高頻電子線路廣義教學(xué)法探究

摘 要：高頻電子線路是電子信息專業(yè)的基礎(chǔ)課，其課程的主要理論和相近科目與自然科學(xué)存在千絲萬縷的聯(lián)系。采用廣義教學(xué)法講授該門課程，可以幫助學(xué)生建立課程內(nèi)容之間的聯(lián)系，明確概念，從而提升該門課程的教學(xué)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：高頻電子線路;廣義教學(xué)法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2015）01-0010-02

由于教學(xué)院校地處經(jīng)濟(jì)活躍的珠三角，因此應(yīng)用型人才是電子科技大學(xué)中山學(xué)院一直堅(jiān)持的培養(yǎng)方向。如何讓教學(xué)活動向應(yīng)用型靠攏，符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案是教學(xué)改革的重要目標(biāo)。

應(yīng)用型人才不同于原來的精英式本科教育，又和高職高專教育區(qū)分。高頻電子線路課程知識點(diǎn)分散，理論性較強(qiáng)，要求學(xué)生具有一定的信號分析和電路分析能力，一直都是學(xué)生心目中的難課[1-2]。應(yīng)用型人才的特點(diǎn)決定了講授的方法既要符合中山學(xué)院學(xué)生的基本情況，又不能迎合部分學(xué)生畏難的學(xué)習(xí)情緒。因此為了進(jìn)一步提升授課效果，設(shè)計(jì)了廣義教學(xué)方法，此方法采用建立聯(lián)系、強(qiáng)調(diào)本質(zhì)的理論講授方式，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又不回避理論難點(diǎn)保證知識含量。

一、廣義教學(xué)法運(yùn)用的意義

針對工科人才培養(yǎng)的具體問題，對高頻電子線路課程進(jìn)行了廣義式教學(xué)改革。

高頻電子線路只是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但卻是了解電子信息專業(yè)乃至整個工科的一扇窗戶，其課程的主要理論都和相近科目甚至是其他自然科學(xué)，人文科學(xué)具有千絲萬縷的關(guān)系。如果在講述中幫助學(xué)生建立聯(lián)系，明確概念，教學(xué)質(zhì)量會得到大幅提高[3-4]。本教學(xué)法的順利實(shí)施可以幫助學(xué)生掌握高頻電子線路課程學(xué)習(xí)方法，形成的廣義課程教學(xué)方法不僅適用于高頻電子線路課程，還可以在其他課程中進(jìn)行推廣。

二、廣義教學(xué)法的內(nèi)涵與特征

廣義，相對狹義而言。事物定義適用的范圍有大有小，大者為廣義。對于課程的理解也有廣義和狹義之分，事實(shí)上，電子信息學(xué)科各課程之間存在密切聯(lián)系，如果只是在某一單獨(dú)課程的立場上理解問題，肯定會增加學(xué)習(xí)的難度。以高頻電子線路與部分課程關(guān)系為例。模擬電子線路和電路分析課程為高頻電子線路提供電路分析的知識儲備，信號與系統(tǒng)為其提供信號分析的基礎(chǔ)知識，而高頻電子線路又是通信原理的基礎(chǔ)課程。除此之外，高頻電子線路還與高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等眾多課程存在各種聯(lián)系[5]。如果相關(guān)基礎(chǔ)課程掌握不牢的話，學(xué)習(xí)高頻電子線路的確存在一定困難。另一方面，在學(xué)習(xí)高頻電子線路的同時，也能夠?qū)χR進(jìn)行回溯式學(xué)習(xí)，利用高頻課程的講述加深專業(yè)認(rèn)識，理解相關(guān)基礎(chǔ)課程。因此，為了幫助學(xué)生掌握高頻電子線路甚至是其他課程，在講授中適當(dāng)跳出課程，通過介紹其他課程或其他知識來輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，可以有效地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而提升授課效果。

三、廣義教學(xué)法的運(yùn)用策略

科學(xué)知識并不處在高高在上的神壇令人仰望，而是生產(chǎn)生活的一個映射，是認(rèn)識世界的一個窗口，高頻電子線路必然和生活中的一些現(xiàn)象一些事情相對應(yīng)，如果找到這些對應(yīng)之處，通過廣義講授就可以改進(jìn)教學(xué)。

