改進(jìn)高頻電子線路教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)探討

[摘要]高頻電子線路是電子類專業(yè)一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在分析目前高頻電子線路實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的問題的基礎(chǔ)上,提出幾點(diǎn)改進(jìn)教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的方法,以提高教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]高頻電子線路實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)探索

中圖分類號:G42文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1220144-01

一、引言

高頻電子線路是電子、通信類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,在整個專業(yè)課程體系中處于承上啟下的作用。由于高頻電路本身具有理論復(fù)雜、概念抽象的特點(diǎn),結(jié)論的得出往往有較復(fù)雜的理論推導(dǎo),學(xué)生對于知識的理解和掌握有一定難度,所以教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。特別是對于高職院校的學(xué)生來說,本著“弱化理論,強(qiáng)調(diào)實(shí)用”的理念,重視教學(xué)過程中的實(shí)踐,不但能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還可以對理論知識的掌握起到促進(jìn)和強(qiáng)化作用,對于學(xué)生的職業(yè)能力的培養(yǎng)大有裨益。

二、目前高頻電子線路實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

(一)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相脫節(jié)。目前高頻電子線路的教學(xué)方法,通常還是采用理論課加實(shí)驗(yàn)課的方式,也就是先在課堂上進(jìn)行理論推導(dǎo)和講解,然后再通過實(shí)驗(yàn)課的形式進(jìn)行原理性驗(yàn)證。這種教學(xué)方式的弊端在于理論和實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)相對獨(dú)立,課堂的知識點(diǎn)由于概念抽象、直觀性不夠,學(xué)生掌握不夠理想,甚至由于畏難心理,出現(xiàn)課堂上放棄學(xué)習(xí)的問題,這直接會影響后面實(shí)驗(yàn)課上動手實(shí)踐效果;另一方面實(shí)驗(yàn)課本來的目的是提高動手操作和實(shí)踐能力,但由于理論基礎(chǔ)不夠,電路的原理不清,因此不敢于動手嘗試,實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)就完成的不夠理想。

(二)實(shí)驗(yàn)課程相對陳舊,學(xué)生興趣不大。現(xiàn)行的高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程主要是在實(shí)驗(yàn)室采用高頻電路整機(jī)實(shí)驗(yàn)箱,實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)集成有多個電路模塊,這些模塊都是廠家針對課程的理論知識而設(shè)計(jì)的,實(shí)驗(yàn)的主要目的是對理論課上的知識點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)箱的電路完全集成在內(nèi)部,外部只留有一些輸入輸出接口和部分電路,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程只需對外部沒有連接上的電路進(jìn)行電路連接,再通過實(shí)驗(yàn)臺觀測輸入、輸出信號或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)或波形以驗(yàn)證理論的正確性。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式學(xué)生參與性不夠,方式比較機(jī)械,很多學(xué)生會出現(xiàn)應(yīng)付任務(wù)的心態(tài),認(rèn)為只要把線連對,記下數(shù)據(jù)就算實(shí)驗(yàn)完成。這樣的實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生意義不大,也起不到增強(qiáng)動手能力、加強(qiáng)理論知識的目的。

(三)實(shí)訓(xùn)對知識的加強(qiáng)和拓展作用不明顯。一般高職院校會有針對高頻電子線路的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),它通過對于某一高頻電子產(chǎn)品的實(shí)際動手制作,以達(dá)到增強(qiáng)實(shí)踐能力的目的。然而在這一過程中學(xué)生的主要工作是認(rèn)識電子元器件,根據(jù)原理圖在加工好的印制電路板上焊接器件,完成電子產(chǎn)品的制作。這樣的實(shí)訓(xùn)過程學(xué)生的參與還是被動的,一方面電路是事先設(shè)計(jì)好的,甚至在操作的所有環(huán)節(jié)都不需要對電路功能有所了解,很多同學(xué)甚至不清楚原理圖中電路究竟包含哪幾種高頻電路模塊;另一方面由于給出的電路比較成熟,一般只要沒有焊接錯誤就能實(shí)現(xiàn)功能,焊接以后留給學(xué)生實(shí)際調(diào)試的空間不大,因此鍛煉學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題能力的作用不夠,實(shí)訓(xùn)的綜合實(shí)踐訓(xùn)練效果不明顯。

