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摘 要
本文以《检测与转换技术》实验课的设计和实施为主线，阐述了以我校省发改委重点实验室-吉林省污水处理工程实验室的科研成果为素材，在传统的实验教学的基础上，增加学生在课堂上的教学互动，这种教学方法实现了培养学生创新能力的目的。
【关键词】检测与转换技术；实验课；simulink编程；MATLAB仿真
1 引言
《检测与转换技术》的先修课程是电工学、物理学、电子学、自动控制、计算机等，在此基础上开设的通信工程、自动化工程、电子信息以及相近等专业的必修综合性专业技术基础课。本课程试验课设置的目的是培养学生掌握电子电路接线、认识器件及如何保护器件，最终能够熟练应用simulink、运用MATLAB等软件仿真并编程。
通过本实验课的学习，学生应能够达到具有上述能力，为此，在传统实验的基础上，我校《检测与转换技术》课程组应用MATLAB软件，设计《检测与转换技术》课程的实验课一套，实践的结果表明，实验课能够锻炼提高学生的主体意识，激发学生的学习兴趣，培养学生解决工程实际问题的能力。
2 实验课程的教学内容
本次实验课内容是“RBF网络及动态系统建模”。RBF神经网络是一种前导型网络，R-radial， B-basis， F-function， 中文翻译成“径向基神经网络”。首次提出于1988年。RBF神经网络可用来近似非线性函数。因此在控制领域可用来为动态系统建模，用作控制器，及作信号和图象处理等。RBF网络有三层：输入层，中间层，输出层。输入层接受d个输入变量：，这里k是采样次数。中间层含有nh个单元，每个单元要根据基函数来处理本次的所有输入信息。输出层计算中间层输出的加权和来作为整个网络的输出。
输入是一个d维相量x（k）。 每个中间层单元有一个d维相量cj，称为该单元的中心。这样nh个中心构成一个矩阵，C=[c1 c2…]。基函数选高斯Gaussian函数如下，则每个中间单元的输出为：
（1）
我们作了这样的一个例子，输入有三个变量
那么，第一个中间单元的输出为：
在第i个中间单元和每j个输出之间有一个权系数wi，j，所有的权系数构成一个矩阵。则每个输出为，
（2）
或者用相量-矩阵形式，
（3）
训练RBF神经网络就是确定：中心 C， 方差σ=[σ1 σ2…]T，和权系数 W，以使得网络近似一个非线性函数y=f（x）。对要被近似的非线性函数采样，得到一组N个输入输出数据：x（k），y（k），k=1，…，N。
（1）根据 K-means 方法来确定 C：（给定nh个中心）这种方法有输入数据分成nh个区域，然后选每个区域的几何中心为中间层中心。最后要保证每个输入数据的距离的方均根值作为该中心的方差。
本文作者编写了一个MATLAB函数，可用来从一组输入数据中根据K-means和P-nearest原则确定中心C和方差σ。
3 解决实验所需的关键问题
经过尽可能融合检测与转换技术相关专业领域中的先进技术，最大可能将“检测与转换技术”课程的科研内容、实验内容编入到相关的实验题目之中，只有这样才能前瞻实验教学的科学合理性，以其达到提高学生科技创新和综合应用的能力，最后培养出一批适应二十一世纪需要的人才。实验的关键问题是，实验题目要具有科研的应用性、综合性，科研内容如何才能设计为实验题目，科研项目的内容如何像实验一样具有良好的可操作性，以及要求所设计的实验案例怎样才能体现课程的模块化、系统性、先进性和透明化的特点。为此需要建立一支高素质的具有科研和实践能力的教师队伍，稳步提高教师的实践科研水平，培养教师科研转化为实验题目的能力。
4 设计实验内容
研究收集国内外著名大学有关于“检测与转换技术”课程中所涉及到的实验方法、实验理论，通过综合整理实验方法、实验手段、实验内容等方面的资料，通过创新实践培养学生综合应用等方面的能力。合理设计案例教学的实验内容，以竞赛如大学生电子设计大赛、大学生“挑战杯”、“飞思卡尔”、大学生创新训练项目等以及相关的科研项目作為支撑点，创新并开发设计一套实验项目，使其适合“检测与转换技术”课程，同时编写相关的实验指导书。以实验内容为基本，开展组织本科及研究生科技创新实践、各种电子设计大赛、毕业设计等各项实践活动，并根据反馈回来的信息，完善案例体系中的实验方法和实验内容及实验手段，从而形成课题研究报告和，同时形成推广成果的方案。
