高频电子线路教学法论文

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随着现代电子技术的不断发展，通信系统特别是无线通信系统已广泛应用于各类生产和生活的各个领域中，这在很大程度上改善了传统的生产方式和人们的日常生活。鉴于社会各界对电子信息类专业的毕业生要求日益提高，而《高频电子线路》课程是电子信息工程、通信工程等电子信息类专业的一门非常重要的专业基础课，具有很强的系统性、专业性和工程性，该课程要求学生建立起无线通信系统的整体概念，掌握高频电子线路中的基本概念、基本原理、分析方法以及典型功能电路，能够熟悉实际高频电子线路的应用，但是学生在具体的学习过程中，由于教材中内容多、电路多、元器件复杂，而且涉及大量的理论推导等原因，这就使得学生对于本门课程的学习不感兴趣，普遍感觉比较枯燥，从而造成对基础知识、理论的理解及应用明显不足。

针对这些存在的问题，笔者经过具体的教学实践，在相关课程的专业教学中，对本门课程整体的教学思路、具体的教学方法和实践教学等几个方面进行了深入的思考和不断的改进，由此得出以下结论，高频电子线路这门课程需要进行行之有效的教学改革，关于如何进行改革的问题，笔者认为应当从以下几个方面着手：

1把握主脉，以系统为主导

系统性是高频电子线路课程重要特点之一，因而从教和学两方面必须从系统上对这门课程进行把握。整体的教学思路必须以系统为主导，主要包含以下两个方面：a.从电子信息类专业培养要求出发，要使学生从课程设置的系统整体上深刻认识到这门课程在无线通信系统中所处的地位，即无线通信系统主要包含传感器、模拟（低频）电子线路、高频电子线路和微波技术与天线等课程，无线通信系统的组成结构就是将以上几门课程有机地组成一个整体，从而实现信息的无线发送接收功能，见图1。b.高频电子线路课程内容较多[1]，主要包括高频电路基础与系统问题、高频谐振放大器、正弦波振荡器、频谱的线性搬移电路、振幅调制、解调与混频、频率调制与解调等内容，如果按照教材章节内容单纯罗列、逐步讲解，这势必导致学生陷入只见树木不见森林的境地，因此，在教学中有必要将教材中简单罗列的章节内容按照无线通信系统的结构来组织，以整个无线通信的系统组成为主线，将高频电子线路按照功能分成以下几个功能模块：如图1中实线框所示，a.振荡器：载波振荡器、本地振荡器；b.放大器：激励放大、输出功率放大、高频放大、中频放大与滤波；c.变频器：变频器、混频器；d.调制与解调器：振幅、频率、相位的调制与解调。再对各个功能的实际电路采用相应的模块化，分阶段教学，这样在实际的教学中，教学过程随之条理化清晰化，从而便于学生在实际的学习过程中明确本门课程整体内容框架。

2仿真实验—理论教学—实际试验立体化教学

专业性和工程性是高频电子线路课程的重要特点。在充分把握课程系统性的基础上，需要围绕整个无线通信系统组成对各个模块所涉及的内容进行讲解。考虑到本课程的专业性和工程性，在对每个电路功能模块的讲解中有必要充分引入电子设计自动化和实际动手试验，并与课堂的理论教学相结合，构成“仿真实验—理论教学—实际试验”的立体化教学模式。实验法教学在实际教学中发挥了很大的重要性，已经得到了广大教师和社会各界的广泛认可，但是实际实验中由于高频信号本身的不稳定性及某些电子元件的损坏很难达到预期的实验效果，而直接进行理论教学势必涉及到复杂的数学推导[2]，不可避免地使得教学枯燥。随着现代电子技术的飞速发展，各类电路仿真设计软件也日趋成熟，例如MultiSim、PSPICE、Cadence等。这些仿真软件界面直观，具有丰富的元器件库，在仿真中能够更方便地对电路中的参数进行调整，而且都提供了各种分析手段，能够更加直观的对电路进行分析设计。引入电子仿真实验的目的主要体现在：a.激发学生的学习兴趣，使得学生在理论学习之前就从整体上掌握基本电路组成的功能，直观地观察到试验过程和现象。b.结合课堂理论教学，在仿真设计软件中能够对具体功能电路中各个点的电流电压关系、波形进行直观分析。c.可以在仿真软件中通过调整电路中某些器件参数值，分析其对电路功能的影响，通过实践与理论分析相结合，使得学生能够更加深入掌握基本电路模块组成及功能。例如对于LC振荡电路，通过仿真中可以通过改变电感或者电容的值，可以直观观测到输出端正弦波的频率变化。考虑到本课程的工程性特点，为了进一步提高学生的动手实践能力，在仿真实验和课程理论教学的基础上，就必须加入实际的动手实验[3]，将仿真设计的电路和理论知识实体化，这就需要通过实际的高频信号源、高频电路、测试仪器让学生亲自动手，进一步掌握高频电子线路的功能和分析方法，并且充分认识到实际实验中可能遇到的一些现象以及问题，从而为学生后续对于其它课程的学习和以后从事具体工作奠定坚实的基础。

3任务驱动

任务驱动是在教学过程中引入一些具有代表性的典型实例，通过将一些课程内容实例化，将具体的实例以任务的形式下布置给学生，要求学生通过查阅大量的文献资料，结合课堂理论内容，进行研究设计，通过这种实例化的任务形式，旨在培养学生分析问题、提出问题、解决问题和独立探索的能力。在这个实际的具体的研究学习过程中，学生能够逐步体会到知识实例化的效果，而且每解决一个小问题学生都会有很强的成就感，从而激发起他们学习—探索—再学习—再探索的兴趣。例如在本学期的课程讲授中，将2014年TI杯竞赛陕西赛区的F题“无线电能传输装置设计”略作简化后以任务的形式布置给学生，通过这种方式，首先，它可以将学生的兴趣激发起来，让学生明白该课程的学习不只是纯理论那么枯燥，通过对这些理论的系统学习，最终可以用相应理论来解决实际问题；其次，这种教学形式可以引导学生自发进行探索，基于仿真实验、理论分析、实际实验等途径，自主分析问题、提出问题、解决问题；再次，教师在实际的理论教学过程中，把与课堂相关的理论内容抽象出来，结合实际任务进行讲解，取得了不错的教学效果。此外，通过这些实例，除了会使学生对高频电子线路这门课程内容掌握之外，还会激发学生对其他后续课程的学习积极性。例如无线电能传输装置的发射部分主要包括了高频电子线路中典型的振荡器电路和微波技术与天线中天线设计和电磁场与电磁波等课程的内容。

结束语

经过几年的对于高频电子线路课程教学的理解和实践教学，通过采用上面所罗列的教学方法，本门课程的授课模式得到了学生的普遍认可和广泛好评，学生通过对于这门课程的学习，学习兴趣显著增加，对于理论知识的掌握有了主动意识，分析问题并解决问题的能力提升迅速，初步具备了新时代大学生应当具备的动手能力和创新意识，我坚信，通过这种系统地教学改革，形成以系统为主导，任务为驱动，仿真实验—理论教学—实际实验相结合的立体化教学方法，势必会培养出更加卓越，更能适应时代需求的新时代的电子信息类专业人才。

作者:郭交 单位:西北农林科技大学机械与电子工程学院