高频电路原理与分析课程视频 《高频电子电路》课程教学改革与创新实践
时间：2019-01-02 03:31:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 根据高频电子电路在电子行业的基础作用和越来越突出的重要性,本文作者结合本校《高频电子电路》的教学现状和自身教学的经验与体会,介绍了本课程在教学形式、内容、方法上进行的改革,提出了新的教学模式:理论教学+课程实验+课程设计+技能训练。实践证明,新教学模式调动了学生学习积极性,提高了教学质量。
关键词: 《高频电子电路》 教学改革 教学模式
1.引言
《高频电子电路》是面向电子信息工程、通信工程等专业开设的一门重要的专业基础课,其主要教学目的是为后续专业课程奠定理论和实践基础,在专业课程体系中具有承上启下的作用。学生在学习该课程的时候常常感到困难,究其原因是概念多,电路复杂,采用非线性分析方法,内容抽象,不易理解,并且要求学生掌握的基础知识多。这对学生理解和掌握其电路原理带来了很大困难。《高频电子电路》教学一般分为两大部分同时进行,一部分是理论教学,另一部分是实践教学。在传统的教学模式中,理论教学所占学时远多于实践教学学时。随着电子技术的飞速发展,这种过于侧重理论教学的模式越来越不利于培养学生的创新意识和创新能力。传统的教学方法是教师在前面讲,学生在座位上听,被动地接受知识,基本上是“一言堂”很少有互动,这种教学方法,难以提高学生主动参与、积极探索的兴趣,不利于学生基础知识及基本技能的掌握。鉴于以上考虑,作为教学一线的教师,我积极响应学校的政策,致力于教学改革,探索新的教学模式,初步取得了一些成效。我结合自身多年从事高频电子电路课程教学的实践经验与体会,形成了新的教学模式:理论教学+课程实验+课程设计+技能训练。
2.新教学模式的具体内容
2.1理论教学
2.1.1更新教学理念。随着高校招生规模的逐年扩大,我国的高等教育已从精英教育转型为大众化教育,教育目标也从培养“高、精、专”型人才变为培养“宽、厚、广”型创新实践人才。为此,我及时更新调整教学理念,注重学生的兴趣培养,尽一切可能树立学生探索创新的意识,引导学生自主学习。例如,在考核模式上,原来学生总评成绩中平时成绩占20%,期末考试成绩占80%。这样的考核方法导致一个很大的弊端,就是学生往往在考试前临阵磨枪,完全是为了应付考试,不能牢固掌握基础知识,给后续学习埋下隐患。为此,我将平时成绩所占份额提高到30%甚至40%,加大实践环节所占分数,从学习态度、实验、出勤、作业等多方面考核,注重整个学习过程,培养良好的学习习惯。
2.1.2调整课程内容。随着高校教育教学改革的大力推行,《高频电子电路》课程的学时也不断被压缩。但由于新的技术、器件的不断涌现,教材内容不断更新、丰富。原来的教学大纲立足于分立元件为基本知识单元,注重半导体器件内部工作原理,对所有电路力求讲透彻每一元器件及单元电路的工作原理。这已经不能适应集成电路时代学生学习大量电子新技术、新理论的要求。因此,我研究了国内外相关课程的课程设置和教学大纲,进行了仔细比较,详细研究,扬长避短,制定出新的理论和实践教学大纲。在原有的课程体系上,尽量增加实践教学环节,压缩了理论教学部分所占学时。实践教学环节中既包含与理论教学相关的环节,也包含一系列自成体系的独立环节,实践教学环节在设计上不但与理论教学环节相配套,而且具有一定的独立性,形成实践教学体系。
2.1.3适当地增删教材内容。目前电子技术发展迅速,集成电路普及使用。高频电子电路教材的内容在这些方面有些落伍。根据多年的教学实践经验,我认为需要对教材内容作适当的增删。在精选教材的基础上精选内容,对课程内容及时整合。课程内容安排上尽量压缩分立元件电路中过时的内容和分析方法,增加集成电路应用的内容。在学习高频电子电路过程中,应及时对模拟电子技术课的内容及时复习,使学生所学知识能更好地衔接,达到融会贯通的目的,并且课程讲解时应当着重突出基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法,以分立元件为基础、集成电路为主导,将两者有机结合。
2.1.4精心设计教学过程,在教学过程中大胆尝试采用各种教学方法。讲授高频电子电路第一次课时,我以无线广播系统为例,以信号流动为主线,介绍广播通信系统的组成框图,讲清将要学习的单元电路在通信系统中的作用,使学生对所学单元电路与广播通信系统的联系有个清晰的轮廓。根据信号从发送到接收流动的顺序,依次学习高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调电路、检波电路、反馈控制电路等。这样学生对所学单元电路的应用也一目了然,提高了学习的主动性。
