通信電子電路課程教學改革的探索

陳冬梅，陳宏濱，胡 煜，王衛東

(桂林電子科技大學信息與通信學院，廣西桂林，541004)

通信電子電路是通信工程、電子信息工程、電子科學與技術等專業中的一門重要的專業基礎課，也是一門理論性、工程性和實踐性很強的專業基礎課。它主要研究模擬通信系統中一些基本單元電路的組成、工作原理及功能、基本分析方法和工程計算方法，強調電路結構和單元電路的模型化。[1]通過學習這門課程，學生可以初步具備通信系統的設計和安裝技能，并能使用電子儀器進行調整和測試，為以后專業課的學習打下基礎。本文根據多年的教學實踐，分析該課程教學現狀，探索教學改革。

一、課程教學現狀

(一)教學內容多，課時少

根據學校的教學改革要求，通信電子電路課程的課時被壓縮，造成教學內容多與教學課時少的矛盾。[2]同時，先修課程所接觸的電路基本上都是線性電路，而本課程涉及的電路是非線性電路，因此教師教得費力，學生學得吃力。

(二)與先修課程、后續課程聯系密切

通信電子電路的先修課程有高等數學、大學物理、電路分析基礎、模擬電子技術、信號與系統等，后續課程有通信原理、現代移動通信系統等，因此它是一門承前啟后的課程。[3]

(三)理論教學與實踐教學的脫節

理論教學中介紹的電路多是分立元件電路且沒考慮實際電路的高頻效應，學生在課堂上很少接觸實際的電子產品及電路，實踐教學多以驗證實驗為主，缺少創新性和自主性。[4]

(四)理論教學和集成電路學科發展差距大

理論教學仍以較為經典的分立元件電路的內容為主，這與集成電路學科發展的差距較大，造成學生所學與所用脫節，學而無用的現狀，也就是說，學生在學習本門課程之后難以設計出實用的高頻、射頻電路，甚至連相關的文獻資料也看不懂。

二、教學改革的探索

針對上述教學現狀，本文對通信電子電路課程教學改革進行了如下探索：

(一)修改教學大綱，精簡教學內容

隨著通信技術和集成電路技術的飛速發展，電路的集成度越來越高，通信電子電路的課程教學大綱和教學內容要順應時代潮流不斷更新，刪除、縮減一些陳舊的教學內容，比如丙類倍頻器、二極管調幅電路等，增加一些新技術的介紹和典型的集成電路模塊，比如鎖相環倍頻器、集成模擬乘法器調幅電路等。除此之外，相似內容避免重復講，比如幅度調制、乘積型同步檢波、混頻器等電路的核心器件都是相乘器，只需要詳細介紹首先接觸到的幅度調制電路選用什么樣的相乘器來實現以及相乘器工作原理，后兩種電路中的相乘器介紹即可忽略。

(二)改進教學方法，實現本課程的承前啟后

由于通信電子電路課程是一門承前啟后的專業基礎課，所以理論教學過程中要采用適當的教學法。

1.移植教學法引導學生“承前”

案例一：LC選頻回路。

教學過程中，采用如下步驟進行：

(1)LC選頻回路是線性元件電感、電容、電阻等組成的電路，因此它是一個線性系統。

(2)接著，讓學生回憶信號與系統課程中線性系統的常用分析方法，即頻域分析法，將信號與系統中的頻域分析法移植到LC選頻回路的分析中，從系統傳輸函數的幅頻特性和相頻特性兩個方面來分析LC選頻回路的選頻效果。

案例二：正弦波振蕩電路。

移植教學法可以不斷提出問題讓學生思考。教學過程中，采用如下步驟進行：

(1)設問：正弦波振蕩電路是線性電路還是非線性電路？(是典型的非線性電路)這種非線性系統采用什么分析方法——圖解法、冪級數分析法等？由于正弦波振蕩電路在起振初期的信號是小信號，所以可以將正弦波振蕩電路看作是一個近似的線性電路，采用模擬電子技術課程中微變等效電路分析方法來分析其振蕩條件的滿足。

(2)在微變等效電路分析的基礎上推導振蕩條件、振蕩頻率等。教學過程采用這種移植教學法給學生不斷設問，引導學生思考問題，這樣學生很容易接受陌生的教學內容，也能學會分析問題、解決問題的方法，也會明白學以致用的道理。

2.對比教學法引導學生“承前啟后”

下面分別通過案例一說明如何采用對比教學法“承前”，通過案例二說明如何采用對比教學法“啟后”。

案例一：高頻小信號調諧放大器。

模擬電子技術中介紹過低頻放大器，通信電子電路介紹高頻小信號調諧放大器，如圖1所示。這兩者的共同點是都屬于電壓放大器，可以采用對比教學法分析高頻小信號調諧放大器的性能，過程如下：

