廖永忠 (湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》課程教學(xué)改革探索

廖永忠 (湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》是一門理論性和實踐性都很強的電類專業(yè)課。通過分析我國普通高校本科電氣信息類專業(yè)《高頻電子線路》課程的教學(xué)現(xiàn)狀,提出了《高頻電子線路》教學(xué)改革的一些思路和方法?？梢詮?個方面進(jìn)行改革,一要改革教學(xué)方法、更新教學(xué)手段,二要強化實踐教學(xué),三要加強教師培訓(xùn)。旨在《高頻電子線路》教學(xué)改革促進(jìn)我國普通本科高?！陡哳l電子線路》課程教學(xué)水平的提高。

《高頻電子線路》;教學(xué)方法;教學(xué)手段;實踐教學(xué)

《高頻電子線路》課程是我校電子、通信專業(yè)一門基礎(chǔ)性和工程實踐性都很強的專業(yè)課,具有課程內(nèi)容概念較多、需要掌握的基礎(chǔ)理論知識較復(fù)雜、實踐性很強、要求有良好的工程思維能力等特點。因此,《高頻電子線路》課程一直是電子、通信專業(yè)較難掌握的專業(yè)課程之一,有課程難學(xué)、難掌握、電路實驗難調(diào)試、教師難教的四難現(xiàn)象。而與此同時,通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,射頻電路設(shè)計已經(jīng)成為設(shè)計的瓶頸,迫切需要大量人才,但《高頻電子線路》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法卻變化不大,教材老化、教學(xué)內(nèi)容偏深偏難、重視理論教學(xué)、輕視實踐教學(xué)的現(xiàn)象普遍存在,學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)效果都比較差。因此,《高頻電子線路》課程的教學(xué)改革迫在眉睫。需要教師對《高頻電子線路》的教學(xué)內(nèi)容深入研究,與時俱進(jìn),采用一些新的教學(xué)手段,更新教學(xué)思維,改進(jìn)和創(chuàng)新教學(xué)方法,以便使學(xué)生更好的掌握該課程知識。為此,筆者從教學(xué)改革實踐出發(fā),結(jié)合《高頻電子線路》的課程特點,并提出了一些思路和方法。

1 改革教學(xué)方法,更新教學(xué)手段

教學(xué)方法的改革是任何一門課程成功的關(guān)鍵,沒有好的教學(xué)方法,一切好的教學(xué)理念和教學(xué)思想都無法實現(xiàn),而好的教學(xué)方法,可以起到事半功倍的效果。

1)循序漸進(jìn),精煉前期課程基礎(chǔ) 由于各個學(xué)校培養(yǎng)方案的差別,電路、模擬電路和信號與系統(tǒng)課程的開設(shè)學(xué)期稍有區(qū)別,除少部分基礎(chǔ)扎實的學(xué)生外,大部分的學(xué)生對一些知識點記憶不深,課程學(xué)習(xí)中會出現(xiàn)無法跟上教師課堂教學(xué)進(jìn)度的情況,這要求教師在課堂中,用最精簡的語言快速的對前期課程相關(guān)知識點進(jìn)行復(fù)習(xí)和回顧。比如筆者在教學(xué)中,在講解選頻網(wǎng)絡(luò)的過程中,對于在電路中電容和電感的參數(shù),從高頻應(yīng)用的角度來進(jìn)行總結(jié);在講解晶體管混頻電路中,先復(fù)習(xí)模擬電路中3種基本放大電路,共射級、共基級、共發(fā)射級電路的基本特點和應(yīng)用范圍,把這部分重點知識抽出來進(jìn)行總結(jié);在講解變頻器時候,將信號與系統(tǒng)中關(guān)于信號的概念和頻譜的概念進(jìn)行復(fù)習(xí),使學(xué)生能快速的進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2)引問題,抓難點 教師課堂教學(xué)中,要多設(shè)計一些啟發(fā)性的問題,讓學(xué)生在思考中學(xué)習(xí),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)制能否實現(xiàn)無線通信?在講述接受端電路的時候,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質(zhì)。當(dāng)學(xué)習(xí)結(jié)束后,在教師指導(dǎo)下要對問題進(jìn)行回顧和總結(jié),以求加深學(xué)生的理解。對于教學(xué)中的難點問題,如線性和非線性的近似分析方法在多處用到,貫穿課程全部,圖1所示是時變跨導(dǎo)電路,2個不同的輸入信號Vo和Vs,分別讓器件處以非線性和線性狀態(tài),教師要講清區(qū)別和聯(lián)系。