为提高学习兴趣,我开展了讨论式教学,让学生先预习,鼓励学生大胆提出自己的看法,然后围绕问题展开课堂讨论,形成师生间互动关系。最后我根据学生的讨论情况进行归纳整理,并对重点、难点内容详细讲授。讨论式教学可以激发学生的学习兴趣,有助于学生对知识的理解和掌握,同时也有助于对学生分析问题能力的培养。对于一些实际应用电路的讲授,可采取实物教学及现场教学,教师在现场可将理论知识与实际应用联系起来,以激发学生的好奇心,并加深理解、记忆,从而培养学生的观察、分析能力。还可采用设疑法教学,在授课过程中巧妙设置一些疑问,促使学生积极思考,提高运用所学知识解决实际问题的能力。多倾听学生建议,加强与学生的沟通,及时为学生解疑释惑。让学生重视知识总结和现象分析。
2.1.5与低频电子电路类比归纳教学。我的教学任务不仅是把“高频电子电路”的知识传授给学生,而且要在教学实践中将自己长期积累的经验传授给学生,教会学生如何学习,帮助学生在原有知识的基础上尽快掌握新知识。学生在学习高频电子电路之前,已经学习了模拟电子技术这门课程。这两门课有千丝万缕的联系,但又存在着本质的区别。我们要找出二者的相关之处,用对比教学的方法找出它们的异同点,让学生尽可能利用已经学过的知识,去学习理解“高频电子电路”的内容。现以高频小信号放大器与低频小信号放大器类比为例。相同点:小信号、都是把非线性电路转换为线性电路;不同点:高频小信号放大器采用Y参数等效电路,采用LC并联谐振回路作为集电极负载;而低频小信号放大器采用h参数等效电路,采用纯电阻R作为集电极负载。
2.1.6课堂引入仿真技术,使教学方法多样化。在教学中如何使学生更好更快地学习这门课程及其对复杂调制解调方法进行验证,是一个比较繁琐的问题。利用Labview、Multisim等软件进行仿真是十分有效的方法。这样能使抽象复杂的问题变得直观简单化。在高频电子电路中需要产生大量的连续性周期震荡信号,例如发射机中的正弦载波信号,接收机中的本震信号等,在现实中都需要依靠震荡电路来完成,而在教学中采用仿真软件,在图形化的编程环境下来实现,能得到事半功倍的效果。
2.1.7充分利用现代化教学手段。为了进一步搞好理论教学,充分利用现代教学手段实现立体化教学,提高教学效率和教学效果。我利用丰富的网络资源,建设《高频电子电路》课程学习网站,实现网上答疑辅导。网站中包括课程的基本信息和各种资源,学生可以浏览、下载各种资源。教师应熟练运用多媒体教学,激发学生学习的积极性。如将“调制”、“解调”等制作成动画,变抽象为形象,配以生动的讲解,最大限度地吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣。运用多种教学方法和教学手段,激发学生探索的兴趣和潜能,有助于对学生分析问题和解决问题、创新意识和创新能力及实践能力的培养。同时,多媒体教学节省了板书时间,提高了课堂效率,增加了信息量。
2.2课程实验
理论教学和实践教学是密不可分、相辅相成的,教学中做到二者的融合才能最大限度地提高教育教学质量,取得最佳的教学效果,这种教学模式代表了当今高校教学模式的主流。
“兴趣是最好的老师”,我在做高频实验前,将一个调试好的小型发射和接受系统给学生演示,并让学生参与亲身体验通信系统发射和接受的过程,这样极大地调动了学习积极性。高频电路的实验教学内容是将发射与接收这两个系统进行单元电路分解,分别得到高频小信号调谐放大器,高频功率放大与发射,幅度调制与解调,变容二极管调频与鉴频,晶体三极管混频,自动增益控制,发射与接收完整系统的调试等实验。
我校现有的实验条件,已初步形成了多层次、多结构、多功能实验教学系统。为了提高学生高频电子电路实验的积极主动性,我作了如下改革探索:(1)在实验教学中进行设问。教师设问,全班学生回答;学生设问,教师或全班同学回答。对能正确回答教师提出的问题的学生给予表扬,并在实验考核成绩上有所体现。对那些积极思考并能提出有意义有代表性问题的学生也给予表扬和适当加分。(2)规范实验报告写法,突出实验分析和心得体会部分。以前学生写实验报告普遍照抄实验指导书,实验报告质量不高。现在要求学生重点突出实验分析和心得体会部分,把实验课中所学的知识条理化,就实验现象结果和存在的问题,深入分析,查找资料寻求合理的理论解释,实现理论联系实际。(3)倾听学生建议,加强与学生的双边互动。把握学生的实验操作情况,困难所在,针对学习有困难的学生进行个别辅导。
