淺談高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革

劉旭

（重慶電子工程職業(yè)學(xué)院，中國 重慶401331）

0 引言

“高頻電子線路”是電子及通信類各專業(yè)學(xué)生至關(guān)重要的一門課程，該課程理論性很強(qiáng)，對數(shù)學(xué)和電路基礎(chǔ)分析能力要求較高，同時(shí)也是一門專業(yè)性和實(shí)用性很強(qiáng)的課程。該課程遵循了無線通信工程建設(shè)中“信號產(chǎn)生、信號的發(fā)射、信號的接收”這一主線，以真實(shí)的無線通信工程項(xiàng)目為載體，高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課是高頻電子線路理論課的輔助課程。在實(shí)驗(yàn)的過程中可以獲取豐富的知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有助于理論的學(xué)習(xí)，加深對理論知識的理解。所以要學(xué)好理論課，實(shí)驗(yàn)課程就顯得尤其重要。

1 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程存在的問題

在當(dāng)前高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中還存在很多的問題：一是實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，維護(hù)不到位，使得很多實(shí)驗(yàn)效果較差，不利于學(xué)生對課堂理論的驗(yàn)證；二是實(shí)驗(yàn)用的高頻儀器學(xué)生要完全熟練掌握有一定的難度，很多儀器在使用過后，第二次做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候?qū)W生又不會正確的使用，不利于實(shí)驗(yàn)課的正常進(jìn)行；三是實(shí)驗(yàn)與理論的嚴(yán)重脫節(jié)，很多學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，對理論根本不清楚，實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證什么事茫然的，失去了實(shí)驗(yàn)課的意義；四是做實(shí)驗(yàn)變成看實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室只有少數(shù)學(xué)生在動手做實(shí)驗(yàn)，大多學(xué)生是看實(shí)驗(yàn)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告就使用別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不利于提高學(xué)生的動手能力；五是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題無法單獨(dú)解決問題，總是依賴?yán)蠋煟焕趯W(xué)生實(shí)踐能力的提高。六是實(shí)驗(yàn)室的利用效率低，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都是老師安排實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生才有機(jī)會進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，平時(shí)沒有對廣大有實(shí)驗(yàn)需求的學(xué)生開放。所以為了學(xué)生能真正的理論聯(lián)系實(shí)際，更好的加深對抽象理論知識的理解，提高其實(shí)際動手能力，獨(dú)立解決問題的綜合能力，對高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段、教學(xué)方法的改革迫在眉睫。

2 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革方案

針對高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程的難度及當(dāng)今存在的現(xiàn)狀，筆者做了以下幾方面的措施。

2.1 采用“三個(gè)階段、四個(gè)環(huán)節(jié)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

“三個(gè)階段、四個(gè)環(huán)節(jié)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。三個(gè)階段指的是實(shí)驗(yàn)前的集中講解、實(shí)驗(yàn)過程中的指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)后的集中點(diǎn)評。每個(gè)實(shí)驗(yàn)階段分四個(gè)環(huán)節(jié)。集中講解階段包含的四個(gè)環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講解、實(shí)驗(yàn)方法的講解、實(shí)驗(yàn)步驟的講解、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫要求講解。通過集中講解，進(jìn)一步加深學(xué)生的理論知識的理解，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)階段包含的四個(gè)環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確認(rèn)指導(dǎo)。通過實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)，使學(xué)生更好更準(zhǔn)確的觀察到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，正確的記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)后集中點(diǎn)評包含的四個(gè)環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的點(diǎn)評、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象點(diǎn)評、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理點(diǎn)評，實(shí)驗(yàn)結(jié)論點(diǎn)評。通過點(diǎn)評使學(xué)生明白自己對理論知識理解哪些地方還不夠徹底，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析還有哪些不到位的地方。通過這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)驗(yàn)效率，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和提高學(xué)生測量數(shù)據(jù)的處理分析能力。

2.2 采用小組討論制，提高學(xué)生的解決問題的能力

高頻電子線路由于工作在高頻的條件下，電路的電阻、電容、電感的特性與低頻比較都發(fā)生了變化。即使做實(shí)驗(yàn)用的導(dǎo)線，因趨膚效應(yīng)，導(dǎo)線的電阻和電感量也會隨著頻率變化。高頻電路本身又容易受到外界環(huán)境因數(shù)的干擾，加上受電路參數(shù)的影響，使高頻電路實(shí)驗(yàn)比低頻電路的實(shí)驗(yàn)要復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)的過程中可能會因?yàn)閷?dǎo)線的長短或元件位置的改變都可能造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差，或者由于實(shí)驗(yàn)過程的不嚴(yán)謹(jǐn)都會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不正常，甚至觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。所以在高頻實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會遇到比在低頻實(shí)驗(yàn)中更多的問題，在遇到這些問題的時(shí)候，學(xué)生大多不會自己解決，通常是一有問題就找老師，不利于學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力的提高。這時(shí)候，需要建立小組討論制，就是以幾個(gè)人一組，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，每一個(gè)同學(xué)都提出自己的分析過程，然后大家討論出結(jié)論，最后由老師進(jìn)行點(diǎn)評，學(xué)生自己解決問題。這種小組討論制，使每一學(xué)生都正真投入到實(shí)驗(yàn)中，通過對問題的分析，進(jìn)一步加深學(xué)生對理論知識的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，并有助于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的綜合能力。