三、高頻電子線路教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)方法

(一)課堂理論教學(xué)采用EDA仿真演示。針對課堂理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相脫節(jié)的問題,可以在課堂理論教學(xué)中加以實(shí)驗(yàn)演示?？紤]到實(shí)物演示的可行性和方便性,一般不予采用,代替它的是計(jì)算機(jī)電路仿真系統(tǒng),這得益于電子設(shè)計(jì)自動化(EDA)軟件的大力發(fā)展。目前只要在多媒體教室的計(jì)算機(jī)中預(yù)先安裝上電路仿真軟件(例如Multisim軟件),就可以實(shí)現(xiàn)高頻電路的功能仿真。有了這樣的工具,在講授理論知識時,如果遇到概念不夠直觀的知識,便可以現(xiàn)場仿真演示,通過實(shí)際電路的演示效果達(dá)到使抽象的概念形象化的目的。

例如,在講授反饋式正弦波振蕩器的工作原理這個部分時,知識的要點(diǎn)是振蕩的起振條件和平衡條件,學(xué)生對于該條件的理解一般不夠充分,只是機(jī)械式的記住。如果在這時候通過仿真軟件現(xiàn)場仿真振蕩器從起振到平衡的工作過程,便可以形象地發(fā)現(xiàn)振蕩幅度是從零開始增大,然后增幅趨緩直至不再增加,這樣便可以比較直觀地理解兩個條件的內(nèi)涵。

(二)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果不明顯的一個重要原因就是學(xué)生的積極主動性不夠,要想調(diào)動學(xué)生的主動性,要在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上增加學(xué)生所感興趣的電路設(shè)計(jì)以及實(shí)際調(diào)試?？紤]到課時以及教學(xué)條件等實(shí)際操作的可行性,教師可以采用半開放的實(shí)驗(yàn)方法,既使整個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在自己的控制之內(nèi),又留以部分空間給學(xué)生參與。例如在對電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前,給出原理圖,結(jié)合理論知識,讓學(xué)生自己判斷功能電路是否可行。這時可以讓學(xué)生通過EDA仿真軟件對電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證,由于給出的電路圖的部分參數(shù)需要調(diào)節(jié),或者電路中的某些部分需要改進(jìn),這時留有的改進(jìn)設(shè)計(jì)空間便給學(xué)生提供了一個實(shí)際設(shè)計(jì)調(diào)試的過程,同時在用軟件仿真的過程中對于電路的原理以及某些參數(shù)對性能的影響的理論知識也會加深印象。同樣,在實(shí)驗(yàn)硬件電路方面,可以對原有實(shí)驗(yàn)箱的模塊電路進(jìn)行改進(jìn),或者自制部分合適的模塊電路,在實(shí)際動手操作和調(diào)試方面留有學(xué)生參與的空間,以增強(qiáng)動手能力的同時,鞏固理論知識。

(三)采用項(xiàng)目化的實(shí)訓(xùn)過程。實(shí)訓(xùn)課程作為一個綜合實(shí)踐訓(xùn)練的過程,比較方便進(jìn)行項(xiàng)目化的實(shí)訓(xùn)過程,也就是以一個電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試的實(shí)際過程為訓(xùn)練項(xiàng)目,鍛煉學(xué)生的多方面能力。這里以常見的收音機(jī)制作為例加以說明,按照項(xiàng)目化教學(xué)的步驟,將整個實(shí)訓(xùn)過程劃分為以下幾個子項(xiàng)目情境:1.接受收音機(jī)制作與調(diào)試的任務(wù);2.收音機(jī)系統(tǒng)的總體方案分析;3.收音機(jī)子模塊電路的仿真設(shè)計(jì);4.收音機(jī)電路原理圖和版圖繪制;5.元器件的識別和性能測試;6.電路板的焊接與整機(jī)性能調(diào)試;7.收音機(jī)主要性能指標(biāo)測試;8.完成制作測試報(bào)告及使用說明書。

在這樣一個實(shí)訓(xùn)過程中,以項(xiàng)目為流程,學(xué)生既對高頻電子線路的基本功能電路及其實(shí)際產(chǎn)品有了分析和設(shè)計(jì)的基本能力,又對計(jì)算機(jī)仿真、PCB制版以及元器件的檢驗(yàn)識別等其他課程中的知識能力有了鞏固和拓展。通過設(shè)計(jì)、調(diào)試,對于學(xué)生分析問題、解決問題的能力有了一定的提高。

四、結(jié)束語

實(shí)踐證明,提高實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于學(xué)生掌握高頻電子線路的課程具有重要的意義。實(shí)踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,對于理論知識的理解和掌握起著重要作用。

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作者簡介:

周惠忠(1981-),男,江蘇揚(yáng)州人,碩士研究生,助教,研究方向:電子信息技術(shù)、射頻電路及系統(tǒng)。