高频电子线路张肃文 高频电子线路课程教学改革探讨
时间：2018-12-25 03:31:19 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 高频电子线路是电子信息、通信工程的一门重要的专业基础课，也是一门实践性很强的技术课程。笔者根据几年来的教学过程的一些具体实践，就如何提高教学效果，以及学生的工程应用能力，从教学方法、教学手段、实践教学与课程设计这几个方面进行了探讨。
关键词： 高频电子线路 教学改革 对比法 多媒体 仿真 课程设计
高频电子线路是电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术相关专业的一门重要的专业基础课，也是从事通信、电子等相关领域研究开发人员必须了解的基本知识。通过本课程的学习学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续课程学习打下良好的基础，而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。本课程专业性、综合性强，对学生基础知识结构要求高。在教学过程中，学生普遍反应该课程抽象、难懂，难以掌握。如何在有限的教学时间内，让学生了解并掌握高频电子线路的知识，培养学生的分析能力、设计能力，使学有所用，下面本人结合几年来的教学实践，谈谈高频电子线路课程教学改革的几点看法。
一、教学方法多样化
课堂教学的任务，不仅仅是把某门课程的知识灌输给学生，而且要在教学实践中，将教师自己长期积累的分析问题、解决问题的经验，不断地传授给学生。帮助学生在原有的知识基础上尽快地掌握新的知识。所以在教学过程中，注重采用多种教学方法，使学生加深对知识的理解，同时注重学生思维能力的培养，显得尤其重要。
比如在教学过程中多采用对比法，如串联谐振回路与并联谐振回路的特点时，有关Q值的公式
串联时：Q= =
并联时：Q= =ωCR
两个公式在形式上只是分子和分母对调了一下，如果不对比地看，学生在记忆时很容易混淆，导致公式的用错。此外还有高频小信号放大器与低频小信号放大器，高频小信号放大器与高频谐振功率放大器，变频电路、调幅电路与检波电路、高频电路的y参数，等效电路与低频电路的h参数等效电路等加以对比地学习，可加深学生对单元电路的整体把握以及对基本概念的清晰理解。
另外，事物之间是相互联系的，所以在教学中要引导学生发现一些联系，由此及彼，由现象总结为规律。比如在讲到串并联等效互换的时候，有R =（1+Q）R ≈QR ，X =1+ X ≈X 。
由此，我们可以在教学中联系到前面学过的知识并联谐振阻抗，用以上的公式来求并联谐振阻抗，看是不是与以前的结论相同。
如图1的并联谐振电路变为图2的形式时，运用串并联等效互换的公式。串联的Lr变成并联的LR 。
与并联谐振阻抗的公式一致。
前后知识的联系讲解，可使学生对概念更加清晰，记忆更加深刻。
二、合理运用多媒体辅助教学手段
多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。
多媒体计算机辅助教学是指利用多媒体计算机，综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，把多媒体的各个要素按教学要求，进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来，同时按需要加上声音的配合，以及使用者与计算机之间的人机交互操作，完成教学或训练过程。
因此，要很好地发挥多媒体辅助教学的优势，制作好的多媒体教学课件是其中的关键。课件的制作可综合运用Powerpoint、Flash、Photoshop、3Dmax、Authorware等软件。作为多媒体教学课件，必须能正确表达学科的知识内容、反映教学过程和教学策略，具有友好的人机交互，具有诊断评价、反馈强化的功能。因此，多媒体教学软件的开发和制作，需要在教学理论的指导下，做好教学设计、系统结构模型设计、导航策略设计和交互界面设计等工作，并在教学实践中反复使用，不断修改，才能使制作的多媒体教学软件符合教学规律，取得良好的教学效果。比如在讲到高频功率放大器的负载特性的时候，我们可以通过动画来呈现当负载电阻逐渐增加，动态负载线以及集电极电流波形的变化趋势，这样直观的动态变化加深了学生的印象。又比如在调幅，调频这两章中，开始学生对这些概念比较模糊，这时我们可以通过制作动画来表现调幅、调频，使学生能更直观地理解概念。
多媒体课件必须制作得完整、形象、生动，有助于吸引学生的注意力，增加教学互动。切忌知识点的简单陈列，只是图片加文字，没有“动”的部分。
但是，由于高频电子线路课程的特点，基本概念、基本公式、单元电路以及分析方法多，笔者认为多媒体教学始终只能作为辅助手段，传统教学的黑板板书还是应该占主要地位。黑板即时重现力强，随写随看，内容还可以方便地增删，教师教学过程中有时会有突然而至的灵感，这些灵感可以很方便地加到板书中去。一个问题的推演、分析过程，应由教师亲手在黑板上完成，使学生能在教师的逐步推演过程中有时间学习思维方法，培养良好的解题习惯。