4)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力和逆向思維的能力 《高頻電子線路》與《電路分析》、《模擬電子線路》差別最大的地方就是工程近似計算,課程中近似簡化的工程思維反復(fù)應(yīng)用,定性的分析和定量的分析并重。這種工程思維能力對一直接受精確計算的學(xué)生來說,接受比較困難,學(xué)生缺乏分析實用電路的能力,就更不可能設(shè)計完整、準(zhǔn)確的電路了。在高頻電子課程中,電容、電感經(jīng)常同時應(yīng)用于幾個不同的頻率,如何選擇這些元件的參數(shù),對初學(xué)的學(xué)生,也是一個不小的困難。這要求教師在教學(xué)中,引入盡量多的工程實例,讓學(xué)生理解分析工程實例,然后反過來設(shè)計實現(xiàn)類似功能的電路,自己選定元件參數(shù),完成電路設(shè)計,并通過電路仿真來驗證設(shè)計的正確與否。

5)合理運用現(xiàn)代化教學(xué)手段 該課程特點是電路圖多、公式多、教學(xué)內(nèi)容多、實踐性較強。多媒體教學(xué)不僅能提高教師的教學(xué)效率,而且動畫和計算機的應(yīng)用能提高教學(xué)的直觀性。但是課堂信息量過大、教學(xué)進(jìn)度過快會導(dǎo)致學(xué)生在聽課時思維過分緊張,缺乏足夠的時間去理解、消化、吸收。如何在有限的時間內(nèi),高效地完成教學(xué)任務(wù),還能很好的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,是教師采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)必須解決的首要問題。

圖1 時變跨導(dǎo)電路

圖2 串聯(lián)振蕩回路電抗與頻率關(guān)系圖

圖3 串聯(lián)諧振電路

2 強化實踐教學(xué)

1)改進(jìn)課程實驗方法 實踐課程的教學(xué)在《高頻電子線路》課程教學(xué)中占據(jù)重要的位置,高頻電路的實驗相比其他課程的實驗有其特殊性,主要體現(xiàn)在《高頻電子線路》課程實驗具有調(diào)試復(fù)雜、受環(huán)境因素影響較大、實驗設(shè)備容易出現(xiàn)故障等特點。因此,實驗教學(xué)的改革就顯得十分重要了。

在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下,適當(dāng)壓縮驗證性實驗課時,多安排綜合性和設(shè)計性實驗,對于當(dāng)前普遍采用實驗箱連線的驗證性項目,學(xué)生興趣不高,得到實際的工程經(jīng)驗少,壓縮這部分實驗,并通過仿真方式來實現(xiàn)。多加入一些小的設(shè)計性實驗,鼓勵學(xué)生應(yīng)用一些基本單元電路進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計,然后對設(shè)計電路進(jìn)行仿真,再搭建相應(yīng)的硬件電路。在實驗中,教師起指導(dǎo)作用,讓學(xué)生自主完成電路的設(shè)計、分析、焊接、調(diào)試。達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力的目的。需要強調(diào)的是,不是排斥驗證性實驗,驗證性實驗?zāi)苁雇瑢W(xué)對一些基礎(chǔ)性知識更快的了解。在驗證性實驗的基礎(chǔ)上要大力發(fā)展綜合性、設(shè)計性實驗,使學(xué)生能夠主動思考并提高動手能力,同時考慮到高頻課程內(nèi)容難學(xué)、實驗難做等特點,實驗課時可能會嚴(yán)重不足,可以采用課外加課內(nèi)的辦法來解決,基本實驗內(nèi)容在課內(nèi)完成,學(xué)生可以在課下進(jìn)行開放性的實驗項目,老師給與指導(dǎo),學(xué)校承認(rèn)學(xué)生課外學(xué)分。

