中国民航网 通讯员李利滨 报道:日前,第八届全国高校电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛(鼎阳杯)复赛在南昌大学举办。鼎阳杯采取自愿报名、赛区初赛、全国复赛的模式,共收到来自全国194所院校的633项作品,经初赛、复赛,共评选出一等奖43项、二等奖41项、三等奖51项。其中,中国民航大学电子信息与自动化学院教师陈万通、王续乔、冯青的“卫星同步授时与验证系统的设计”实验教学案例获得全国二等奖,工训中心郝磊、黄建宇、于广新的“OTL便携式音频功率放大器的设计”实验教学案例获得全国三等奖。

教师采用“卫星同步授时与验证系统的设计”实验教学案例上实验课
卫星授时同步系统是现代移动通信网、综合交通运输系统和电力网建设中最关键的国家基础设施之一。“卫星同步授时与验证系统的设计”实验教学案例,针对卫星授时同步技术,要求学生综合运用电子技术课程学到的理论知识设计一个低成本的卫星授时单元及同步现象的验证系统,主要实验内容包括:设计GPS卫星授时电路,通过单片机控制卫星授时电路输出时间脉冲的频率和占空比,完成PCB设计、样板焊接、调试、测试与性能评估;针对两个独立的卫星授时同步单元,设计双通道时间脉冲信号的比较电路,并完成PCB设计、样板焊接与调试;引接4G/LTE基站时钟控制器的同步脉冲信号作为比较基准,并基于已独立研制的GPS卫星授时电路和双通道时间脉冲信号比较电路,借助数字示波器,完成两路时间脉冲信号同步现象的比较和同步误差的分析。该教学案例立足于工程教育专业认证的核心理念进行设计和实施,不仅充分锻炼学生面对实际工程问题的设计能力和分析能力,培养创新意识和团队合作意识,而且强化学生对于电子系统设计的成本意识。

采用USB供电的“OTL便携式音频功率放大器”学生作品
“OTL便携式音频功率放大器的设计”实验教学案例中,实验项目任务要求学生以两人小组为单位,合作完成一个“OTL便携式音频功率放大器”的设计与制作。教师讲解音频功率放大器原理及设计指标,学生自主设计,并在洞洞板上布线焊接。电路采用USB供电,能够获取电脑、手机、收音机等耳机插孔的微小信号输出,经功率放大后,驱动大功率扬声器发声。主要创新点为“采用USB供电”,作品小巧易供电,学生可以把做好的作品带回宿舍,驱动自己的音响、耳机等发声,获得更好的声音放大效果,更好的音质。学生学习积极性高,从学生报告的课程总结看,学生反映该课程将《低频电子线路》课程所学知识融于实践,不仅能够系统学习音频功率放大器的知识,提高电路设计能力,还能提高电路布线、焊接水平。自主设计制作的作品可以在学校日常生活中使用,很大程度上提升了对电子设计类课程的兴趣和信心。
陈万通表示:“'卫星同步授时与验证系统的设计'实验教学案例经过CDIO高级项目、大学生创新创业项目、本科生毕业设计、移动通信实验室扩建和课程实验等多个环节的反复验证,实验设计方案和实验效果逐步完善,目前优秀的学生实物作品已经纳入实验室自制设备,一方面增加了移动通信实验室教学设备的台套数,节省了经费支出;另一方面,对学生开展创新创业项目和学科竞赛具有很好的激励作用。下一步将针对北斗卫星授时技术在5G基站系统中的应用,开展实验设计,重点研究服务于5G建设的共享GPS北斗天线的解决方案,为移动通信实验室在5G时代的进一步扩建提供技术支撑。”
“在参赛过程中,学习了很多高校的经典实验教学案例,深刻感到有创意和工程性更强的实验案例可以更好地提高学生对实验课程的兴趣。”郝磊介绍说,“未来,针对电类基础实验实践课程,可以更多地从身边常见的事物选题,深度挖掘课程内涵,从学生的角度,考虑实验项目工程性和与学生日常生活的贴合度,通过实验内容的层次化设计,使实验教学更好地适合不同特点的学生。”
第八届全国高校电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛(鼎阳杯)由中国电子学会与国家级实验教学示范中心联席会电子学科组主办,东南大学和南昌大学承办,深圳市鼎阳科技股份有限公司协办。该竞赛已被中国高等教育学会列入教师教学能力排行榜的数据采集源,是教师们相互交流切磋技能的平台。