楊　艷，魏平俊

(中原工學院 電子信息學院， 河南 鄭州 450007)

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提高高頻電子線路教學效果之思考

楊艷，魏平俊

(中原工學院 電子信息學院， 河南 鄭州 450007)

摘要：高頻電子線路是信息與通信學科一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。為提高教學質(zhì)量，改善教學效果，結(jié)合教學實踐經(jīng)驗，從教學內(nèi)容、教學方法及實驗教學方面詳細論述了課程教學的思路，通過課程教學實踐，提升了學生的綜合知識水平，教學效果較好。

關(guān)鍵詞：高頻電子線路；教學改革；對比教學；電路仿真

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.02.033

高頻電子線路是電子信息和通信專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學習后續(xù)專業(yè)課的重要理論基礎(chǔ)[1]。該課程涉及無線通信系統(tǒng)中各單元電路的基本原理、基本電路及設(shè)計方法，是進行射頻電路設(shè)計的重要理論基礎(chǔ)[2]。隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，對射頻電路設(shè)計的人才需求顯得尤為迫切，高頻電子線路基礎(chǔ)知識的學習也變得更加重要。高頻電子線路課程中涉及大量抽象的理論知識、較多的公式計算及復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，強調(diào)理論和實踐的緊密結(jié)合，存在內(nèi)容理解難、電路分析復(fù)雜，學生學習效果差及教學效果不理想等諸多問題。如何激發(fā)學生學習興趣、加深學生對知識的理解、提高學生的分析能力、實踐能力是本課程教學需認真思考的問題。本文結(jié)合實際教學，根據(jù)高頻電子線路課程的特點，從教學內(nèi)容、教學方法及實驗教學等方面進行了一些探索。

1豐富教學內(nèi)容

為強化理論基礎(chǔ)，緊跟行業(yè)需求，在高頻電子線路教學過程中需要對教學內(nèi)容不斷做出調(diào)整，強調(diào)理論與應(yīng)用、行業(yè)需求緊密結(jié)合[3]。

1.1 緊密結(jié)合新技術(shù)，優(yōu)化教學內(nèi)容

隨著高頻電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，高頻電路正在走向單元電路集成化、系統(tǒng)集成化。針對高頻電路的快速發(fā)展，在教學內(nèi)容上結(jié)合新的集成電路相關(guān)知識，增加高頻單元和高頻組合集成電路等集成芯片的介紹和應(yīng)用，縮短由二極管、電阻等分立元件組成電路的詳細分析，實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和實際應(yīng)用、電子技術(shù)發(fā)展有機結(jié)合。同時引入EDA軟件，采用EDA軟件對高頻電路和系統(tǒng)進行分析和設(shè)計，不僅可以節(jié)省時間和費用，縮短設(shè)計周期，而且可以快速獲得完善的電路方案。加強學生對EDA軟件的應(yīng)用，提高學生的電路設(shè)計能力。

總之，通過教學內(nèi)容的更新和調(diào)整，學生不僅可以掌握高頻電路的基礎(chǔ)知識，還能與電子技術(shù)發(fā)展動態(tài)緊密結(jié)合，擴展學生的思維，提升學生的應(yīng)用能力。

1.2與競賽實例相結(jié)合，擴展學生思維

全國大學生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學生學科競賽之一，目的在于促進信息相關(guān)學科課程體系和課程內(nèi)容的改革。每兩年舉辦的全國大學生電子競賽的部分題目都與高頻電子線路教學密切相關(guān)，例如2015年的頻譜分析儀、2013年的射頻寬帶放大器和無線收發(fā)系統(tǒng)、2011年的LC放大器等題目都屬于高頻知識的范疇。為豐富課堂教學，在講解教學基礎(chǔ)內(nèi)容的同時，加入與本章內(nèi)容相關(guān)的電子競賽設(shè)計方案，通過方案分析，提出設(shè)計思路，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新意識，加強學生對理論知識的理解，開闊學生的設(shè)計思維。

2改進教學方法，提高教學效果

“高頻電子線路”課程基礎(chǔ)理論知識難、系統(tǒng)性強，結(jié)構(gòu)緊湊，學習起來較枯燥，嘗試不同的行之有效的教學方法和手段，可以激發(fā)學生學習的積極性，提升課堂教學效果。

