基于工作过程的高频电子电路课程改革

贺东梅

(天津机电职业技术学院,天津市 300131)

《高频电子电路》是高职应用电子、通信专业的一门专业基础课。通过该课程的学习,不仅可以使学生掌握射频电路各个模块的工作原理与分析方法,而且通过课程实验,可以使学生初步具备射频系统的分析与设计能力,用理论知识去分析、解决实际的工作问题,为将来更好应用于实际做好充分知识准备。目前,在教学当中学生普遍反映高频课程难学、难懂、难掌握,教师在实际教学中确实也遇到了课时紧张、课程内容广、内容理解困难等问题,这些因素都导致高频课程理论教学效果比较差。而高频电子电路的特点是工作频率高,这就使实验教学仪器的成本升高,以往的教学过程只注重理论教学,忽视实验教学,不利于学生的分析与实践能力的培养。

一、《高频电子电路》课程教学改革的内容

(一)《高频电子电路》课程传统教学内容设置

高职院校高频电子电路课程的教学内容,本着实用、适用的原则,根据职业岗位所需要的知识、能力、职业道德要求,充分体现职业性、实践性和开放性的特点,并根据不同的专业,有所侧重,还要注意与后续课程的衔接,总学时设计一般在60学时～90学时之间。表1为课程改革之前章节教学学时安排,这个教学安排过程完全按照教材章节进行教学,只反映了教材前后内容的连贯性,教学环节仍然是先进行理论教学,然后针对理论教学过程安排一次对应实验,是传统的教学模式。

表1 传统《高频电子电路》课程安排

(二)优化后的课程情景体系

传统教学方法对高频电子电路这门课所有的教学内容基本没有从宏观的角度进行把握,没有全部反映出高职教育的特点,不能很好适应“教、学、做”一体化的教学要求,必须进行优化。根据课程内容,优化后的课程情境体系包括元器件基础知识、各种放大电路的设计和原理、电子电路参数测量仪器的使用等等。本课程共划分了4个工作情境,15项具体工作任务。各个任务的衔接构成了教学过程的有机整体。优化结果见表2。

表2 情境教学《高频电子电路》课程安排

教学情境的选择,兼顾了实用性、典型性和通用性的原则,学生在教学情境的实施中不仅对电子电路的工作原理和实际测量、调试得到训练,同时还培养了工作能力、知识开发能力,为学生日后可持续发展奠定了良好的基础。

(三)“情境→目标→任务”教学链条的具体分析

针对每个学习情境,设定学习目标,对应学习目标,制定若干学习任务,形成了:“情境→目标→任务”的教学链条。下面以学习情境一、四为例进行说明。其中学习情境一侧重于理论教学,学习情境四的内容侧重于实践教学。

1.侧重理论教学过程的项目课程工作分析。在学习情境一中,设定下列学习目标:

(1)掌握常用仪表如万用表、示波器、特性图示仪的使用。

(2)能用万用电表测试二极管、三极管极性,二极管、三极管应用电路;能用示波器测试三极管工作电路,能用仿真软件仿真测试三极管电路。

(3)掌握分析和测试放大电路的静态工作点的方法;掌握分析和测试放大电路的性能指标的方法,能区别共集电极放大电路、共基极放大电路、共发射极放大电路不同的工作特点。

(4)理解负反馈意义,能够判断负反馈类型;会分析各种反馈电路,能用仿真技术验证分析结果。

(5)理解推挽互补功率放大电路静态工作点设置,掌握输出功率计算方法。

(6)掌握用仿真技术验证电路工作结果的方法。

(7)能列出元器件清单,查询价格,能用万用表测试静态工作点,能用示波器测试各级输出信号和交流性能指标。

针对以上学习目标,分解成四项学习任务,任务内容 、课时安排见表3

表3 以学习任务为载体的课程安排

任务一是完成对元器件的识别、测评及应用,在这部分内容中,根据教学需要选择不同的教学方法,比如在认识元器件时,在多媒体教室采用pp t课件的形式给学生展示不同种类的电子元器件,在了解元器件工作原理时,用f lash动画的形式生动直观的演示PN结的形成过程和三极管的放大原理。元器件测评时,在电子实训室中用各种仪器仪表判断二极管、三极管的各端以及它们的各参数指标。在讲解完元器件后,教师布置任务,在课下通过网络或图书馆如查询电子元器件的种类、型号及应用情况等,在下次课时分组交流讨论自己查阅到的资料,并汇总写出书面报告。任务二是用元器件组成各种单级放大电路,教师采用在实训室中搭建电路、测量参数或者multisim电路仿真的方式,让学生认识到三种放大电路的不同特点。任务三是对任务二中电路性能改善该提出的解决方案,在电路中引入负反馈,可通过参数测量,验证引入各种负反馈后电路在性能方面的改善,从而根据需要为各种不同要求的电路引入不同的负反馈。任务四是区别于前面放大电路的功放电路,教师首先安排任务,让学生查阅资料,对功放的作用和要求有一个先入的认识,然后学习功放电路并让学生思考该如何更好地改进功放的性能。通过小组讨论和查阅资料的方式,找出最好的功放电路,让学生进行识图训练和初步的电路功能分析。

