摘 要:文章分析了高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程中存在的理論與實(shí)踐脫離、對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求高、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高等問題,并從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引入仿真技術(shù)、用理論指導(dǎo)實(shí)踐等三個(gè)方面提出了改進(jìn)高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法的建議。
關(guān)鍵詞:高頻;實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革;方法
1 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)中存在的問題分析
1.1 學(xué)生不能將理論與實(shí)踐有效結(jié)合
在上實(shí)驗(yàn)課時(shí),一般都是老師先做簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)原理講解,再做演示實(shí)驗(yàn),最后由學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)試。實(shí)驗(yàn)過程中,簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟,用導(dǎo)線的連接電路,接通電源后,調(diào)試實(shí)驗(yàn)箱和示波器就可以觀察到結(jié)果。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中用到的理論知識(shí)一概不知。
1.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求比較高
一般高頻電子線路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)設(shè)備通常采用高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱及示波器、信號(hào)發(fā)生器等其它的一些輔助設(shè)備來完成。高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱是由若干個(gè)功能模塊電路組成,每個(gè)模塊可實(shí)現(xiàn)一種功能,這些模塊配合基本理論知識(shí)就可以完成簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過示波器、信號(hào)發(fā)生器等設(shè)備顯示出來,學(xué)生可以從示波器上觀察輸出波形,分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。高頻實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器設(shè)備的精度要求較高。
1.3 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高
在高頻電子線路實(shí)踐課程中反映出來的問題經(jīng)常是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的積極性不高,做實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說就是一門用來休息的課程,在實(shí)驗(yàn)課上,學(xué)生往往不是敷衍了事就是昏昏欲睡,究其原因,主要存在兩個(gè)方面,一方面是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目的不明確。另一方面是學(xué)生對(duì)高頻電子線路課程缺乏興趣。
2 改進(jìn)高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的建議
2.1 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
俗話說,“興趣是最好的動(dòng)力源泉”,有了探知未知知識(shí)的興趣,就會(huì)有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力,幫助克服種種困難直達(dá)成功。在上實(shí)驗(yàn)課前,先不要對(duì)課程的內(nèi)容和應(yīng)用進(jìn)行講解,可以先通過一些已經(jīng)成熟的現(xiàn)成的小項(xiàng)目,激發(fā)出學(xué)生們動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的激情,讓他們覺得自己也一樣可以做出同樣的電子作品,并且能做的更好。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣比較濃的時(shí)候,就可以告訴他們,通過高頻電子線路的實(shí)驗(yàn)可以完成什么的制作,這些制作需要什么電路,這些電路應(yīng)該怎么設(shè)計(jì),一步一步的將學(xué)生引入到整個(gè)學(xué)習(xí)中去。并且在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上,盡量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生將理論知識(shí)結(jié)合起來,自己設(shè)計(jì)電路,制作和調(diào)試。這樣既加深了對(duì)理論知識(shí)的理解,又可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力,解決制作工程中出現(xiàn)的問題這又可以提高學(xué)生的自學(xué)能力。從這些小制作中提升自信心,獲得更大的成就感,這對(duì)以后走上工作崗位有很大的幫助,對(duì)學(xué)生以后的發(fā)展具有更大的意義。
2.2 引入EWB仿真軟件,彌補(bǔ)硬件設(shè)備不足
高頻電子線路實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備一般都是一些電子儀器設(shè)備,一方面這些設(shè)備隨著使用次數(shù)和時(shí)間的增加,上邊的元器件有的已經(jīng)老化,有的在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中已經(jīng)損壞,而電路模塊無法更換。另一方面,這些儀器設(shè)備受外界的電磁干擾比較大。造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際結(jié)果有一定的出入,基于對(duì)以上問題的綜合考慮,在實(shí)際的操作過程中,我們可以采用實(shí)驗(yàn)箱和計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來完成高頻電子線路實(shí)驗(yàn)。
