《高頻電子線路》課程教學(xué)改革探索

廖永忠 (湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》課程教學(xué)改革探索

廖永忠 (湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的電類專業(yè)課。通過分析我國普通高校本科電氣信息類專業(yè)《高頻電子線路》課程的教學(xué)現(xiàn)狀,提出了《高頻電子線路》教學(xué)改革的一些思路和方法?？梢詮?個(gè)方面進(jìn)行改革,一要改革教學(xué)方法、更新教學(xué)手段,二要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),三要加強(qiáng)教師培訓(xùn)。旨在《高頻電子線路》教學(xué)改革促進(jìn)我國普通本科高?！陡哳l電子線路》課程教學(xué)水平的提高。

《高頻電子線路》;教學(xué)方法;教學(xué)手段;實(shí)踐教學(xué)

《高頻電子線路》課程是我校電子、通信專業(yè)一門基礎(chǔ)性和工程實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)課,具有課程內(nèi)容概念較多、需要掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí)較復(fù)雜、實(shí)踐性很強(qiáng)、要求有良好的工程思維能力等特點(diǎn)。因此,《高頻電子線路》課程一直是電子、通信專業(yè)較難掌握的專業(yè)課程之一,有課程難學(xué)、難掌握、電路實(shí)驗(yàn)難調(diào)試、教師難教的四難現(xiàn)象。而與此同時(shí),通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,射頻電路設(shè)計(jì)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)的瓶頸,迫切需要大量人才,但《高頻電子線路》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法卻變化不大,教材老化、教學(xué)內(nèi)容偏深偏難、重視理論教學(xué)、輕視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)象普遍存在,學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)效果都比較差。因此,《高頻電子線路》課程的教學(xué)改革迫在眉睫。需要教師對(duì)《高頻電子線路》的教學(xué)內(nèi)容深入研究,與時(shí)俱進(jìn),采用一些新的教學(xué)手段,更新教學(xué)思維,改進(jìn)和創(chuàng)新教學(xué)方法,以便使學(xué)生更好的掌握該課程知識(shí)。為此,筆者從教學(xué)改革實(shí)踐出發(fā),結(jié)合《高頻電子線路》的課程特點(diǎn),并提出了一些思路和方法。

1 改革教學(xué)方法,更新教學(xué)手段

教學(xué)方法的改革是任何一門課程成功的關(guān)鍵,沒有好的教學(xué)方法,一切好的教學(xué)理念和教學(xué)思想都無法實(shí)現(xiàn),而好的教學(xué)方法,可以起到事半功倍的效果。

1)循序漸進(jìn),精煉前期課程基礎(chǔ) 由于各個(gè)學(xué)校培養(yǎng)方案的差別,電路、模擬電路和信號(hào)與系統(tǒng)課程的開設(shè)學(xué)期稍有區(qū)別,除少部分基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生外,大部分的學(xué)生對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)記憶不深,課程學(xué)習(xí)中會(huì)出現(xiàn)無法跟上教師課堂教學(xué)進(jìn)度的情況,這要求教師在課堂中,用最精簡的語言快速的對(duì)前期課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和回顧。比如筆者在教學(xué)中,在講解選頻網(wǎng)絡(luò)的過程中,對(duì)于在電路中電容和電感的參數(shù),從高頻應(yīng)用的角度來進(jìn)行總結(jié);在講解晶體管混頻電路中,先復(fù)習(xí)模擬電路中3種基本放大電路,共射級(jí)、共基級(jí)、共發(fā)射級(jí)電路的基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,把這部分重點(diǎn)知識(shí)抽出來進(jìn)行總結(jié);在講解變頻器時(shí)候,將信號(hào)與系統(tǒng)中關(guān)于信號(hào)的概念和頻譜的概念進(jìn)行復(fù)習(xí),使學(xué)生能快速的進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2)引問題,抓難點(diǎn) 教師課堂教學(xué)中,要多設(shè)計(jì)一些啟發(fā)性的問題,讓學(xué)生在思考中學(xué)習(xí),通過問題的引入,吸引學(xué)生的興趣。比如講述調(diào)制的時(shí)候,設(shè)問:無線通信為什么要加入調(diào)制?不調(diào)制能否實(shí)現(xiàn)無線通信?在講述接受端電路的時(shí)候,提出:為什么要加入混頻器和中頻放大器?不加會(huì)產(chǎn)生什么問題?在講解功放電路中,結(jié)合模擬電子知識(shí),讓學(xué)生回憶有哪幾種常用功放電路?它們的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?通過設(shè)問的方法,引導(dǎo)學(xué)生在問題中去學(xué)習(xí)、思考,在學(xué)習(xí)中探索問題從而抓住問題實(shí)質(zhì)。當(dāng)學(xué)習(xí)結(jié)束后,在教師指導(dǎo)下要對(duì)問題進(jìn)行回顧和總結(jié),以求加深學(xué)生的理解。對(duì)于教學(xué)中的難點(diǎn)問題,如線性和非線性的近似分析方法在多處用到,貫穿課程全部,圖1所示是時(shí)變跨導(dǎo)電路,2個(gè)不同的輸入信號(hào)Vo和Vs,分別讓器件處以非線性和線性狀態(tài),教師要講清區(qū)別和聯(lián)系。

