论多学科知识在电视接收机实验教学中的应用 调频接收机的设计实验原理

　　[摘要]电视接收机原理是一门综合性的课程，其实验是专业性实验中的高一级内容，它概括了基础知识的诸多成份，且涉及多种学科的内容，教师在电视接收机实验课的教学中需要掌握和运用许多的基础知识、综合知识和已学过的多学科内容，因此对实验指导教师有较高的要求，以提高实验教学品质，使理论和实践相得益彰。
　　[关键词]电视接收机；专业实验；专业知识；多学科知识；专业边际学科；非专业学科
　　[中图分类号]G40―057
　　[文献标识码]A
　　[论文编号]1009―8097(2009)13―0300―05
　　
　　引言
　　
　　在专业实践教学中，专业指导教师的知识、素质情况直接影响到学生的学习和理论实践水平的提高，在高一阶段的专业理论课学习中，在已学过的专业课基础上，进入了较综合性、完整性、实际性的学习阶段，如何将已学过的基础知识和多学科的知识内容融合到一起，使知识成为结晶，是需要教师的综合教学指导和学生自己的知识运用传递、将死知识变成活知识，将数年的辛勤苦读积累结晶，除了实验教师需要具有良好的专业理论知识和综合素质外，在教学方面需要有良好的理论和指导技巧，将它们结合起来才能达到完美的收效。
　　
　　一　良好思想品德和情操风范
　　
　　良好的思想品德和情操风范是专业实验指导教师应首要具备的思想和精神风貌，它决定了一个人的行为准则，在实验教学内容中不仅要有知识和技术上的支持，更重要的要有良好的思想素质品德，树立良好的服务意识，细心耐久的献身精神。专业实验指导教师，不但要有丰厚理论知识水平，还要有亲身实践、规范技能的双重教学责任，不仅要帮助学生理解课本上的知识内容，还要亲自指导学生操作、动手上阵。所以作为专业实验教师首先要具备满腔的工作热情，热爱教学事业，爱学生如同爱子，有主人公的精神风范，树立吃苦耐劳脚踏实干的作风，甘为人梯的献身精神，对学生提出的问题要不厌其烦、孜孜不倦、耐心细致、一丝不苟的详尽解答，还要主动循环性观察每一组学生实验中的情况和技术操作的规范情况，帮助学生分析问题，解决问题，循序善诱，引导、培养学生有科学分析问题、解决问题的能力，拓展科学思路，启发创新意识，使学生在通过高一级的专业知识和综合知识学习中，获得知识应用、知识开拓、知识进步的综合能力培养。
　　
　　二　专业知识的培养
　　
　　现在做实验的概念与过去不尽相同，在过去学生做实验时，负责实验的教师主要负责实验室房间和设备的管理，其它的主要是学生自己来进行，如果有理论、技术上的问题主要是学生自己提出解决，指导教师处于被动指导状态。着重在仪器使用上的指导，结果往往是大多学生对实验课当任务完成了事，收效甚微，实验做的粗造、模糊，很难使理论和实践内容得到得很好结合，甚至一知半解。本着培养优秀人才，提高各个环节的教学水平，在现在实验教学中，对实验教师已有了较高的水准要求，实验教师不仅要管理好实验室而且肩负着指导好学生做好实验内容，肩负着将理论知识和实践内容传递、启迪的作用，更重要的是培养学生具有实践、研究、探索知识结构点的能力，拓展专业基点、技能，创造新的实践领域，培养出优秀的高级人才。实验教师既要有良好的教学责任感和指导义务，还要有良好的理论知识和专业指导水平，这就要求实验教师要努力学好掌握实验课的理论知识，在每一个概念和每一个环节上下功夫，不仅要将本课程的专业理论知识掌握好，还要将本课程所涉及的专业基础内容进行复习、查阅，将专业基础知识和专业知识紧密结合起来，将专业知识熟能的结合应用到实验教学中去，在指导教学时应达到没有断层、断点，理论知识与实验内容相吻合，问题提出时应使学生得到满意的回答，让他们觉得你是一位专业知识丰富、博学、睿智、值得尊重、信赖、可敬的教师。