高频电子线路课程教学改革与探索
2022-11-10宋金莲
宋金莲
(广州番禺职业技术学院智能制造学院,广东 广州 511483)
0 引言
高频电子线路是广州番禺职业技术学院为应用电子技术专业开设的一门专业基础必修课程,是为了适应21世纪高等职业教育和高等专科教育的发展,培养更多适合现代社会的应用型人才,以及当前集成电路技术发展而开设的。随着通信技术日新月异的发展,通信集成电路的工作频率通常很高,这就要求应用电子技术专业的学生具备高频电路的基础知识。本课程主要任务是研究实现信息传输与处理的具体单元电路模块的基本原理与分析方法,教学目标是通过学习,学生可以系统、完整地掌握高频电子线路的基本概念和基本理论,掌握非线性电子线路的基本分析方法,具有一定的分析问题和解决问题的能力。本课程包含的概念多,要求理论基础扎实,同时也是一门工程性和实践性较强的专业基础课程。而对于高职学生来说,其本身理论基础知识是欠缺的,同时对抽象的逻辑思维接受困难,那么,在实际教学中,如何结合学生实际情况,把教学目标落实到位,就成了本课程教学改革的关键。针对上述问题,笔者从高职学生的学情出发,在实际教学工作中进行总结与思考,对本课程的教学提出了一些改革措施与探索思路。
1 改革理论教学方法
1.1 温故知新,提炼前期基础理论知识
本课程的先修专业基础课程是电路、应用电子技术(包括模似电子技术和数字电子技术)等。本课程的教学内容包含有较多先修课程的基础内容,在教学过程中,笔者发现相当多一部分同学对先修的一些知识点记忆不深或掌握不牢固,从而出现在教学过程中跟不上老师节奏,或者是对教师讲授的内容比较迷茫的现象。
对此情况,在实际课堂教学过程中,笔者用简洁语言对之前相关知识点进行总结性复习和归纳,提炼出关键性的要点,并与所讲内容进行比较总结,以达到温故知新的效果。
比如,在讲述选频网络时,复习电路理论中的电阻、电感、电容等元件特性以及电路性质等基础知识,总结要点,再结合高频电路特点,讲述选频网络的知识。又比如,在讲述谐振高频功率放大器时,复述模拟电路中功率放大器的甲、乙、丙等工作状态与特点,把几种典型的功放电路结构、组成、功能及应用进行复习总结,再引入谐振高频功率放大器的学习。通过这样的循序渐进,学生在学习过程中,既巩固了先前知识,同时接受新知识相对也比较容易,温故知新,教学效果更好。
1.2 启发式教学,用浅显易懂的例子阐述烦琐图表
在课堂教学中,多设计一些启发性问题,通过问题的引入,让学生在思考中学习,激发学生的学习兴趣。比如,在讲述调制概念时,设问:无线电通信为什么要加入调制?不调制能否实现无线通信?在讲述接收端电路的时候,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?通过设问的方法,引导学生在问题中去学习、思考,在学习思考中探索问题从而抓住问题实质。当学习结束后,教师再对问题进行回顾与总结,以加深学生的理解。
除了设问性的启发式教学外,尽量用浅显易懂的实例来解释烦琐图表或概念。例如,在讲无线电通信时,把实际生活中物流运输例子类比于无线电通信,通过装货—运输—卸货这一过程的类比,教学生如何理解调制及解调的过程及作用,如何去区分掌握调制波、载波、已调波这三个易混淆的概念。
又例如,在讲解谐振高频功率放大器特性内容中,当讲到集电极电源电压V,输入信号大小U,基极偏置电压V这三个值变化对谐振高频功率放大器工作状态(欠压、临界、过压)影响时,教材中主要通过公式推演和图表方法来加以阐述的。这一过程讲述起来有难度,学生对公式和图表也不好理解,笔者在实际教学中通过思考总结,引入了一个通俗浅显的例子来帮助学生理解这段内容。这个例子是以一个底部有内凹的水桶来比喻,桶子里的水位不到桶面位置现象(即水不满)喻为欠压工作状态;水位刚好在桶面位置(即水刚好)为临界工作状态;桶子里的水有溢出桶面现象(即水溢出)为过压工作状态,而V的值喻为桶身的高度;U的值喻为桶里面的水;V的值喻为桶底的内凹,那么这三个值大小的变化即可分别反映在桶面高度变化、桶里水位变化、桶底内凹程度变化上面,从而,可以很直观形象的理解此三个值变化对谐振功放在欠压、临界、过压这三种工作状态变化的影响。举个具体分析的方向来说,假设谐振功放原来工作于过压状态(水溢出),在其他值均不变的情况下,当V变大时,相当于桶面高度升高了,那么水溢出的现象就会变为水刚好或水不满,相当于工作状态就会从过压过渡到临界或者欠压(视V增大情况)。可见,通过这个例子,复杂难懂的公式图表就可以通俗形象地理解和消化了。