2.1引入問題，啟發(fā)學生思考

在教學過程中，利用視頻、圖片、動畫等多媒體手段進行啟發(fā)性教學，增強課堂的趣味性。同時采用板書列出主要內(nèi)容，使內(nèi)容和講解步調(diào)一致。在課堂上采用層層推進、逐步深入的教學理念，形成“給出知識框架、提出問題、分析問題、解決問題、歸納總結(jié)”的教學思路。例如在講解振幅調(diào)制時，從無線通信系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)講起，提出“為什么要進行調(diào)制”、“振幅調(diào)制有什么特點”等問題供同學們思考，然后根據(jù)問題分析振幅調(diào)制的特點，給出調(diào)幅波的表達式和調(diào)制的波形圖，最后總結(jié)歸納振幅調(diào)制的特點。通過引入問題，激發(fā)學生的思考，不再只是停留在“老師講，學生聽”的教學模式，而是讓學生參與到解決問題的過程中，極大地提升了學生的學習興趣。同時為提高學生的自主學習意識，建立了高頻電路精品課程網(wǎng)站，提供電子課件、電子教案、課程資料等相關(guān)內(nèi)容供學生下載，同時上傳一些習題和電子設(shè)計制作題目，設(shè)置討論區(qū)。學生可以在平臺上進行問題討論和交流，進一步提高學生的學習興趣。

2.2采用對比教學，加深知識理解

學習高頻電子線路的前期課程是模擬電子線路，兩者既有相通之處，又有明顯的差異。為了使學生更好地理解高頻電路原理，可以從學生熟悉的低頻電路入手進行對比教學。例如在講解高頻小信號放大器時，將其與低頻信號放大器進行對比，兩者的相同之處在于電路結(jié)構(gòu)相似，晶體管工作狀態(tài)相同；不同之處在于高頻小信號放大器工作頻率較高、信號帶寬較窄、負載不再是純電阻而是LC諧振回路，分析方法采用Y參數(shù)而不是H參數(shù)等效。又如在講解高頻功率放大器時，也可以和低頻功放及高頻小信號放大器分別對比講解。高頻功放與低頻功放相比較，工作頻率、應(yīng)用場合、負載和放大器類型等都有不同；與高頻小信號放大器相比，電路性質(zhì)、應(yīng)用場合、放大器類型、集電極輸出波形及設(shè)計的目的和關(guān)心的指標又存在很大差異。經(jīng)過反復(fù)對比教學，學生對所學知識的思路可以更加清晰，分析問題更能切中要害，理解更加深入。

3優(yōu)化實驗教學

實驗教學是高頻電子線路教學中的重要環(huán)節(jié)。構(gòu)建適應(yīng)電信和通信專業(yè)的高頻電子線路實驗教學課程內(nèi)容體系，統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)實驗內(nèi)容和教學內(nèi)容、學時分配等方面的關(guān)系，跟蹤高頻電路的發(fā)展，整合實驗內(nèi)容，及時引進新方法、新技術(shù)的實驗項目，加強綜合性設(shè)計性的實驗內(nèi)容，改革實驗教學手段，致力于學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。

3.1引入仿真實驗

通過實驗教學改革，學生可以更好地將理論知識和實踐緊密結(jié)合在一起，有利于培養(yǎng)學生的工程應(yīng)用與電路分析能力。以往實驗課要求學生撰寫預(yù)習報告，但多數(shù)時候僅是形式，學生對實驗內(nèi)容仍一無所知。利用EDA計算機仿真軟件作為一種輔助手段是一項有益的嘗試，盡管仿真軟件不能代替實際電路，但可以作為熟悉電路的一種補充，通過提前仿真預(yù)習，可以在仿真界面上觀察到不同條件下電路參數(shù)，并且可以改變電路或元件的參數(shù)，達到對實驗電路的初步認識。學生通過對電路的仿真，在硬件電路實驗調(diào)試的過程對實驗內(nèi)容更加熟悉，對發(fā)揮學生的調(diào)試能力及積極性提供了很大幫助。