进行完理论学习和做完大纲规定的必做的实验项目后,教师可在开放实验室里,根据课表与教师预约实验时间,安排一些内容稍难的选做实验,满足学有余力学生的要求。如高频电路开发实验,在模块实验的基础上培养学生设计和开发单个电路的能力,通过动手搭电路,掌握调试和排除故障的方法。创新实验室还可组织学生利用实验室的仪器、设备搞一些小设计、小发明等,给学生创造培养和发挥个性特长的条件。这样在教师的指导下,学生自己动手做实验、自己动手操作,不断提高自身的实践创新能力,达到理论教学和实践教学的完美融合。
2.3课程设计
“高频电子电路课程设计”是在进行完理论学习之后集中时间安排学生进行的较综合的训练环节。该环节是教师提出系统的设计目标,学生利用所学知识,使用相关的实验装置或软件进行设计,加深对所学专业知识的理解,使专业知识由浅入深的综合运用的实践过程。其目的是使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、电路实现、总结报告、文档整理等全过程。通过课程设计,学生可以理论联系实际,将理论课所讲述的内容及时有效地应用于实践,能提高利用本专业知识解决实际问题的能力,促进理论与实践的相互融合。
课程设计题目一般由指导老师给出,也可学生自己选题,但要做到题目难易适中,与高频电子电路课程内容联系紧密,保证一定的工作量。课程设计题目可以一人一题,也可每小组(2―3人)一个题目。设计时间一般为两周,要求学生按时完成硬件电路设计、软件电路设计、设计报告、答辩等环节,有余力的学生可以到创新实验室去完成电路焊接和调试等。我尤其重视撰写总结心得部分,因为这个部分是对两周设计内容的归纳总结的过程,是使知识条例化系统化的过程,最能体现出每个学生在课设过程中的收获。因此总结心得部分是对学生考核的重点。课程设计答辩也是必须的步骤。通过答辩能看出每名学生掌握情况、理解程度、概括能力、表达能力等,答辩情况是学生课设情况的客观反映,据此给学生一个最合理的考核结果。
2.4技能训练
本环节要求学生能联系实际进行系统的搭建,其具体过程是,首先教师将训练题目给学生,然后通过组成框图分析原理图,仿真分析设计、参数计算,最后组装硬件电路并调试。
我以学校的电工电子实验中心为基地,让学生进行为期2至3周的技能训练,培养学生的实际操作能力,增加电工电子实训常识。根据理论课程的授课计划,我先后安排了电子专业认识实习(让学生熟悉电子元器件及生产流程、工艺方法)、电子技能训练一(让学生结合计算机设计安装简单的电子电路)、电子技能训练二(让学生掌握复杂电子电路的安装、调试和故障检修)、电子系统训练等训练类实践教学课程。例如:学习完高频电子电路课程,就进行相应的工艺训练,学生在教师指导下独立完成一台收音机的原理分析、焊接、组装、调试等全过程。
在本环节训练中,为提高学生的实践操作能力,我特别重视培养学生排除故障的能力。如果组装硬件电路一次性就达到了指标要求,学生往往异常高兴,沉浸在成功的喜悦中,不再深入分析,收获甚小。当电路出现故障或者没有达到预期目标要求时候,就要让学生反复分析调试来排除故障,自行排除故障的过程最能学到知识。因此,教师介绍常见故障的排除方法后,应鼓励引导学生自行排除故障。采取这种做法后,学生自行排除故障的能力大大提高,同时也克服了依赖老师的习惯。
教师可通过遥控门铃、收音机(插件和贴片的两种)、电视机等电子产品的组装和调试,对学生进行必要的职业技能训练,电子系统创新设计,按电子大赛参赛要求进行训练。鼓励学生参加国家职业技能鉴定和考试,获取国家职业技术等级证书。我校加大了实验设备的投入,购置了先进的实验仪器设备,改善了实践教学条件,兴建了教学电子设计自动化实验室,让学生走近创新实验室参与电子电路设计,能学习到、接触到学科的前沿知识,充分满足学生的求知探索需求,极大地激发了学生的学习兴趣,系统地培养了学生的实践创新能力。
3.结语
几年的教学实践证明,学生对《高频电子电路》的兴趣与日俱增,对理论知识的理解进一步深入,实践动手能力和分析问题、解决问题的能力进一步提高。我校学生在全国电子设计大赛中多次获奖。为了适应电子技术的飞速发展,为了进一步提高我校教学水平,我会再接再厉,不断地在实践中探索,为促进我校的教学质量工程建设贡献力量。
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