4)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力和逆向思維的能力 《高頻電子線路》與《電路分析》、《模擬電子線路》差別最大的地方就是工程近似計(jì)算,課程中近似簡化的工程思維反復(fù)應(yīng)用,定性的分析和定量的分析并重。這種工程思維能力對(duì)一直接受精確計(jì)算的學(xué)生來說,接受比較困難,學(xué)生缺乏分析實(shí)用電路的能力,就更不可能設(shè)計(jì)完整、準(zhǔn)確的電路了。在高頻電子課程中,電容、電感經(jīng)常同時(shí)應(yīng)用于幾個(gè)不同的頻率,如何選擇這些元件的參數(shù),對(duì)初學(xué)的學(xué)生,也是一個(gè)不小的困難。這要求教師在教學(xué)中,引入盡量多的工程實(shí)例,讓學(xué)生理解分析工程實(shí)例,然后反過來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)類似功能的電路,自己選定元件參數(shù),完成電路設(shè)計(jì),并通過電路仿真來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確與否。

5)合理運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段 該課程特點(diǎn)是電路圖多、公式多、教學(xué)內(nèi)容多、實(shí)踐性較強(qiáng)。多媒體教學(xué)不僅能提高教師的教學(xué)效率,而且動(dòng)畫和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能提高教學(xué)的直觀性。但是課堂信息量過大、教學(xué)進(jìn)度過快會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在聽課時(shí)思維過分緊張,缺乏足夠的時(shí)間去理解、消化、吸收。如何在有限的時(shí)間內(nèi),高效地完成教學(xué)任務(wù),還能很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,是教師采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)必須解決的首要問題。

圖1 時(shí)變跨導(dǎo)電路

圖2 串聯(lián)振蕩回路電抗與頻率關(guān)系圖

圖3 串聯(lián)諧振電路

2 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

1)改進(jìn)課程實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)踐課程的教學(xué)在《高頻電子線路》課程教學(xué)中占據(jù)重要的位置,高頻電路的實(shí)驗(yàn)相比其他課程的實(shí)驗(yàn)有其特殊性,主要體現(xiàn)在《高頻電子線路》課程實(shí)驗(yàn)具有調(diào)試復(fù)雜、受環(huán)境因素影響較大、實(shí)驗(yàn)設(shè)備容易出現(xiàn)故障等特點(diǎn)。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革就顯得十分重要了。