2)加強學(xué)生課外實踐活動的指導(dǎo) 由于該課程的特點,讓學(xué)生通過課堂理論知識來提升學(xué)生興趣是不現(xiàn)實的。筆者認(rèn)為鼓勵學(xué)生利用課余時間進(jìn)行電子小制作和參加電子設(shè)計競賽是提升興趣的一個很重要的方法。在這個過程中,教師要加強對學(xué)生指導(dǎo),防止學(xué)生半途而廢。教師布置一些課外的小制作,比如在對講機的制作、收音機制作,讓學(xué)生全面經(jīng)歷從消化電路到元件采購直至焊接調(diào)試的完整過程,讓學(xué)生有成就感,學(xué)習(xí)興趣會比較強烈。

3)推動計算機軟件仿真教學(xué),提高實驗教學(xué)效果 利用計算機的電子設(shè)計自動化軟件進(jìn)行基礎(chǔ)驗證模擬仿真實驗,增強學(xué)生對電路的感性認(rèn)識。通過軟件設(shè)置來調(diào)整和修改元器件參數(shù),分析各參數(shù)對整個電路的影響。仿真教學(xué)加深學(xué)生的理解,使教學(xué)內(nèi)容更加直觀。

3 加強教師培訓(xùn)

對于《高頻電子線路》授課教師來說,要求具有豐富的工程實際經(jīng)驗。當(dāng)前高校年輕教師大都缺乏工程實踐經(jīng)驗,比較強調(diào)課堂教學(xué),實踐動手能力相對薄弱。筆者認(rèn)為通過加強教師培訓(xùn),有計劃地定期安排教師到企業(yè)、工程一線掛職鍛煉或在校內(nèi)實訓(xùn)基地參加工程實踐,并鼓勵教師積極參與各工程領(lǐng)域科技攻關(guān)項目和企業(yè)工程項目研發(fā)工作。這樣既增強了教師自身的工程意識與工程素質(zhì),也豐富了教學(xué)的工程實踐經(jīng)驗,還能幫助教師積累和收集大量實踐教學(xué)的第一手資料,以便豐富、補充、更新理論與實踐教學(xué)內(nèi)容。

4 結(jié)語

《高頻電子線路》作為一門理論性和實踐性都很強的電類專業(yè)課,其重要地位毋庸置疑。希望筆者在教學(xué)過程中所做的這些探索與改革能對《高頻電子線路》教學(xué)有更進(jìn)一步的促進(jìn)作用。

[1]張肅文.高頻電子線路[M].第5版.北京:高等教育出版社,2009.

[2]李士軍,宮鶴,徐艷蕾.“高頻電子線路”教學(xué)研究[J].長春理工大學(xué)學(xué)報,2012,7(8):201-202.

[3]陸靜霞,李林,鄒春富.基于仿真軟件的高頻電子線路實驗優(yōu)化[J].實驗室研究與探索,2011,30(5):51-54.

[4]廖惜春.基于工程應(yīng)用的《高頻電子線路》課程教學(xué)研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2007,29(4):12-14.

[編輯] 辛長靜

N4

A

1673-1409(2014)22-0116-03

2013-11-20

湖南省普通高校教學(xué)改革研究項目(2014591)。

廖永忠(1975),男,副教授,現(xiàn)主要從事信號處理方面的教學(xué)與研究工作。