梁韶華

(欽州學(xué)院，廣西欽州,535011)

項目教學(xué)法在高頻電子線路課程的教學(xué)研究

梁韶華

(欽州學(xué)院，廣西欽州,535011)

針對高頻電子線路課程長期存在的難學(xué)難教的問題，提出一種基于項目教學(xué)法的解決思路。首先，對教學(xué)內(nèi)容通過帕累托定律進(jìn)行全面優(yōu)化；然后，精心設(shè)計項目案例，提高學(xué)生的興趣和主觀能動性；最后，利用Multisim等EDA仿真軟件結(jié)合實物提升學(xué)生的動手實踐能力。實踐表明，項目教學(xué)法有的放矢，能夠較好的提高教學(xué)質(zhì)量。

高頻電子線路；項目教學(xué)法；教學(xué)改革；帕累托優(yōu)化；虛實結(jié)合

0 引言

高頻電子線路是電子、通信等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程長期以來，學(xué)習(xí)普遍反應(yīng)難以學(xué)會，老師費了很大氣力也感覺收效甚微，這種情況是各個高校相關(guān)專業(yè)普遍遇到的問題。

要解決該頑疾，就要找到根源，并對癥下藥。①該課程的內(nèi)容較為抽象和復(fù)雜，看不見摸不著的無線電波，理解起來并不容易。②公式推導(dǎo)、計算分析較多，門檻較高。③知識點繁雜，概念較多，電路類型、分析方法等多樣化，不少章節(jié)之間的關(guān)系也較為零散，學(xué)習(xí)難度較大。④傳統(tǒng)采用的先理論后實驗的模式，未能緊密結(jié)合，導(dǎo)致很多重要的知識點掌握得很不扎實。⑤高頻電子線路不是專業(yè)課，沒有單片機、PLC等課程的形象生動的應(yīng)用作品，因此學(xué)生感覺實用性不強，缺乏興趣。⑥實驗?zāi)Ｊ铰浜??；蛘卟捎脤嶒炏?，學(xué)生只能單純接線、簡單調(diào)試后查看輸出結(jié)果，對電路原理茫然無知；或者制作小電路，但是這樣的電路調(diào)試起來非常困難，成功率很低，學(xué)生普遍感覺到恐懼，甚至對電路和相關(guān)理論產(chǎn)生懷疑。

1 項目教學(xué)法的解決思路

筆者從事高頻電子課程教學(xué)二十多年來，也進(jìn)行過多種方法的嘗試和比較，發(fā)現(xiàn)項目教學(xué)法效果較為理想。

項目教學(xué)法的特點主要體現(xiàn)在學(xué)生主動學(xué)習(xí)、實踐操作上。這對于困難重重、舉步維艱的高頻電子線路課程來說，無疑是一個絕佳的突破點。

一方面，項目教學(xué)法強調(diào)實踐，學(xué)生掌握得效果更好。另一方面，項目教學(xué)法能真正促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

2 實踐應(yīng)用

雖然項目教學(xué)法的原理并不復(fù)雜，但是如何根據(jù)高頻電子線路課程的具體特點，設(shè)計一套符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點的實施方案，還是一個比較大的挑戰(zhàn)。經(jīng)過反復(fù)論證、試驗和比較，筆者提出一種內(nèi)容帕累托優(yōu)化、虛實結(jié)合的項目教學(xué)法的解決方案。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的帕累托優(yōu)化

很多教師遵循傳統(tǒng)教材的章節(jié)內(nèi)容，按部就班的全部講解，期望確保知識體系的系統(tǒng)性和完整性。其實，大而全的講解方式，學(xué)生根本無法掌握基礎(chǔ)知識，更不用說具備實踐應(yīng)用能力。再加上近年來全國上下課程體系大改革，課時大大縮短，使得全面講解的教學(xué)模式捉襟見肘。因此，必須要打破思想禁錮，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。

帕累托定律(Pareto’s law)是由意大利的Vilfredo Pareto提出。他發(fā)現(xiàn)80%的收入來自20%的人口，因此也被稱為二八定律。該定律的精髓在于，約80%的結(jié)果是由約20%的變量產(chǎn)生的。由于在各個領(lǐng)域獲得驗證，目前帕累托定律已經(jīng)被推廣并深為人們所認(rèn)同。當(dāng)然，利用該定律來開展高頻電子線路課程的教學(xué)改革，在國內(nèi)基本上還屬于空白。由于高頻電子線路課程知識點繁雜，難以胡子眉毛一把抓，正好適合進(jìn)行帕累托優(yōu)化。

2.2 項目案例的設(shè)計

對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化后，可以精心設(shè)計一些典型的項目案例，通過項目驅(qū)動帶動理論學(xué)習(xí)，避免了先理論后實驗、理論和實驗聯(lián)系不緊密的問題。項目案例的劃分，如圖1所示。

圖1 項目案例的劃分

從圖1可以看出，項目分為課內(nèi)實驗、課外設(shè)計兩大類型，分別由教師命題和學(xué)生自擬題目。前者一般為單人單組實驗，后者為團(tuán)隊協(xié)作。課內(nèi)實驗分為實物、仿真兩種。實物實驗為基礎(chǔ)實驗，根據(jù)學(xué)生的水平要進(jìn)行難度分級，使得不同層次的學(xué)生都能夠獲得最大的進(jìn)步；仿真實驗不受硬件限制，靈活性較大，可以完成的實驗較多，因此可以進(jìn)一步劃分為選做實驗、必做實驗兩個小類。

課內(nèi)實驗，主要包括正弦波振蕩電路、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、檢波、混頻、角度調(diào)制、調(diào)解、超外差、反饋控制器等電路。

