高頻電子線路課程教學改革探討

摘要： 高頻電子線路是電子信息、通信工程的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實踐性很強的技術(shù)課程。筆者根據(jù)幾年來的教學過程的一些具體實踐，就如何提高教學效果，以及學生的工程應用能力，從教學方法、教學手段、實踐教學與課程設(shè)計這幾個方面進行了探討。

關(guān)鍵詞： 高頻電子線路 教學改革 對比法 多媒體 仿真 課程設(shè)計

高頻電子線路是電子信息工程、通信工程、電子信息科學與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是從事通信、電子等相關(guān)領(lǐng)域研究開發(fā)人員必須了解的基本知識。通過本課程的學習學生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法，為后續(xù)課程學習打下良好的基礎(chǔ)，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術(shù)問題。本課程專業(yè)性、綜合性強，對學生基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)要求高。在教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握。如何在有限的教學時間內(nèi)，讓學生了解并掌握高頻電子線路的知識，培養(yǎng)學生的分析能力、設(shè)計能力，使學有所用，下面本人結(jié)合幾年來的教學實踐，談談高頻電子線路課程教學改革的幾點看法。

一、教學方法多樣化

課堂教學的任務，不僅僅是把某門課程的知識灌輸給學生，而且要在教學實踐中，將教師自己長期積累的分析問題、解決問題的經(jīng)驗，不斷地傳授給學生。幫助學生在原有的知識基礎(chǔ)上盡快地掌握新的知識。所以在教學過程中，注重采用多種教學方法，使學生加深對知識的理解，同時注重學生思維能力的培養(yǎng)，顯得尤其重要。

比如在教學過程中多采用對比法，如串聯(lián)諧振回路與并聯(lián)諧振回路的特點時，有關(guān)Q值的公式

串聯(lián)時：Q= =

并聯(lián)時：Q= =ωCR

兩個公式在形式上只是分子和分母對調(diào)了一下，如果不對比地看，學生在記憶時很容易混淆，導致公式的用錯。此外還有高頻小信號放大器與低頻小信號放大器，高頻小信號放大器與高頻諧振功率放大器，變頻電路、調(diào)幅電路與檢波電路、高頻電路的y參數(shù)，等效電路與低頻電路的h參數(shù)等效電路等加以對比地學習，可加深學生對單元電路的整體把握以及對基本概念的清晰理解。

另外，事物之間是相互聯(lián)系的，所以在教學中要引導學生發(fā)現(xiàn)一些聯(lián)系，由此及彼，由現(xiàn)象總結(jié)為規(guī)律。比如在講到串并聯(lián)等效互換的時候，有R =（1+Q）R ≈QR ，X =1+ X ≈X 。

由此，我們可以在教學中聯(lián)系到前面學過的知識并聯(lián)諧振阻抗，用以上的公式來求并聯(lián)諧振阻抗，看是不是與以前的結(jié)論相同。

如圖1的并聯(lián)諧振電路變?yōu)閳D2的形式時，運用串并聯(lián)等效互換的公式。串聯(lián)的Lr變成并聯(lián)的LR 。

與并聯(lián)諧振阻抗的公式一致。

前后知識的聯(lián)系講解，可使學生對概念更加清晰，記憶更加深刻。

二、合理運用多媒體輔助教學手段

多媒體教學是指在教學過程中，根據(jù)教學目標和教學對象的特點，通過教學設(shè)計，合理選擇和運用現(xiàn)代教學媒體，并與傳統(tǒng)教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學過程結(jié)構(gòu)，達到最優(yōu)化的教學效果。

多媒體計算機輔助教學是指利用多媒體計算機，綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，把多媒體的各個要素按教學要求，進行有機組合并通過屏幕或投影機投影顯示出來，同時按需要加上聲音的配合，以及使用者與計算機之間的人機交互操作，完成教學或訓練過程。

