官茜
摘要:《高頻電子線路》課程具有分析方法復雜,電路種類繁雜和工程實踐性強等特點,運用目前的教學方式,學生學習效果不佳,本文對《高頻電子線路》課程教學模式改革探討。
關鍵詞:高頻電子線路;教學過程;專業(yè)基礎課
《高頻電子線路》是電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)技術基礎課,該課程的主要研究無線通信系統(tǒng)的工作原理和單元電路的基本原理和基本分析方法,課程具有很強的實踐性。
一、《高頻電子線路》課程的特點
(一)電路的基本分析方法復雜
高頻電子線路絕大多數(shù)是非線性電路,我們都知道非線性電路分析方法復雜,必須求解非線性方程,不能運用疊加定理。導致不能用嚴格的數(shù)學方法對其進行分析,只能借助計算機進行數(shù)學建模,近似計算。
(二)高頻電子線路種類繁雜
實現(xiàn)通信需要各種功能,所以通信設備復雜,高頻電子線路的種類多,電路的形式繁雜。雖然電路的數(shù)目不知凡幾,但萬變不離其宗,這些電路都是由非線性器件構成,都是在幾個實現(xiàn)基本功能的典型單元電路的基礎上改變而來。因此在教學過程中,要重點講解講透各種典型單元電路的特點、組成、工作原理和基本分析方法;還要注意電路之間的關聯(lián),做到以點帶面,舉一反三,融會貫通。
(三)高頻電子線路工程實踐性強
高頻電子線路電路分析復雜,并且一般在較高的頻率上工作,理論知識就使學生很難理解。因此,在講授過程中,將重點放在理論分析上,忽視與實際問題之間的聯(lián)系。實驗操作中,高頻電子線路的調試技術要比低頻復雜,需要更多的時間進行實踐訓練。隨著實踐經(jīng)驗的積累加深理論知識的理解,同時開闊學生的視野,提高創(chuàng)新能力。
(四)高頻電子線路課程難
因為高頻電子線路種類繁雜,所以高頻課程的知識點多且比較分散,章節(jié)與章節(jié)之間關聯(lián)性弱,使得很多學生對高頻課程缺少一個系統(tǒng)的認識,沒有真正掌握高頻課程的本質。其次,高頻課程和先修課程的聯(lián)系緊密,需要大量先修課程的專業(yè)知識,對于基礎差的學生來說,學習難度較大。
因此根據(jù)以上所述高頻課程的特點,長期以來運用的教學方式都是教師在講臺上講、學生在講臺下聽,“一堂言”、“滿堂灌”的教學方式。但這種教學方式效果不佳,學生沒興趣學習,甚至想學也很難學懂。因此要堅決打破“滿堂灌”的教學方式,對教學模式改革進行幾點建議。
二、高頻教學模式改革
(一)利用實例激發(fā)學習興趣
《高頻電子線路》這門課程知識點繁雜,學起來有一定的難度,學生學不懂也沒興趣學。因此,如何激發(fā)學生在課堂上學習高頻的興趣,是課堂教學過程中需要解決的問題之一。可以運用生活中常見的實例來解釋教學過程中出現(xiàn)的抽象的,晦澀難懂的理論知識。簡化了復雜的知識,使其變得直觀,容易理解,幫助學生學懂學透知識,激發(fā)學生的求知欲。如:學習信號調制時,以手機通信為例,引導學生思考通信時,信號在傳輸過程中其頻率是如何變化的?引出基帶和通帶的概念,進一步加深對知識點的理解,引導學生計算接收基帶和帶通信號所需的天線尺寸,使學生學透信號調制的物理意義。
(二)教學內(nèi)容精簡,“輕公式,重本質”
高頻電子線路中電路形式多,基本分析方法多。在授課時,如果每個知識點都面面俱到,導致學生無從抓起。因此在課堂教學過程中,教室要明確重點,分清主次,抓住主干。高頻電子線路課程主要研究構成發(fā)送機和接收機的單元電路,典型線路的工作原理。因此在教學過程中,要盡可能減少數(shù)學公式的推導過程的學習,重點研究單元電路的基本原理和基本分析方法,從工程實際出發(fā),學會用工程的思想分析電路?!拜p公式,重本質”。由于工科生缺乏對數(shù)學公式的感性認識,所以 “輕公式”并不是不重視公式,違背了長久以來的教學方式。而是從當前學生實際問題出發(fā),將授課過程進行改進。授課過程首先從實際問題出發(fā),提煉出其物理本質;然后將物理本質進行數(shù)學建模;根據(jù)所建模型推導數(shù)學公式,得出結論公式,最后用最終結論公式驗證物理本質。
以調制與解調這一章節(jié)中的重點惰性失真的公式推導為例。首先提煉出物理本質,惰性失真原因是調幅波振幅變化的速度快于大信號檢波器里面電容器上電壓變化的速度,如果不出現(xiàn)惰性失真只要不滿足上述條件就可以,則可以對其進行數(shù)學建模,推導公式,建立了公式和物理本質的聯(lián)系。
(三)注意新舊知識的聯(lián)系
高頻信號是高頻電子線路主要處理的信號,而學生最為熟悉的是低頻信號的處理,因此在學習過程中會受其干擾,在分析問題和解決高頻問題感到力不從心,無從下手。因此,在教學過程中,盡可能做到在已學過的知識架構上,更新新的知識體系,簡化學習難點,減少知識點的跳躍,使學生學習從簡到難,循序漸進地學習。
高頻小信號諧振放大器是接收機的第一級單元電路,在放大所要接受的高頻信號的同時也會濾除遠離諧振頻率的信號。由于輸入信號幅度小,可以近似認為放大器工作在晶體管的線性范圍內(nèi),所以允許晶體管采用微變等效電路來分析。但是也要讓學生清楚高頻電子線路中微變等效電路同低頻的區(qū)別,由于輸入信號是高頻信號,在分析電路時需要考慮極間電容對信號的影響,所以在高頻電子線路的電路分析中晶體管的微變等效電路經(jīng)常采用Y參數(shù)等效電路,而低頻電路采用H參數(shù)等效電路。兩種網(wǎng)絡參數(shù)等效電路之間的關系和區(qū)別就非常清楚了,學生就可以在低頻電路的分析方法的基礎上,掌握和理解分析高頻電子線路的一種微變等效電路。
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