“高頻電子線路”課程知識點總結(jié)與教學(xué)實踐

于效宇， 劉 艷

(電子科技大學(xué) 中山學(xué)院， 廣東 中山 528400)

“高頻電子線路”課程知識點總結(jié)與教學(xué)實踐

于效宇， 劉 艷

(電子科技大學(xué) 中山學(xué)院， 廣東 中山 528400)

“高頻電子線路”課程內(nèi)容繁雜、相關(guān)性小，學(xué)生難以建立課程概念，難以總結(jié)教學(xué)內(nèi)容。為了幫助學(xué)生總結(jié)所學(xué)知識，加深對課程的理解，本文對“高頻電子線路”的知識點總結(jié)方式進行了分析和研究，設(shè)計了基于關(guān)鍵詞和知識點網(wǎng)絡(luò)的總結(jié)方法，該總結(jié)方法有助于提高“高頻電子線路”的教學(xué)效果。

高頻電子線路；知識點；教學(xué)實踐

0 引言

“高頻電子線路”課程講述通信電路的基本原理及其實現(xiàn)方法。主要內(nèi)容包括：高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器和調(diào)制解調(diào)電路等，這些電路共同組成了通信系統(tǒng)。由于這些電路的原理、結(jié)構(gòu)和分析方法相關(guān)性小，知識點多，因此不易于建立課程整體概念，不利于知識點之間融會貫通[1-4]。在實際教學(xué)活動中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以解釋某些具體的電路問題，完成具體習(xí)題解答，但是卻難以對課程或某章內(nèi)容進行歸納總結(jié)，此現(xiàn)象一方面體現(xiàn)了部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏貫穿聯(lián)通，另一方面也說明了教學(xué)內(nèi)容過于復(fù)雜，規(guī)律性差，引導(dǎo)性不強。

針對此問題，我們設(shè)計了基于關(guān)鍵詞和知識網(wǎng)絡(luò)的課程總結(jié)方法。此方法采用簡單的關(guān)鍵詞對課程內(nèi)容進行凝練和總結(jié)，降低知識點的記憶難度，利用知識網(wǎng)絡(luò)了解各知識點相互關(guān)系，提高認識層次。實踐證明，此方法可以提高教學(xué)效果。

1 “高頻電子線路”課程總結(jié)方法

課程總結(jié)方法一方面是將課程知識點凝練成一個詞組或一個字，便于學(xué)生記憶，適合基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生跟上教學(xué)進度；另一方面對關(guān)鍵詞含義的延伸和擴展進行解釋和討論，提出圍繞關(guān)鍵詞的知識網(wǎng)絡(luò)，滿足優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。事實上，為知識點選擇關(guān)鍵詞需要對課程內(nèi)容有較深入的理解，選擇關(guān)鍵詞的過程也是深入理解知識點的過程，不同的關(guān)鍵詞以及同一關(guān)鍵詞的不同解釋代表了不同層次的認識。而知識點的延展網(wǎng)絡(luò)又需要對課程內(nèi)容的相關(guān)性進行分析，因此在實際講述過程中，注意增加互動討論環(huán)節(jié)，并通過學(xué)生的討論內(nèi)容了解學(xué)生對知識點的掌握情況，完善具體知識點的總結(jié)內(nèi)容，修正教學(xué)。

理論課程總結(jié)方法示例如下。

1.1 高頻小信號放大器章節(jié)總結(jié)示例

高頻小信號放大器常用來放大天線接收到的微弱信號，由于輸入的信號比較小，因此決定了本章節(jié)的分析方法是線性分析方法。章節(jié)總結(jié)如圖1所示。為了方便學(xué)生記憶，將章節(jié)題目拆分為本章的三個關(guān)鍵詞，即：高頻、小、信號放大器。