因此，要很好地發(fā)揮多媒體輔助教學的優(yōu)勢，制作好的多媒體教學課件是其中的關(guān)鍵。課件的制作可綜合運用Powerpoint、Flash、Photoshop、3Dmax、Authorware等軟件。作為多媒體教學課件，必須能正確表達學科的知識內(nèi)容、反映教學過程和教學策略，具有友好的人機交互，具有診斷評價、反饋強化的功能。因此，多媒體教學軟件的開發(fā)和制作，需要在教學理論的指導下，做好教學設(shè)計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計、導航策略設(shè)計和交互界面設(shè)計等工作，并在教學實踐中反復使用，不斷修改，才能使制作的多媒體教學軟件符合教學規(guī)律，取得良好的教學效果。比如在講到高頻功率放大器的負載特性的時候，我們可以通過動畫來呈現(xiàn)當負載電阻逐漸增加，動態(tài)負載線以及集電極電流波形的變化趨勢，這樣直觀的動態(tài)變化加深了學生的印象。又比如在調(diào)幅，調(diào)頻這兩章中，開始學生對這些概念比較模糊，這時我們可以通過制作動畫來表現(xiàn)調(diào)幅、調(diào)頻，使學生能更直觀地理解概念。

多媒體課件必須制作得完整、形象、生動，有助于吸引學生的注意力，增加教學互動。切忌知識點的簡單陳列，只是圖片加文字，沒有“動”的部分。

但是，由于高頻電子線路課程的特點，基本概念、基本公式、單元電路以及分析方法多，筆者認為多媒體教學始終只能作為輔助手段，傳統(tǒng)教學的黑板板書還是應該占主要地位。黑板即時重現(xiàn)力強，隨寫隨看，內(nèi)容還可以方便地增刪，教師教學過程中有時會有突然而至的靈感，這些靈感可以很方便地加到板書中去。一個問題的推演、分析過程，應由教師親手在黑板上完成，使學生能在教師的逐步推演過程中有時間學習思維方法，培養(yǎng)良好的解題習慣。

三、增加創(chuàng)新性實驗比例

高頻電子線路實驗課程中普遍采用高頻電子線路整機實驗箱，實驗箱中一般設(shè)置了十多個為配合理論課程而設(shè)計的驗證性實驗和個別作為學生綜合設(shè)計性實驗的系統(tǒng)實驗。雖然這種驗證性實驗可以幫助學生理解和加深課堂所學的內(nèi)容，但由于高頻典型電路都是已設(shè)計好的，電路連接過于簡單，學生只是對輸入輸出信號做簡單的分析，這樣忽略了高頻典型電路的基本結(jié)構(gòu)，淡忘了電子基礎(chǔ)課程中一些電路連接的方法及元器件的選擇方法。而且由于高頻電子線路實驗課程的課時為每個學期16-18課時，這樣通常只能安排幾個驗證性的實驗，對學生電路設(shè)計能力的提高很有限。

筆者認為，對于高頻電子線路課程的教學，在實驗講解過程中，應結(jié)合單元電路的實物圖和電路圖，對每一個單元電路進行分析，并與理論教材上的單元電路進行對比，使學生對單元電路有更深的理解和直觀感受；在結(jié)合單元電路實物圖講解的時候，加強了學生對一些電路以及元器件的認識。另外，針對現(xiàn)今高頻電子線路實驗箱的缺點，可適當安排一些簡單電路的組裝、調(diào)試實驗，如高頻小信號放大器這個實驗，可提供一些必要的元器件，讓學生自己設(shè)計并進行組裝、調(diào)試。這樣可以提高學生的動手能力以及調(diào)試、排除故障的能力。