在现代高等教育中知识和层次应达到一至高点，大学教师肩负着培养社会优秀人才的使命，教师的专业知识水平如何直接影响到人才的培养和发展，既有什么样的教师就会有什么样的人才产出，如同产业工人制造产品一样，质量与合格程度体现了生产者的自身素养和技术技能。因此教师应站在一个较高的知识台阶，步步提高，拥有较高的思想境界，高瞻远瞩，才能肩负社会重任。实验教师和理论教师应没有知识点之别、理论和实验之分界，就我院教学情况来讲，实验教师同样能带理论课教学，许多实验课教师每学期有相当的理论课学时，在某种意义上讲实验教师和理论教师在专业水平和知识上应没有大的差别，甚至实验教师在实践技能上更有优势，但实验指导教师还应放高基点，在教学中寻找差距和不足不断提高综合知识、专业知识的深度和广度，有效的应用在知识的传递和培养人才的教学实践中。
　　
　　三　多学科知识的学习
　　
　　多学科知识的学习和掌握在现在人知识结构中是应当具备的，尤其作为教育者，也是现在教育中所提倡的，避免知识单一化、偏科化、旁类知识或技能“文盲化”，比如文科专业的学生往往一点理工科知识都没有，听不懂理工科课程，缺乏空间思维想象能力，理工科的学生不懂文史方面的知识，写不出象样的文章，词不达意、纹理结构混乱，词语表达浮浅，这样出来的人才无论从专业角度或是社会角度出发都不利于人才的全面发展，成就的培养，不能满足社会的需要，束缚了学科深入的发展和事业广度的全面性，据报道在已获得若贝尔自然科学奖中的获奖人都在以后补修过社会科学，可见一个全面的学科知识的拥有，会对科学顶点的达到起到重要的成就作用。对传授知识的教师来讲，如施出“一口”需要有“一斗”的含量，既需要有丰富、饱满的内涵素养和知识内容，才能给与学生较多的知识传授，培养出专业知识优良、综合知识丰富、有发展的优秀素质人才，服务于社会。
　　
　　1　专业边际学科综合知识
　　在电视机原理中不仅有纯专业性的知识内容还涉及有多学科相关的知识内容。在电视接收机图像从采集到传输、还原，要经过多种工序才能够实现，其过程除了要拥有电子学非线性电子技术或数字电子技术知识外还含有光学、光电学、电磁学、色度学、物理学、人身体学等多类学科内容。
　　(1)光学在电视接收机中的应用
　　例如在讲电视成像原理时要从光学的角度，首先应知道电视图像是一种光信号，从而可以利用光学原理讲述一些光学的基本常识引入到电视图像中，如激光是一种电磁辐射，电子辐射波的长短可以用波长来描述，即依次排列是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和宇宙射线等，波长在380nm～780nm范围内的电磁波能够使人产生颜色的感觉称为可见光，不同波长的可见光波给人的颜色感觉不同，亮度感觉也不同，电视接收机的成像感觉就是从光的反应中来的。
　　(2)光物理学在电视接收中的应用
　　在描述发光源时要从光物理学角度描述：及物体可分为发光体和不发光体，发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定，不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射光的反射、透射特征有关：在引入图像采集时，将客观景物转换 成电信号是由光电靶的特性及外附的负载电路完成的，可以先从像素讲起，既电视所显示的一幅(帧)图像的画面是由众多的密集像素组成的，利用光谱成像的原理，物体在光照设状态下的反射、透视特征，由摄象管的电子束对明暗相间、颜色不同的成像靶面进行扫描轰击，由于光电靶极面存在着电阻的导电性使电路得到不同的电流(电压)数据转换采集到电路中去，由光电管将亮度的时间函数转变为电流(电压)的时间函数，完成了图像的分解过程，即把一帧图像的信息按时间顺序分解为一个一个象素，一行行传送出去。在图象的接收端是上述的逆过程，在通道中输入的电信号经放大、解调变换为符合原规律的电流(电压)，来控制电子束轰击显像靶面使图像还原，完成了图像的采集工作，在这之前要对摄像管的结构特点进行介绍。