圖1 高頻小信號調諧放大器

(1)對比電路結構的不同。教學過程中可通過設問來比較兩者的電路結構的不同。不同點之一：低頻放大器的輸入信號形式通常采用阻容耦合方式，高頻放大器采用變壓器耦合方式。不同點之二：低頻放大器的負載是電阻，高頻放大器負載是LC選頻回路。

(2)分析步驟的異同點。分析步驟的異同點如表1所示。高頻小信號放大器的分析部需要低頻放大器的步驟一。因為低頻放大器的微變等效電路采用H參數，H參數與放大器的靜態工作點參數有關，而高頻小信號放大器的微變等效電路采用Y參數，Y參數與放大器的靜態工作點參數無關，所以忽略此步驟。接下來的步驟二是類似的，但是這部分學生往往對電容電感的處理感到棘手，教學中常用黑板板書列出電容電感元件處理方法的不同，如表2所示。步驟三是類似的，只不過分別采用H參數，Y參數微變等效電路。步驟四也是類似的，性能指標的計算有所不同而已。若采用這種對比教學法的話，學生能輕而易舉地掌握高頻小信號放大器的分析方法。

表1 分析步驟的異同點

表2 交流等效電路中電容、電感

案例二：幅度調制、頻率調制和相位調制。

本課程中介紹的三種調制方式都屬于模擬調制方式，雖然模擬調制系統在現今通信中不大常用，但是模擬調制是后續課通信原理中模擬調制、數字調制的分析基礎。兩門課程都會介紹模擬調制，但是側重點和分析內容不同，因此可以采用對比教學法來“啟后”。比如，通信電子電路著重介紹調制信號是單頻信號情況下的三種模擬調制原理及電路形成，而通信原理著重介紹調制信號是帶限信號情況下的三種模擬調制原理及相應的模擬調制系統的性能分析，系統性能分將會有助于課程設計和畢業設計中如何選擇一個合適的調制方式來實現通信。

(三)加強實踐教學，以賽促學

實踐教學是理論教學的重要輔助部分，也是提高教學質量的重要手段之一。對于通信電子電路課程來說實踐教學尤為重要。

首先要合理安排實驗內容，減少驗證性實驗，多讓學生的動手設計部分電路或改進部分實驗電路，這樣既能加強對理論知識的理解，又能鍛煉學生的動手能力。

其次要加強課程設計，豐富課程設計內容。針對學生的個人特點，課程設計可以設定為軟件仿真類、硬件設計類課程設計，硬件設計類的課程設計也不一定要學生設計一個全新的通信系統，可以試著用學過的理論知識來改進現有電路以實現一個新的功能。

最后還要以賽促學，調動學生學習本門課程的積極性。教學過程中可以將全國電子設計大賽和廣西電子設計大賽與本課程教學內容密切結合，課堂上適當介紹本學科的發展前沿，推動本課程的課程教學、教學改革等，激發學生的學習興趣。我校的科協和創新基地等為學生提供了動手的平臺，學生參加各類電子類大賽成績斐然，很好地激發了學生的學習熱情。[5]

(四)充分運用多媒體和仿真軟件

在信息時代的大環境下，多媒體教學已成為一種趨勢。多媒體教學融入文本、電路圖、框圖、動畫等元素，使抽象的內容形象化、生動化，學生容易理解和接受。比如在講解高頻小信號調諧放大器時，通過多媒體動畫演示，引導學生思考下一個要分析的問題是什么。

另外，將仿真軟件Multisim引入到課堂教學，相當于將實驗室搬到課堂中，利用強大的虛擬儀器儀表功能對講授的單元電路進行仿真實驗，這樣可以加深學生對電路功能的理解，使教學內容更加直觀。

三、結束語

本文針對通信電子電路的教學現狀，對教學方法進行了探索，通過具體的教學案例重點介紹了如何實施移植教學法和對比教學法。總之，在教學過程中，只有不斷進行教學方法的改進才能取得好的教學效果，激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力。

[1] 王衛東，陳冬梅，胡煜.高頻電子電路[M].第3版.北京：電子工業出版社，2014.

[2] 陳冬梅，周勝源.Multisim 8軟件在通信電子電路課程教學中的應用[J].桂林電子科技大學學報，2009(4)：317-320.

[3] 李士軍，宮鶴，徐艷蕾.“高頻電子線路”教學研究[J].長春理工大學學報，2012(8)：201-202.

[4] 景新幸.高頻電子電路實驗·設計·仿真[M].成都：電子科技大學出版社，2011.

[5] 全國大學生電子設計競賽組委會.全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編：2005[Z].北京：北京理工大學出版社，2007.