圖1 高頻小信號放大器總結(jié)網(wǎng)絡(luò)圖

(1)關(guān)鍵詞“高頻”表示本章節(jié)信號的類型和電路所處的環(huán)境，具體而言就是高頻環(huán)境下信號放大器的特點與區(qū)別：首先需要考慮電感的損耗，其次負載回路是諧振回路。以此延伸，又可以對應(yīng)這兩個知識點的具體內(nèi)容，如對應(yīng)電感損耗的品質(zhì)因數(shù)概念，串并聯(lián)諧振回路的分析等。

(2) 關(guān)鍵詞“小”表示本章節(jié)電路的分析方法，小信號輸入決定了電路可以采用二端口網(wǎng)絡(luò)的線性分析方法，與之對應(yīng)的重點知識是畫二端口等效電路。

(3) 關(guān)鍵詞“信號放大器”指明電路的功能，具體知識對應(yīng)著小信號放大器的技術(shù)指標(biāo)公式和穩(wěn)定性分析。

1.2 高頻功率放大器章節(jié)總結(jié)示例

與上一個示例類似，拆分章節(jié)題目作為本章的兩個關(guān)鍵詞，即：高頻和功率放大器。其中“高頻”關(guān)鍵詞表征信號處于頻率較高的區(qū)域，而“功率放大器”的關(guān)鍵詞則指示了電路要求：轉(zhuǎn)換效率高，只有在高頻場合才可以采用丙類功率放大器提高轉(zhuǎn)換效率。如圖2所示，以關(guān)鍵詞作為知識原點，引出了丙類功率放大器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及分析方法。

圖2 高頻功率放大器總結(jié)網(wǎng)絡(luò)圖

就考試角度而言，圍繞高頻丙類功率放大器的工作原理可以出很多考題，如果學(xué)生不能理解丙類功率放大器的工作特點，僅通過機械記憶的方式很難正確回答。而通過圖2所示的知識點總結(jié)網(wǎng)絡(luò)，能夠方便學(xué)生掌握本章節(jié)內(nèi)容。例如問1：高頻丙類功率放大器的電路結(jié)構(gòu)特點是什么？根據(jù)圖2所示網(wǎng)絡(luò)圖可知，主要特點在于基級負偏置及負載是諧振回路。問2：為什么丙類功率放大器基級負偏置？依然根據(jù)圖2可知，基級負偏置可以使集電極電流在大部分時間內(nèi)為零，因此會降低集電極損耗，提高電路轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)然，學(xué)習(xí)和總結(jié)的目的不是為了應(yīng)付考試，只不過從這個角度而言，通過此圖的總結(jié)方式，學(xué)生能夠較易掌握此知識點。

2 以學(xué)生為主的實驗課程總結(jié)

為了進一步提高實驗教學(xué)的效果，對實驗授課步驟進行改進，在實驗中增加了學(xué)生總結(jié)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的知識總結(jié)能力，在理論課程中也增加了實驗總結(jié)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立理論和實驗的聯(lián)系[5]。我們要求學(xué)生在實驗中做到“離”“理”“利”三個字，即：遠“離”別人的幫助，獨自完成實驗；“理”解實驗的原理，理論聯(lián)系實際；“利”用實驗的機會，提高動手能力。實驗總結(jié)內(nèi)容也采用關(guān)鍵詞及知識網(wǎng)絡(luò)的方法，示例如下。

2.1 集電極調(diào)幅及大信號檢波實驗

實驗知識總結(jié)如圖3所示，此實驗涵蓋調(diào)幅和檢波兩部分內(nèi)容，知識點豐富，實驗內(nèi)容結(jié)合理論知識能夠獲得較好的教學(xué)效果，要求學(xué)生通過調(diào)幅檢波的具體實驗理解調(diào)制和解調(diào)在通信中的作用和意義。實驗采用的是集電極調(diào)幅電路，必須工作在丙類放大器的過壓狀態(tài)，按照理論知識可知，隨著輸入信號Ubm升高，可以讓丙類放大器從欠壓向過壓狀態(tài)過渡，因此升高輸入載波振幅有助于完成實驗。同理，為了完成觀測負峰切割失真現(xiàn)象，如式(1)所示可以增加輸入調(diào)幅波的調(diào)幅指數(shù)ma，式中，RL是負載電阻，R是回路電阻。又如式(2)所示，具體操作是在載波振幅VCT不變的情況下，升高調(diào)制信號振幅UΩm。

