計(jì)算機(jī)輔助軟件在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐

李建柳

摘要：在當(dāng)前的電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，對硬件設(shè)備的依賴性比較強(qiáng)，這會(huì)在一定程度上影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率以及質(zhì)量。因此，需要改善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對硬件設(shè)備的依賴性，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量與保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的直接性以及容易性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要重視對學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力進(jìn)行有效培養(yǎng)。這就需要對電子信息工程專業(yè)的具體發(fā)展情況進(jìn)行研究和分析，同時(shí)研究當(dāng)前電子工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，并對電子工程專業(yè)各門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)的相關(guān)策略。發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助軟件在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢，提升電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助軟件;電子信息工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用

中圖分類號：G642? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0063-02

1電子信息工程專業(yè)發(fā)展目標(biāo)

在我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，電子信息產(chǎn)業(yè)是重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)類型。電子信息技術(shù)水平的不斷提升，在極大程度上改變了我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。因此，必須重視電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電子信息工程在應(yīng)用過程中對電子技術(shù)、信息工程、電磁場與微波技術(shù)、廣播電視工程、無線電技術(shù)、電子與信息技術(shù)、公共安全以及圖像等技術(shù)都有所涉及。為了提高電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，必須重視電子信息工程專業(yè)的改進(jìn)和創(chuàng)新。電子信息工程專業(yè)的主干學(xué)科以信號與系統(tǒng)、通信原理、高頻電子線路等為基礎(chǔ)。在開展教學(xué)的過程中需要對主干學(xué)科進(jìn)行基礎(chǔ)分析，同時(shí)根據(jù)社會(huì)需求的發(fā)展情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，并根據(jù)高校的教育實(shí)際情況，對電子信息工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)制定。完高校高等教育工程專業(yè)學(xué)習(xí)的畢業(yè)生必須能夠掌握電子信息采集、處理、傳輸控制等相關(guān)理論知識(shí)，同時(shí)要具有比較豐富的知識(shí)儲(chǔ)備，能夠完成電子信息系統(tǒng)研究開發(fā)制造應(yīng)用等工作。要盡可能提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)造發(fā)明能力以及終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。根據(jù)這些教學(xué)目標(biāo)，需要對當(dāng)前的電子信息工程專業(yè)高級技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，要培養(yǎng)出21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展真正需要的電子信息技術(shù)人才。這是電子信息工程專業(yè)面臨的重要任務(wù)。當(dāng)前，我國已經(jīng)提出了重基礎(chǔ)、寬口徑的相關(guān)辦學(xué)理念，這為促進(jìn)我國高校專業(yè)教學(xué)的改革和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，必須根據(jù)存在的問題進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力以及綜合應(yīng)用能力。這樣才能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作成為電子信息工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)、課程建設(shè)以及政策人才培養(yǎng)效果保障的重要內(nèi)容[1]。

2計(jì)算機(jī)輔助軟件概述

計(jì)算機(jī)輔助軟件工程指的是支持MIS開發(fā)，以各種計(jì)算機(jī)輔助軟件為基礎(chǔ)構(gòu)建的軟件開發(fā)環(huán)境。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提升，對各種軟件技術(shù)以及工具的應(yīng)用也更加完善和成熟，已經(jīng)由原本的單純輔助開發(fā)工具環(huán)境轉(zhuǎn)化為比較獨(dú)立的軟件工程開發(fā)方法。計(jì)算機(jī)輔助軟件工程的技術(shù)類型包括以下兩種：第一，軟件開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)，也就是能夠完成軟件開發(fā)過程的，支持規(guī)約、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)以及測試等工作。利用這類技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助軟件工程系統(tǒng)研制時(shí)間相對較長，很多產(chǎn)品都比較成熟完善。第二，在軟件開發(fā)過程中所采用的管理技術(shù)，包括過程管理、建模等技術(shù)。這種技術(shù)的發(fā)展時(shí)間相對較短。因此，應(yīng)用不廣泛也不成熟。在對這一類技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要以前一種基礎(chǔ)性技術(shù)為基礎(chǔ)組成計(jì)算機(jī)輔助軟件工程系統(tǒng)。這樣才能夠發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助軟件工程的管理技術(shù)作用。

計(jì)算機(jī)輔助軟件工程的應(yīng)用特點(diǎn)主要包括以下方面：第一，能夠支持系統(tǒng)開發(fā)的全過程，并且可以解決客觀世界對象到軟件系統(tǒng)的直接映射問題。第二，在該軟件輔助工程應(yīng)用過程中具有自動(dòng)檢測功能，能夠保證軟件的開發(fā)質(zhì)量。并且軟件的各部分能夠重復(fù)使用，可以降低軟件開發(fā)過程中的成本投入。第三，在應(yīng)用過程中能夠?qū)υO(shè)計(jì)圖表和程序編寫工作進(jìn)行簡化處理，提高系統(tǒng)開發(fā)效率，保證系統(tǒng)功能的完善性。第四，在軟件開發(fā)過程中能夠簡化軟件開發(fā)管理和維護(hù)工作，并且可以自動(dòng)生成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化文檔，對提高電子信息軟件開發(fā)水平有一定幫助[2]。

