高職高專《高頻電子線路》教學(xué)方法探析

摘要：《高頻電子線路》是高職高專電子信息、通信類專業(yè)的主干課程之一，是一門核心的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在整個(gè)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中起到承上啟下的作用，同時(shí)也是一門學(xué)生比較難學(xué)、老師比較難教的課程。通過(guò)分析《高頻電子線路》教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐，在本課程的的教學(xué)改革中提出幾點(diǎn)想法，旨在通過(guò)教學(xué)方法改革提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：高頻電子線路；教學(xué)改革；教學(xué)方法

1．《高頻電子線路》教學(xué)存在的問(wèn)題

《高頻電子線路》是指在高頻段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)特定功能的電路，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。該課程是通信專業(yè)的主干課程之一，內(nèi)容主要包括無(wú)線通信系統(tǒng)的組成、信號(hào)的和發(fā)送和接受系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)及工作原理等，是通信專業(yè)類學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。然而，學(xué)生對(duì)該門課程普遍覺(jué)得較難理解，存有畏難情緒，學(xué)習(xí)效果較差，學(xué)完后印象不深；而教師也覺(jué)得該課程教學(xué)難度較大，上課效果不理想。究其原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）高頻電路的特殊性

在學(xué)習(xí)《高頻電子線路》之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)了《電路基礎(chǔ)》和《低頻電子線路》這兩門課程，具備了一定的電路知識(shí)基礎(chǔ)。但是與低頻電路相比，高頻電路的工作頻率較高，電路的結(jié)構(gòu)及工作原理有其特殊性，而分析方法也與低頻電路有著比較大的區(qū)別，這往往令學(xué)生無(wú)所適從。

（2）高頻電路抽象復(fù)雜，數(shù)學(xué)公式多

高頻電路是非線性電路，比較抽象復(fù)雜，往往需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)要求比較高。與低頻電路相比，高頻電路的一大特點(diǎn)就是公式多，而這些公式又依賴于數(shù)學(xué)推導(dǎo)，如傅里葉變換等。但是，由于傅里葉變換等數(shù)學(xué)知識(shí)較難，在高職高專的《高等數(shù)學(xué)》學(xué)習(xí)過(guò)程中，沒(méi)有做為重點(diǎn)來(lái)學(xué)，從而直接造成了許多學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的缺乏，間接地導(dǎo)致了了《高頻電子線路》難學(xué)難教。

（3）重理論輕實(shí)踐

《高頻電子線路》課程在教學(xué)中存在較嚴(yán)重的重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象。主要原因有以下兩點(diǎn)：一是該課程學(xué)時(shí)壓縮，整個(gè)學(xué)時(shí)較少，只能挑選出幾個(gè)典型電路模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，從而難以給學(xué)生提供一個(gè)對(duì)高頻電子線路感性認(rèn)識(shí)的平臺(tái)。二是高頻電子線路對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高，由于高頻電子技術(shù)的高頻特性，實(shí)驗(yàn)電路比較容易損壞，且難以維修，往往經(jīng)過(guò)兩、三屆學(xué)生使用后，電路就很難調(diào)出理想的波形，課程實(shí)驗(yàn)難以取得預(yù)期的效果，還直接影響了學(xué)生實(shí)踐能力的提高。

2.教學(xué)改革的幾點(diǎn)想法

2.1始終圍繞無(wú)線通信系統(tǒng)

《高頻電子線路》是圍繞無(wú)線模擬通信系統(tǒng)展開(kāi)，包括信號(hào)的產(chǎn)生，信號(hào)的發(fā)送和信號(hào)的接收。在課程一開(kāi)始講緒論的時(shí)候，以調(diào)幅廣播發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備為例建立無(wú)線通信系統(tǒng)的概念，也可以通過(guò)學(xué)生使用的手機(jī)為例，使學(xué)生覺(jué)得通信系統(tǒng)就在自己身邊，同時(shí)也讓學(xué)生從框架上了解無(wú)線通信系統(tǒng)的基本組成，熟悉無(wú)線通信系統(tǒng)中包含哪些電路，以及每個(gè)電路的作用。在后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)中，始終將每部分電路與無(wú)線通信系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，而不是孤立的。講完每部分電路后，通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)或接收設(shè)備系統(tǒng)將每部分電路聯(lián)系起來(lái)。比如講完了高頻振蕩器、振幅調(diào)制電路和功率放大電路后，就可以以實(shí)際的信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)為例，結(jié)合無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備原理框圖，振蕩器用來(lái)產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，通過(guò)振幅調(diào)制電路將低頻調(diào)制信號(hào)加載在高頻載波信號(hào)上實(shí)現(xiàn)調(diào)制，在經(jīng)過(guò)功率放大器進(jìn)行功率放大后才能有效的將攜帶調(diào)制信號(hào)信息的調(diào)幅信號(hào)通過(guò)天線發(fā)送出去。這樣更能加深學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)的理解和鞏固，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2多種教學(xué)手段并用

