非線性電子線路的教學(xué)方法探討

尹軍祖

（中國(guó)人民公安大學(xué)，北京100038）

0 引言

非線性電子線路是信息通信技術(shù)方向的一門兼具理論性和實(shí)踐性的重要課程，這在學(xué)生今后從事相關(guān)工作中起著重要的作用。學(xué)生學(xué)習(xí)完本課程后，了解掌握電子線路中組成模塊電路的原理，可以更好地深入學(xué)習(xí)其他專業(yè)知識(shí)。

當(dāng)前，高等院校對(duì)非線性電子線路課程主要是課堂上進(jìn)行理論授課，然后實(shí)驗(yàn)室安排實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，而且實(shí)驗(yàn)方面電路及參數(shù)也主要以書本為主，造成學(xué)生缺少機(jī)會(huì)自主設(shè)計(jì)通信電路。在傳統(tǒng)的應(yīng)試教育中，往往是重教輕學(xué)，著重注意對(duì)學(xué)生的灌輸引導(dǎo)，而忽視了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力，所以學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍感覺缺乏興趣，難度較大。其次，當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對(duì)于之前知識(shí)的掌握情況參差不齊，分析開放性、理論性問題的能力普遍不強(qiáng)；雖具有一定的動(dòng)手能力，但對(duì)于學(xué)習(xí)的鉆研性不強(qiáng)；對(duì)于實(shí)驗(yàn)等重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)缺少自主設(shè)計(jì)，無法將理論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合起來[1]。因此要充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)，更新教育理念，最大限度地鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)新技能，掌握新知識(shí)，提高分析問題的能力，突出基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用[2]。

1 國(guó)內(nèi)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題

目前，我國(guó)一直有著培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的要求，但是課程總體上以理論為主，實(shí)踐少，與前面基礎(chǔ)知識(shí)聯(lián)系性不強(qiáng)，使學(xué)生逐漸會(huì)喪失學(xué)習(xí)興趣。在傳統(tǒng)的電子線路的教學(xué)中，一般都是采用課堂進(jìn)行理論推導(dǎo)，電路形式、概念多，而且分析方法多，教師授課時(shí)雖然講解得面面俱到，但是容易造成課程內(nèi)容分不清主次，學(xué)生們一頭霧水。雖然這樣可以使學(xué)生易于理解理論知識(shí)，但是對(duì)于提升學(xué)生的電路連接設(shè)計(jì)能力是不夠的[3]。學(xué)生通過電腦軟件Multisim進(jìn)行模擬，按照實(shí)驗(yàn)步驟連接、調(diào)試參數(shù)就可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但不能理解電路原理，也不能將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)電路連接起來，更加造成了學(xué)生對(duì)于此項(xiàng)課程的抵制心理，實(shí)驗(yàn)也是以一種應(yīng)付的心理，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)成了一項(xiàng)工作，從而弱化了實(shí)驗(yàn)的效果。

1.1 課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容較多，但教學(xué)課時(shí)較少

非線性電子線路課程教學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，且是承上總結(jié)的一章，其中的理論性、工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。而且需要足夠的實(shí)踐設(shè)計(jì)來鞏固學(xué)生的掌握情況，但在現(xiàn)在教學(xué)過程中會(huì)存在因課時(shí)較少，導(dǎo)致課程教學(xué)內(nèi)容減少，更是削減了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的缺失。

1.2 教學(xué)方式的缺陷

現(xiàn)在的教學(xué)課堂上偏重教師向?qū)W生灌輸理論知識(shí)點(diǎn)，注重課上內(nèi)容的講解，缺乏對(duì)于電路原理概念與實(shí)際應(yīng)用方面的講解，使之逐漸變成了一門理論和計(jì)算的數(shù)學(xué)課，學(xué)生對(duì)此失去興趣。而且教師在授課時(shí)可能會(huì)存在單一的教學(xué)方式，例如，單純地依靠板書教學(xué)或多媒體課件進(jìn)行講解，教學(xué)方式單一的情況更加嚴(yán)重，這樣也會(huì)影響教學(xué)的效果，難以達(dá)到期望的教學(xué)效果。