圖3 調(diào)幅檢波實驗總結(jié)網(wǎng)絡(luò)圖

(1)

ma=UΩm/VCT

(2)

通過知識點總結(jié)，可以將理論內(nèi)容和實驗步驟有機地結(jié)合起來，從而獲得更好的教學(xué)效果。

2.2 模擬乘法器電路實驗

模擬乘法器能將輸入的信號相乘生成新的頻率分量，因此屬于非線性器件，適用于調(diào)制解調(diào)類的頻率轉(zhuǎn)換電路。實驗中利用模擬乘法器可以實現(xiàn)AM和DSB調(diào)幅信號的產(chǎn)生、同步檢波實驗、鑒頻實驗和混頻實驗，因此實驗關(guān)鍵詞是“乘”，通過外部電路設(shè)置以及輸入信號改變就可以實現(xiàn)多種頻率轉(zhuǎn)換實驗，實驗知識總結(jié)如圖4所示。

圖4 模擬乘法器實驗總結(jié)網(wǎng)絡(luò)圖

3 結(jié)語

精煉的歸納和總結(jié)是高效教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過總結(jié)可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、反思和沉淀課程知識點，提高總結(jié)環(huán)節(jié)的參與度也可以幫助學(xué)生建立獨立思考的能力。

近年來，我們一直對“高頻電子線路”課程進行應(yīng)用型改革，一直采用面向物理現(xiàn)象本質(zhì)的理論推導(dǎo)方法、理論聯(lián)系實際的實驗方式和廣義式課程教學(xué)方法。而通過知識點的有效總結(jié)可以繼續(xù)提升學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。

[1] 汪秋婷, 周選昌, 張翠. “高頻電子線路實驗”課程教學(xué)改革與探索[J]. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2014, 36(5):52-54

[2] 陳松, 郭云林, 潘理, 張國云. “高頻電子線路”課程的教學(xué)模式探索[J]. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2013, 35(2):47-48

[3] 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]. 北京:中國電力教育, 2011, (32)：92

[4] 于效宇, 劉艷. 高頻電子線路廣義教學(xué)法探究[J]. 哈爾濱: 黑龍江教育(高教研究與評估), 2015, (1)：10-11

[5] 劉艷, 于效宇.“高頻電子線路”實驗課程教學(xué)方法研究[J]. 北京:中國電力教育, 2012, (23)：81-82

Knowledge Point Summary and Teaching Practice for High Frequency Electronic Circuit Course

YU Xiao-yu, LIU Yan

(ZhongshanInstitute,UniversityofElectronicScienceandTechnology,Zhongshan528400,China)

High Frequency Electronic Circuit is a complex course with many knowledge points and weak correlation. It is difficult for the students to build concepts and summarize teaching contents. In order to help the students understand the lessons, this paper analyzes and researches a method of knowledge point summary, which is in the basic of keywords and knowledge points network. This summary method may help to improve the teaching effects of High Frequency Electronic Circuit course.

high frequency electronic circuit; knowledge point; teaching practice

2015-05-31;

2015-08- 27

于效宇(1980-)，男，博士，講師，主要從事電子信息基礎(chǔ)理論教學(xué)和測試計量技術(shù)及儀器研究工作，E-mail：47078769@qq.com

G642.0

A

1008-0686(2016)02-0106-03

廣東省高等教育教學(xué)改革項目(GDJG20142516); 電子科技大學(xué)中山學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)項目(JY201406)