（一）振蕩條件講授方法

以正弦波振蕩器的振蕩條件講授為例，傳統(tǒng)講授方法從振蕩器工作原理入手，通過電路和信號分析，最終得到振蕩條件結(jié)論，盡管推導(dǎo)詳盡，思路嚴(yán)謹(jǐn)，但并不受學(xué)生歡迎，也難以幫助學(xué)生建立振蕩器的概念。采用廣義教學(xué)法用生活中常見現(xiàn)象比擬振蕩器，例如以蕩秋千比擬振蕩器振蕩，在蕩秋千起步階段，振蕩的幅度需要從無到有地建立起來，希望每一次都比上一次蕩得更高，符合A0F>1的起振條件;當(dāng)秋千蕩到一定高度保持即可，符合AF=1的平衡條件;蕩秋千無論初始時刻還是普通時刻，都需要掌握力的方向，符合φA+φF=2nπ（n=0，1，2…N）的相位條件。另外蕩秋千要不停修正力度和方向，符合穩(wěn)定條件。

通過上述事例的廣義講述，將日常生活和高頻電子線路有機(jī)聯(lián)系起來，學(xué)生能夠快速掌握振蕩器的工作原理，還能夠利用日常物理現(xiàn)象進(jìn)行相似性記憶，減少了畏難情緒，提高了學(xué)習(xí)的積極性。

（二）丙類功率放大器弱過壓區(qū)應(yīng)用講授方法

根據(jù)丙類功率放大器負(fù)載特性可知，臨界狀態(tài)輸出功率最大，轉(zhuǎn)換效率也不低，常用于輸出級。在弱過壓工作狀態(tài)，當(dāng)諧振電阻變化時，輸出信號電壓振幅Ucm變化較小，多用于需要維持輸出電壓比較平穩(wěn)的場合，常應(yīng)用于發(fā)射機(jī)的中間放大級。實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，抑制各級之間相互干擾是普遍考慮的設(shè)計(jì)問題，在講授中可以與電路設(shè)計(jì)思想聯(lián)系舉例，再擴(kuò)展思維思考，古人云“不以物喜，不以己悲”是人生的境界，丙類功率放大器在弱過壓區(qū)，輸出電壓不隨負(fù)載的變化而變化（近似認(rèn)為），也達(dá)到了“不以物喜，不以己悲”的境界，自然是“好修養(yǎng)”的電路。

學(xué)生在聽講過程中，往往感嘆類似高頻電子線路的工科課程竟然可以和古詩詞找到關(guān)系。與此同時，也理解了丙類功率放大器的弱過壓應(yīng)用原理。

（三）集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)原理講授方法

廣義教學(xué)不僅是用生活的例子比擬理論內(nèi)容，也可以用理論內(nèi)容去指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。以集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)為例。集電極調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生經(jīng)常無法獲得正常的調(diào)幅波形，原來講授方法是要求學(xué)生升高輸入載波電壓完成實(shí)驗(yàn)，盡管學(xué)生能夠完成實(shí)驗(yàn)，但是不會理解升高輸入電壓的作用。

與丙類放大器動態(tài)特性知識聯(lián)系可知，若電源電壓變化，則動態(tài)線隨VCC值的不同平行移動。在欠壓及臨界狀態(tài)時，VCC的改變對集電極電流脈沖的振幅與通角的影響極小，因此分解出的基波電流變化也很小，回路上的輸出電壓的變化隨著變小，這就是說在欠壓區(qū)內(nèi)不能產(chǎn)生有效的調(diào)幅作用。未產(chǎn)生調(diào)幅波形的實(shí)驗(yàn)電路基本處于此工作狀態(tài)下。當(dāng)動態(tài)特性曲線進(jìn)入過壓區(qū)后，集電極電流脈沖的振幅下降，出現(xiàn)凹頂脈沖。在這種情況下，分解出的基波電流隨集電極電壓VCC的變化而變化，輸出高頻電壓的振幅也會隨之變化，實(shí)現(xiàn)了集電極調(diào)幅。

因此，令集電極調(diào)幅電路工作在過壓狀態(tài)是本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。通過升高輸入電壓，可以令丙類功率放大器的工作狀態(tài)從欠壓向過壓過渡，從而完成實(shí)驗(yàn)。通過講授，學(xué)生認(rèn)識到了即使只是升高輸入電壓也和理論內(nèi)容緊密聯(lián)系，在實(shí)驗(yàn)的同時鞏固了理論知識，達(dá)到了教學(xué)的目的。

四、精選課程作業(yè)

作業(yè)可以幫助學(xué)生梳理課程，復(fù)習(xí)知識，是教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。為了熟能生巧，教師往往希望作業(yè)多一些;為了減少課業(yè)壓力，學(xué)生往往希望作業(yè)少一些。因此作業(yè)量的權(quán)衡和作業(yè)內(nèi)容的選擇需要進(jìn)行仔細(xì)思量。根據(jù)本校學(xué)生的實(shí)際情況，作業(yè)安排如下。