3.2完善課程設(shè)計內(nèi)容

課程實驗環(huán)節(jié)幫助學生對高頻諧振放大器、振蕩器、功率放大器、調(diào)制解調(diào)器等單元硬件電路有具體的認識，但對整個無線通信系統(tǒng)缺乏深入了解。為培養(yǎng)學生對系統(tǒng)知識的理解，設(shè)置了一周半的課程設(shè)計環(huán)節(jié)。課程設(shè)計涉及的知識面更寬，更能培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設(shè)計能力。學生需要從實際出發(fā)，通過查閱資料、方案比較，給出合理的電路設(shè)計方案，做出符合設(shè)計指標的電路。在課程設(shè)計內(nèi)容上，提供了收音機電路設(shè)計、對講機設(shè)計、無線調(diào)幅和調(diào)頻系統(tǒng)的設(shè)計等多個課題供學生選擇，學生通過方案設(shè)計、焊接和調(diào)試電路等一系列的完整設(shè)計過程，可以了解各單元電路之間的相互聯(lián)系和影響，對系統(tǒng)調(diào)試有一個初步的認識，為今后從事系統(tǒng)開發(fā)工作奠定一定的基礎(chǔ)。

3.3引入科研項目，儲備學科競賽知識

為激發(fā)學生學習熱情，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力，除了在課堂上完成相關(guān)實驗外，我院開放了高頻電路實驗室，并成立了電子設(shè)計興趣小組，給有興趣的同學創(chuàng)造好的課外實驗環(huán)境。同學們可以利用課余時間進行電子設(shè)計制作，自主選擇感興趣的電子設(shè)計競賽題目，也可以設(shè)計老師布置的題目，與此同時選拔一些優(yōu)秀的同學參與到學科的相關(guān)科研項目的子課題中。學生完成項目之后，結(jié)合一年一度的學院電子競賽活動，展覽學生制作的優(yōu)秀作品，并參加學院的電子競賽活動評比。以教學、科研及競賽項目為電子設(shè)計題目，為學生創(chuàng)造了研究和學習的機會，提高了實踐技能，大大激發(fā)學生的自主創(chuàng)新意識，對于學生工程素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮出巨大的作用。近幾年我系的各類競賽成績逐年攀升，2015年更是取得了全國大學生電子設(shè)計競賽全國一等獎1項，省一等獎2項的好成績。同時，學生參與教學科研活動，極大程度促進了實踐活動的開展，成為每年學院參加各項學科競賽的主要力量。

4結(jié)束語

高頻電子線路作為一門理論性強、系統(tǒng)性及應(yīng)用性強的電類專業(yè)基礎(chǔ)課，其所處的地位毋庸置疑[4]。為培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)等全面發(fā)展的高層次人才，對高頻電子線路課程進行教學改革研究是非常重要且有意義的。通過對教學內(nèi)容、教學方法、教學手段及實驗教學的探索與改革，有效增強了學生的學習興趣，改善了課堂教學效果，提升了學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學生的實際工程應(yīng)用能力。

參考文獻:

[1] 曾興雯，劉乃安，陳健.高頻電路原理與分析[M]. 西安：西安電子科技大學出版社，2013: 5-9.

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

[3] 廖惜春.基于工程應(yīng)用的“高頻電子線路”課程教學研究[J].電氣電子教學學報,2007,29(4):12-14.

[4] 黃揚帆，甘 平，劉曉，等. 高頻電路實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索，2011，30(7)：285-287.

ThoughtsonImprovingtheTeachingEffectofHighFrequencyElectronicCircuit

YANGYan,WEIPing-jun

(SchoolofElectricandInformationEngineering,ZhongyuanUniversityofTechnology,Zhengzhou,He’nan450007,China)

Abstract:Highfrequencyelectroniccircuitisoneoftheimportantbasiccoursesinelectricityspecialty.Inordertoimprovetheteachingqualityandbettertheteachingeffect,inthispaper,wediscusssomeconcreteideasfromtheteachingcontent,teachingmethodsandexperimentalteachingalongwiththeauthors’teachingpractice.Throughthecoursereform,wepromotethecomprehensiveknowledgelevelofthestudents.

Keywords:highfrequencyelectroniccircuit;teachingreform;contrastteaching;circuitsimulation

* 收稿日期：2015-12-28

基金項目：河南省高等學校重點科研項目(15A110045)

作者簡介：楊艷，女，河南濟源人，碩士，中原工學院電子信息學院講師，主要從事信號處理方面的教學與研究。 E-mail: hntoncy@163.com

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1007-4260(2016)02-0136-03

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-06-08 12:57網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160608.1257.033.html