《高頻電子線路》實驗教學創新方法探討

高瑜翔 張杰

摘 要：針對傳統高頻實驗教學的低效和弊端，提出了一種新的實驗教學創新方法，符合當前工程教育的相關指標要求。

關鍵詞：高頻電子線路 實驗教學 創新方法

1 引 言

《高頻電子線路》課程學時數一般為48或56學時，主要講授無線通信系統中高頻收發前端的基本電路及其工作原理和分析。該課程由于涉及的內容較多，課時較短，電路分析細節繁雜，分析方法多為圖解或近似解析，使得學習理解晦澀難懂，因而絕大部分學生學習的效果難盡人意，所以還必須配合有效可行的實驗教學，而實驗教學的成敗關鍵在于實驗教學的創新和改革，本文的實驗教學創新方法正是基于如何解決傳統實驗教學的低效與不足而提出的一種探索。

2、現狀與問題分析

目前，傳統的高頻實驗教學大致可以分為仿真實驗、實驗箱實驗、設計性實驗等。仿真實驗如仿真軟件（如MultiSim仿真）[1]，這種方法可以有限彌補沒有硬件實驗室的缺陷，無法真正培養學生的應用與動手能力。實驗箱實驗是在實驗箱提供的真實實驗模塊[2]上通過實驗儀器進行測試、觀察、記錄，學生有真實的實驗感受，但是實驗效果與實驗模塊本身和其他諸多因素有關，特別是學生由于動手能力較差，存在實驗畏難的心理，最后都成為看實驗、抄實驗，難以杜絕抄襲實驗。而設計性實驗是通過理論設計后進入實驗，由于理論計算與實際參數存在一定誤差，甚至相差較大，使得理論與實驗偏差很大，難以即時得到驗證效果，對學生來說實驗難度較大，導致實驗過程無法順利實施，或者很多時候由于實驗題目與內容不恰當，最終都無法實現通過實驗有效促進理論的理解與掌握。

實際上，在教學過程中，一方面，反復強調與希望理論要到實踐中去，但是由于很多其他不確定因素導致理論與實踐脫節，相差甚遠，使得理論到實踐的效果很差，難以達到幫助理論學習與理解；另一方面，實踐到理論的過程又常常被輕視或者受限于客觀條件而不得不被弱化，偏離了實驗教學必須有效促進學生理論知識的學習、理解與掌握，也難以達到理想的教學效果，必須進行創新改進。

3、高頻實驗教學創新思路與案例

3.1實驗教學創新思路

實驗教學創新思路的核心問題應該是有效解決兩個方面的問題：

首先，到底如何才能做到從實踐中來。傳統實驗教學即使有了實踐環節，可能由于理論要求太多太高，或者盲目的驗證演示太多，或者實驗設備的可測性太差，導致實驗門檻太高，學生存在畏難心理，只能是簡單的測試或抄襲了事，注定了實驗效果很差[3]，為此要求實驗項目必須滿足：（1）實驗材料簡單易得；（2）實驗器件參數有限任意；（3）實驗測試數據波形獨立互異；（4）實驗設備部件或模塊獨立可測。滿足上述幾個方面的要求，就能有效保證容易從實踐中來，只能從實踐中來，有效地從實踐中來，這樣才能真正地做到從實踐中來。

其次，是如何做到再回到理論中去。回到理論中去是指用實驗原型與實驗參數，通過理論手段和計算機建模仿真手段，對照實驗數據與實驗波形，進行理論與實踐的對比分析研究，目的是促進對理論的深入準確理解與把握。

3.2 LC并聯諧振電路創新實驗教學案例

實驗設計要求實驗方案設計要簡單，實驗與測試過程不能過多與繁雜，要能夠降低學生對實驗的畏難心理，提高學生實驗興趣，同時還需要徹底杜絕看實驗、抄實驗現象，實驗重在有利于增強學生對基礎理論的學習、理解掌握和基本問題研究，最終較好地將理論指導、實踐技能、理論研究相結合，既加強學生對理論知識的學習，又鍛煉實踐動手能力，還培養了通過實踐如何進行理論研究的理念。

LC并聯諧振實驗總體相關要求如下：

1）通過自繞線圈，實現任意RLC值的并聯諧振[4]實驗，降低了實驗門檻，解決了學生由于實踐能力、動手能力較差，存在畏難的心理；

2）傳統實驗中，由于眾多實際因素影響使得理論與實驗偏差很大，因此實驗必須擺脫先設計后實驗的模式，而是先直接簡單進入實驗，收集相關數據；

3）實驗設計方案必須簡單，測試過程簡單，測試數據較少，如觀察LC并聯諧振現象、測試諧振頻率、諧振曲線相關電壓；

4）傳統基礎實驗，實驗數據類似，學生實驗課輕松易混，很多學生最后都是看實驗、抄實驗，真正參與實驗太少；由于本實驗中自繞線圈，RLC值都不確定，不可能完全一致，徹底杜絕了抄襲實驗；

5）實驗教學必須做到實踐能夠再回到理論中來， 需要利用基礎理論知識進行計算后再借助EDA仿真軟件進行對比性理論學習研究，這一過程必須在實驗報告中體現。

結 論

高頻電路創新實驗教學理念就是整個實驗教學實施進程為從課堂理論講解到基本知識應用于基本實驗設計與測試，再回到理論研究和理論理解與鞏固掌握；關鍵是實驗設計實施必須具備可行性，獨立互異性，否則難以實現實驗教學的根本目標。

參考文獻

[1] 王冠軍，EWB軟件在高頻電子線路實驗中的研究[J].信息記錄材料 2018（ 19-3）.45-47

[2] 楊光義，金偉正，王曉艷，陳小橋，高頻電子線路實驗教學系統[J]. 電氣電子教學報，2018（8），Vol.40（4）. 109-120

[3] 官茜，《高頻電子線路》實驗教學方法研究[J]. 計算機產品與流通2017（8）.209

[4] 高瑜翔，《高頻電子線路》[M]. 國防工業出版社2016（6）.13-16