三、增加创新性实验比例
高频电子线路实验课程中普遍采用高频电子线路整机实验箱，实验箱中一般设置了十多个为配合理论课程而设计的验证性实验和个别作为学生综合设计性实验的系统实验。虽然这种验证性实验可以帮助学生理解和加深课堂所学的内容，但由于高频典型电路都是已设计好的，电路连接过于简单，学生只是对输入输出信号做简单的分析，这样忽略了高频典型电路的基本结构，淡忘了电子基础课程中一些电路连接的方法及元器件的选择方法。而且由于高频电子线路实验课程的课时为每个学期16-18课时，这样通常只能安排几个验证性的实验，对学生电路设计能力的提高很有限。
笔者认为，对于高频电子线路课程的教学，在实验讲解过程中，应结合单元电路的实物图和电路图，对每一个单元电路进行分析，并与理论教材上的单元电路进行对比，使学生对单元电路有更深的理解和直观感受；在结合单元电路实物图讲解的时候，加强了学生对一些电路以及元器件的认识。另外，针对现今高频电子线路实验箱的缺点，可适当安排一些简单电路的组装、调试实验，如高频小信号放大器这个实验，可提供一些必要的元器件，让学生自己设计并进行组装、调试。这样可以提高学生的动手能力以及调试、排除故障的能力。
对于设计性的环节，由于实践课时的限制，通常为2-3课时一个实验，无法在实践教学中很好地执行。所以，这部分的内容可以通过开设电子线路仿真软件的实验来实现。在仿真实验过程中，学生只需要逐个完成元件和仪器的选择，并设置相关参数，同时按照实验参考电路对它们进行连接，这有助于他们熟悉实验电路，加深对电路原理的理解。另外，在仿真过程中，学生可以根据自己的思路，自行修改实验电路、修改元件参数和输入信号，进行研究和分析，由此可极大地提高他们的学习兴趣与电路设计的能力，提高他们解决实际问题的能力。仿真实验可以作为设计型实验开设，这符合教育部本科教学评估的要求。同时，可以完全免去维护的麻烦，节约大量的人力、物力、财力，并能够根据教学计划，按质按量地开出大纲要求的所有实验。常用仿真工具有EWB、MATLAB和Multisim等。对于设计性的实验，我们可以让学生先通过仿真软件设计出电路图，在计算机上进行修改，调试，然后结合高频实验箱或者自己组装电路，用硬件实现，这样在实验当中让学生动脑、动手，培养学生实际操作能力和创新能力。但是这里也必须要避免走入一个误区，就是所有的实验都在计算机上利用软件完成。毕竟软件仿真只是一种虚拟的环境，电路是否合适，还是得放到真实的环境中检验。而且仿真实验中的元器件都是理想的，无法涉及一些实际的技术问题，如元器件变形、损坏以及环境变化等带来的影响。另外，一些实验仪器的使用方法，如示波器，仿真软件与现实的示波器还是有一定差距，而这些都是学生必须掌握的基本技能。
所以高频电子线路的实践教学环节应当也必须突破传统的验证性实验模式，增强创新性实验比例，将计算机仿真实验与综合型实验、设计型实验、尝试性实验结合起来，从而提高学生的电路设计能力及工程应用能力。
四、强化课程设计
一般而言，课程设计都是在理论课程结束后的2周时间内，由教师提供题目，学生以2-3人为一组，选择题目，进行整机的设计。设计的题目为通信设备的各整机电路，如收音机、无线对讲机、无线遥控系统等。通过课程设计，可以使对学生分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃，由元件到环节最终达到系统级的认识，并且可以提高学生的团队协作意识、竞争意识。通过设计、调试，学生会遇到理论教学中，甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题，学生的能力就在解决这些问题时得到了潜移默化的提高。
另外，强化课程设计，也可以为两年一次的全国电子设计大赛练兵。从历届的电子设计大赛题目可以看到，有很多题目都涉及高频电子线路部分，有的甚至就是一个高频电子线路的整机电路，如调幅（调频）收音机的设计。所以抓好课程设计，不仅可以提高学生的能力，也可以间接地为电子设计大赛培训选手。
五、结语
在这几年的高频电子线路课程教学实践中，本文中改革的尝试取得了很好的教学效果，学生的学习兴趣、动手能力和创新能力都有很大的提高，毕业生在社会中的竞争力也增强了。当然作为教者的我们还应该不断更新自己的教学思想，采用各种行之有效的教学方法和手段来提高教学效果。在自己的教学实践中，不断地深化教学改革，真正做好教书育人的工作，才能培养出符合社会发展需求的工程应用人才。
参考文献：
［1］张素文.高频电子线路（第四版）.北京：高等教育出版社，2004.
［2］杨翠蛾.高频电子线路实验与课程设计［M］.哈尔滨:哈尔滨工程工业大学出版社，2001.
［3］高频电子线路实验箱利弊的思考.实验科学与技术，2007，02.
［4］多媒体课件设计与制作基础.北京：高等教育出版社，2004.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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