“高頻電子線路”課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

周瑩蓮

摘要：針對高頻電子線路課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合課程特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，在課程內(nèi)容的優(yōu)化整合、注重實(shí)效的教學(xué)方法創(chuàng)新和項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)踐能力培養(yǎng)等方面，進(jìn)行探索并運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中，取得提高課程教學(xué)質(zhì)量的效果。

關(guān)鍵詞：高頻電子;課程改革;創(chuàng)新教育

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0126-02

高頻電子線路是電子、通信類的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個專業(yè)課程體系中，處于承上啟下的作用。然而，該課程在教學(xué)過程中有課程難學(xué)、知識難掌握、電路實(shí)驗(yàn)難調(diào)試、教師難教的情況[1，2]。多年來，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法變化不大，存在教材老化、教學(xué)內(nèi)容偏深偏難、只重視理論教學(xué)、對實(shí)踐教學(xué)總是不太理想等問題。學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)效果都很一般，即使教師用盡全力帶動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，卻效果總是不佳。因此，高頻電子線路課程的教學(xué)改革迫在眉睫，如何對高頻電子線路的教學(xué)進(jìn)行深入研究，與時俱進(jìn)，更新教學(xué)思維，改進(jìn)和創(chuàng)新教學(xué)方法，以便使學(xué)生更好地理解和掌握課程知識，帶著濃厚的興趣研學(xué)這門課，是一個迫切需要解決的問題。

一、依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定人才培養(yǎng)模式

依據(jù)湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求，高頻電子線路課程可從理論、實(shí)踐和創(chuàng)新三個方面加強(qiáng)對學(xué)生的培養(yǎng)。在要求學(xué)生熟練掌握基本理論的同時，積極引導(dǎo)他們理解與應(yīng)用知識，促進(jìn)理論和實(shí)踐的緊密聯(lián)系，做到理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生課外創(chuàng)新活動的有機(jī)結(jié)合，相互促進(jìn)。通過組織學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、電子設(shè)計(jì)競賽和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等活動，提高他們學(xué)以致用的能力，形成知識、能力和素質(zhì)相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。

二、優(yōu)化構(gòu)建合理協(xié)調(diào)的課程內(nèi)容

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電子行業(yè)對知識結(jié)構(gòu)的需求也發(fā)生著變化。傳統(tǒng)高頻電子線路的理論需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行更新，這就要求高頻電子線路的教學(xué)大綱需要不斷完善以適應(yīng)新要求。此外，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)論的得出往往有較為復(fù)雜的算法推導(dǎo)，學(xué)生對知識的理解和掌握有一定難度，學(xué)習(xí)起來不免感覺乏味[3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是理論的驗(yàn)證，還能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)習(xí)主動性，提高創(chuàng)新實(shí)踐能力。因此，如何處理好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系，合理分配兩者在學(xué)習(xí)中所占的內(nèi)容和學(xué)時比例，顯得尤為重要。

基于以上理念，我們借助學(xué)校進(jìn)行人才培養(yǎng)方案修訂的機(jī)會，對高頻電子線路課程的教學(xué)大綱進(jìn)一步做了優(yōu)化調(diào)整，充實(shí)部分教學(xué)內(nèi)容，減少傳統(tǒng)內(nèi)容的學(xué)時數(shù)，提高新技術(shù)和新應(yīng)用的課時數(shù)，對理論和實(shí)踐的課時比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，構(gòu)建出協(xié)調(diào)的理論與實(shí)踐教學(xué)關(guān)系。例如，高頻小信號放大器的主要內(nèi)容包括兩個部分，本文著重強(qiáng)調(diào)LC選頻網(wǎng)絡(luò)的重要性，要求學(xué)生必須完全掌握LC選頻原理，將高頻功率放大器內(nèi)容調(diào)整到課程最后講述。學(xué)生學(xué)習(xí)完非線性概念、掌握非線性電路的分析方法后，學(xué)習(xí)高頻功率放大器這個內(nèi)容就會比較容易。在講述諧振功率放大器的應(yīng)用電路時，學(xué)生聽起來會比較容易，易于接受，因此，要放到前面講、重點(diǎn)講。講述混頻電路、調(diào)制與解調(diào)電路時，只需要說明信號的流向、頻率變換和性能指標(biāo)，強(qiáng)調(diào)這些電路是乘法器在頻譜搬移電路中的應(yīng)用。這種安排可以節(jié)省學(xué)時，使學(xué)生理解并掌握頻譜搬移的概念，將前后所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來，加深理解與記憶。

在理論部分的調(diào)整，不是通過簡單地減少課時，而是通過教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整來獲得。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，增加設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以克服以往教學(xué)偏重理論的傾向。比如，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，增加學(xué)生感興趣的電路設(shè)計(jì)及實(shí)際調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，教師把部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容半開放，讓學(xué)生參與。此外，采用項(xiàng)目化的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程。對常見的收音機(jī)制作，按照項(xiàng)目化要求將整個項(xiàng)目分為幾個子項(xiàng)目，包括收音機(jī)系統(tǒng)總體方案分析、子模塊電路仿真設(shè)計(jì)、收音機(jī)電路原理圖、元器件識辨和性能測試、電路板焊接與整機(jī)調(diào)試、收音機(jī)主要性能指標(biāo)測試等。

