“高頻電子電路”混合教學方法設計

趙彥平，王 波，王 勇，陳玫玫

（吉林大學通信工程學院，吉林 長春 130012）

0 引言

“高頻電子電路”課程主要討論高頻電路的組成、原理及分析方法。該課程是通信工程、電子信息工程等專業的專業基礎課，主要內容包括諧振功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調制、解調與混頻電路、角度調制與解調電路等內容[1]。先修課程包括《電路》《模擬電子電路》《信號與系統》等。該課程理論性和實踐性都很強，理論抽象，原理比較難理解，公式推導多，電路比較復雜，應用性較強，學生普遍反映這門課難度大，教學效果也差強人意[2]。因此針對不同的教學內容設計合理的教學方法十分必要。

目前這門課的教學方法除了傳統的課堂教學外，國內眾多高校也在嘗試不同的教學方法。有的院校將線上輔助教學和課堂線下授課有機結合起來，全方位激發學生學習的積極性，提高教學質量[3]。有的院校以提高學生解決工程問題的實踐能力為目標，采用“興趣+項目驅動”教學模式[4]。有的院校引入任務驅動教學法，旨在培養學生動手能力和實踐能力[5]。有的院校對該課程的實驗教學進行了改革，通過把課內實驗改為獨立設課，將驗證性實驗平臺改造成綜合創新實驗平臺，軟硬件結合等方式培養學生的動手能力和綜合應用能力[6]。有的院校采用項目驅動法教學模式，使學生對該門課的學習有了濃厚的學習興趣[7]。有的院校利用仿真實驗輔助教學，提高課堂效率和教學效果[8]。根據這門課的特點和現有的教學方法，針對不同的教學內容，設計不同的教學方法，會得到意想不到的效果。

1 教學方法設計

1.1 線上教學

線上教學把整個教學內容劃分為若干知識點進行短視頻錄制，每個短視頻時長3到5分鐘，然后把短視頻傳到網絡教學平臺，學生根據需要進行預習和復習。同時在線上建立試題庫，對應每個知識點發布討論題、練習題和測試題，加強學生對基本概念的理解。線上教學不受時間和空間的限制，學生可以根據需要自主進行學習。同時線上教學能夠記錄學生的學習軌跡并形成反饋數據，包括學習視頻情況，知識點的掌握情況等，教師可以根據這些數據調整線下教學方法，提高教學效果。

1.2 線下教學

1.2.1 歸類教學方法

在教學過程中，歸類教學方法是一種有效的教學模式。“高頻電子電路”課程中有些單元模塊的分析方法和分析思路具有一致性，要引導學生去發現這種共性，學會歸類總結。比如LC諧振電路，在諧振功率放大器、正弦波振蕩器、頻率調制與解調電路等章節均有所涉及，所以在第一次講解LC諧振電路時要精講，把原理講透，讓學生形成具體到一般及一般再到具體的認識過程和思維方式，這樣學生對所學的概念能夠清晰掌握，并能深刻理解和靈活運用，到后面再涉及這一知識點時，通過復習的方式使學生迅速理解和掌握，課堂效率得以提高。

1.2.2 原理框圖和原理電路相結合的教學方法

高頻電路中有的電路較大，元件較多，不容易分析其原理。在教學過程中，把原理電路分成若干功能模塊，然后把功能模塊用框圖代替，把復雜問題簡化，便于深入淺出講解電路。例如相位鑒頻器電路復雜，先把原理電路形成框圖，如圖1所示，在框圖上分析各部分原理及波形，使學生對其基本原理有個初步的認識和理解，然后再分別對各部分框圖對應具體電路進行分析。原理框圖和原理電路相結合的教學方法，能使復雜問題變得簡單，便于學生理解，有助于提升教學效果。

圖1 相位鑒頻器電路原理框圖

1.2.3 仿真教學方法

由于高頻電路工作頻率較高，有些實驗現象不易觀察到，可在教學中用軟件仿真電路的工作過程，觀察電路輸出波形、頻譜等。將電路理論分析和電路仿真實驗相結合，有助于強化課堂教學效果，有利于學生理解實驗結果。比如對振幅調制與解調、頻率調制與解調部分融入仿真案例，不僅可以使學生容易理解理論知識，還可以在實驗前事先驗證理論的正確性以及預判實驗結果，同時培養學生仿真實驗的能力。以雙邊帶調幅信號的倒相觀察為例，仿真圖如圖2所示，該部分內容理論不好分析，實驗現象不容易觀察到，借助MATLAB仿真軟件能夠很好地解決該問題。

圖2 雙邊帶調幅信號倒相仿真圖

1.2.4 基于項目的教學方法

“高頻電子電路”課程實踐性很強，除了理論教學和課內實驗外還應配置適當的實踐教學。課程的實踐教學環節可以采用基于項目的教學方法。教師首先以學生已經學習和將要拓展的知識為依據，參照最新文獻或相關教材，以小課題、小項目為具體形式，圍繞綜合性、實踐性、開放性和創新性等特點，精心設計各個項目題目，形成題目庫，學生根據興趣從題目庫中自主選題和自主探究，在課外自行完成，要求給出電路設計并用仿真軟件給出仿真結果，最后形成報告。利用仿真軟件設計電路，有利于節約時間和成本，縮短設計周期。利用基于項目的教學方法實現實踐教學，能夠加深學生對理論知識的理解，并了解應用前沿，激發學生的學習興趣，有利于培養學生分析問題、解決問題的能力以及創新能力。

2 考核方式

傳統的考核方式單一，未能很好地體現學生的學習過程和學習能力，所以混合教學模式下考核方式應由傳統的考試向多種模式轉變。新的考核方式更加關注學生在評價過程中的主體地位，綜合成績的構成比例體現出各種教學方法，擬采用平時成績占10%，線上教學占10%，課內實驗占10%，實踐項目占10%，期末考試成績占60%的考核方式。

3 結語

在信息技術不斷發展的今天，“高頻電子電路”課程教學模式應隨時代的發展而發展，但其仍然是以培養人才為目標，教學方式的設計是以學生快速有效地掌握基本理論知識和實踐知識為目的。根據課程內容的特點，設計出合理的教學方法，在教學過程中，采用各種教學方法相結合的教學模式，發揮各自的優點，能夠提高教學質量，同時激發學生學習的內驅力，使學生的自主學習能力和創新能力得以提升。