對于設(shè)計性的環(huán)節(jié)，由于實踐課時的限制，通常為2-3課時一個實驗，無法在實踐教學中很好地執(zhí)行。所以，這部分的內(nèi)容可以通過開設(shè)電子線路仿真軟件的實驗來實現(xiàn)。在仿真實驗過程中，學生只需要逐個完成元件和儀器的選擇，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，同時按照實驗參考電路對它們進行連接，這有助于他們熟悉實驗電路，加深對電路原理的理解。另外，在仿真過程中，學生可以根據(jù)自己的思路，自行修改實驗電路、修改元件參數(shù)和輸入信號，進行研究和分析，由此可極大地提高他們的學習興趣與電路設(shè)計的能力，提高他們解決實際問題的能力。仿真實驗可以作為設(shè)計型實驗開設(shè)，這符合教育部本科教學評估的要求。同時，可以完全免去維護的麻煩，節(jié)約大量的人力、物力、財力，并能夠根據(jù)教學計劃，按質(zhì)按量地開出大綱要求的所有實驗。常用仿真工具有EWB、MATLAB和Multisim等。對于設(shè)計性的實驗，我們可以讓學生先通過仿真軟件設(shè)計出電路圖，在計算機上進行修改，調(diào)試，然后結(jié)合高頻實驗箱或者自己組裝電路，用硬件實現(xiàn)，這樣在實驗當中讓學生動腦、動手，培養(yǎng)學生實際操作能力和創(chuàng)新能力。但是這里也必須要避免走入一個誤區(qū)，就是所有的實驗都在計算機上利用軟件完成。畢竟軟件仿真只是一種虛擬的環(huán)境，電路是否合適，還是得放到真實的環(huán)境中檢驗。而且仿真實驗中的元器件都是理想的，無法涉及一些實際的技術(shù)問題，如元器件變形、損壞以及環(huán)境變化等帶來的影響。另外，一些實驗儀器的使用方法，如示波器，仿真軟件與現(xiàn)實的示波器還是有一定差距，而這些都是學生必須掌握的基本技能。

所以高頻電子線路的實踐教學環(huán)節(jié)應當也必須突破傳統(tǒng)的驗證性實驗模式，增強創(chuàng)新性實驗比例，將計算機仿真實驗與綜合型實驗、設(shè)計型實驗、嘗試性實驗結(jié)合起來，從而提高學生的電路設(shè)計能力及工程應用能力。

四、強化課程設(shè)計

一般而言，課程設(shè)計都是在理論課程結(jié)束后的2周時間內(nèi)，由教師提供題目，學生以2-3人為一組，選擇題目，進行整機的設(shè)計。設(shè)計的題目為通信設(shè)備的各整機電路，如收音機、無線對講機、無線遙控系統(tǒng)等。通過課程設(shè)計，可以使對學生分析問題、解決問題、設(shè)計電路的能力有質(zhì)的飛躍，由元件到環(huán)節(jié)最終達到系統(tǒng)級的認識，并且可以提高學生的團隊協(xié)作意識、競爭意識。通過設(shè)計、調(diào)試，學生會遇到理論教學中，甚至實驗環(huán)節(jié)中一些意想不到的許多實際問題，學生的能力就在解決這些問題時得到了潛移默化的提高。

另外，強化課程設(shè)計，也可以為兩年一次的全國電子設(shè)計大賽練兵。從歷屆的電子設(shè)計大賽題目可以看到，有很多題目都涉及高頻電子線路部分，有的甚至就是一個高頻電子線路的整機電路，如調(diào)幅（調(diào)頻）收音機的設(shè)計。所以抓好課程設(shè)計，不僅可以提高學生的能力，也可以間接地為電子設(shè)計大賽培訓選手。

五、結(jié)語

在這幾年的高頻電子線路課程教學實踐中，本文中改革的嘗試取得了很好的教學效果，學生的學習興趣、動手能力和創(chuàng)新能力都有很大的提高，畢業(yè)生在社會中的競爭力也增強了。當然作為教者的我們還應該不斷更新自己的教學思想，采用各種行之有效的教學方法和手段來提高教學效果。在自己的教學實踐中，不斷地深化教學改革，真正做好教書育人的工作，才能培養(yǎng)出符合社會發(fā)展需求的工程應用人才。

參考文獻：

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［4］多媒體課件設(shè)計與制作基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2004.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?！?/p>