課外設(shè)計，例如收音機的裝配和調(diào)試、簡易對講機、測向機，以及315MHz、433MHz、2.4GHz、紅外、藍(lán)牙、WIFI等無線遙控?zé)?小車/窗簾等。

可以看出，有了經(jīng)典的項目案例的壓力，學(xué)生從被動接受變成主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率自然獲得顯著提高。

2.3 虛實結(jié)合的項目實施

不管是什么項目案例，其實也屬于演示、驗證、綜合、設(shè)計實驗的一種。傳統(tǒng)的實驗方式一般有四種，如表1所示。

表1 實驗方式的比較

大部分高校為了省事，基本上都是采用單一的實驗方式。筆者認(rèn)為，虛實結(jié)合、降低難度方為上策。

第一，對于最基礎(chǔ)的實驗，采用半集成化的板子。有的老師要求學(xué)生通過萬用板、面包板、PCB來完成，學(xué)生剛?cè)腴T就暈頭轉(zhuǎn)向，很容易喪失了學(xué)習(xí)的信心和興趣。而采用半集成化的板子進(jìn)行調(diào)試，大大降低了難度了，能夠較為快速的看到效果，也容易實現(xiàn)循序漸進(jìn)。

第二，對于原理基本掌握的實驗，可以通過實驗箱進(jìn)行快速驗證，避免了只做仿真實驗，避免了學(xué)生對該電路到底能不能實現(xiàn)的疑問。

第三，對于復(fù)雜、數(shù)量較多的實驗，可以通過Multisim、EWB、Proteus、Matlab等軟件進(jìn)行仿真。通過仿真可以進(jìn)一步了解電路原理、掌握電路中各元件參數(shù)對電路的影響等基本知識，從而對教材內(nèi)容有更深的理解。例如，Multisim中的多頻調(diào)幅電路在虛擬儀器泰克示波器的顯示如圖2?？梢钥闯?，效果還是非常真實的。

圖2 多頻調(diào)幅電路在泰克示波器的顯示圖

第四，對于課外的綜合設(shè)計項目，學(xué)生一般在老師的指導(dǎo)下，查閱資料，制定方案，購買元器件，設(shè)計仿真電路完成各個子模塊的功能驗證，制作PCB并完成最后的系統(tǒng)調(diào)試。例如，最常見的可以為315MHz的遙控開關(guān)，也就是小車、電車、摩托的遙控鎖。這樣的收發(fā)電路不算太復(fù)雜，也有淘寶上的相關(guān)硬件線路可以參考，因此，學(xué)生做起來得心應(yīng)手，成就感十足。如果某個學(xué)生團(tuán)隊的水平較高，還可以進(jìn)一步將該項目與單片機、DSP、FPGA結(jié)合起來，發(fā)揮更強大的威力。

3 實踐應(yīng)用

通過帕累托內(nèi)容優(yōu)化、設(shè)計典型項目案例、虛實結(jié)合實施項目，在欽州學(xué)院最近3年的電子信息工程專業(yè)中進(jìn)行了實踐測試，取得較好的效果。

第一，通過項目驅(qū)動，使得學(xué)生主動學(xué)習(xí)，進(jìn)行大量而充足的實驗，能更好的理解那些抽象、復(fù)雜的內(nèi)容。第二，減少了推導(dǎo)計算，降低了門檻。第三，內(nèi)容優(yōu)化精簡，抓住核心知識，以點帶面。第四，項目主導(dǎo)，帶動理論學(xué)習(xí)，緊密結(jié)合。第五，項目、實驗形象生動，促進(jìn)學(xué)生興趣。第六，虛實結(jié)合，多管齊下，既減輕了學(xué)生的實驗負(fù)擔(dān)，也幫助了學(xué)生更好更快的完成實驗，完成項目設(shè)計，能夠更好的理解原理。

在實踐應(yīng)用，筆者的個人體會是，教師不能放任自流，一定要想法設(shè)法創(chuàng)造教學(xué)情境，提供指導(dǎo)幫助，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考、探索和討論。

4 結(jié)束語

針對高頻電子線路課程教學(xué)的難題，通過帕累托內(nèi)容優(yōu)化、設(shè)計典型項目案例、虛實結(jié)合實施項目。實踐表明，項目教學(xué)法能夠有效的降低學(xué)習(xí)門檻，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠幫助學(xué)生更好更快的掌握理論知識，并獲得較好的實踐動手能力。

[1]周瑩蓮.“高頻電子線路”課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].教育教學(xué)論壇,2016(7):126-127.

[2]趙海濤,王卓鵬,逄明祥.高頻電子線路實施項目教學(xué)法的探索與實踐[J].科技視界,2015(18):191-192.

[3]劉靜波.高頻電子線路實踐教學(xué)的建設(shè)和探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2006,28(4):87-90+111.

Research on the teaching of high frequency electronic circuit course

Liang Shaohua
（Qinzhou University,Qinzhou Guangxi，535011）

Hard to learn and teach to solve the problem of high frequency electronic circuit course has existed for a long time, put forward a solution based on Troject Teaching Method. First of all, the content of teaching through Pareto’s comprehensive optimization; then, carefully designed project cases, improve the students’ interest and initiative; finally, combined with the real enhance students’ practical ability by using Multisim EDA simulation software. The practice shows that the project teaching method has a definite meaning and can improve the teaching quality

High Frequency Electronic Circuit; Project Teaching Method; Teaching Reform; Pareto Optimization

梁韶華(1967-)，女，廣西欽州人，講師，理學(xué)碩士，主要研究方向為無線遙控技術(shù)、智能電路系統(tǒng)、高等教育等。

欽州學(xué)院教學(xué)改革項目，《高頻電子線路》課程教學(xué)改革研究與實踐。