5 实施案例式教学
课程组负责人教学和科研经验非常丰富，取得的教学及科研成果也有多项。课题组中其他教师也是多年工作在实验教学一线，曾多人次参与科研项目和教研项目，具有丰富的教学与实践经验。研究团队整体布局无论从年令还是从职称构成上都科学合理，项目组成员的丰富经验保障了项目得以顺利的有效进行。
经大量调研、并借鉴国内国外知名高校先进的经验，在此基础上，制定了科学合理的研究方案与计划，并明确项目分工。根据经验，项目组成员非常重视先进的课程群教学内容建设，组织教师开展集体备课并形成制度，如果发现有新问题的存在，就解决存在的新问题，课程内容确定的前提是要结合国内外相关课程的最新研究成果和教学思想，并据此对教学大纲进行相应修改，不断完善更新知识体系。实验教学资源的充分利用，学生积极性的调动，开放性实验教学的加强，都是在实践中不断对实验内容进行更新与调整的结果。现代化教学环境离不开校园网的支持与构建，我们要充分利用这一网络教学平台，使建设成的课程群具有共享性、交互性、开放性、协作性和自主性等特点。
6 结束语
在教学过程中，检测与转换技术实验课程采用MATLAB仿真实验方式，MATLAB对实验的仿真直观，不仅取得了很好的教学效果，而且也段练了学生的MATLAB编程能力。在课上，学生有很多新的想法，也提出了很多问题，课堂气氛非常融洽活跃，学生学习的积极性很高。通过学检测与转换技术实验课的学习与练习，组织了学生实地参与长春市北郊污水处理厂扩建及提标改造工程-自控系统开发工程实践，现学生已经能够将所学的基本理论，以及学到的分析方法与实际工程相结合，增强学生的主体意识与实际动手能力，完全符合应用型人才的培养目标，提高了人才的培养质量。
参考文献
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2014（06）.
[2]李传奇.电力电子技术计算机仿真实验[M].北京：电子工业出版社，2007.
[3]朱兰香.《电力电子技术》课程实验教学的探索[J].知识经济，2015（03）.
本文以《检测与转换技术》实验课的设计和实施为主线，阐述了以我校省发改委重点实验室-吉林省污水处理工程实验室的科研成果为素材，在传统的实验教学的基础上，增加学生在课堂上的教学互动，这种教学方法实现了培养学生创新能力的目的。
【关键词】检测与转换技术；实验课；simulink编程；MATLAB仿真
1 引言
《检测与转换技术》的先修课程是电工学、物理学、电子学、自动控制、计算机等，在此基础上开设的通信工程、自动化工程、电子信息以及相近等专业的必修综合性专业技术基础课。本课程试验课设置的目的是培养学生掌握电子电路接线、认识器件及如何保护器件，最终能够熟练应用simulink、运用MATLAB等软件仿真并编程。
通过本实验课的学习，学生应能够达到具有上述能力，为此，在传统实验的基础上，我校《检测与转换技术》课程组应用MATLAB软件，设计《检测与转换技术》课程的实验课一套，实践的结果表明，实验课能够锻炼提高学生的主体意识，激发学生的学习兴趣，培养学生解决工程实际问题的能力。
2 实验课程的教学内容
本次实验课内容是“RBF网络及动态系统建模”。RBF神经网络是一种前导型网络，R-radial， B-basis， F-function， 中文翻译成“径向基神经网络”。首次提出于1988年。RBF神经网络可用来近似非线性函数。因此在控制领域可用来为动态系统建模，用作控制器，及作信号和图象处理等。RBF网络有三层：输入层，中间层，输出层。输入层接受d个输入变量：，这里k是采样次数。中间层含有nh个单元，每个单元要根据基函数来处理本次的所有输入信息。输出层计算中间层输出的加权和来作为整个网络的输出。
输入是一个d维相量x（k）。 每个中间层单元有一个d维相量cj，称为该单元的中心。这样nh个中心构成一个矩阵，C=[c1 c2…]。基函数选高斯Gaussian函数如下，则每个中间单元的输出为：
（1）
我们作了这样的一个例子，输入有三个变量
那么，第一个中间单元的输出为：
在第i个中间单元和每j个输出之间有一个权系数wi，j，所有的权系数构成一个矩阵。则每个输出为，
