高頻電子路線的教學現(xiàn)狀和改革思路

易 丹 史勤剛 馬俊成

（電子科技大學成都學院，四川 成都 611731）

高頻電子線路是電子信息、通信、微電子技術等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程。學生通過對本課程的學習可以掌握高頻電子線路的基本概念，基本理論以及高頻電路的基本分析方法，能夠對后續(xù)專業(yè)課程的學習打下良好的基礎。然而在高頻電子線路的教學過程中往往存在授課難點，這是由這門課程的特點所決定的。高頻電子線路是集理論性、工程性和實踐性與一體的一門課程，存在著內(nèi)容多、概念多、難理解、數(shù)學公式推導繁瑣等特點。因此.本門課程一直以來都是電子類專業(yè)學生學習的難點，學生在學習中感覺內(nèi)容枯燥，公式難以理解，教學效果差。如何在有限的課時內(nèi)，讓學生在掌握本門課程的基本概念、基本理論和基本分析方法的同時，培養(yǎng)學生的分析設計能力，并能夠實現(xiàn)由理論到實踐的跨越，提升動手能力，是本次教改需要解決的主要問題。

1 合理安排課程結構及教學內(nèi)容

1.1 加入課程引論

《高頻電子線路》又稱《通信電子線路》，其前修課程中涉及《高等數(shù)學》、《模擬電路》、《信號與系統(tǒng)》等多門基礎課程，這些課程本身就是學生在大學中感覺較難的課程，而且學生又對其基本應用認識不足，不知道學習基礎課程的重要性。而《高頻電子線路》這門課程既是前修課程的總結，又是新理論的學習的。因此在講授此門課程之前能加入引論課程，重點講述此門課程與前修課程的聯(lián)系，《高頻電子線路》這門課程的主要內(nèi)容、學習這門課程的目的和意義。為了能在引論中更好的解決上述問題，可以以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為例。

圖1為無線電發(fā)送設備的結構示意圖，整個發(fā)送設備分為低頻部分和高頻部分，低頻部分是在前修課程《模擬電路》中講述的，在高頻部分中包含了高頻電路中將要講述的各種功能電路，每種功能電路又對應了高頻電路中的各個章節(jié)。無論是在高頻電路中還是在低頻電路中都包含的對信號的處理，這又將用到《信號與系統(tǒng)》的知識。如能將此例講的清晰明了，學生不光能認識到不同專業(yè)課程之間的聯(lián)系，而且能夠理解他們是怎樣通過何種途徑聯(lián)系在一塊的，這必將為《高頻電子線路》的進一步學習打下良好的基礎。

1.2 整合教學內(nèi)容

在《高頻電子線路》的教學中，是以通信電子線路各個功能電路為主線展開的。雖然此課程名稱是高頻電子線路，但是涉及的信號頻率只不過是介于30-300MHz的中頻。隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及第四代通信網(wǎng)絡的發(fā)展，現(xiàn)在的工作頻率都達到了幾GHz。因此高頻電子線路的授課內(nèi)容也應該做相應的調整。首先，對各個功能電路，重點講述其作用、特點及性能參數(shù)。增加對典型集成電路模塊的分析，使學生在明白了基本原理的基礎上達到怎么去用，鍛煉學生的分析應用能力。其次，為學生學習后續(xù)課程。此門課程的重要作用在于承上啟下，既是對前修課程的復習，又下后續(xù)課程的鋪墊。隨著微波電路的普及，高頻電子線路的鋪墊作用就顯得極其重要，因此有必要對教學內(nèi)容做出必要的取舍。經(jīng)典的功能電路的分析必須保留，對于微波射頻電路中用不到的內(nèi)容加以刪除。增加鎖相和頻率合成，增加對前沿內(nèi)容的介紹，開拓學生思路，引導學生自主學習。

2 改進教學方法及手段

2.1 從整體到局部

對于高頻電子線路這門課程，其公式推導多，有公式得到的基本概念和性質也比較多。如果教師在授課過程中，如果將大部分的精力放在對公式的推到上，不光教師要耗費大量的精力，且學生也會誤認為這是一門數(shù)學課，失去了對這門課應該有的學習熱情，達不到理想的教學效果。因此，為達到理論與實踐的相結合，我可將大學中學生所做的金工實習中，學生自己動手焊接收音機的例子拿到我們課程中。收音機作為一個系統(tǒng)，好比我們整本高頻中的內(nèi)容，收音機中的每一個功能電路，對應了高頻中的某一章節(jié)。在講述每章之前，都在收音機中找到相應的模塊電路，以及對該模塊電路的功能、指標、設計要求、設計方法的要求，讓學生先從整體上了解所學內(nèi)容。然后再通過公式的推導從局部依次引申出其基本功能、參數(shù)、如何改善性能等一系列問題。這種思路不光可以使學生很好的掌握高頻課程的內(nèi)容，更能激發(fā)學生的動手實踐能力。