1.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)的不完善

實(shí)踐環(huán)節(jié)是重要的組成部分，對(duì)于提高學(xué)生實(shí)踐和綜合能力非常重要，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一般應(yīng)包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)。很多情況下只保留課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)因種種原因未安排，從而造成學(xué)生動(dòng)手能力的缺失，達(dá)不到課程中各個(gè)實(shí)驗(yàn)想要達(dá)到的效果。由于實(shí)踐少使學(xué)生對(duì)各模塊電路缺乏全局認(rèn)識(shí)，從而逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果達(dá)不到預(yù)期。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備單一，通過實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)

現(xiàn)在課程普遍采用仿真實(shí)驗(yàn)，這樣簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)，也使每一個(gè)實(shí)驗(yàn)更加具有可行性，減少了電路事故的發(fā)生，但其中大多都是以課本中的電路為基礎(chǔ)，學(xué)生的任務(wù)是將原理圖連接到計(jì)算機(jī)軟件上，配置輸入和輸出，并根據(jù)示波器等上的波形顯示和變化來驗(yàn)證學(xué)習(xí)理論。但是，在電路設(shè)計(jì)、連接和調(diào)試方面沒有試驗(yàn)環(huán)節(jié)來鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力[4]，學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)沒什么意義，也不清楚實(shí)際電路可能會(huì)存在的系統(tǒng)誤差，對(duì)實(shí)驗(yàn)也只是敷衍了事，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果[3]。

2 教學(xué)改革的具體措施和方法

2.1 課上講授改革措施

本課程主要是以不同通信信號(hào)的基本特性、理論知識(shí)、公式推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)電路講解和設(shè)計(jì)為主，教學(xué)過程中對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力尤為重要，教師應(yīng)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)減少傳統(tǒng)方式的教育，采用其他形式的啟發(fā)式教育。學(xué)生應(yīng)是學(xué)習(xí)的核心，提高其對(duì)于知識(shí)的自學(xué)能力，可以獲益終生。根據(jù)電子線路教育內(nèi)容的特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)多媒體、投影和板書在課堂上的結(jié)合，改變千篇一律的教學(xué)方法，使枯燥的內(nèi)容變得豐富多彩，賦予電路動(dòng)感，使電路的學(xué)習(xí)過程更加有趣，還提高了教學(xué)效果。學(xué)生上課需要集中精神在課堂上，用眼去看，用耳去聽，增強(qiáng)學(xué)生記憶。在課堂上也可以向?qū)W生介紹一些對(duì)本章節(jié)學(xué)習(xí)有幫助的課外輔導(dǎo)書，如杜武林主編的《高頻電路原理與分析》、沈偉慈主編的《通信電路》、胡宴如主編的《高頻電子線路》等[5]，通過向圖書館借閱這些書籍加深學(xué)生對(duì)本章節(jié)的理解，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本章節(jié)內(nèi)容，也可以讓學(xué)生多了解課堂上講解不到的關(guān)于本章內(nèi)容的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)產(chǎn)生更大的興趣，也方便了學(xué)生在課堂上更好的學(xué)習(xí)本章內(nèi)容。

2.2 課前預(yù)習(xí)和課后學(xué)習(xí)

課前預(yù)習(xí)很重要，應(yīng)在每堂課結(jié)束后要求學(xué)生對(duì)下一部分內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和對(duì)本節(jié)課講授內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，并布置課后作業(yè)，使學(xué)生對(duì)于上課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更深印象的學(xué)習(xí)。

