提高高频电子线路教学效果之思考

杨　艳，魏平俊

(中原工学院 电子信息学院， 河南 郑州 450007)



提高高频电子线路教学效果之思考

杨艳，魏平俊

(中原工学院 电子信息学院， 河南 郑州 450007)

摘要：高频电子线路是信息与通信学科一门重要的专业基础课。为提高教学质量，改善教学效果，结合教学实践经验，从教学内容、教学方法及实验教学方面详细论述了课程教学的思路，通过课程教学实践，提升了学生的综合知识水平，教学效果较好。

关键词：高频电子线路；教学改革；对比教学；电路仿真

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.02.033

高频电子线路是电子信息和通信专业一门重要的专业基础课，是学习后续专业课的重要理论基础[1]。该课程涉及无线通信系统中各单元电路的基本原理、基本电路及设计方法，是进行射频电路设计的重要理论基础[2]。随着无线通信技术的迅速发展，对射频电路设计的人才需求显得尤为迫切，高频电子线路基础知识的学习也变得更加重要。高频电子线路课程中涉及大量抽象的理论知识、较多的公式计算及复杂的电路结构，强调理论和实践的紧密结合，存在内容理解难、电路分析复杂，学生学习效果差及教学效果不理想等诸多问题。如何激发学生学习兴趣、加深学生对知识的理解、提高学生的分析能力、实践能力是本课程教学需认真思考的问题。本文结合实际教学，根据高频电子线路课程的特点，从教学内容、教学方法及实验教学等方面进行了一些探索。

1丰富教学内容

为强化理论基础，紧跟行业需求，在高频电子线路教学过程中需要对教学内容不断做出调整，强调理论与应用、行业需求紧密结合[3]。

1.1 紧密结合新技术，优化教学内容

随着高频电子技术突飞猛进的发展，高频电路正在走向单元电路集成化、系统集成化。针对高频电路的快速发展，在教学内容上结合新的集成电路相关知识，增加高频单元和高频组合集成电路等集成芯片的介绍和应用，缩短由二极管、电阻等分立元件组成电路的详细分析，实现无线通信系统的基础理论和实际应用、电子技术发展有机结合。同时引入EDA软件，采用EDA软件对高频电路和系统进行分析和设计，不仅可以节省时间和费用，缩短设计周期，而且可以快速获得完善的电路方案。加强学生对EDA软件的应用，提高学生的电路设计能力。

总之，通过教学内容的更新和调整，学生不仅可以掌握高频电路的基础知识，还能与电子技术发展动态紧密结合，扩展学生的思维，提升学生的应用能力。

1.2与竞赛实例相结合，扩展学生思维

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，目的在于促进信息相关学科课程体系和课程内容的改革。每两年举办的全国大学生电子竞赛的部分题目都与高频电子线路教学密切相关，例如2015年的频谱分析仪、2013年的射频宽带放大器和无线收发系统、2011年的LC放大器等题目都属于高频知识的范畴。为丰富课堂教学，在讲解教学基础内容的同时，加入与本章内容相关的电子竞赛设计方案，通过方案分析，提出设计思路，培养学生的实践创新意识，加强学生对理论知识的理解，开阔学生的设计思维。

2改进教学方法，提高教学效果

“高频电子线路”课程基础理论知识难、系统性强，结构紧凑，学习起来较枯燥，尝试不同的行之有效的教学方法和手段，可以激发学生学习的积极性，提升课堂教学效果。

2.1引入问题，启发学生思考

在教学过程中，利用视频、图片、动画等多媒体手段进行启发性教学，增强课堂的趣味性。同时采用板书列出主要内容，使内容和讲解步调一致。在课堂上采用层层推进、逐步深入的教学理念，形成“给出知识框架、提出问题、分析问题、解决问题、归纳总结”的教学思路。例如在讲解振幅调制时，从无线通信系统的知识结构讲起，提出“为什么要进行调制”、“振幅调制有什么特点”等问题供同学们思考，然后根据问题分析振幅调制的特点，给出调幅波的表达式和调制的波形图，最后总结归纳振幅调制的特点。通过引入问题，激发学生的思考，不再只是停留在“老师讲，学生听”的教学模式，而是让学生参与到解决问题的过程中，极大地提升了学生的学习兴趣。同时为提高学生的自主学习意识，建立了高频电路精品课程网站，提供电子课件、电子教案、课程资料等相关内容供学生下载，同时上传一些习题和电子设计制作题目，设置讨论区。学生可以在平台上进行问题讨论和交流，进一步提高学生的学习兴趣。

2.2采用对比教学，加深知识理解

学习高频电子线路的前期课程是模拟电子线路，两者既有相通之处，又有明显的差异。为了使学生更好地理解高频电路原理，可以从学生熟悉的低频电路入手进行对比教学。例如在讲解高频小信号放大器时，将其与低频信号放大器进行对比，两者的相同之处在于电路结构相似，晶体管工作状态相同；不同之处在于高频小信号放大器工作频率较高、信号带宽较窄、负载不再是纯电阻而是LC谐振回路，分析方法采用Y参数而不是H参数等效。又如在讲解高频功率放大器时，也可以和低频功放及高频小信号放大器分别对比讲解。高频功放与低频功放相比较，工作频率、应用场合、负载和放大器类型等都有不同；与高频小信号放大器相比，电路性质、应用场合、放大器类型、集电极输出波形及设计的目的和关心的指标又存在很大差异。经过反复对比教学，学生对所学知识的思路可以更加清晰，分析问题更能切中要害，理解更加深入。

