（2）开发了模拟电子、数字电子、EDA、DSP、单片机、虚拟信号分析仪等10种、500多台套新技术含量高、模块化的实验教学设备，学生可以方便地进行模块组合完成多样化的创新实验。
（3）分基础新技术综合三个层次开展创新性实验项目建设。其中，结合电路、模电、数电、单片机、EDA、电机与电力拖动、电力电子技术、高频电子线路、信号与系统、数字信号处理等电工电子类专业基础课程建设了32个基础类创新性实验项目；结合DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技术（ARM和MSP430等）、新型电子器件、传感器、图像处理、语音处理等新技术课程建设了30个新技术类创新性实验项目；结合学校科研特色，建设了12个综合类创新性实验项目。
（4）开设创新学分和创新性实验课程。创新性实验为选修课，在4至6学期每学期安排1次课。学生完成一个创新性实验可获得1创新学分。将创新性实验教学分为3个层次进行。第一为基础层，主要覆盖电路、模拟电子、数字电子、单片机、EDA、电机与电力拖动、电力电子技术、高频电子线路、数字信号处理等专业基础类课程。第二为新技术应用层，主要覆盖DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技术、新型电子器件、传感器、图像处理、语音处理等新技术课程。第三为综合创新层。综合运用所学知识、技术，结合学校科研优势，面向实际问题提出新课题。通过3个层次的创新性实验教学活动，使学生在专业基础课学习阶段就参与创新活动。创新活动由浅入深，最终达到较高的水平。
获批国家级双语教学示范课程、国家级精品课程、国家级教学团队、国家级人才培养模式创新实验区各1个，获国家教学成果二等奖1项，省级教学成果一等奖1项，全国行业协会教学成果二等奖以上6项。出版教材21部，其中实验教材6部。发表教学论文50余篇。学生在科技创新竞赛活动中获得全国三等奖以上17项，省级二等奖以上67项。学生获得专利47项，其中发明专利3项。
