“高频电子电路”混合教学方法设计

赵彦平，王 波，王 勇，陈玫玫

（吉林大学通信工程学院，吉林 长春 130012）

0 引言

“高频电子电路”课程主要讨论高频电路的组成、原理及分析方法。该课程是通信工程、电子信息工程等专业的专业基础课，主要内容包括谐振功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制、解调与混频电路、角度调制与解调电路等内容[1]。先修课程包括《电路》《模拟电子电路》《信号与系统》等。该课程理论性和实践性都很强，理论抽象，原理比较难理解，公式推导多，电路比较复杂，应用性较强，学生普遍反映这门课难度大，教学效果也差强人意[2]。因此针对不同的教学内容设计合理的教学方法十分必要。

目前这门课的教学方法除了传统的课堂教学外，国内众多高校也在尝试不同的教学方法。有的院校将线上辅助教学和课堂线下授课有机结合起来，全方位激发学生学习的积极性，提高教学质量[3]。有的院校以提高学生解决工程问题的实践能力为目标，采用“兴趣+项目驱动”教学模式[4]。有的院校引入任务驱动教学法，旨在培养学生动手能力和实践能力[5]。有的院校对该课程的实验教学进行了改革，通过把课内实验改为独立设课，将验证性实验平台改造成综合创新实验平台，软硬件结合等方式培养学生的动手能力和综合应用能力[6]。有的院校采用项目驱动法教学模式，使学生对该门课的学习有了浓厚的学习兴趣[7]。有的院校利用仿真实验辅助教学，提高课堂效率和教学效果[8]。根据这门课的特点和现有的教学方法，针对不同的教学内容，设计不同的教学方法，会得到意想不到的效果。

1 教学方法设计

1.1 线上教学

线上教学把整个教学内容划分为若干知识点进行短视频录制，每个短视频时长3到5分钟，然后把短视频传到网络教学平台，学生根据需要进行预习和复习。同时在线上建立试题库，对应每个知识点发布讨论题、练习题和测试题，加强学生对基本概念的理解。线上教学不受时间和空间的限制，学生可以根据需要自主进行学习。同时线上教学能够记录学生的学习轨迹并形成反馈数据，包括学习视频情况，知识点的掌握情况等，教师可以根据这些数据调整线下教学方法，提高教学效果。

1.2 线下教学

1.2.1 归类教学方法

在教学过程中，归类教学方法是一种有效的教学模式。“高频电子电路”课程中有些单元模块的分析方法和分析思路具有一致性，要引导学生去发现这种共性，学会归类总结。比如LC谐振电路，在谐振功率放大器、正弦波振荡器、频率调制与解调电路等章节均有所涉及，所以在第一次讲解LC谐振电路时要精讲，把原理讲透，让学生形成具体到一般及一般再到具体的认识过程和思维方式，这样学生对所学的概念能够清晰掌握，并能深刻理解和灵活运用，到后面再涉及这一知识点时，通过复习的方式使学生迅速理解和掌握，课堂效率得以提高。

1.2.2 原理框图和原理电路相结合的教学方法

高频电路中有的电路较大，元件较多，不容易分析其原理。在教学过程中，把原理电路分成若干功能模块，然后把功能模块用框图代替，把复杂问题简化，便于深入浅出讲解电路。例如相位鉴频器电路复杂，先把原理电路形成框图，如图1所示，在框图上分析各部分原理及波形，使学生对其基本原理有个初步的认识和理解，然后再分别对各部分框图对应具体电路进行分析。原理框图和原理电路相结合的教学方法，能使复杂问题变得简单，便于学生理解，有助于提升教学效果。

图1 相位鉴频器电路原理框图

1.2.3 仿真教学方法

由于高频电路工作频率较高，有些实验现象不易观察到，可在教学中用软件仿真电路的工作过程，观察电路输出波形、频谱等。将电路理论分析和电路仿真实验相结合，有助于强化课堂教学效果，有利于学生理解实验结果。比如对振幅调制与解调、频率调制与解调部分融入仿真案例，不仅可以使学生容易理解理论知识，还可以在实验前事先验证理论的正确性以及预判实验结果，同时培养学生仿真实验的能力。以双边带调幅信号的倒相观察为例，仿真图如图2所示，该部分内容理论不好分析，实验现象不容易观察到，借助MATLAB仿真软件能够很好地解决该问题。

图2 双边带调幅信号倒相仿真图

1.2.4 基于项目的教学方法

“高频电子电路”课程实践性很强，除了理论教学和课内实验外还应配置适当的实践教学。课程的实践教学环节可以采用基于项目的教学方法。教师首先以学生已经学习和将要拓展的知识为依据，参照最新文献或相关教材，以小课题、小项目为具体形式，围绕综合性、实践性、开放性和创新性等特点，精心设计各个项目题目，形成题目库，学生根据兴趣从题目库中自主选题和自主探究，在课外自行完成，要求给出电路设计并用仿真软件给出仿真结果，最后形成报告。利用仿真软件设计电路，有利于节约时间和成本，缩短设计周期。利用基于项目的教学方法实现实践教学，能够加深学生对理论知识的理解，并了解应用前沿，激发学生的学习兴趣，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力。

2 考核方式

传统的考核方式单一，未能很好地体现学生的学习过程和学习能力，所以混合教学模式下考核方式应由传统的考试向多种模式转变。新的考核方式更加关注学生在评价过程中的主体地位，综合成绩的构成比例体现出各种教学方法，拟采用平时成绩占10%，线上教学占10%，课内实验占10%，实践项目占10%，期末考试成绩占60%的考核方式。

3 结语

在信息技术不断发展的今天，“高频电子电路”课程教学模式应随时代的发展而发展，但其仍然是以培养人才为目标，教学方式的设计是以学生快速有效地掌握基本理论知识和实践知识为目的。根据课程内容的特点，设计出合理的教学方法，在教学过程中，采用各种教学方法相结合的教学模式，发挥各自的优点，能够提高教学质量，同时激发学生学习的内驱力，使学生的自主学习能力和创新能力得以提升。