通信电子线路的教学现状与改革探讨

刘秉科

【摘 要】详细分析了应用型大学的通信电子线路课程的教学现状，从课程内容，通信领域技术革新，学生因素，教学条件等多方面探讨了影响教学效果的主要原因。提出应面向应用，以提高学生的学习兴趣为出发点，多环节改革并举以改善教学效果的改革思考。

【关键词】通信电子线路；教学效果；教学改革

【中图分类号】G421 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2018）15-0006-01

引言

通信电子线路是电子信息工程和通信专业本科阶段的一门专业课，以组成模拟无线通信系统的单元电路为主要内容，增加了数字通信及锁相技术的基本知识。实际上，现代通信系统的设计已经以射频电路技术和软件无线电技术为主。《通信电子线路》的知识体系及分析设计方法已经逐渐老化。对于应用型大学本科毕业生而言，无论是电路知识的吸引力还是在就业方面的帮助，都已明显弱化，学生厌学情绪越来越严重。有必要对课程的教学现状及对策进行深入探讨，切实改善教学效果。

一、教学现状分析

1.课程特点导致难学难教。

通信电子线路以电路分析、模拟电路、数学物理方法及信号系统等课程为先修课，基础要求比较高，也要求学生有较强的学习能力。同时，教材内容以非线性电路的理论分析为主，分立元件电路多，内容枯燥，理解困难。难学难教一直是该课的显明特点。

近年来，由于电子信息工程及通信工程等专业开设的应用类专业课程增多，复习巩固及自习时间有限，加之实验实践条件不足，硬件电路知识分散，影响电路制作调试的原因复杂等，多种因素导致学生对通信电子线路课程的厌学现象明显。

2.教学手段单一导致课堂教学效果不佳。

高校已普及多媒体教学，尽管利用图片和动画效果可以增加内容的生动性，但由于课程内容多，课时紧张，知识点多且分散，以传统注入式教学为主。为有效提高教学效果，必须改变这种单调的课堂教学模式。

3.应用性降低导致学生的学习动力不足。

内容陈旧过时，单元电路功能及分析设计方法逐渐失去应用价值，与电子通信产业对技术人才的需求脱节。随着现代无线通信技术的迅速发展，无线通信的工作频率越来越高，L波段、C波段、S波段的通信已经成为无线通信的主流。[1]而通信电子线路涵盖的电路及分析设计方法适用于VHL和UHL波段，以模拟通信系统的组成电路知识为主，已经不能适应现代通信系统的技术要求。必须专门学习“射频电路设计”，方可在通信企业从事工程设计工作。另外，随着软件无线电技术进步，大规模DSP芯片在通信领域广泛应用，传统通信电路设计方法逐渐边缘化。由于教学体系设计、教学学时及实验条件、师资力量的限制，很多应用型院校未开设“射频电路设计”课。

学习通信电子线路并不能有效提高本科毕业生在通信产业的就业能力，严重影响了学生的学习积极性。

4.学生方面的因素使课程教学效果较差。

高校扩张导致应用型大学的生源素质下降，学生学习积极性不够，学习能力偏低。如先修课程内容快速遗忘；甚至经过一两周时间，前面学过的知识点就忘了，每次上课都要用相当的时间回顾复习前面的知识点，给课堂理论教学造成了很大障碍。

高年级学生学习方向分化。以就业为导向，使更多的学生选择嵌入式、网络开发等方向，易学还容易找到工作。选择电路设計方向的学生越来越少，学习通信电子线路的动力不足，是影响通信电子线路教学效果的最重要因素。

5.实验实践环节重视不够。

实验教学以电路功能指标测试的验证性实验为主要形式，其目的是为了深化理解和巩固理论知识，仍然很重要。但验证性实验不能提高学生的学习兴趣及创新性学习热情，必须重视实验教学设计，提高学生对从事电路工程工作的良好预期，增加学生对课程的兴趣和动力。

二、教学改革的对策思考

1.调整教学内容，以电路功能及实际应用电路分析为主。

由于课程内容与现代通信系统的技术现状脱节，但仍然是无线通信技术的基础知识，应将该课程定位为专业基础课；重视通信电子线路分析基础的教学；重视单元电路功能、应用范围及基本原理的学习；重视应用电路实例的定性分析；重视以集成电路为核心的功能应用电路系统的实践教学；给出电路指标设计和调试的重要结论和方法，弱化枯燥的数学推导及复杂的特性分析；要求重点掌握电路组成器件功能方面的定性分析，弱化定量计算方面的教学要求；重视实际应用电路的分析举例。

