《高頻電子線路》課程教學改革探索

廖永忠 (湖南第一師范學院信息科學與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》課程教學改革探索

廖永忠 (湖南第一師范學院信息科學與工程系,湖南長沙 410002)

《高頻電子線路》是一門理論性和實踐性都很強的電類專業課。通過分析我國普通高校本科電氣信息類專業《高頻電子線路》課程的教學現狀,提出了《高頻電子線路》教學改革的一些思路和方法。可以從3個方面進行改革,一要改革教學方法、更新教學手段,二要強化實踐教學,三要加強教師培訓。旨在《高頻電子線路》教學改革促進我國普通本科高校《高頻電子線路》課程教學水平的提高。

《高頻電子線路》;教學方法;教學手段;實踐教學

《高頻電子線路》課程是我校電子、通信專業一門基礎性和工程實踐性都很強的專業課,具有課程內容概念較多、需要掌握的基礎理論知識較復雜、實踐性很強、要求有良好的工程思維能力等特點。因此,《高頻電子線路》課程一直是電子、通信專業較難掌握的專業課程之一,有課程難學、難掌握、電路實驗難調試、教師難教的四難現象。而與此同時,通信技術與物聯網技術的快速發展,射頻電路設計已經成為設計的瓶頸,迫切需要大量人才,但《高頻電子線路》教學內容和教學方法卻變化不大,教材老化、教學內容偏深偏難、重視理論教學、輕視實踐教學的現象普遍存在,學生學習效果和教師教學效果都比較差。因此,《高頻電子線路》課程的教學改革迫在眉睫。需要教師對《高頻電子線路》的教學內容深入研究,與時俱進,采用一些新的教學手段,更新教學思維,改進和創新教學方法,以便使學生更好的掌握該課程知識。為此,筆者從教學改革實踐出發,結合《高頻電子線路》的課程特點,并提出了一些思路和方法。

1 改革教學方法,更新教學手段

教學方法的改革是任何一門課程成功的關鍵,沒有好的教學方法,一切好的教學理念和教學思想都無法實現,而好的教學方法,可以起到事半功倍的效果。

1)循序漸進,精煉前期課程基礎 由于各個學校培養方案的差別,電路、模擬電路和信號與系統課程的開設學期稍有區別,除少部分基礎扎實的學生外,大部分的學生對一些知識點記憶不深,課程學習中會出現無法跟上教師課堂教學進度的情況,這要求教師在課堂中,用最精簡的語言快速的對前期課程相關知識點進行復習和回顧。比如筆者在教學中,在講解選頻網絡的過程中,對于在電路中電容和電感的參數,從高頻應用的角度來進行總結;在講解晶體管混頻電路中,先復習模擬電路中3種基本放大電路,共射級、共基級、共發射級電路的基本特點和應用范圍,把這部分重點知識抽出來進行總結;在講解變頻器時候,將信號與系統中關于信號的概念和頻譜的概念進行復習,使學生能快速的進入學習狀態。

2)引問題,抓難點 教師課堂教學中,要多設計一些啟發性的問題,讓學生在思考中學習,通過問題的引入,吸引學生的興趣。比如講述調制的時候,設問:無線通信為什么要加入調制?不調制能否實現無線通信?在講述接受端電路的時候,提出:為什么要加入混頻器和中頻放大器?不加會產生什么問題?在講解功放電路中,結合模擬電子知識,讓學生回憶有哪幾種常用功放電路?它們的優缺點是什么?通過設問的方法,引導學生在問題中去學習、思考,在學習中探索問題從而抓住問題實質。當學習結束后,在教師指導下要對問題進行回顧和總結,以求加深學生的理解。對于教學中的難點問題,如線性和非線性的近似分析方法在多處用到,貫穿課程全部,圖1所示是時變跨導電路,2個不同的輸入信號Vo和Vs,分別讓器件處以非線性和線性狀態,教師要講清區別和聯系。

4)培養學生的工程思維能力和逆向思維的能力 《高頻電子線路》與《電路分析》、《模擬電子線路》差別最大的地方就是工程近似計算,課程中近似簡化的工程思維反復應用,定性的分析和定量的分析并重。這種工程思維能力對一直接受精確計算的學生來說,接受比較困難,學生缺乏分析實用電路的能力,就更不可能設計完整、準確的電路了。在高頻電子課程中,電容、電感經常同時應用于幾個不同的頻率,如何選擇這些元件的參數,對初學的學生,也是一個不小的困難。這要求教師在教學中,引入盡量多的工程實例,讓學生理解分析工程實例,然后反過來設計實現類似功能的電路,自己選定元件參數,完成電路設計,并通過電路仿真來驗證設計的正確與否。