2.2.1 課前預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的過程是很重要的，但是每星期的課程并不是連在一起進(jìn)行的，中間一般會(huì)存在較長(zhǎng)時(shí)間的間隔，如果學(xué)生沒有課前預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)習(xí)慣，那么每節(jié)課與每節(jié)課之間聯(lián)系的程度就不會(huì)太緊，會(huì)對(duì)學(xué)生課程的整體學(xué)習(xí)產(chǎn)生很大的影響?？梢愿鷮W(xué)生建立一個(gè)微信群，在微信群里每天分享一個(gè)相關(guān)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)或者一個(gè)課后的例題，讓學(xué)生在微信群中進(jìn)行討論，鞏固學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的知識(shí)，還可以對(duì)下一節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。通過這樣的方式，可以更好地對(duì)課程進(jìn)行展開講解，也可以減少上課過程中對(duì)學(xué)生的二次講解復(fù)習(xí)的時(shí)間，這樣既可以縮減課堂上講解重復(fù)內(nèi)容的時(shí)間，充分利用了學(xué)生的瑣碎的時(shí)間，還提高了他們對(duì)本門課程的興趣，讓學(xué)生更好地理解本課程的內(nèi)容。

2.2.2 課后作業(yè)習(xí)題及答案

課后作業(yè)和測(cè)驗(yàn)是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，學(xué)生通過做題可以將相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系緊密，并促進(jìn)學(xué)生對(duì)于本章知識(shí)點(diǎn)的理解和連接。課后習(xí)題可以設(shè)置幾個(gè)部分，分為選擇、計(jì)算，這樣可以全方位地使學(xué)生更好地復(fù)習(xí)內(nèi)容，也可以從各個(gè)方面考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在課后給學(xué)生布置下內(nèi)容相關(guān)的課后習(xí)題，在下次上課時(shí)將作業(yè)進(jìn)行及時(shí)的收取，并及時(shí)進(jìn)行批閱，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容過程中存在的普遍問題，在下次上課時(shí)可以利用幾分鐘的時(shí)間進(jìn)行講解，使學(xué)生不留問題再開始新的內(nèi)容的講解，這樣也有利于開展下面的內(nèi)容，還增強(qiáng)了課程的連貫性[5]。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

在學(xué)習(xí)完相關(guān)理論知識(shí)后，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐也是很重要的，現(xiàn)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)主要使用電腦軟件Multisim進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，這樣有著幾個(gè)好處：（1）可以減小系統(tǒng)誤差，更好地完成實(shí)驗(yàn)[6]；（2）簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過程，更好的觀察各個(gè)數(shù)據(jù)變化帶來的信號(hào)變化；（3）減少了由于電路連接錯(cuò)誤或者設(shè)備老化而可能產(chǎn)生的安全問題。但是這樣也有著幾點(diǎn)壞處：（1）簡(jiǎn)化了學(xué)生親自動(dòng)手連接電路的過程，不能更好地鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，從而減少了實(shí)驗(yàn)的效果；（2）電路大多都是書本上或者實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上已經(jīng)連接好的電路和參數(shù)調(diào)節(jié)，不能吸引學(xué)生更好地理解和實(shí)際操作。實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，大多都是按照電路原理圖連接好電路就認(rèn)為已經(jīng)做好這次實(shí)驗(yàn)了，從而不能培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。因此實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)應(yīng)通過仿真實(shí)驗(yàn)理解電路原理，通過開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力，后續(xù)還要通過課程設(shè)計(jì)把實(shí)際的電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)補(bǔ)齊，真正把學(xué)生的知識(shí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)出來。

3 充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助學(xué)生學(xué)習(xí)

現(xiàn)代信息技術(shù)為輔助學(xué)生學(xué)習(xí)提供了很大的便利，比如在課后可以為學(xué)生制作一個(gè)微信公眾號(hào)來幫助學(xué)生更好地進(jìn)行本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，一方面增加了學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)渠道；另一方面利用了學(xué)生瑣碎的時(shí)間來對(duì)本門課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。其中可以設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面的內(nèi)容：

3.1 知識(shí)點(diǎn)模塊

（1）知識(shí)點(diǎn)總結(jié)，其中主要推送內(nèi)容為近考試時(shí)所需要復(fù)習(xí)的內(nèi)容，包括課堂學(xué)習(xí)理論知識(shí)的重難點(diǎn)內(nèi)容總結(jié)，公式推導(dǎo)過程和學(xué)生所需要的學(xué)習(xí)資料。這樣減少了學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)候的不清楚重點(diǎn)、復(fù)習(xí)效率不高的情況。