2.采用启发式教学，精心设计教学课件。

启发式教学目标是为了激发学生的探究心理，聚焦学生注意力，对教师的教学技巧和课堂把控能力要求较高。而精心设计与实际应用联系紧密的问题设置，是保证提高学生学习兴趣和激发学生主动性学习的关键因素。

3.结合电路仿真，增加理论教学的直观性。

充分应用软件仿真，可以弥补硬件实验条件的不足，调节课堂教学节奏和气氛，提高学习兴趣，是改善教学效果的有效措施。

4.重视实验教学，激发学生的学习兴趣。

实验设备状态是否良好，实验耗材是否有保障，是在教学课时紧张的背景下完成好实验教学的前提条件。教学实践中，实验条件的保障环节是影响学生实验效果的一个大概率因素。

多做演示实验，特别是无线收发系统联合调试实验，不仅增强学生对课程的应用性认识，而且可有效提高学生自主实验的信心。重视验证性实验，以保证理论知识的教学成果，而理论基础是学生在工作岗位持续成长所需的最重要营养。

利用开放实验室，鼓励学生自主设计制作无线通信系统，提高对通信电子线路各功能电路的理解和应用能力，激发学习兴趣。

三、教学过程设计

1.讲授内容。

精心调整教学内容，设计教学课件，设置好启发式教学问题，设计好仿真教学内容，把理论基础与应用实践知识密切融合。

2.设计制作各功能电路模块。

每一种功能电路都要提前设计制作好高频电路模块和对应功能的射频电路模块，用于电路展示及演示实验。

3.在有多媒体投影条件的实验室上课。

理论知识讲授与电路仿真、电路模块测试穿插进行。

4.教学过程综合。

把原理电路的讲授与相关实际电路模块功能展示相结合，重视电路的应用知识，包括典型集成电路的功能、内部电路框图、外围电路设计、指标测试与调整等应用性知识的教学。

5.谐振功率放大器的教学过程设计举例。

（1）启发式教学设计。

采用启发式教学，穿插以下问题来推进内容讲授。

作为晶体管放大器，静点如何设置？引出馈电电路及丙类状态的知识点。

由于工作在丙类，集电极电流波形与输入正弦电压相比有什么变化？如果负载为纯电阻，将得到怎样的输出电压波形？怎样解决不失真放大的问题？引出谐振选频网络作为集电极交流负载的选频滤波作用。

信号的耦合方式有哪些？强化模电相关的知识。

与低频小信号放大电路相比，电路结构有什么重大区别？输入输出端要不要阻抗匹配？如何匹配？从而引出阻抗匹配问题，讲述阻抗变换网络的作用及分析计算方法。

最后呈现出完整的实际电路进行综合分析讨论，建立起清晰的电路组成结构及系统的工作原理知识。

工作频段不同，实际电路的设计及制作又有何不同？将普通高频电路模块和射频电路模块分别通过PPT介绍，然后进行电路模块的实物展示及测试，介绍射频功放模块的器件知识及PCB制作要考虑和解决的问题。

（2）讲授内容调整。

先讲基本电路功能指标、结构组成和工作原理，再讲谐振功放的调试问题，引出过压、欠压及临界三种工作状态的概念及应用特点。

在以上教学内容的设计中，和传统教学内容相比，有增有减。

增加的是射頻电路知识，这部分内容恰恰是手机等移动通信设备中的实用知识，与毕业后从事通信产业的现实工作需要联系密切，可以有效激发学生的学习探究兴趣。

对原来内容中关于谐振功放的动态特性及负载特性的分析过程略讲，无需详细讨论分析，降低内容难度，避免影响学生的学习兴趣。只给出VCC，VBB，vbm，RP等参数对各电路指标的影响趋势相关的曲线即可。

（3）仿真设计。

对100MHz的谐振功率放大器电路进行仿真。改变信号频率，观察电压放大效果及阻抗匹配结果的变化；改变电路参数，仿真谐振功放的工作状态变化情况。

（4）学生实验设计。

进行验证性的测试实验，让学生熟悉测量仪器调节使用，练习功放电路调试，测试电路指标，直观地强化电路功能印象。建设开放实验室，引导学生制作调试调幅调频发射机，对讲机等系统电路，包括调试谐振功放电路，提高对通信电路的学习兴趣。

四、结语

通信电子线路教学无论从教学内容、方法、过程设计还是实验条件方面，都需要进行认真的思考和改革，目标是提高学习效果，面向实际应用能力的提高。为此，教师需要作大量的前期准备工作。

参考文献

[1]范瑜等.“高频电子线路”的教学现状与改革思路.电子电气学报，2009年8月.

[2]严国萍.《通信电子线路》.科学出版社第二版，2015年1月.