在《高頻電路》的教學(xué)中，對(duì)于理論上難以理解，而且實(shí)驗(yàn)效果不明顯的的電路原理，如LC振蕩器、丙類諧振功率放大器、調(diào)制與解調(diào)電路，就可以采用電子線路仿真軟件Multisim10對(duì)這些電路進(jìn)行仿真演示，可使抽象、難理解的內(nèi)容變得生動(dòng)、直觀，使學(xué)生更容易掌握和理解。利用Multisim10仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，可以克服《高頻電子線路》理論教學(xué)枯燥難學(xué)，通過(guò)讓學(xué)生先觀察現(xiàn)象，再向其提出疑問(wèn)，對(duì)問(wèn)題的層層遞進(jìn)，巧妙地將學(xué)習(xí)內(nèi)容逐一展現(xiàn)，最后再探究其本質(zhì)進(jìn)行公式的推導(dǎo)。這樣符合從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知規(guī)律，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也有助于增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶，拓展學(xué)生探索新知識(shí)的思路，同時(shí)也彌補(bǔ)了實(shí)踐教學(xué)的的不足。

使用多媒體教學(xué)工具增加了信息量，特別是較復(fù)雜的實(shí)際電路，這樣可以節(jié)省畫(huà)圖的時(shí)間，又可以和學(xué)生互動(dòng)，一起對(duì)電路原路以及各個(gè)電路元件的作用進(jìn)行分析。但是對(duì)于有些重要的，較復(fù)雜的公式推導(dǎo)用多媒體課件演示就不太適合，造成學(xué)生思維的不連貫，這時(shí)可采用傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的方式和學(xué)生一起一步一步推導(dǎo)公式，這樣使得學(xué)生思維連貫，易于理解和掌握。

根據(jù)不同的內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段，多種教學(xué)手段互補(bǔ)一起為教學(xué)服務(wù)，有利于學(xué)生真正理解和掌握知識(shí)。

2.3比較教學(xué)法

在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合《高頻電子線路》課程的特點(diǎn)，常常采用比較法，使學(xué)生對(duì)前后所學(xué)的電路更容易理解和記憶。比如低頻放大電路與高頻放大電路的比較，調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相三種已調(diào)信號(hào)的比較，AM、DSB、SSB三種調(diào)幅信號(hào)的比較等等。例如高頻小信號(hào)諧振放大器和高頻諧振功率放大器有相同之處，如都有放大電路和LC并聯(lián)諧振回路，當(dāng)然也有區(qū)別，比較如表1所示。

2.4注重實(shí)際應(yīng)用電路的分析

在教材中，電路模型與實(shí)際應(yīng)用電路之間有一定的差異，實(shí)際電路中多了學(xué)多濾波、耦合器件、匹配網(wǎng)絡(luò)等，比如旁路電容、耦合電容、高頻扼流線圈。下面以LC電容三端式振蕩器為例，圖1所示是LC振蕩器電路模型，圖4所示是實(shí)際的LC振蕩器電路。可見(jiàn)電路模型比較簡(jiǎn)單，主要注重電路原理、的分析，但是其實(shí)際電路就復(fù)雜了好多。在圖2所示電路中多了由旁路電容C1組成的接地去耦電路，LC高頻扼流線圈起到的阻高頻通直流的作用，以及由C2、C3和LE構(gòu)成的LCП型濾波器作為直流電源的去耦電路。對(duì)于初學(xué)者而言，在分析實(shí)際電路時(shí)，往往很難分辨哪些元件是關(guān)鍵元件，哪些是輔助元件，使學(xué)生不知從何下手去分析，只有通過(guò)老師對(duì)大量實(shí)際電路的分析講解，才能讓學(xué)生掌握實(shí)際電路的分析。

2.5加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)

在實(shí)際教學(xué)中，基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能滿足實(shí)踐教學(xué)的需要，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣的提高是很有限的。為了彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)的需要和培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，在教學(xué)過(guò)程中必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以在學(xué)生掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)之上，可以嘗試實(shí)際高頻電路的設(shè)計(jì)，比如LC三端式振蕩器的設(shè)計(jì)、高頻功率放大器的設(shè)計(jì)、小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)及接收機(jī)的設(shè)計(jì)、將所學(xué)的理論知識(shí)很好的用于實(shí)踐中，既掌握了理論知識(shí)，又加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多媒體、電子線路仿真軟件、傳統(tǒng)的“粉筆+黑板“多種教學(xué)手段，使用比較法、圍繞無(wú)線通信系統(tǒng)展開(kāi)各章內(nèi)容的教學(xué)、注重實(shí)際電路系統(tǒng)的分析，以及加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)等教學(xué)方法，在筆者近幾年的《高頻電子線路》教學(xué)實(shí)踐中，使得教學(xué)效果明顯提高，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

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作者簡(jiǎn)介：

張海燕（1978-），女，陜西咸陽(yáng)人重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向：電子信息技術(shù)。