在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下,適當(dāng)壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí),多安排綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),對(duì)于當(dāng)前普遍采用實(shí)驗(yàn)箱連線的驗(yàn)證性項(xiàng)目,學(xué)生興趣不高,得到實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)少,壓縮這部分實(shí)驗(yàn),并通過仿真方式來實(shí)現(xiàn)。多加入一些小的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用一些基本單元電路進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì),然后對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真,再搭建相應(yīng)的硬件電路。在實(shí)驗(yàn)中,教師起指導(dǎo)作用,讓學(xué)生自主完成電路的設(shè)計(jì)、分析、焊接、調(diào)試。達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的目的。需要強(qiáng)調(diào)的是,不是排斥驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)苁雇瑢W(xué)對(duì)一些基礎(chǔ)性知識(shí)更快的了解。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要大力發(fā)展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠主動(dòng)思考并提高動(dòng)手能力,同時(shí)考慮到高頻課程內(nèi)容難學(xué)、實(shí)驗(yàn)難做等特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)課時(shí)可能會(huì)嚴(yán)重不足,可以采用課外加課內(nèi)的辦法來解決,基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在課內(nèi)完成,學(xué)生可以在課下進(jìn)行開放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,老師給與指導(dǎo),學(xué)校承認(rèn)學(xué)生課外學(xué)分。

2)加強(qiáng)學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo) 由于該課程的特點(diǎn),讓學(xué)生通過課堂理論知識(shí)來提升學(xué)生興趣是不現(xiàn)實(shí)的。筆者認(rèn)為鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行電子小制作和參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是提升興趣的一個(gè)很重要的方法。在這個(gè)過程中,教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生指導(dǎo),防止學(xué)生半途而廢。教師布置一些課外的小制作,比如在對(duì)講機(jī)的制作、收音機(jī)制作,讓學(xué)生全面經(jīng)歷從消化電路到元件采購直至焊接調(diào)試的完整過程,讓學(xué)生有成就感,學(xué)習(xí)興趣會(huì)比較強(qiáng)烈。

3)推動(dòng)計(jì)算機(jī)軟件仿真教學(xué),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果 利用計(jì)算機(jī)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證模擬仿真實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路的感性認(rèn)識(shí)。通過軟件設(shè)置來調(diào)整和修改元器件參數(shù),分析各參數(shù)對(duì)整個(gè)電路的影響。仿真教學(xué)加深學(xué)生的理解,使教學(xué)內(nèi)容更加直觀。

3 加強(qiáng)教師培訓(xùn)

對(duì)于《高頻電子線路》授課教師來說,要求具有豐富的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前高校年輕教師大都缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),比較強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué),實(shí)踐動(dòng)手能力相對(duì)薄弱。筆者認(rèn)為通過加強(qiáng)教師培訓(xùn),有計(jì)劃地定期安排教師到企業(yè)、工程一線掛職鍛煉或在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地參加工程實(shí)踐,并鼓勵(lì)教師積極參與各工程領(lǐng)域科技攻關(guān)項(xiàng)目和企業(yè)工程項(xiàng)目研發(fā)工作。這樣既增強(qiáng)了教師自身的工程意識(shí)與工程素質(zhì),也豐富了教學(xué)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),還能幫助教師積累和收集大量實(shí)踐教學(xué)的第一手資料,以便豐富、補(bǔ)充、更新理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

4 結(jié)語

《高頻電子線路》作為一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的電類專業(yè)課,其重要地位毋庸置疑。希望筆者在教學(xué)過程中所做的這些探索與改革能對(duì)《高頻電子線路》教學(xué)有更進(jìn)一步的促進(jìn)作用。

[1]張肅文.高頻電子線路[M].第5版.北京:高等教育出版社,2009.

[2]李士軍,宮鶴,徐艷蕾.“高頻電子線路”教學(xué)研究[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012,7(8):201-202.

[3]陸靜霞,李林,鄒春富.基于仿真軟件的高頻電子線路實(shí)驗(yàn)優(yōu)化[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(5):51-54.

[4]廖惜春.基于工程應(yīng)用的《高頻電子線路》課程教學(xué)研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(4):12-14.

[編輯] 辛長靜

N4

A

1673-1409(2014)22-0116-03

2013-11-20

湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2014591)。

廖永忠(1975),男,副教授,現(xiàn)主要從事信號(hào)處理方面的教學(xué)與研究工作。