《高频电子线路》课程教学改革探索

2014-06-27廖永忠湖南第一师范学院信息科学与工程系湖南长沙410002

长江大学学报(自科版) 2014年22期

廖永忠 (湖南第一师范学院信息科学与工程系,湖南长沙 410002)

《高频电子线路》课程教学改革探索

廖永忠 (湖南第一师范学院信息科学与工程系,湖南长沙 410002)

《高频电子线路》是一门理论性和实践性都很强的电类专业课。通过分析我国普通高校本科电气信息类专业《高频电子线路》课程的教学现状,提出了《高频电子线路》教学改革的一些思路和方法。可以从3个方面进行改革,一要改革教学方法、更新教学手段,二要强化实践教学,三要加强教师培训。旨在《高频电子线路》教学改革促进我国普通本科高校《高频电子线路》课程教学水平的提高。

《高频电子线路》;教学方法;教学手段;实践教学

《高频电子线路》课程是我校电子、通信专业一门基础性和工程实践性都很强的专业课,具有课程内容概念较多、需要掌握的基础理论知识较复杂、实践性很强、要求有良好的工程思维能力等特点。因此,《高频电子线路》课程一直是电子、通信专业较难掌握的专业课程之一,有课程难学、难掌握、电路实验难调试、教师难教的四难现象。而与此同时,通信技术与物联网技术的快速发展,射频电路设计已经成为设计的瓶颈,迫切需要大量人才,但《高频电子线路》教学内容和教学方法却变化不大,教材老化、教学内容偏深偏难、重视理论教学、轻视实践教学的现象普遍存在,学生学习效果和教师教学效果都比较差。因此,《高频电子线路》课程的教学改革迫在眉睫。需要教师对《高频电子线路》的教学内容深入研究,与时俱进,采用一些新的教学手段,更新教学思维,改进和创新教学方法,以便使学生更好的掌握该课程知识。为此,笔者从教学改革实践出发,结合《高频电子线路》的课程特点,并提出了一些思路和方法。

1 改革教学方法,更新教学手段

教学方法的改革是任何一门课程成功的关键,没有好的教学方法,一切好的教学理念和教学思想都无法实现,而好的教学方法,可以起到事半功倍的效果。

1)循序渐进,精炼前期课程基础由于各个学校培养方案的差别,电路、模拟电路和信号与系统课程的开设学期稍有区别,除少部分基础扎实的学生外,大部分的学生对一些知识点记忆不深,课程学习中会出现无法跟上教师课堂教学进度的情况,这要求教师在课堂中,用最精简的语言快速的对前期课程相关知识点进行复习和回顾。比如笔者在教学中,在讲解选频网络的过程中,对于在电路中电容和电感的参数,从高频应用的角度来进行总结;在讲解晶体管混频电路中,先复习模拟电路中3种基本放大电路,共射级、共基级、共发射级电路的基本特点和应用范围,把这部分重点知识抽出来进行总结;在讲解变频器时候,将信号与系统中关于信号的概念和频谱的概念进行复习,使学生能快速的进入学习状态。

2)引问题,抓难点教师课堂教学中,要多设计一些启发性的问题,让学生在思考中学习,通过问题的引入,吸引学生的兴趣。比如讲述调制的时候,设问:无线通信为什么要加入调制?不调制能否实现无线通信?在讲述接受端电路的时候,提出:为什么要加入混频器和中频放大器?不加会产生什么问题?在讲解功放电路中,结合模拟电子知识,让学生回忆有哪几种常用功放电路?它们的优缺点是什么?通过设问的方法,引导学生在问题中去学习、思考,在学习中探索问题从而抓住问题实质。当学习结束后,在教师指导下要对问题进行回顾和总结,以求加深学生的理解。对于教学中的难点问题,如线性和非线性的近似分析方法在多处用到,贯穿课程全部,图1所示是时变跨导电路,2个不同的输入信号Vo和Vs,分别让器件处以非线性和线性状态,教师要讲清区别和联系。