2.侧重实践教学过程的项目课程工作分析。在学习情境四中,我们设定下列学习目标:

(1)了解收音机原理,并读懂收音机电路图。

(2)能将收音机电路图与印刷电路图对应起来。

(3)列出关键元器件,说明其在电路中的功能及参数意义,划分电路学习情境,分学习情境叙述功能。

(4)通过查阅资料,积累一些常用元器件的型号、参数、器件特性及性价比等知识。

(5)能懂得用仿真技术验证电路工作结果。

(6)能列出元器件清单,询价,购买元器件,焊制电路,能用万用表测试焊点情况,查找故障,并去除故障。

(7)能记录制作过程和测试结果,并能汇报工作成果。

针对以上学习目标,分解成四项学习任务,任务内容 、课时安排见表4

表4 以实践过程为载体的课程安排

学习情境四是高频电子电路课程中一个重要的实践环节,在前三个学习情境中,电路功能都是借助于电子综合试验台或者是multisim仿真软件在计算机上仿真实现的,而学习情境四是收音机的制作与调试,这个学习情境中的收音机电路要求真正的产品,而且还要进行产品性能调试。在这个学习情境中,教师首先提供给学生收音机的电路图进行识图训练,然后给出PCB板,让学生找出两者的对应关系,把电路原理图转化为印刷电路图,跟电路图对应起来,为以后学生的p rotel学习及根据电路原理图设计PCB板图打好基础。然后介绍电路图中各部分的作用,对涉及到的信号产生电路、解调电路简要介绍,因为这部分内容将会在高频中再次出现,然后教师提供给学生所需元器件,提供工具仪器,让他们自行测试参数值,并判断元器件质量,随后配发电烙铁、焊锡丝等进行电路板焊接,并让学生学会自行检查电路焊接的质量,有故障能查出并能排除,完成后进行整机调试,进行各种参数的测试和分析,并根据所测参数等结果,写出综合报告上交并回答教师提问,同时提交已是成品的收音机。因为学生在这个过程中一直是独立完成每个步骤,而且最后的成果是能真正使用的收音机,所以整个过程中,学生参与的非常有兴趣,表现出很高的积极性。而在这个过程中,学生也了解到电子产品的实际制作过程,这些经验为学生将来参与实际相关专业的工作奠定了良好基础。

二、项目课程实施的条件

学习情境是一个案例化的学习单元,它把理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起,是学习领域这一宏观计划的具体化,它将学习领域中的目标表述和学习内容进行教学论和方法论的转换,构成在学习领域框架内的“小型”主题学习单元。《高频电子电路》项目课程具体实施应模拟电子产品生产企业的生产运作方式,在校内实训基地创造“全真型”电子产品生产企业生产氛围,结合学校电子实验室的实验条件,主要是各类仪器仪表的资源配置,有一些学习情境的操作可以在机房通过仿真软件进行,进而完成实训全过程。这样就可以最大限度的利用学校的原有资源完成全部教学过程。

随着实际教学过程的实践过程,高频电子电路课程无论从内容还是从形式上都要不断进行改革创新,要根据专业设置将它与其他课程进行整合,并根据元器件的发展增添新的教学内容,如晶闸管、光电耦合器件等。要更好地发挥这门课在相关各专业的基础核心地位的功能,为其他专业课的教学打好基础,为提高学生的综合素质发挥更大的作用。

[1]张肃文.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]董文.对高频电子线路课程教学改革的几点看法[J].科技信息,2007,(34).

[3]刘伟,郭丽.高频电子线路教学几点体会[J].科技信息,2007,(32).

[4]石博雅.高频电子线路课程改革探讨[J].中国电力教育,2008,(09).

[5]朱方来,谭属春.试论高等职业教育时间教学体系与理论教学体系[J].中国职业教育,2006,(04).

[6]姜大源.职业教育学基本问题思考[J].职业技术教育,2006,(01).