3优化实验教学

实验教学是高频电子线路教学中的重要环节。构建适应电信和通信专业的高频电子线路实验教学课程内容体系，统筹规划、协调实验内容和教学内容、学时分配等方面的关系，跟踪高频电路的发展，整合实验内容，及时引进新方法、新技术的实验项目，加强综合性设计性的实验内容，改革实验教学手段，致力于学生动手能力和创新能力的培养[4]。

3.1引入仿真实验

通过实验教学改革，学生可以更好地将理论知识和实践紧密结合在一起，有利于培养学生的工程应用与电路分析能力。以往实验课要求学生撰写预习报告，但多数时候仅是形式，学生对实验内容仍一无所知。利用EDA计算机仿真软件作为一种辅助手段是一项有益的尝试，尽管仿真软件不能代替实际电路，但可以作为熟悉电路的一种补充，通过提前仿真预习，可以在仿真界面上观察到不同条件下电路参数，并且可以改变电路或元件的参数，达到对实验电路的初步认识。学生通过对电路的仿真，在硬件电路实验调试的过程对实验内容更加熟悉，对发挥学生的调试能力及积极性提供了很大帮助。

3.2完善课程设计内容

课程实验环节帮助学生对高频谐振放大器、振荡器、功率放大器、调制解调器等单元硬件电路有具体的认识，但对整个无线通信系统缺乏深入了解。为培养学生对系统知识的理解，设置了一周半的课程设计环节。课程设计涉及的知识面更宽，更能培养学生的系统设计能力。学生需要从实际出发，通过查阅资料、方案比较，给出合理的电路设计方案，做出符合设计指标的电路。在课程设计内容上，提供了收音机电路设计、对讲机设计、无线调幅和调频系统的设计等多个课题供学生选择，学生通过方案设计、焊接和调试电路等一系列的完整设计过程，可以了解各单元电路之间的相互联系和影响，对系统调试有一个初步的认识，为今后从事系统开发工作奠定一定的基础。

3.3引入科研项目，储备学科竞赛知识

为激发学生学习热情，培养学生动手能力和创新能力，除了在课堂上完成相关实验外，我院开放了高频电路实验室，并成立了电子设计兴趣小组，给有兴趣的同学创造好的课外实验环境。同学们可以利用课余时间进行电子设计制作，自主选择感兴趣的电子设计竞赛题目，也可以设计老师布置的题目，与此同时选拔一些优秀的同学参与到学科的相关科研项目的子课题中。学生完成项目之后，结合一年一度的学院电子竞赛活动，展览学生制作的优秀作品，并参加学院的电子竞赛活动评比。以教学、科研及竞赛项目为电子设计题目，为学生创造了研究和学习的机会，提高了实践技能，大大激发学生的自主创新意识，对于学生工程素质的培养发挥出巨大的作用。近几年我系的各类竞赛成绩逐年攀升，2015年更是取得了全国大学生电子设计竞赛全国一等奖1项，省一等奖2项的好成绩。同时，学生参与教学科研活动，极大程度促进了实践活动的开展，成为每年学院参加各项学科竞赛的主要力量。

4结束语

高频电子线路作为一门理论性强、系统性及应用性强的电类专业基础课，其所处的地位毋庸置疑[4]。为培养知识、能力、素质等全面发展的高层次人才，对高频电子线路课程进行教学改革研究是非常重要且有意义的。通过对教学内容、教学方法、教学手段及实验教学的探索与改革，有效增强了学生的学习兴趣，改善了课堂教学效果，提升了学生的综合素质，培养了学生的实际工程应用能力。

参考文献:

[1] 曾兴雯，刘乃安，陈健.高频电路原理与分析[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2013: 5-9.

[2] 李士军，宫鹤，徐艳蕾．“高频电子线路”教学研究[J]．长春理工大学学报，2012,7(8)：201-202.

[3] 廖惜春.基于工程应用的“高频电子线路”课程教学研究[J].电气电子教学学报,2007,29(4):12-14.

[4] 黄扬帆，甘 平，刘晓，等. 高频电路实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2011，30(7)：285-287.

ThoughtsonImprovingtheTeachingEffectofHighFrequencyElectronicCircuit

YANGYan,WEIPing-jun

(SchoolofElectricandInformationEngineering,ZhongyuanUniversityofTechnology,Zhengzhou,He’nan450007,China)

Abstract:Highfrequencyelectroniccircuitisoneoftheimportantbasiccoursesinelectricityspecialty.Inordertoimprovetheteachingqualityandbettertheteachingeffect,inthispaper,wediscusssomeconcreteideasfromtheteachingcontent,teachingmethodsandexperimentalteachingalongwiththeauthors’teachingpractice.Throughthecoursereform,wepromotethecomprehensiveknowledgelevelofthestudents.

Keywords:highfrequencyelectroniccircuit;teachingreform;contrastteaching;circuitsimulation

* 收稿日期：2015-12-28

基金项目：河南省高等学校重点科研项目(15A110045)

作者简介：杨艳，女，河南济源人，硕士，中原工学院电子信息学院讲师，主要从事信号处理方面的教学与研究。 E-mail: hntoncy@163.com

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1007-4260(2016)02-0136-03

网络出版时间：2016-06-08 12:57网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160608.1257.033.html