　　(3)人体学在电视接收机中的应用
　　在描述电视画面对人的连续性和动感的特点时，应从人体学和光学的角度上进行讲解，即人能感觉到图像的颜色和亮度是人的眼睛生理特征决定的，电影和电视都是根据人的眼睛视觉特征发明的，利用人眼视觉的惰性和有限的字节分辨力，电视每秒钟扫描50幅画面，每幅画面由312根扫描线组成，看起来就成了整幅的活动景象，在这里可以对认识觉的一些特征进行描述，如人对不同可见光波颜色的感觉不同、亮度的感觉也不同，从而反映人对不同波长的光的不同灵敏度。对彩色的视觉，应让学生知道人眼睛视网膜上用大量的光敏细胞，按形状分为杆状细胞和锥状细胞，杆状细胞灵敏度很高，但对颜色不敏感，人的夜间视觉主要靠它起作用，因此在夜间看到的黑白形象却无法对他辨别颜色，锥状细胞即可辨别光的强弱又可辨别颜色，白天的视觉主要由它来完成的。
　　在讲述画面对人的反映时，要利用身体学人眼睛的对景物的观察，一幅画是由许多密集的像宿点组成的，那为什么我们只能看到一幅颜色、亮度、明暗相间的画面却看不到象素呢，这是由于人的对景物的细节有一定的分辨极限，即分辨力，另外还可以从分辨力的概念入手，讲述它的有关因素。在提到利用视觉的惰性，而发明的动感电影、电视画面时，可以讲述人眼对发光物体的反应，让学生知道人眼的主管亮度感觉与客观亮度感觉是不同的，当一定的强度的光突然作用于视网膜时，不能在瞬间形成稳定的主管亮度感觉，而是按近似指数规律上升；当亮度消失后，人的亮度感觉并不立即消失，也是按近似指数规律下降，人眼睛的亮度感觉总是滞后与实际亮度的，这一特性称为视觉惰性和视觉暂留。
　　(4)色度学在电视接收机中的应用
　　在描述彩色电视机色彩时，要利用色度学描述彩色的三要素及美术方面的物理配色常识，使学生既有知识性又有趣味性，既亮度描述一种色彩需要的亮度、色度和色饱和度三个基本参量：亮度反映光的明亮程度。光谱一定的彩色光，辐射功率越大，亮度越高，反之亮度越低；色调反映了彩色的类别，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同的颜色。发光物体的色调由光的波长决定的，不发光物体的色调由照明光源和该物体的吸收、反射或透射特性共同决定；色饱和度反映彩色光的深浅程度。同一色调的彩色光会因所含白光比列的不同，其饱和度也不同，如深红和粉红，深红的饱和度高，粉红的饱和度低。色饱和度和色调称为色度，它表示彩色的种类和彩色的深浅程度。三基色的原理是彩色电视机的基础，摄像机把图像分解成三基色信号，电视机又用三基色信号配出原图像的色彩，从而实现与实际景物相近的特色。在描述电子束做行、场扫描时，涉及到电磁学用电流、磁场的作用对电子束的控制作用的描述等。
　　在所有的的这些学科中的知识内容都可以采用多媒体演示或板书的方式进行讲解，使学生的专业综合知识更开阔，更富有联系性。
　　
　　2　非专业学科知识
　　非专业方向综合知识是指非涉及专业课程理论以外的的综合知识，这类综合知识拥有对专业知识的边际效应，可以启迪、引导专业知识的思维学习，培养其兴趣感，从知识结构上来讲是教师具有知识的全面性，从文理、学科互补、语言的角度上，能很好的表达专业知识的内容，具有旁类博引、优化点睛的作用，增加学生学习趣味和理解力。