2.2 采用類比教學法

首先，模擬電路作為高頻電子線路的前修課程，模擬電路中的基本功能電路跟高頻電路中的功能電路肯定有相同之處和不同之處。授課時，要著重講解高頻電路時如何在低頻電路的基礎上改進而來的，講述其相同之處；同時，針對不同點，要加以類比，講述引起不同之處的原因。比如放大電路，低頻放大電路與高頻放大電路，相同之處都在于擁有放大器件，顯著的不同處在于高頻電路中包含選頻網(wǎng)絡。通過類比，能夠讓學生在原有知識的基礎上學習和理解高頻電路，從而實現(xiàn)上下知識的融會貫通。其次，應注重講解本課程與其他課程之間的聯(lián)系，實現(xiàn)多課程之間的融合。比如，在講解模擬乘法器電路的時候，可將《信號與系統(tǒng)》的調制定理作類比。實現(xiàn)理論與實際電路的相結合。

2.3 豐富教學手段

傳統(tǒng)的的教學手段，多采用板書及單一的通過多媒體放映PPT，沒有充分利用多媒體帶來的優(yōu)勢。多媒體實現(xiàn)的是一種全方位刺激感官，加深印象的一種教學手段，包括圖像、文字、聲音、動畫等多種方式。因此，在《高頻電子線路》的教學中，可充分利用這些有利條件，使高頻中抽象的的公式推導過程生動形象，利于學生理解和接受。比如在講到調制電路的時候，可將其推導過程，配合動畫進行演示；講到振蕩器的時候，可將不同頻率的聲音信號播放，加以對比。通過豐富教學手段，能在授課時起到良好的教學效果。

3 實驗內(nèi)容改革及考核方式

3.1 實驗課程的開設

因我系未針對《高頻電子線路》這門課程開設過相應的實驗課程，所以實驗室也沒有相關的硬件實驗器材。但是開設實驗課又是輔助教學的一種必要手段，因此有必要在現(xiàn)有條件下開設實驗課。

實現(xiàn)方式一、通過一些相應的仿真軟件來實現(xiàn)高頻電路。比如通過MATLAB中的simulink模塊實現(xiàn)高頻電路的仿真。比如對LC串聯(lián)諧振回路的仿真，如圖2所示。

在simulink仿真模塊有，有信號發(fā)生器及虛擬示波器。可方便的觀測輸入輸出電壓電流之間的關系，使學生能通過對比，更好的理解諧振回路的本質及特性，并且更直觀形象。

實現(xiàn)方式二、利用現(xiàn)有硬件-面包板電路制作完成對高頻中簡單功能電路的制作。在大三開設的集成電路應用實驗中，有部分實驗涉及了我高頻電路中的功能電路的制作，比如振蕩電路、高頻放大器等，可將這些實驗部分提到高頻電路的實驗中。彌補軟件仿真看不到實物的缺陷。

3.2 考核方式

在以往的《高頻電子線路》的考核方式中，往往平日成績的30%僅作為學生的出勤考核。在本文的改革思路中，計劃將此30分，作為實驗的考核成績。在學期期末，給學生布置一道高頻電路的設計仿真練習，能夠很好的完成電路的設計及仿真的能得到20分。剩余的10分，將以論文的形式考核，讓學生自己寫篇論文，比如《高頻電子線路的應用級展望》。此種考核方式不僅能增強學生的動手及設計能力，還能提高學生自主學習的興趣，能更好的實現(xiàn)高頻電子線路的教學要求。

4 總結

本文通過課程結構及內(nèi)容、教學方法及手段、實驗內(nèi)容及考核形式等多方面對《高頻電子線路》的教學模式進行了改革。通過兩個學期的高頻教學的實踐，達到了很好的效果。當然，在實際的教學中，也出現(xiàn)了很多的不足，比如加入了學生未曾涉及的MATLAB仿真、《電磁場電磁波》的學習等，使得如果在高頻電路的后期添加天線等知識的介紹時，學生的學習會比較吃力，這就需要在前修課程中對這里出現(xiàn)的問題加以補充。有問題就需要解決問題，這就為《高頻電子線路》的教學改革提出了新的方向，只要把各個教學環(huán)節(jié)有機的結合在一起，才能真正的實現(xiàn)我校所要求的培養(yǎng)應用型人才的要求，真正的實現(xiàn)素質教育。

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