鐘玲玲，劉 康，王中豪

（安徽新華學院，安徽 合肥230088）

當今社會，國家提倡“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，學校作為高水平應用型大學建設單位，近年來大力鼓勵全校師生科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動[1-3]。而在各種科技創(chuàng)新活動中，學生自覺高頻電路設計復雜、知識點薄弱，缺少相關產品設計的經歷，心理上對高頻類設計產生排斥，即使選擇了該類課題，也因方案論證不明晰、模擬電路調試困難等原因在設計過程中栽了不少跟頭[4]。由此提出多維聯(lián)動教學模式，以便充分調動學生的主觀能動性，推動其去想、去學、去用，培養(yǎng)他們項目開發(fā)的習慣，促使學生學以致用。

一、存在的問題

首先，高頻非線性電路分析不能采用疊加定理，而必須求解非線性方程，包括非線性代數(shù)方程和非線性微分方程，因此對高頻電路需要進行相應的數(shù)學分析，但嚴格的數(shù)學分析在工程應用中很難實現(xiàn)，所以學習過程中還要對理論電路做工程近似，根據(jù)實際情況建立器件的數(shù)學模型及其工作條件。

其次，高頻電路種類和電路形式繁多，給學習帶來較大難度。高頻電路講述通信設備的各功能電路，所以電路種類比較多，且實現(xiàn)每一種功能的電路形式也是多樣的。在如此繁多的電路面前，學生往往一知半解，容易產生似是而非、糊里糊涂的感覺。

二、教學改革的措施

根據(jù)地方性應用型高校辦學的總體方針和應用型課程的改革指導，確立了適應新形勢新任務下的改革思路：著力培養(yǎng)應用型人才，理論結合實踐，提高學生動手和實踐能力，體現(xiàn)“寓教于樂”的宗旨，激發(fā)學生對理論應用于實踐的強烈興趣，對學生要循循善誘，充分利用現(xiàn)代化的教學設備，不斷優(yōu)化教學方法，密切關注日新月異的科技發(fā)展，引領學生跟上科技潮流，積極接納新事物，培養(yǎng)學生終生學習的能力。具體改革措施如下：

（一）教學內容模塊化

根據(jù)高頻電路工程實踐性的要求，按照調幅收音機和無線對講機的工作過程，調整教學內容的結構與順序。采用項目驅動的方式分解和重組電路，使得理論知識和實踐知識有機結合。其中理論知識不強求面面俱到，結合學生的學習興趣和知識基礎，突出實踐性強的知識點。調整的教學內容如圖1所示：

圖1 模塊化教學內容

比如，無線對講機項目，其功能可以劃分為兩大模塊：調頻發(fā)送設備和調頻接收設備，每個模塊對應的單元電路和知識點如表1所示。用到了教學知識體系中的LC正弦波振蕩器、變容二極管直接調頻電路、丙類諧振功率放大器、單諧振回路諧振放大器、雙失諧斜率鑒頻器、自動頻率控制電路和鎖相環(huán)電路。

表1 項目課題-模塊電路-單元電路-知識點的教學體系示例

（二）教學模式多維聯(lián)動

課程教學以應用為核心，采用項目化訓練手段，將實用項目的開發(fā)過程貫穿于理論、實驗和實訓教學中，并結合各類學科競賽，多維聯(lián)動，從而培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新和工程實踐能力，如圖2所示。具體措施如下：