　　(1)文学对电视接收原理教学的影响
　　有良好的语文知识和写作技能对于电视接收机教学可以使理论表达得更完善、透彻、语句结构搭配合理、文化含量丰富、文字表达清楚，给人一博学深厚的感觉，同时指导教师在文书抒写方面也会很好的表达所研究成果的论文内容以及反映在课堂上。
　　(2)历史对电视接收机的知识引导作用
　　懂得一点电视接收机形成的历史知识，在指导实验授课时可以描述一下历史在本学科发展中的演变过程，及古人对类似学科的思想、意念，以及在物的方面类似影像等，并以此讲述学科的发展史、专业的发展史，并对发明创造、关键人物做一介绍，作为此类课的开课引子提要，探究学科的深入，学生就极想知道以下所要学习的内容，增加学生对所学课程的兴趣和印象。
　　(3)经济学对电视接收机理论知识的解析
　　经济学是一门社会科学，研究的对象是人类社会，是人的行为，但经济学常常借鉴了自然科学的方法，研究人类社会的现象，解释科学原理概念，是人类对世界现象的解释更精确，有效的指导人类的实践活动，学一点经济学可以运用经济学原理、启发、解释各个学科的概念现象，使学生触类旁通，广博精深。如效率：从经济学角度上是社会对资源的利用达到最佳状态，没有再改进的余地。从电子学的的角度上来讲是尽量减少管耗，使功率输出最大化，电视接收景象达到自然竞象的最大化。从这个意义上来讲我们在做电视接收机设计时，尽量消除不利损耗因素，在一定条件下精髓到没有再“改进”的余地，使输出偏好最大化。利用经济学的均衡的概念来解释、调整电视接收机的机体、电路平衡。如在电视接收机实验中作项目平衡调制，需一级一级做系统平衡稳定调制，在开始电源及全频信号会对解码分离过程有干扰现象，在从高频接收到全频输出的每一单元的细调过程会逐渐消除，使各个环节参数达到匹配、接收通常，即增益和反馈系统便不再增加和减小，此时叫平衡状态，从经济学角度上讲，当相对两者利益都得到关照，使他们相对处于一种“无话”可说的满足状态，印两者处于暂时的“平静”――平衡――均衡状态，但当由于外界条件如温度、湿度、电源等因素即社会条件发生变化时，使得电平衡和均衡状态失衡时，这就需在自身条件下调整，此时调整后的调整，在机器各器件正常情况下属于自动调整，在经济学上称为“看不见的手”。而调整这种状态，在经济学上是以边际调整为手段，边际是“最后”的意思或是“新增加的”量，是一个导数变量概念，是一个变化的量对另一个变化的量的影响程度，在这里的一个变量就是温度、湿度、电源电压等或是社会因素，另一个变量就是处于平衡状态下的电路或利益。
　　(4)法学对自然科学知识的解析和作用
　　从法学的角度上考虑问题，拥有法理性，其涵盖着哲学、伦理学、政治学，同样适用于自然科学的常理。法学是关于 权利、义务及界线的研究活动及由此产生的知识体系。在自然科学中，权利相当于功能，义务相当于范围，界限相当于参数，它们在实体中发挥着规范、秩序、正义、合理、准则、智能等因素，作为复合学科的制约性，同样受到社会因素的限制、制约，同时服务于实践社会，在针对不同的介质，它们存在着规范的类别，在法学中社会规范是指人与人之间相处的准则，技术规范调整的是人与自然界的关系。在自然科学中规范是调整物物之间的功能、价值的平衡和最大化。法律是高度的形式主义规则，它不问人们的实质有什么区别，只要求形式上的一律平等，同事同处，同罪同罚，这种平等性和法固有的确定性相结合，能够最大限度的激发社会成员的创造和公平感。在自然科学中，其科学内涵是纯属自然性的，其实质是只将已经存在的自然性在原有的状态或重新结合的方式再利用，这种利用的最大化和最有效化激励人们的研究、探索、发展和竞争，共同服务于人类社会，其实质就是达到一个均衡、秩序的状态。