独立学院高频电子线路实验教学方法改革探讨

郭芸君

（三亚学院 理工学院，海南 三亚 572022）

0 引言

高频电子线路是通信工程和电子信息工程的一门重要专业基础课，它主要讲授无线电通信系统的单元电路和工作原理以及分析方法，是一门实践性很强的课程。与之相搭配的实验课对能巩固学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力和创新能力起着很重要的作用。通过实验可以将抽象的、复杂的公式和概念转化成直观的波形输出，将理论和实践紧密地融合在一起，即可以激发学生对实验的兴趣，也能提高教学质量。[1]

1 存在的问题

经过几年的实验教学摸索，发现教学中存在如下几个问题：

独立学院本科生有一个特点：自制能力较差。有的学生是缺乏专业兴趣，没兴趣做实验；有的学生是想做但又不知道该怎么做；有的学生纯粹就是为了学分而来的，在这些思想的指导下，外加自制能力较弱，实验效果可想而知。[2]

在教学过程中，我们发现独立学院本科生较其他学生做实验时畏首畏尾，缺乏足够的自信和主观能动性。目前实验课的基本模式都是指导老师先把实验原理和目的先讲解完，学生就按部就班地照着实验步骤来操作。学生大多数在实验过程中一遇到问题，不会主动思考问题所在，而是马上找指导老师。其实很多问题都是很常见的故障，只要细心观察就能发现。专业实验课基本上都是采用两到三个人一组来完成的，就会导致部分学生有依赖性，存在不做实验或者抄袭数据的现象，这样实验课也就很难达到预期的目的。

国内大多数高校的高频实验课都是在实验箱上完成的，高频电子线路实验箱是由十几个模块组成，每个模块都是由单元电路组成。学生只要照着实验指导书上的实验步骤来连一连电路，看一看波形，测一测数据就行了，显然学生的收获是很空洞的。[2]由于电路已经模块化，没有自由发挥的余地，且高频电路容易受分布参数的影响及各种耦合与干扰的影响，使得电路的稳定性比起低频电路来要差些，同时L、C元件本身在环境温度发生变化时存在值的漂移，所以电路本身的稳定性不好，调试难度加大，实验结果很不理想，无法达到验证理论的正确性。[3]学生对实验渐渐失去了兴趣，只会敷衍了事，很难达到对学生动手能力和分析能力的培养。

高频实验多为验证性实验，主要是让学生掌握基础理论和基本电路模块的工作原理，如振荡器、调幅、调频、调谐放大器、功率放大器、混频器这样的实验，有利于学生验证课本上的电路工作原理。 其优点主要是操作简单，结果比较直观，能够快速加深对抽象理论的理解。但是，单纯的验证性实验不能达到提高学生创新能力和工程实践能力的目的。[4]

2 解决的方法

针对上述问题，从教学改革实践出发，结合课程特点，对实验教学方法进行了探讨，并提出以下几点具体的改革方案。

2.1 提高学生对实验的兴趣

每个实验的实验指导书上都有2～3个预习思考题，老师可以要求学生课前先提交预习报告，然后采用问答的形式提出几个相关的问题来检查预习情况，引导学生主动查找资料，思考和分析问题。如果发现预习不合格者不让其进入实验室，可以下次再补做。实验过程中如果学生有问题，可以不用马上作答，先让学生自己分析问题，自行解决。着实遇到解决不了的问题，可以采用问答的形式引导学生发现问题，对于普遍出现的问题可以在课堂上集体讲解。老师在实验过程中，力求整个实验过程和数据的真实性，杜绝造假行为，并引导其改正，强化学生诚信的思想。通过这种教学方式来督促学生积极主动学习和思考，充分调动他们的主观能动性，激发对实验的兴趣。[5]