1.層次化教學

圖2 多維聯(lián)動教學模式

項目按功能和遞進關系劃分成四個層次。第一層是把項目分解成若干個子項目，分別闡述每一個子項目的工作原理，對項目進行總體方案設計；第二層是依據(jù)總體方案設計，在Multisim軟件中畫出項目原理圖，通過虛擬仿真測試電路功能原理；第三層是根據(jù)原理圖進行實物電路搭建，設置功能測試點，對每個功能測試點進行測試調試，驗算結果是否達到項目的性能要求；第四層是對整個項目進行口述、驗收，梳理設計過程中的原理、參數(shù)計算、注意事項等問題，從而再次回歸到高頻課程理論知識上。通過這種項目遞進循環(huán)方式開展教學工作，使教學組織按步驟、有條不紊地向前推進，是高頻理論和實踐的有機融合，極大地激發(fā)了學生的學習興趣。結課的學生可以自主完成射頻類小型簡易項目產品的立項、論證、開發(fā)、使用和維護，培養(yǎng)了學生的工程實踐能力。

2.電路精練，實踐緊湊

按照電子信息工程、通信工程等專業(yè)的培養(yǎng)方案，將高頻電路課程由64課時（理論課時54+實驗課時10）+1周課程設計調整為56課時（純理論課時）+1周集中式課程實踐（8學時實驗+12學時綜合性設計環(huán)節(jié)）,修改后電路內容更精練，集中式實踐環(huán)節(jié)更緊湊。

以典型、實用電路為主高頻電路種類繁多，每類電路還具有多樣性，如果面面俱到，不僅抓不住重點，還會消磨學生的學習耐心，所以以應用為導向，主要討論典型、實用電路，摒棄落后或相似相近的電路，重功能、特性、工作條件和輸入輸出接口，輕繁雜的原理推倒。逐漸消除學生數(shù)學物理不好就學不好高頻電路的畏懼心理，樹立高頻電路簡單易學的光輝形象。

3.建立并加強高頻電路在本科畢業(yè)設計和各類學科競賽中的重要地位。

鼓勵學生大膽嘗試高頻電路應用于產品的實例，培養(yǎng)學生對課題研究的興趣，組織學生參加多種學科競賽。學生在競賽選題中有“重數(shù)字、輕模擬；重軟件、輕硬件”的偏好，高頻電路在實際生活中有著廣泛的應用，最典型的代表就是遙控飛行器，它是高頻電路應用于實際產品的典型代表，頗受學生的喜愛。通過學科競賽學生由對遙控飛行器的喜愛擴展到對高頻電路的興趣，使學生認識到高頻電路的重要性。當然高頻電路屬于模擬信號，易受外界信號的干擾，對設備精度要求很高，而且隨著近年來科學技術發(fā)展的日新月異，對高頻電路的應用也提出了更高的要求。學生在參加學科競賽過程中不僅積累了理論知識，而且極大鍛煉了動手能力，克服了眼高手低的缺點，即使在實踐應用中遇到困難也能迎刃而解。

（三）逐步完善高頻網絡開放課程和興趣小組，延伸課堂教學時間

2016年12月獲批安徽省《高頻電路》大規(guī)模在線開放課程。大規(guī)模在線開放課程完全以學生的需要與愛好作為起點，強調以內容為中心、老師為引導，以學生為載體，以服務為導向，形成用優(yōu)秀的課程資源建設和信息應用系統(tǒng)建設為核心的網絡學習共同體[5]?！陡哳l電路》大規(guī)模在線開放課程通過利用網絡的便利性，憑借師生交流互動、疑難解答和管理等功能，開展作業(yè)、考試、答疑、討論、獲得學分評價等互動教學模式，此舉對于開創(chuàng)一個全新的在線交互教學模式作了一次有益的探索和嘗試。交互式課堂教學如圖3所示。

圖3 交互式課堂教學

目前高頻電路課程組正在逐步完善和擴充網站內容，在開放網絡平臺基礎上，引領學生大膽探索，成立高頻電路興趣小組，由老師指導、小組成員各司其職來開發(fā)高頻電路的電子產品，成員全程參與產品的設計、元器件的采購、焊接、調試，最后編寫總結報告，進行交流答辯，通過全員參與，既鍛煉了學生對高頻電路的抽象意識，也增強了他們的直觀印象，無形中還培養(yǎng)了他們的團隊合作精神。