在法学中，如何通过权利和义务分配来促进效率的提高，促进资源的有效利用，以最大限度地增加社会财富是法律活动和法律制度的基本目的。在自然科学中，同样是利用有效的措施和方法，降低损耗，促使功效产出最大，是理论科学和应用科学研究、制造所期望的目标所在。因为效率如同秩序、正义、自由、功能、范围、参数的采用。对一个社会而言，低效率往往意味着贫困，高效率则通常意味着富裕，而法律所配置的权利、义务及其界限是否合理，与资源是否有效的利用有直接的关系。而自然科学中所配置的功能是否最大化、范围是否利用得当参数的配置和选用是否合理，是决定效率最大化的直接因素。因此以利于提高效率的方式来分配资源、利用资源，以功能、范围、参数的规定来保障自然科学资源的利用和优化使用是实验教学的实践所在，在电视机原理实验教学中同样以此原理启迪达到调整平衡、收效最大化的作用。
　　因此在现在知识结构中，没有孤立存在的学科内容，它们都彼此相互联系相互作用，对于电视接收机原理的实验指导，文学修养可以增加老师的文化内涵，以文博理，提高文字或语言上的表达能力。经济学、社会学科可以指导启迪学生思维、思路，扩展市场经济条件下的产出、应用、需求，提高效率，使功效最大化。法律、哲学，能够正确的指导人的意识行为的合理化，将学科具有公正、合理、秩序性。同时对知识的产出有法律的保障来使产权得到保护，使各个方面相得益彰，使社会效益得到最大化、最优化输出。同样自然科学知识对文科类学生也起到睿智、科学、规则、秩序的作用，拓展空间思维能力形成学科互补。提高专业实验教师的综合文化素质，不仅能提高教师本身的综合文化修养，也能够促进学生的接收能力和理解能力的提高及开启学生的创造性，实现抽象原理到具体演示的形象转化，使学生有较开阔的形象思维，形成良好的学习方式，启蒙学生的博学多智和对知识的渴求感，同时，一个博学多智的教师也必将得到学生的喜爱和尊敬，对教师本身也是知识和能力的提高。
　　
　　四　实践操作能力的培养
　　
　　实践操作能力的培养主要是指电视接收机指导教师在对实物课件及设备的应用自身操作能力和指导能力的培养。它关系到能较好地帮助实验指导教师完成实验指导任务，准确有效的对课件和仪器进行操作使用，提高技术水平。
　　
　　1　电视接收机指导老师对实践课件操作能力的培养
　　电视接收机实验教师在从事这项工作之前大都是各专业的学生，在各个学校的实践课情况不同，但一般在学生时期实践和条件有限，对实际操作缺乏充足的时间上的实战演练，一般仅做做实验而已，在这些教师从事电视接收机实验教学工作后，对实践操作的要求很重要，因为他们是指导实践的教师，如果这方面技能不足，会影响自身的教学指导水平，因此在特定的环境下专业指导教师在教学中应加强这方面的训练，比如能够动手维修一些教学仪器，制作一些课件，组装一些设备等，这样既提高了动手能力也增加了理论知识的实践应用能力，会对所从事的理论知识和实践内容有更好的认识，增加内存的含量，在教学中能够得心应手做好工作。
　　
　　2　电视接收机指导老师对实验仪器的功能利用
　　在仪器使用方面，一种仪器往往有多种功能，分为主要功能和辅助功能，一般在使用中往往仅使用其主要功能或一部分，忽略了辅助功能的利用，仅旨在能完成基本实验操作。设备从购置到报废，其辅助或其它功能没有得到很好利用，甚至不知道这些功能的存在，被白白搁置浪费，没有很好的利用设备资源，造成浪费，这是很可惜的，这对于专业教师的教学效果、开阔学生的思维方式、全面的实践操作发挥功能效果是不利的。电视接收机指导实验教师在指导学生进行一般仪器使用操做中，也应发挥仪器设备的辅助功能，挖掘实验设备的潜力，在用一种方式完成实验测试后也应用另一种方式对所做实验内容进行测试。因此注重电视接收机指导实验教师本身的操作技能培养，是全面提高实验指导教师教学素质的一个不可忽略的方面。