高职学生普遍抽象逻辑思维欠缺,对于稍微复杂的公式图表更是望而却步,那么,在教学过程中,就更需要教师多花心思,把看似晦涩难懂的知识通过通俗易懂的例子来传授给学生,学生学起来更容易掌握,这也是高职教学改革的重要内容之一。
1.3 从零归整,构建清晰的课程框架体系
在实际教学过程中发现,高职学生对课程章节内容往往是孤立来学习的,他们对课程没有一个整体脉络的认识,只是一些点点的知识堆在那里,而且也缺乏总结归纳的能力,这就要求高职教师在教学过程中需要帮助学生构建课程的一个框架体系。对于这一点,笔者主要通过一幅图来阐述。
如图图1所示,在开篇介绍本课程时,笔者针对图1给学生讲述本课程的大概内容、要求等,建立起课程大概印象。待课程内容全部讲述完之后,到复习总结阶段时,笔者再回到图1中,此时,把图框中的比如“高放”对应教材的第四章,引导学生回顾这章主要讲述什么内容,需要掌握哪些要点。通过这一块块图框内容与教材章节内容相互对应起来,相当于用一条线把之前所讲的章节内容串起来了,掌握了这一条主线,学生对本课程的总体内容与要求会有个更清晰的了解,从而帮助学生搭建起本课程的一个框架体系。有了这一个课程的框架体系之后,对于学生进一步的学习也会有帮助。
图1 无线电通信系统组成框图
2 加强实践教学环节
除了有良好的课堂教学外,实践教学也是必不可少的,尤其是高职工科的学生,动手能力要求更高,也更为重要。而且,对于高职学生来说,“做”比“听”的效果要更有效,因此,加强实践教学就显得尤为重要了。
对于本课程实践教学,根据课程安排以及教学进度情况,先安排若干个功能验证性实验,待学生掌握此门课程实验和仪器的基本使用方法之后,重点是安排一个综合设计性的实验,即收音机制作的综合实验。通过学生动手焊接、安装制作完成一个收音机的过程,把书本的知识点和实际的器件电路原理相结合,不仅可以更好地掌握专业的知识,而且还可以对于了解实际的电子产品有相当大的帮助,对于今后就业或工作中遇到的问题也会有一定的应对方法。再者,还可以熔合高频电子线路的一些诸如Multisim、System View、Simulink、Protel等仿真软件的实验,设计更多的实验内容。此外,老师也可以布置一些课外的小制作或是鼓励学生参加电子设计竞赛并全程给予一定指导等,对于提高学生的学习兴趣,加强他们动手能力和工程素质的培养大有裨益。
3 重视教师工程培训
高频电子线路有很强的理论性,但更是一门工程实践性很强的专业课。对于授课教师来说,具有丰富工程实践经验无疑会更好地促进教学。但对于高职院校的年轻教师,特别是从“校门”到“校门”的青年教师,普遍工程实践经验不足,动手能力相对薄弱,因此,笔者认为通过加强教师培训,有计划地定期安排年轻教师到企业、工程一线挂职锻炼,增加教师的实践工程经验,也有利于教师积累和收集大量实践教学的第一手资料,从而更好地促进教学。
4 结语
本文是在顺应学校高等职业教育教学改革的潮流背景下,同时响应高职院校努力打造更多“双师型”教师队伍的前提下,从学生的实际情况出发,通过在长期的实际教学过程中不断总结与摸索,对本课程在理论教学、实践教学、师资培训等方面进行了一些改革与探索,并提出了一些想法与思路。实践证明,在课堂教学法中通过温故知新、启发式的教学方法将高深晦涩的理论通过通俗易懂的例子浅显化,同时帮助学生构建课程框架体系;在实践教学中更多的安排综合性、设计性实验,同时鼓励学生多做些课外小制作和参加电子竞赛;在授课教师方面多安排其到实践一线工程当中接受培训。几年下来,通过这些教学改革方法和措施,高职的高频电子线路课程教学取得了较好的教学效果。当然,教无定法,学无止境,还应该不断提高教育理论水平,更新教育教学理念,充分了解学生,创造更好的教学效果。