（四）以項目任務為驅動，鍛煉學生承接企業(yè)外包產品的開發(fā)服務能力

創(chuàng)新平臺采用小型項目開發(fā)為任務驅動，提供可選項目課題，例如，射頻卡讀寫器、無線射頻識別系統(tǒng)、基于射頻卡的電子門鎖、上班打卡系統(tǒng)、遙控飛行器、超遠距離汽車報警器、無線調頻對講機等，指導教師在課題應用場合、性能指標和關鍵技術方面引導推薦，營造良好的開放的學習氛圍。學生根據(jù)興趣取向和個人能力，從中選擇一個題目，展開系統(tǒng)方案論證、模塊化電路組成和接口設計、單元電路選擇、軟件仿真、焊接調試等開發(fā)流程。在此過程中，會遇到各種各樣的問題，需要查詢相關電路資料和元器件說明，問題解決的過程就是一個再學習和能力提升的過程。這個過程艱難而痛苦，需要堅強的毅力和極大的耐心，創(chuàng)新平臺將提供教師督查指導和最后的電路作品競賽助力學生完成該過程。對于能力比較強的同學，可以考慮承接企業(yè)外包產品開發(fā)任務，為畢業(yè)、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)奠定實踐基礎。

（五）考核方法“綜合全面、能力優(yōu)先”，真實反映學生高頻電路應用能力的掌握狀況

表2 電子通信工程學院學科與科技競賽獲獎情況

課程的評價體系與考核方式對學生的學習有著重要的影響，因此不斷完善、優(yōu)化考試內容及方法就成了教學改革中不容忽視的因素。高頻電路課程的考核就要側重于應用性，由以往的偏重理論考核轉變加強對實踐性的考核，課程成績評定方式由“平時過程考核+期末理論考試+應用能力考核”三部分組成。具體考核成績評定辦法如下：

學生應用能力考核由驗證實驗、設計實驗、課程設計和課外作品制作四個環(huán)節(jié)構成。每一環(huán)節(jié)都先由教師根據(jù)內容的完成情況，分別從設計、過程、答辯三方面對各小組成員進行綜合評分；然后由各個小組的組長對小組成員的工作量、完成進度及表現(xiàn)來進行評價打分；各小組的組長成績則由教師來評分。通過以上考核方式，在潛移默化的訓練過程中鍛煉了學生的個人能力，提高了團隊協(xié)作能力，也培養(yǎng)了學生的學習興趣，引導學生從為了考試而考試的態(tài)度向善于分析問題、解決問題的轉變，提高了學生的應用實踐能力。

三、實施效果

我院通過以上教學改革方案的執(zhí)行和實踐，近幾年在學科競賽中取得優(yōu)異成績。如2015年全國大學生電子設計競賽（全國決賽）榮獲國家一等獎；2016年榮獲全國大學生智能汽車競賽（全國決賽）國家二等獎；榮獲“大唐杯”全國移動通信技術大賽國家二等獎，國家三等獎2項；2017年榮獲“恩智浦杯”全國大學生智能汽車競賽國家一等獎2項，榮獲“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽國家二等獎1項，“大唐杯”全國移動通信技術大賽國家二等獎1項；2018年全國大學生智能汽車競賽榮獲國家二等獎2項，榮獲“大唐杯”全國移動通信技術大賽國家一等獎1項，國家二等獎2項。表2是電子通信工程學院學科與科技競賽在2017、2018兩年間的具體獲獎情況。

四、結論

《高頻電路》課程教學中采用多維聯(lián)動教學模式，以項目開發(fā)為主線，將理論教學、實驗實訓和科技比賽有機融合，并對課程內容、教學方法手段、課程考核方法等幾個方面進行改革，實現(xiàn)了理論與實踐的結合，突出了課程應用性特點。從實施效果來看，在一定程度上提高了學生的自主創(chuàng)新能力和工程實踐能力，推動了地方性應用型本科高校的發(fā)展。