像高頻振蕩器,高頻諧振功率放大器,集電極調(diào)幅這樣幾個(gè)實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單,在實(shí)驗(yàn)過程中一般用一到兩個(gè)模塊就可完成,實(shí)驗(yàn)效果相對(duì)來說比較好,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)K少,需要調(diào)節(jié)的也少,簡(jiǎn)單調(diào)試下就可在示波器上得到理想的波形圖。
但是對(duì)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),單純采用硬件設(shè)備就無法完成,以高頻小信號(hào)調(diào)諧放大實(shí)驗(yàn)為例,這個(gè)實(shí)驗(yàn)要把集電極調(diào)幅輸出的調(diào)幅波信號(hào)經(jīng)過內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為需要放大的小信號(hào)并且要與高頻振蕩器模塊中的晶振輸出的信號(hào)作為載波進(jìn)行調(diào)諧放大。需要用到的模塊較多,不僅要對(duì)高頻調(diào)幅,還要實(shí)現(xiàn)一定的選頻功能,而且在高頻信號(hào)作用下,晶體管自身的結(jié)電容能使放大器輸出與輸入之間形成內(nèi)反饋和LC諧振回路阻抗的大小和性質(zhì)隨頻率變化劇烈,致使諧振放大器工作不穩(wěn)定;再加上高頻信號(hào)受外界的干擾較大是調(diào)諧的難度加大,實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)誤差也加偏大,較難達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
該實(shí)驗(yàn)宜采用EWB仿真軟件來實(shí)現(xiàn)。EWB是專門用于電子線路設(shè)計(jì)與仿真的軟件,它有豐富的元件庫(kù)和萬用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器、掃頻儀等工具。EWB建立在SPICE基礎(chǔ)上,具有以下的特點(diǎn):(1)具直觀創(chuàng)建模擬電路的圖形界面:可以將真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿出來,而電路仿真需要的測(cè)試儀器及繪制電路圖需要的元器件,則可以直接從屏幕上選?。唬?)具有與實(shí)物相似的軟件儀器控制面板外形和操作方式,可以將測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)顯示。(3)EWB軟件中含有比較豐富的電路元件庫(kù),可以提供多種電路分析方法。(4)EWB是一款可以同其它流行的仿真軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件。(5)用EWB還可以進(jìn)行電子技術(shù)訓(xùn)練,它提供的虛擬儀器比真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室更靈活,可以采用更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn),也可以仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況。
2.3 用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)理解理論
在高頻電子線路實(shí)驗(yàn)中,要盡量引導(dǎo)學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去,在實(shí)踐當(dāng)中,對(duì)于學(xué)生碰到的問題,不要急于回答學(xué)生,要讓學(xué)生用理論知識(shí)去分析問題、解決問題,加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的選擇上,一定要多開一些理論和實(shí)踐結(jié)合比較緊密的實(shí)驗(yàn),像許多高校經(jīng)常開的選頻網(wǎng)絡(luò)、小信號(hào)放大器、振蕩器等實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)被譽(yù)為最經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能和教科書的內(nèi)容緊密相連,幫助學(xué)生驗(yàn)證教科書的基本單元電路的工作原理,它可以使學(xué)生快速直觀地了解教科書上抽象的理論,可以讓學(xué)生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過程中一般都流于形式,學(xué)生只是連接電路的輸入和輸出,測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并沒有達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。為了避免這種現(xiàn)象,要提高實(shí)驗(yàn)的要求:一個(gè)是嚴(yán)格要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,熟悉?shí)驗(yàn)步驟,提高實(shí)驗(yàn)效率。二是嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫,避免學(xué)生復(fù)制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,發(fā)現(xiàn)問題要主動(dòng)查找相關(guān)資料,找到一個(gè)合理的解決方案,著重分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一些有代表性的問題,可以采用課堂討論或由老師提供理論指導(dǎo),學(xué)生自己獨(dú)立的解決,通過發(fā)現(xiàn)問題,解決問題培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際解決問題的能力。
3 結(jié)束語
教學(xué)實(shí)踐證明,通過采用提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生用理論知識(shí)來解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,將仿真技術(shù)引用到高頻電子線路實(shí)驗(yàn)當(dāng)中來等措施,能幫助學(xué)生快速有效的掌握該門課程,對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量效果明顯。
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作者簡(jiǎn)介:程曉艷(1979.4-),女,陜西渭南人,新余學(xué)院,教師,講師,碩士,研究方向:電子通信;黨國(guó)慶(1981.4-),男,陜西富平人,新余學(xué)院,教師,講師,碩士,研究方向:電子通信。