三、注重實(shí)效的教學(xué)方法

高頻課程的知識點(diǎn)較為抽象，很多學(xué)生無法形成對本課程的感性認(rèn)識，雖能夠解題和分析電路，但沒有真正理解和掌握課程相關(guān)知識的本質(zhì)[4]。因而，教師要將難點(diǎn)分散，重點(diǎn)突出，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

1.由實(shí)例引入導(dǎo)出理論教學(xué)方法。傳統(tǒng)的理論課講授是從公式開始的，然后推出所有的結(jié)論及物理意義，以幫助學(xué)生提高理論認(rèn)識，加深理解。然而，在教學(xué)開始之時，能容易地吸引學(xué)生的興趣，但面對算法的推導(dǎo)時，他們卻望而生畏[5]。因此，在教學(xué)過程中，教師要利用現(xiàn)實(shí)的實(shí)物、現(xiàn)象說明本質(zhì)，引出與之對應(yīng)的高頻理論，引導(dǎo)學(xué)生從一個“已知的現(xiàn)象或事物”提出實(shí)際問題，對現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，通過理論推導(dǎo)得出結(jié)論，以理論驗(yàn)證物理現(xiàn)象的本質(zhì)。例如，在講述調(diào)幅原理時，我們一般會從現(xiàn)實(shí)中找到對應(yīng)實(shí)物，如調(diào)幅收音機(jī)、對講機(jī)等。然后，從聲音的傳播速度切入，為什么聲音傳不遠(yuǎn)？如何傳送得遠(yuǎn)一點(diǎn)？通俗一點(diǎn)講，我們?yōu)槭裁匆嚾ズ苓h(yuǎn)的地方？有沒有可能讓聲音信號坐上車，車是什么？就是載波！這樣一步一步地讓學(xué)生逐步明白調(diào)幅中的兩個元素：信號與載波，提出調(diào)幅的本質(zhì)即頻譜搬移，并通過公式推導(dǎo)完成驗(yàn)證。通過這個過程，學(xué)生基本上能夠?qū)⒄{(diào)幅的原理吃透，同時印象深刻。

2.理論與實(shí)踐的結(jié)合。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，我們在課堂理論教學(xué)中增進(jìn)實(shí)驗(yàn)演示。在多媒體教室的計(jì)算機(jī)中，預(yù)先安裝電路仿真軟件（例如multisim軟件）[6]，在講授理論知識時，如果遇到概念不夠直觀的內(nèi)容，現(xiàn)場采用EDA仿真演示，通過實(shí)際電路的演示效果達(dá)到使抽象概念形象化的目的。例如，在分析FM波和AM波時，通過引入動畫演示，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從感官上認(rèn)識FM波、AM波的頻率與幅度隨調(diào)制信號變化的規(guī)律，找到它們之間的區(qū)別，加深對理論的理解。這種教學(xué)方法在節(jié)省授課時間的同時，能夠活躍課堂氣氛，提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

3.引問題，重參與。在課堂教學(xué)中，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)[7]。通過問題的引入，吸引學(xué)生的興趣。比如，講述調(diào)制的時候，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？在講述接收端電路的時候，提出：為什么要加入混頻器和中頻放大器？不加會產(chǎn)生什么問題？在講解功放電路中，結(jié)合模擬電子知識，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，在教師的指導(dǎo)下對問題進(jìn)行回顧和總結(jié)，以求加深學(xué)生的理解。

在實(shí)踐教學(xué)中，對電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，先給出原理圖，結(jié)合理論知識讓學(xué)生判斷功能電路是否可行，通過EDA軟件進(jìn)行電路仿真驗(yàn)證。由于給出的電路圖部分參數(shù)需要調(diào)節(jié)或部分電路需要改進(jìn)，這些留下的改進(jìn)設(shè)計(jì)空間，便給學(xué)生提供實(shí)際設(shè)計(jì)的過程，同時也讓他們加深理論知識的理解，在實(shí)際動手操作調(diào)試方面讓學(xué)生參加，增強(qiáng)動手能力。

四、項(xiàng)目參與提升能力

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是集中檢驗(yàn)電子信息類專業(yè)學(xué)生整體設(shè)計(jì)能力與水平的賽事，一定程度上反映高校電子技術(shù)課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)的水平。從近年大賽試題與高頻有關(guān)的題目來看，無論全國性還是地區(qū)性的電子設(shè)計(jì)大賽，都加強(qiáng)了對高頻無線通信、模擬電子等具有實(shí)際操作技術(shù)知識的考核力度，高頻電子線路在電子設(shè)計(jì)大賽中發(fā)揮重要作用。因此，教師要鼓勵學(xué)生積極參與學(xué)科競賽，通過競賽中的真槍實(shí)彈練習(xí)鞏固已學(xué)知識，擴(kuò)展課外知識，鍛煉提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。學(xué)生也應(yīng)通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)電路，直至把作品調(diào)試出來，讓自己的能力得到極大提高。

五、結(jié)束語

高頻電子線路課程對學(xué)生專業(yè)思維的養(yǎng)成起著重要的作用，在教學(xué)中，要把理論講授與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，實(shí)時更新與新技術(shù)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。不斷探索新的教學(xué)方法和手段，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐教學(xué)水平。我校學(xué)生積極參加全國、省及學(xué)校組織的各類電子設(shè)計(jì)大賽，在與高頻電子線路課程密切相關(guān)的項(xiàng)目中獲得較好成績，初步體現(xiàn)該課程改革的效果。

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