　　
　　五　电视接收机指导实验教师的教学技能培养
　　
　　专业实验教师不但应有良好的综合文化素养还要有良好的教学技能，在对学生的实验技术、理论的理解和技能操作上得到很好的引导、应用和发挥，专业指导教师的教学方法和引导技巧，直接关系到学生思维和操作能力的提高。
　　
　　1　实战前的思路引导
　　实战前的思路和技术形象性的引导有利于对即将进行实验内容的通道疏通，使在对内容认识上、理解上、操作上做好准备工作，起到预习进入的作用。比如在做电视接收机的高频接收信号及分理实验过程时，可以形象引导为信号的的输入有如远程运载货物，即高频载频传递，在进入高频端转换成短程运载方式，将高频载频转换成中频载频，在进入中放后，又将信号的各个细节分工处理成音频、视频、色频、扫描等信号，有如货物进行分类整合、物归其所。
　　
　　2　实战中的技术指导
　　实战性的技术指导在于教导学生有规则和次序的进行实验步骤操作，对实验课件有层次、接续的实验方式，对仪器的使用有智能性的操作，课件与仪器的使用有步骤和条理，使之成为一综合的结合体。如在做电视接收机实验中，首先应将实验板块固定好，将电路引线连接好，检查无有断路和短路现象，再将电源按照电压值要求准确测选好连接到实验板上，将电源开关闭合：第二步按设计要求将测时信号点引出，利用示波器或高频毫伏表后频码分析仪进行测试分析。在测试分析中应注意以下几个方面内容：实验中要求有各个板块级的静态工作点和输出信号的测试，学生在做这项内容时往往在使用仪器上犯错误，分不清直流信号和交流信号的区别，应该使用示波器或高频毫伏表还是使用万用表，首先应让他们清楚概念。即所测试的信号是高频信号，所谓的高频就是频率高的意思，即高频率是在高频仪器设置中体现出来的，在测输出交流信号波形或频率时应使用示波器或者高频毫伏表，在测试低频静态工作点时应使用直流万用表，在这应对学生有概念性的增强，不能让学生混乱使用，由于电视接收机的直流电压值较高，特别在行输出级高大成百上万伏，特别要当心仔细，指导教师因特别强调注意，加强责任心，以免造成机体或人体损伤，或非但测试不出结果还有可能混乱使用中造成仪器损坏。如需测试电路总电流和功放级集电极直流电流时，应将万用表串联到电路上，需将电路断开，这时应特别注意的是要关闭电源连接，这要对每一位学生应特别细心的指导，因为避免操作失误在接通电源时断开电路，使电压瞬间激增击穿电路，一定要在两人配合下，一人负责连接测试仪，一人负责接通电源，使操作准确无误。
　　实战中的技术指导旨在培养实验教师对工作的精心细致、工作的热情和责任感，培养与学生的情感交流和学习上的沟通，有认真负责的态度，给学生有一个良好的印象和良好的评价，增加学生对实验课的喜爱，对操作技能的踏实探求，从而转化为对专业课的热爱，促进教学工作的配合和有效的开展具有重要意义。
　　
　　结语
　　
　　总之，提高培养电视接收机实验教师的综合素质和技术技能是提高教学质量、培养合格人才的不可缺少的环节，实验指导教师有良好的教学水平和文化修养，即能在理论与实践操作上提高学生的悟性、理解力和发展能力，又能得到学生的尊重，对自身的教学工作也是一种鼓励和推动，对更好的在专业实验课上发挥教学、科研能力起到连带的促进作用，不断地加强综合文化知识的学习和技术技能的提高，是对专业实验教学水平提高的良好保证。

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