2.3 采用虛實(shí)結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

高頻電子線路實(shí)驗(yàn)枯燥，部分學(xué)生興趣不大，針對此我們可以將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與用虛擬仿真軟實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來。目前比較常用的軟件有Protel、Matlab、Pspice、Multisim等。以“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”——MultiSim為例，在用該軟件創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，元器件和測試儀器均可以直接從屏幕圖形中選取，而且測試儀器的圖形與實(shí)物外形基本相似。利用MultiSim仿真軟件進(jìn)行高頻電子實(shí)驗(yàn)過程，不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元器件短缺以及規(guī)格不符合要求等因素，還能利用軟件中提供的各種分析方法，幫助學(xué)生更快、更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，加深對概念、原理的理解，并能使學(xué)生更快地熟悉常用的電子儀器的測量方法，提高學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生思維；這樣在接下來的實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，再將實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)與虛擬實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生差別的原因。通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與仿真試驗(yàn)相結(jié)合，充分利用各自的優(yōu)勢，相互彌補(bǔ)各自的不足。

2.4 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課的考核機(jī)制，督促學(xué)生認(rèn)真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)課其實(shí)比理論課更重要，不僅僅可以使學(xué)生鞏固理論知識，還能全面提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，以及發(fā)現(xiàn)問題解決問題的全面綜合能力。在大多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)室被學(xué)生當(dāng)成是玩的地方，由于畏難情緒，很多學(xué)生到了實(shí)驗(yàn)室后不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，甚至有學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做與實(shí)驗(yàn)完全不相干的事情，課后抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣的實(shí)驗(yàn)課對學(xué)生來說毫無意義，也沒有達(dá)到課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)的目的。為了使實(shí)驗(yàn)課正真能夠達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目的，必須使每一個(gè)學(xué)生都認(rèn)真的投入到實(shí)驗(yàn)中。所以增加實(shí)驗(yàn)課的考核就顯得非常必要，尤其是靈活多樣實(shí)驗(yàn)考核方式，是達(dá)到設(shè)置實(shí)驗(yàn)課目的的保證?？己朔绞揭唬合抡n前隨機(jī)抽取10%的學(xué)生快速的把實(shí)驗(yàn)做一遍，并進(jìn)行成績記錄，通常認(rèn)真了實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，都能快速完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；考核方式二：對每一個(gè)同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，期末從已經(jīng)做過的多個(gè)實(shí)驗(yàn)隨機(jī)抽取一個(gè)，要求學(xué)生能說出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出分析，并記錄成績；當(dāng)然還有許多考核方式，老師可以自行選擇一種合適的考核方式，通過這樣一些考核方式，目的是促使每一個(gè)學(xué)生能夠正真的認(rèn)真的完成每一預(yù)定的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)的目的。

2.5 開放實(shí)驗(yàn)室，方便學(xué)生隨時(shí)復(fù)習(xí)鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

現(xiàn)在的課程實(shí)驗(yàn)，基本都是老師安排的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，平時(shí)學(xué)生沒有做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)課上，由于資源的有限性，不可能每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會動手做實(shí)驗(yàn)；由于高頻實(shí)驗(yàn)本身比較復(fù)雜，很多實(shí)驗(yàn)在課內(nèi)安排的實(shí)驗(yàn)根本在課內(nèi)無法做完。所以對學(xué)生全天候開放實(shí)驗(yàn)室就很有必要。如果實(shí)驗(yàn)室開放，學(xué)生可以在老師安排的實(shí)驗(yàn)課前自己把實(shí)驗(yàn)做一遍，以便掌握實(shí)驗(yàn)過程中的一些難點(diǎn)；同時(shí)學(xué)生課堂上沒有做完的實(shí)驗(yàn)，也可以在自己的課余時(shí)間繼續(xù)做完實(shí)驗(yàn)。開放式實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮著巨大作用，它可以提供一個(gè)發(fā)揮個(gè)人潛能的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,并能適應(yīng)不同水平和能力的學(xué)生的要求，從而使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)；開放式實(shí)驗(yàn)室可以為學(xué)生提供更多自己動手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，這對提高學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立操作能力以及從事實(shí)驗(yàn)研究的興趣是非常重要的；開放式實(shí)驗(yàn)室能鼓勵(lì)學(xué)生參與科研活動,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)這樣不僅僅可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，保證實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量，還能提高實(shí)驗(yàn)室的利用效率，使實(shí)驗(yàn)室更好的服務(wù)于教學(xué)。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明經(jīng)過以上五點(diǎn)措施改革后，改變了學(xué)生高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的被動狀況，學(xué)習(xí)的主動性增強(qiáng)了，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ驳玫搅孙@著提高。從而極大地發(fā)揮了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。提高了本課程的教學(xué)質(zhì)量。

［1］劉旭.高頻電子技術(shù)虛擬儀器應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2012.

［2］于海勛,鄭長明.高頻電路實(shí)驗(yàn)與仿真[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

［3］徐善永,黃友鎖.高頻電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].中國電力教育,2012,21.

［4］王海波,孫青竹.提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,7(28).