2.2 引入仿真软件

Multisim10是加拿大IIT公司在2007年3月推出的multisim新版本，是该公司电子线路仿真软件的最新版本。Multsim10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，它的虚拟仪器/仪表种类齐全，而且具有较为详细的电路分析功能。它是用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子与电工仪器和仪表，可提供双踪示波器、频谱分析仪、波特图示仪、数字万用表等多种虚拟仪器、仪表。利用仿真软件，学生只需要按照实验参考电路来进行连接，设置相关参数，就可以观察实验结果。同时学生可以自行修改电路及相应的元器件参数和输入信号，观察相应的输出结果，并进行研究和分析。利用仿真软件对高频电路进行仿真分析，不但可以帮助学生更好的理解理论知识，而且还可以免去由于元器件的损坏或者受环境因素的影响造成实验结果的不理想，还可以提高学生的分析能力和设计能力。[6]

仿真软件有它优越的一面，但是也有它的局限性。在仿真过程中，无法培养学生应该掌握的基本技术问题，如：基本元器件的识别、实验仪器的使用方法以及元器件损坏或者老化引起的故障分析和解决方法等。仿真软件的实验结果都是理想的值，而实际的元器件都是存在误差的。根据高频电子线路实验课程的特殊性要求，我们需要对本课程的实验内容来具体分析，然后确定用实验箱或者仿真软件来完成。比如：正弦波振荡器和集电极调幅与大信号检波这两个实验受外界因素的干扰比较小，经过简单的调试就可以出来结果，所以可以采用实验箱的方式来验证；高频小信号调谐放大器和高频谐振功率放大器实验，不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用。但是在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率或相位，会导致调谐难度加大，实验测试数据误差也会增加，很难达到预期的实验目的，所以该实验用仿真软件来完成比较理想。通过将仿真软件与实验箱相结合，发挥各自的优势，可有效提高实验教学效果，使学生逐步掌握高频电子线路的基本单元电路的组成、原理及分析方法。[7]

2.3 增开设计性实验

在学生完成基本单元电路学习后，可以开设计性实验来实践训练。在设计实验的过程中，要求学生在学会分析基本单元电路原理的基础上，能够联系实际进行系统的搭建。指导老师可以根据学生的实际能力提供一些难易程度不一的参考题目，学生可以自主选择或是自拟题目。学生可先画出电路原理框图，并利用仿真工具进行电路原理图的设计与分析，通过仿真结果调整电路的参数或对电路进行修改，经过老师确认后再进行电路的制作。通用的元器件和测试的仪器可由实验室提供，特殊元器件由学生自备。制作完成后，通过相关仪器的测量，不断调整电路参数，最终达到设计要求。最后要求学生完成设计报告，内容包括电路原理、元器件的选择、电路板的设计、安装过程、调试结果等整个设计过程。[4]通过电路图的设计、电路板的安装、电路的调试这一过程，使学生更好的掌握无线电通信系统中常用的基本电路的设计方法和能力，为学生今后走出社会打下坚实的理论和实践基础。

针对我院高频电子线路实验教学存在的若干问题，从独立学院本科生特点出发，提出了几点改革措施。首先通过引导式的教学方法检查学生的预习情况和遇到故障时采取的措施，来提高学生对实验的兴趣；其次提出引入仿真软件，结合具体实验将仿真软件和实验箱相结合的方式，着重培养学生掌握高频电子线路单元电路的组成及原理；最后为了改革创新增开设计性的实验，将仿真软件与设计性实验结合起来，从而提高学生的电路设计能力以及分析解决问题的能力，为今后奠定工程应用的基础。

［1］石博雅.高频电子线路实验教学改革探讨[J].考试周刊,2011(18)：23-24.

［2］赵秋亮,张华.高校独立学院高频电子线路实验教学探索[J].中国校外教育,2008：59-81.

［3］马茵,马瑛.高频电子线路实验教学方法改革的思考[J].教育研究,2010(17)：152-154.

［4］罗晖,王传云.高频电子线路课程实验改革探讨[J].华东交通大学学报,2005,22：71-79.

［5］江明珠.高频电子线路实验模式的探索与实践[J].科技咨询,2010(17)：197.

［6］程俊.Multisim10在高频电子线路教学中的应用[J].电脑知识与技术,2010,6(7)：1768-1769.

［7］杨波.基于“全真+仿真”的《高频电子技术》实验设计分析[J].工业技术,2011(22)：125.