4)培养学生的工程思维能力和逆向思维的能力《高频电子线路》与《电路分析》、《模拟电子线路》差别最大的地方就是工程近似计算,课程中近似简化的工程思维反复应用,定性的分析和定量的分析并重。这种工程思维能力对一直接受精确计算的学生来说,接受比较困难,学生缺乏分析实用电路的能力,就更不可能设计完整、准确的电路了。在高频电子课程中,电容、电感经常同时应用于几个不同的频率,如何选择这些元件的参数,对初学的学生,也是一个不小的困难。这要求教师在教学中,引入尽量多的工程实例,让学生理解分析工程实例,然后反过来设计实现类似功能的电路,自己选定元件参数,完成电路设计,并通过电路仿真来验证设计的正确与否。

5)合理运用现代化教学手段该课程特点是电路图多、公式多、教学内容多、实践性较强。多媒体教学不仅能提高教师的教学效率,而且动画和计算机的应用能提高教学的直观性。但是课堂信息量过大、教学进度过快会导致学生在听课时思维过分紧张,缺乏足够的时间去理解、消化、吸收。如何在有限的时间内,高效地完成教学任务,还能很好的调动学生的学习积极性,是教师采用多媒体课件进行教学必须解决的首要问题。

图1 时变跨导电路

图2 串联振荡回路电抗与频率关系图

图3 串联谐振电路

2 强化实践教学

1)改进课程实验方法实践课程的教学在《高频电子线路》课程教学中占据重要的位置,高频电路的实验相比其他课程的实验有其特殊性,主要体现在《高频电子线路》课程实验具有调试复杂、受环境因素影响较大、实验设备容易出现故障等特点。因此,实验教学的改革就显得十分重要了。

在保证教学质量的前提下,适当压缩验证性实验课时,多安排综合性和设计性实验,对于当前普遍采用实验箱连线的验证性项目,学生兴趣不高,得到实际的工程经验少,压缩这部分实验,并通过仿真方式来实现。多加入一些小的设计性实验,鼓励学生应用一些基本单元电路进行系统的设计,然后对设计电路进行仿真,再搭建相应的硬件电路。在实验中,教师起指导作用,让学生自主完成电路的设计、分析、焊接、调试。达到培养学生实际操作能力的目的。需要强调的是,不是排斥验证性实验,验证性实验能使同学对一些基础性知识更快的了解。在验证性实验的基础上要大力发展综合性、设计性实验,使学生能够主动思考并提高动手能力,同时考虑到高频课程内容难学、实验难做等特点,实验课时可能会严重不足,可以采用课外加课内的办法来解决,基本实验内容在课内完成,学生可以在课下进行开放性的实验项目,老师给与指导,学校承认学生课外学分。

2)加强学生课外实践活动的指导由于该课程的特点,让学生通过课堂理论知识来提升学生兴趣是不现实的。笔者认为鼓励学生利用课余时间进行电子小制作和参加电子设计竞赛是提升兴趣的一个很重要的方法。在这个过程中,教师要加强对学生指导,防止学生半途而废。教师布置一些课外的小制作,比如在对讲机的制作、收音机制作,让学生全面经历从消化电路到元件采购直至焊接调试的完整过程,让学生有成就感,学习兴趣会比较强烈。

3)推动计算机软件仿真教学,提高实验教学效果利用计算机的电子设计自动化软件进行基础验证模拟仿真实验,增强学生对电路的感性认识。通过软件设置来调整和修改元器件参数,分析各参数对整个电路的影响。仿真教学加深学生的理解,使教学内容更加直观。

3 加强教师培训

对于《高频电子线路》授课教师来说,要求具有丰富的工程实际经验。当前高校年轻教师大都缺乏工程实践经验,比较强调课堂教学,实践动手能力相对薄弱。笔者认为通过加强教师培训,有计划地定期安排教师到企业、工程一线挂职锻炼或在校内实训基地参加工程实践,并鼓励教师积极参与各工程领域科技攻关项目和企业工程项目研发工作。这样既增强了教师自身的工程意识与工程素质,也丰富了教学的工程实践经验,还能帮助教师积累和收集大量实践教学的第一手资料,以便丰富、补充、更新理论与实践教学内容。