【摘 要】高职高频电子线路课程教学对电子信息类大专业来说,是一门很重要的专业基础课,因而学好该课程对于后续专业课程的学习非常重要。但从学生的学习过程来看,学好该课程不是一件容易的事,这就要求授课教师采取多种灵活的教学方式,让学生从不同角度理解该课程的重难点内容,进而掌握知识要点。
【关键词】教授内容 多媒体课件教学 综合实例分析教学 仿真教学 课程设计教学
《高频电子线路》是众多高职院校电子信息类专业一门集综合性与实践性强的一门专业基础课。学生在完成电路分析和低频电子线路的学习后,可进行本课程的学习。作为高职院校,课程的学习有别于本科院校研究型的教学,在知识够用的前提条件下,重点培养学生的实际操作动手能力。《高频电子线路》课程内容概念众多,分析方法有别于其他电类基础课,并且电路类型繁多等特点,因此而要求其课程教学摒除纷繁复杂的理论推导,从学生感兴趣的方面——实践操作入手,调动学生的积极性。然后,再在学习过程中发现问题,解决问题。
一、教授内容
作为高职教学,本门课程选取一门合适的教材尤为重要。众多高职院校的发展只经历了十多年,很多课程的教学还存在这样那样的问题,特别是教材的问题更为突出。发展初期,没有合适的教材,只能选用一些本科教材。本科教材的特点就是理论推导众多深奥,很多学生经过几堂课的学习后,就对本课程失去了兴趣,畏难情绪加深。因此,选取一本合适的教材,是教授好本门课程的前提条件。
首先,在内容上要有别于本科教材。从无线通信的信号发送和接受来看,高职教学要摒除信号干扰复杂的内容,这一块是高职学生很难掌握的内容。从本专业高职学生后续课程及就业岗位考虑,着重要求学生掌握高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、调幅检波与混频、角度调制与解调,以及反馈控制电路等内容。其内容编排要摒除纷繁复杂的推导,要求学生只掌握结论,运用结论来分析问题。
教材内容框架确定后,在教学生过程中,最重要的就是如何把各章节的重点知识传授给学生,能够让学生较轻松掌握知识点。笔者通过多年的高频教学总结,学生在掌握高频知识时都会遇到难于理解的知识内容,纯粹的讲解学生难于弄清相应的知识点。此时,应开辟新的教学方法。从教材的角度来说,其内容应有别于传统的内容模式。例如,讲高频小信号放大器的单调谐电路时,众多教材在讲解其工作原理时采用的都是如图1所示电路图。
图中V、Rb1、Rb2和Re组成稳定工作点的分压式偏置电路,Cb和Ce为高频旁路电容,初级电感L和电容C组成的并联谐振回路作为放大器的集电极负载。有抽头的谐振回路为放大器的负载,完成阻抗匹配和选频功能。三极管的输出端采用了部分接入的方式,以减小它们的接入对回路Q值和谐振频率的影响(其影响是Q值下降,增益减小,谐振频率变化)从而提高了电路的稳定性,且使前后级的阻抗匹配。Tr1和Tr2为中频变压器(即中周),其中Tr2的初级线圈电感L和电容C组成并联谐振回路,作为放大器集电极负载,回路的谐振频率应调谐在输入信号的中心频率上。
以上讲解对于学生理解该知识点并不通透,很多学生在掌握该知识点时,靠的是记忆而不是真正的理解贯通,而且该电路对于学生理解其选择性、通频带、增益以及品质因素并不是最佳的单调谐电路。因此,笔者在讲到单调谐放大电路时,先讲授如图2所示的电路。
其中,C1为耦合电容;R1、R2、R3完成对V的偏置;C3为高频旁路电容;R5、C4起电源退耦作用;L1C2谐振回路为V的交流负载,完成对信号的选频滤波作用;R4为降Q值电阻,展宽频带作用。L1C2构成的并联谐振在电路基础课程学习时,对其工作原理已详尽讲述,该电路的其他部分也都在模拟电子技术课程里学习过,因此结合该电路来让学生理解单调谐放大电路更有效。
二、教学方法
任何一门课程的教学,要让学生掌握好相关知识点,有一套因地制宜的教学方法异常重要。对于高频电子线路来说,因为电路类型众多,信号的处理多样,纯粹靠学生的理论理解,很难掌握讲授的知识点。