5)合理運用現代化教學手段 該課程特點是電路圖多、公式多、教學內容多、實踐性較強。多媒體教學不僅能提高教師的教學效率,而且動畫和計算機的應用能提高教學的直觀性。但是課堂信息量過大、教學進度過快會導致學生在聽課時思維過分緊張,缺乏足夠的時間去理解、消化、吸收。如何在有限的時間內,高效地完成教學任務,還能很好的調動學生的學習積極性,是教師采用多媒體課件進行教學必須解決的首要問題。

圖1 時變跨導電路

圖2 串聯振蕩回路電抗與頻率關系圖

圖3 串聯諧振電路

2 強化實踐教學

1)改進課程實驗方法 實踐課程的教學在《高頻電子線路》課程教學中占據重要的位置,高頻電路的實驗相比其他課程的實驗有其特殊性,主要體現在《高頻電子線路》課程實驗具有調試復雜、受環境因素影響較大、實驗設備容易出現故障等特點。因此,實驗教學的改革就顯得十分重要了。

在保證教學質量的前提下,適當壓縮驗證性實驗課時,多安排綜合性和設計性實驗,對于當前普遍采用實驗箱連線的驗證性項目,學生興趣不高,得到實際的工程經驗少,壓縮這部分實驗,并通過仿真方式來實現。多加入一些小的設計性實驗,鼓勵學生應用一些基本單元電路進行系統的設計,然后對設計電路進行仿真,再搭建相應的硬件電路。在實驗中,教師起指導作用,讓學生自主完成電路的設計、分析、焊接、調試。達到培養學生實際操作能力的目的。需要強調的是,不是排斥驗證性實驗,驗證性實驗能使同學對一些基礎性知識更快的了解。在驗證性實驗的基礎上要大力發展綜合性、設計性實驗,使學生能夠主動思考并提高動手能力,同時考慮到高頻課程內容難學、實驗難做等特點,實驗課時可能會嚴重不足,可以采用課外加課內的辦法來解決,基本實驗內容在課內完成,學生可以在課下進行開放性的實驗項目,老師給與指導,學校承認學生課外學分。

2)加強學生課外實踐活動的指導 由于該課程的特點,讓學生通過課堂理論知識來提升學生興趣是不現實的。筆者認為鼓勵學生利用課余時間進行電子小制作和參加電子設計競賽是提升興趣的一個很重要的方法。在這個過程中,教師要加強對學生指導,防止學生半途而廢。教師布置一些課外的小制作,比如在對講機的制作、收音機制作,讓學生全面經歷從消化電路到元件采購直至焊接調試的完整過程,讓學生有成就感,學習興趣會比較強烈。

3)推動計算機軟件仿真教學,提高實驗教學效果 利用計算機的電子設計自動化軟件進行基礎驗證模擬仿真實驗,增強學生對電路的感性認識。通過軟件設置來調整和修改元器件參數,分析各參數對整個電路的影響。仿真教學加深學生的理解,使教學內容更加直觀。

3 加強教師培訓

對于《高頻電子線路》授課教師來說,要求具有豐富的工程實際經驗。當前高校年輕教師大都缺乏工程實踐經驗,比較強調課堂教學,實踐動手能力相對薄弱。筆者認為通過加強教師培訓,有計劃地定期安排教師到企業、工程一線掛職鍛煉或在校內實訓基地參加工程實踐,并鼓勵教師積極參與各工程領域科技攻關項目和企業工程項目研發工作。這樣既增強了教師自身的工程意識與工程素質,也豐富了教學的工程實踐經驗,還能幫助教師積累和收集大量實踐教學的第一手資料,以便豐富、補充、更新理論與實踐教學內容。

4 結語

《高頻電子線路》作為一門理論性和實踐性都很強的電類專業課,其重要地位毋庸置疑。希望筆者在教學過程中所做的這些探索與改革能對《高頻電子線路》教學有更進一步的促進作用。

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[編輯] 辛長靜

N4

A

1673-1409(2014)22-0116-03

2013-11-20

湖南省普通高校教學改革研究項目(2014591)。

廖永忠(1975),男,副教授,現主要從事信號處理方面的教學與研究工作。