1.高頻小信號放大器作業(yè)題目為2-11，此題目知識點(diǎn)包括：（1）二端口等效電路;（2）品質(zhì)因數(shù);（3）電路技術(shù)指標(biāo)（電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)等）;（4）電路穩(wěn)定性;（5）多級電路指標(biāo)。作業(yè)要求：等效電路分三步化簡：（1）高頻交流等效;（2）二端口等效;（3）系數(shù)轉(zhuǎn)換。

2.高頻功率放大器作業(yè)題目是3-9，此題目知識點(diǎn)包括：（1）二端口等效電路;（2）品質(zhì)因數(shù);（3）電路技術(shù)指標(biāo)（電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)等）;（4）電路穩(wěn)定性;（5）多級電路指標(biāo)。作業(yè)要求：在原始題目上增加負(fù)載特性內(nèi)容。上升Rp畫出臨界狀態(tài)動態(tài)特性折線，分析臨界狀態(tài)的電路指標(biāo)。

3.正弦波振蕩器作業(yè)題目是試談對正弦波振蕩器

的理解，或講述本章知識重點(diǎn)及難點(diǎn)。作業(yè)要求：（1）字?jǐn)?shù)不限;（2）體裁不限。

4.振幅調(diào)制與解調(diào)作業(yè)題目是5-21，此題目知識點(diǎn)包括：（1）調(diào)幅波波形圖;（2）調(diào)幅波電路技術(shù)指標(biāo);（3）檢波電路技術(shù)指標(biāo);（4）檢波失真現(xiàn)象。作業(yè)要求：在原始題目上增加調(diào)幅波波形圖和技術(shù)指標(biāo)分析。

5.振幅調(diào)制與解調(diào)作業(yè)題目是6-14，此題目知識點(diǎn)包括：（1）調(diào)頻波波形圖;（2）調(diào)頻波電路技術(shù)指標(biāo);（3）變?nèi)荻O管調(diào)頻電路分析。作業(yè)要求：在原始題目上增加調(diào)頻波波形圖和技術(shù)指標(biāo)分析。

需要說明的是，習(xí)題對應(yīng)教材為陽昌漢主編《高頻電子線路》（第三版），哈爾濱工程大學(xué)出版社出版。如前所述，課程作業(yè)共五次，每次一題，作業(yè)量較少，減少了學(xué)生的課業(yè)壓力，另外通過在教材原有習(xí)題的基礎(chǔ)上增加新問題，將課程知識點(diǎn)廣義連接，作業(yè)知識點(diǎn)基本涵蓋了大綱要求，保證了作業(yè)效果和目的。需要指出，第三次作業(yè)即正弦波振蕩器一章作業(yè)是作文式題目，屬于教學(xué)實(shí)驗(yàn)式作業(yè)，作業(yè)效果非常理想，盡管字?jǐn)?shù)不限，但是學(xué)生都精心完成，并未敷衍了事。體裁不限，有些學(xué)生用打油詩的方式講述對振蕩器的理解，有些用框圖描述振蕩器的知識內(nèi)容。從中可以發(fā)現(xiàn)，只要教學(xué)形式新穎得當(dāng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力是無窮的，教學(xué)效果自然可以保證。

應(yīng)用式教育不是實(shí)訓(xùn)教育，應(yīng)用型人才也需要理論知識作為發(fā)展基礎(chǔ)。廣義式教學(xué)不是浪費(fèi)教學(xué)時間“閑扯”，也不會回避課程中的知識重點(diǎn)和難點(diǎn)，只是通過強(qiáng)調(diào)事物本質(zhì)的理論講授方式，廣泛地建立聯(lián)系，廣泛地理解問題提高教學(xué)質(zhì)量。其教學(xué)形式較新穎，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從根本上解決教學(xué)問題。通過本年度的教學(xué)改革，學(xué)生的逃課情況、作業(yè)作弊情況均有所下降，課程知識掌握情況也較為理想。

參考文獻(xiàn)：

[1]于效宇，劉艷.基于應(yīng)用式教學(xué)的“高頻電子線路”學(xué)時改革[J].中國電力教育，2011，（32）.

[2]于效宇，劉艷.高頻電子線路教學(xué)方法研究與改進(jìn)[J].中國電力教育，2010，（30）.

[3]劉艷，于效宇.“高頻電子線路”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法研究[J].中國電力教育，2012，（23）.

[4]于效宇，劉艷，楊會志.基于頻譜分析的高頻電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].中國電力教育，2013，（19）.

[5]陳松，郭云林，潘理.“高頻電子線路”課程的教學(xué)模式探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（2）.