（2）難點(diǎn)問題反饋，主要是一個(gè)學(xué)生進(jìn)行反饋的功能，這樣在課下就可以了解到學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)所遇到的困難。然后了解到學(xué)生的困難問題后，就可以通過微信公眾號(hào)的回復(fù)功能或者私信給學(xué)生，并向?qū)W生進(jìn)行答疑。遇到普遍存在的問題，可以在課上專門拿出部分時(shí)間進(jìn)行整體的講解，解決學(xué)生所遇到的困難。

（3）課外知識(shí)介紹，主要是向?qū)W生推薦一些小元件、小設(shè)計(jì)的實(shí)際操作組裝過程，比如像簡(jiǎn)易式收音機(jī)的制作過程之類的文章。這樣有條件、有興趣搞一些小設(shè)計(jì)但卻不清楚如何制作的同學(xué)可以通過這類文章的介紹來制作自己感興趣的電路實(shí)驗(yàn)。這樣將學(xué)過的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活中的一些常見物件聯(lián)系到了一起，還可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。在課上還可將學(xué)生動(dòng)手制作的小設(shè)計(jì)進(jìn)行展示并整體介紹這個(gè)小設(shè)計(jì)的原理，這樣可以吸引更多的學(xué)生進(jìn)行這種小實(shí)驗(yàn)，這樣就可以從一定程度上解決實(shí)驗(yàn)課時(shí)少、學(xué)生動(dòng)手能力較差的情況。

3.2 課后學(xué)習(xí)模塊

（1）每日知識(shí)點(diǎn)，每天介紹一個(gè)或幾個(gè)學(xué)過的或者沒有學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，既對(duì)已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)和總結(jié)，還可以對(duì)沒有學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹，方便學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。每天一個(gè)或者幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生來說不算很繁重，學(xué)生在課后的瑣碎的時(shí)間就可以進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，還可以幫助他們培養(yǎng)自學(xué)能力，可以讓學(xué)生每天都可以接觸到本門課程，增強(qiáng)了每節(jié)課之間的聯(lián)系度。

（2）預(yù)習(xí)內(nèi)容，主要是告知學(xué)生下節(jié)課要講述的重點(diǎn)內(nèi)容，提醒學(xué)生對(duì)下節(jié)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，防止每節(jié)課與每節(jié)課時(shí)間間隔過長(zhǎng)而導(dǎo)致的學(xué)生忘記預(yù)習(xí)或者在課堂前進(jìn)行匆忙的預(yù)習(xí)而造成的課程講授不順利。

（3）每日一題，每天通過公眾號(hào)向?qū)W生推送一道或幾道習(xí)題，學(xué)生做完習(xí)題后將答案發(fā)到公眾號(hào)中，可以通過公眾號(hào)后臺(tái)對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行評(píng)判，統(tǒng)計(jì)學(xué)生在做題中存在的問題，在下節(jié)課上進(jìn)行講解。這樣提高學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)識(shí)，增加學(xué)生對(duì)于本門課程的興趣。

4 結(jié)論

通過系統(tǒng)地規(guī)劃各章講解內(nèi)容和重難點(diǎn)，在課堂介紹時(shí)不能只介紹課堂上的知識(shí)，還要聯(lián)系原先知識(shí)和后面知識(shí)的相關(guān)介紹，通過總體性的知識(shí)點(diǎn)介紹，讓學(xué)生更好地了解相關(guān)內(nèi)容，通過教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生對(duì)于本門課程有更深的理解。通過測(cè)試來考驗(yàn)學(xué)生課程的學(xué)習(xí)情況，最后將期末考試的成績(jī)、平時(shí)課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)形成的成績(jī)進(jìn)行整合，綜合形成總評(píng)成績(jī)。將理論傳授與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐結(jié)合起來，使抽象知識(shí)可視化，既提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一短板的鍛煉，有助于今后學(xué)生工作中對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用實(shí)踐。