（2）
或者用相量-矩阵形式，
（3）
训练RBF神经网络就是确定：中心 C， 方差σ=[σ1 σ2…]T，和权系数 W，以使得网络近似一个非线性函数y=f（x）。对要被近似的非线性函数采样，得到一组N个输入输出数据：x（k），y（k），k=1，…，N。
（1）根据 K-means 方法来确定 C：（给定nh个中心）这种方法有输入数据分成nh个区域，然后选每个区域的几何中心为中间层中心。最后要保证每个输入数据的距离的方均根值作为该中心的方差。
本文作者编写了一个MATLAB函数，可用来从一组输入数据中根据K-means和P-nearest原则确定中心C和方差σ。
3 解决实验所需的关键问题
经过尽可能融合检测与转换技术相关专业领域中的先进技术，最大可能将“检测与转换技术”课程的科研内容、实验内容编入到相关的实验题目之中，只有这样才能前瞻实验教学的科学合理性，以其达到提高学生科技创新和综合应用的能力，最后培养出一批适应二十一世纪需要的人才。实验的关键问题是，实验题目要具有科研的应用性、综合性，科研内容如何才能设计为实验题目，科研项目的内容如何像实验一样具有良好的可操作性，以及要求所设计的实验案例怎样才能体现课程的模块化、系统性、先进性和透明化的特点。为此需要建立一支高素质的具有科研和实践能力的教师队伍，稳步提高教师的实践科研水平，培养教师科研转化为实验题目的能力。
4 设计实验内容
研究收集国内外著名大学有关于“检测与转换技术”课程中所涉及到的实验方法、实验理论，通过综合整理实验方法、实验手段、实验内容等方面的资料，通过创新实践培养学生综合应用等方面的能力。合理设计案例教学的实验内容，以竞赛如大学生电子设计大赛、大学生“挑战杯”、“飞思卡尔”、大学生创新训练项目等以及相关的科研项目作為支撑点，创新并开发设计一套实验项目，使其适合“检测与转换技术”课程，同时编写相关的实验指导书。以实验内容为基本，开展组织本科及研究生科技创新实践、各种电子设计大赛、毕业设计等各项实践活动，并根据反馈回来的信息，完善案例体系中的实验方法和实验内容及实验手段，从而形成课题研究报告和，同时形成推广成果的方案。
5 实施案例式教学
课程组负责人教学和科研经验非常丰富，取得的教学及科研成果也有多项。课题组中其他教师也是多年工作在实验教学一线，曾多人次参与科研项目和教研项目，具有丰富的教学与实践经验。研究团队整体布局无论从年令还是从职称构成上都科学合理，项目组成员的丰富经验保障了项目得以顺利的有效进行。
经大量调研、并借鉴国内国外知名高校先进的经验，在此基础上，制定了科学合理的研究方案与计划，并明确项目分工。根据经验，项目组成员非常重视先进的课程群教学内容建设，组织教师开展集体备课并形成制度，如果发现有新问题的存在，就解决存在的新问题，课程内容确定的前提是要结合国内外相关课程的最新研究成果和教学思想，并据此对教学大纲进行相应修改，不断完善更新知识体系。实验教学资源的充分利用，学生积极性的调动，开放性实验教学的加强，都是在实践中不断对实验内容进行更新与调整的结果。现代化教学环境离不开校园网的支持与构建，我们要充分利用这一网络教学平台，使建设成的课程群具有共享性、交互性、开放性、协作性和自主性等特点。
6 结束语
在教学过程中，检测与转换技术实验课程采用MATLAB仿真实验方式，MATLAB对实验的仿真直观，不仅取得了很好的教学效果，而且也段练了学生的MATLAB编程能力。在课上，学生有很多新的想法，也提出了很多问题，课堂气氛非常融洽活跃，学生学习的积极性很高。通过学检测与转换技术实验课的学习与练习，组织了学生实地参与长春市北郊污水处理厂扩建及提标改造工程-自控系统开发工程实践，现学生已经能够将所学的基本理论，以及学到的分析方法与实际工程相结合，增强学生的主体意识与实际动手能力，完全符合应用型人才的培养目标，提高了人才的培养质量。
参考文献
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2014（06）.
[2]李传奇.电力电子技术计算机仿真实验[M].北京：电子工业出版社，2007.
[3]朱兰香.《电力电子技术》课程实验教学的探索[J].知识经济，2015（03）.