而在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，對計(jì)算機(jī)輔助軟件工程進(jìn)行應(yīng)用，可以根據(jù)當(dāng)前的電子信息工程發(fā)展實(shí)際充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助軟件提供的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境應(yīng)用優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生對先進(jìn)信息化技術(shù)的應(yīng)用能力?？梢詫⒂?jì)算機(jī)輔助軟件工程應(yīng)用在很多電子信息工程實(shí)驗(yàn)過程中，例如數(shù)字信號處理、自動(dòng)控制原理等方面都可以利用輔助軟件完成。能夠進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量，提高學(xué)生對電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

在當(dāng)前的電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，因?yàn)楸旧砩婕暗幕A(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)選修課類型比較多。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是以固定落后的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行的，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題包括以下方面：第一，教學(xué)設(shè)備比較落后，影響教學(xué)效率。電子類的設(shè)備更新?lián)Q代速度比較快，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，使用的大多數(shù)設(shè)備都比較陳舊，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行元器件更換時(shí)，很難找到完全匹配的元器件。這就影響了設(shè)備的更新速度，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所使用的設(shè)備利用效率比較低，并且會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，最終對實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生不利影響。第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理。在當(dāng)前的電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，已經(jīng)提前設(shè)置好了實(shí)驗(yàn)軟件硬件設(shè)備，學(xué)生只需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的指導(dǎo)步驟進(jìn)行簡單操作，完成數(shù)據(jù)線連接，對其他配套程序進(jìn)行調(diào)用，不需要進(jìn)行任何調(diào)試工作就能夠獲取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)，并不需要對相關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行思考和應(yīng)用，也不需要考慮實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這會(huì)影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣，并且不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極作用，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式。這種流于形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不能使學(xué)生對電子信息工程專業(yè)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確理解和掌握，失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的以及意義，最終影響學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)踐操作能力。第三，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教學(xué)方法相對落后。主要表現(xiàn)是教師的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間可能會(huì)存在脫節(jié)問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中沒有融入理論教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生對理論知識(shí)的掌握和實(shí)踐能力的培養(yǎng)之間存在沖突，最終影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體水平[3]。

4對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)

為了能夠提高電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，必須加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)教育以及實(shí)際動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)工作。要讓學(xué)生能夠適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，從而為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)出真正需要的高級應(yīng)用型人才。對電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種問題，需要采取有效措施進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)要促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新和發(fā)展，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，才能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)的過程中，可以將計(jì)算機(jī)輔助軟件工程應(yīng)用在電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，能夠有效克服實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在的老化陳舊等問題。同時(shí)能夠提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，對提高學(xué)生積極主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有重要幫助，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師要向?qū)W生講述相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)要使學(xué)生能夠明白在實(shí)驗(yàn)過程中每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的具體功能和作用，能夠達(dá)到什么樣的實(shí)驗(yàn)效果。要對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分解講授，這樣才能夠使學(xué)生準(zhǔn)確理解實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠順利有序完成。教師在開展理論教學(xué)的過程中，要注視以問題引入相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心，使學(xué)生主動(dòng)對問題進(jìn)行分析以及解決，從而培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。將專業(yè)課程教學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助軟件工程進(jìn)行結(jié)合，使學(xué)生能夠獨(dú)立編程親自進(jìn)行調(diào)試，獲取實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)網(wǎng)站上可以利用更加豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。這樣有利于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并且可以使學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)情況進(jìn)行不斷實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平[4]。

5實(shí)踐應(yīng)用案例

在對計(jì)算機(jī)軟件工程應(yīng)用時(shí)，可以在多個(gè)電子工程專業(yè)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，例如信號與系統(tǒng)、通信原理、高頻電子線路、數(shù)字信號處理、自動(dòng)控制原理、隨機(jī)信號分析以及數(shù)字圖像處理等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都可以對計(jì)算機(jī)輔助軟件工程進(jìn)行應(yīng)用。

要注意在對計(jì)算機(jī)輔助軟件系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要對輔助軟件進(jìn)行科學(xué)選擇。目前常用的輔助軟件主要包括Matlab以及Multisim。其中Matlab是矩陣實(shí)驗(yàn)，該計(jì)算機(jī)輔助軟件的主要優(yōu)勢是具有比較強(qiáng)大的信號處理能力以及圖形仿真能力。在軟件應(yīng)用過程中可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，能夠滿足高校應(yīng)用的集成模塊要求。學(xué)生在比較短的時(shí)間內(nèi)可以對該軟件的編程以及仿真功能進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，并且這種語言能夠降低程序代碼的煩瑣性，從而提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量。在該軟件應(yīng)用過程中，其函數(shù)比較豐富，開發(fā)者并不需要進(jìn)行重復(fù)編程，只需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求進(jìn)行簡單的調(diào)用以及使用，就能夠完成實(shí)驗(yàn)過程。而Multisim是電路仿真軟件，一般在Windows環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用。其主要功能是對電路的瞬態(tài)以及穩(wěn)態(tài)進(jìn)行分析，同時(shí)能夠完成離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析以及交直流靈敏度分析等工作。在通信原理實(shí)驗(yàn)過程中，對Multisim輔助軟件系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠完成通信波形圖形仿真實(shí)驗(yàn)。可以在一定程度上簡化實(shí)驗(yàn)過程，提高實(shí)驗(yàn)效率，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

6結(jié)束語

工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對計(jì)算機(jī)輔助軟件工程進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種問題，同時(shí)能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)以及開發(fā)能力，提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣。使學(xué)生能夠在比較短的時(shí)間內(nèi)掌握相關(guān)的理論知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力也有極大幫助。

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【通聯(lián)編輯：梁書】