1.多媒体课件教学。对于高职教学来说,学生在课堂上学习理论课程的时间比较少,这就要求教师在有限的时间内能顺利的完成教学。为此,教师必须利用课余备好课,尤其是上课之前要正确画好众多的电路类型,以便于节约上课时间,来讲解本课程教学大纲涉及的重点难点内容。因此,结合现代教学方法教师在上课之前一定要根据上课安排做好课件,使得多媒体的信息能够以最高效率作用于学生。课件的制作可以采用多种制作方式,如借助于Powerpoint、Flash、Photoshop、3Dmax、Authorware等软件,来综合制作课件。对于文字内容,可以采用PPT制作教学内容。但对于高频电子线路这门课程来说,其电路类型众多,信号分析比较复杂,为加强学生的理解,在讲授高频功率放大器、混频、调频等内容时,可以利用上述软件制作动画,加强学生理解高频电路对信号的处理变化过程。
2.利用综合实例分析教学。对于本课程的内容安排来说,章节的编排是按照无线通信信号处理特点来处理的,很多学生在学习的过程中,对本门课程的学习没有一个整体的认识,对每一章节的相互联系认识模糊。因此,在本课程教学安排上,选取了一个典型综合电路——六管超外差调幅收音机,如图3所示。
此电路包含了高频电子线路的大部分内容,如高频小信号放大、混频、检波和反馈控制电路,依据此电路,可以把课程各章节的内容贯穿起来,能使学生对本课程的学习内容有清晰的整体认识。
3.利用仿真教学。目前,很多电类基础课程都采用了仿真软件进行教学,这其中最出色的当属Multisim版本,它包含了构建电路必须的各种电子元器件,作为电路仿真来说,其仪器设备齐全,具备有很强大的电路分析功能。对于高频电子线路这门课程来说,几乎所有内容都可以利用仿真软件来进行操作。使用仿真教学,最为便捷的就是,当电路参数发生改变时,可以很快很方便的调整相关元器件的参数,不像实际实验改变元件参数麻烦。更为重要的是,学生可以在业余任何时间都可以进行仿真操作,加深学习内容的理解。
例如,图2中的单调谐电路构建成仿真电路如图4所示,其中为观察波形接入示波器,为获得电路的幅频特性接入波特仪(和实际中的扫频仪类似)。
设置好仪表的参数,获得单调谐方法电路的幅频特性曲线如图5所示。从图中仿真测试的结果可以看出该电路的中心频率为10.714 MHz,根据通频带的定义,可以求得BW0.7=6.28MHz,BW0.1=19.29MHz;由BW0.7=2?荭f另外,分别取R4的值为500 W、1 k W 、2 kW 、5 k W 、15 k W 和20 k W 等,观察幅频特性曲线的变换情况,进一步了解降Q值电阻的作用。
因此,通过此仿真过程,可以让学生在理论学习完成的基础上,清晰的认识单调谐电路对接收到的信号处理过程,以及电路参数发生改变后,对信号处理的改变。高频课程其他仿真也可依据此设计教学过程。
4.实验教学。通过上述教学方法,学生掌握相关章节的知识内容后,就可进入实验室进行实际动手操作,在教师的指导下做好相关实验,加强知识内容的理解,巩固所学知识。
三、课程设计教学(实训教学)
高频电子线路是一门实用性很强的课程,作为高职学生来说,在学好理论知识的基础上,应完成一般性高频电子线路的设计,这里还是以小信号放大电路为例。利用业余时间让学生制作高频小信号放大器,进一步熟悉小信号谐振放大器的工作原理,初步了解工程估算的方法。设计教学电路如图6所示。
学生分成若干小组,自行到电子市场购买设计制作小信号放大器所需的元器件。在教师的指导下设计出符合高频特性的印制电路板,学生完成焊接后和教师一起进行测试,发现问题、分析问题,最后完成问题。
总之,通过以上多样的教学方法,学生能够从不同角度,对所学的相关知识进行理解。这样,较难学习的本课程,使得学生对相关知识的重难点,较好的掌握。学生只有在充分掌握本门课程后,才能对后续的课程如彩电原理与维修、手机原理与维修打下良好的学习基础。
参考文献:
[1]林春方.高频电子技术[M].北京:电子工业出版社,2007.
[2]程永强.高频电子线路教学实践与体会[J].太原理工大学学报,2003,(12).
[3]朱颖莉.高频电子线路实验教学改革的探索[J].科技广场,2008,(2).
[4]董昌文,马彦兵.高频电路实验教学改革与创新实践[J].贵州民族学院学报,2006,(8).