通信電子線路的教學現狀與改革探討

劉秉科

【摘 要】詳細分析了應用型大學的通信電子線路課程的教學現狀，從課程內容，通信領域技術革新，學生因素，教學條件等多方面探討了影響教學效果的主要原因。提出應面向應用，以提高學生的學習興趣為出發點，多環節改革并舉以改善教學效果的改革思考。

【關鍵詞】通信電子線路；教學效果；教學改革

【中圖分類號】G421 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）15-0006-01

引言

通信電子線路是電子信息工程和通信專業本科階段的一門專業課，以組成模擬無線通信系統的單元電路為主要內容，增加了數字通信及鎖相技術的基本知識。實際上，現代通信系統的設計已經以射頻電路技術和軟件無線電技術為主。《通信電子線路》的知識體系及分析設計方法已經逐漸老化。對于應用型大學本科畢業生而言，無論是電路知識的吸引力還是在就業方面的幫助，都已明顯弱化，學生厭學情緒越來越嚴重。有必要對課程的教學現狀及對策進行深入探討，切實改善教學效果。

一、教學現狀分析

1.課程特點導致難學難教。

通信電子線路以電路分析、模擬電路、數學物理方法及信號系統等課程為先修課，基礎要求比較高，也要求學生有較強的學習能力。同時，教材內容以非線性電路的理論分析為主，分立元件電路多，內容枯燥，理解困難。難學難教一直是該課的顯明特點。

近年來，由于電子信息工程及通信工程等專業開設的應用類專業課程增多，復習鞏固及自習時間有限，加之實驗實踐條件不足，硬件電路知識分散，影響電路制作調試的原因復雜等，多種因素導致學生對通信電子線路課程的厭學現象明顯。

2.教學手段單一導致課堂教學效果不佳。

高校已普及多媒體教學，盡管利用圖片和動畫效果可以增加內容的生動性，但由于課程內容多，課時緊張，知識點多且分散，以傳統注入式教學為主。為有效提高教學效果，必須改變這種單調的課堂教學模式。

3.應用性降低導致學生的學習動力不足。

內容陳舊過時，單元電路功能及分析設計方法逐漸失去應用價值，與電子通信產業對技術人才的需求脫節。隨著現代無線通信技術的迅速發展，無線通信的工作頻率越來越高，L波段、C波段、S波段的通信已經成為無線通信的主流。[1]而通信電子線路涵蓋的電路及分析設計方法適用于VHL和UHL波段，以模擬通信系統的組成電路知識為主，已經不能適應現代通信系統的技術要求。必須專門學習“射頻電路設計”，方可在通信企業從事工程設計工作。另外，隨著軟件無線電技術進步，大規模DSP芯片在通信領域廣泛應用，傳統通信電路設計方法逐漸邊緣化。由于教學體系設計、教學學時及實驗條件、師資力量的限制，很多應用型院校未開設“射頻電路設計”課。

學習通信電子線路并不能有效提高本科畢業生在通信產業的就業能力，嚴重影響了學生的學習積極性。

4.學生方面的因素使課程教學效果較差。

高校擴張導致應用型大學的生源素質下降，學生學習積極性不夠，學習能力偏低。如先修課程內容快速遺忘；甚至經過一兩周時間，前面學過的知識點就忘了，每次上課都要用相當的時間回顧復習前面的知識點，給課堂理論教學造成了很大障礙。

高年級學生學習方向分化。以就業為導向，使更多的學生選擇嵌入式、網絡開發等方向，易學還容易找到工作。選擇電路設計方向的學生越來越少，學習通信電子線路的動力不足，是影響通信電子線路教學效果的最重要因素。

5.實驗實踐環節重視不夠。

實驗教學以電路功能指標測試的驗證性實驗為主要形式，其目的是為了深化理解和鞏固理論知識，仍然很重要。但驗證性實驗不能提高學生的學習興趣及創新性學習熱情，必須重視實驗教學設計，提高學生對從事電路工程工作的良好預期，增加學生對課程的興趣和動力。

二、教學改革的對策思考

1.調整教學內容，以電路功能及實際應用電路分析為主。

由于課程內容與現代通信系統的技術現狀脫節，但仍然是無線通信技術的基礎知識，應將該課程定位為專業基礎課；重視通信電子線路分析基礎的教學；重視單元電路功能、應用范圍及基本原理的學習；重視應用電路實例的定性分析；重視以集成電路為核心的功能應用電路系統的實踐教學；給出電路指標設計和調試的重要結論和方法，弱化枯燥的數學推導及復雜的特性分析；要求重點掌握電路組成器件功能方面的定性分析，弱化定量計算方面的教學要求；重視實際應用電路的分析舉例。

2.采用啟發式教學，精心設計教學課件。

啟發式教學目標是為了激發學生的探究心理，聚焦學生注意力，對教師的教學技巧和課堂把控能力要求較高。而精心設計與實際應用聯系緊密的問題設置，是保證提高學生學習興趣和激發學生主動性學習的關鍵因素。

3.結合電路仿真，增加理論教學的直觀性。

充分應用軟件仿真，可以彌補硬件實驗條件的不足，調節課堂教學節奏和氣氛，提高學習興趣，是改善教學效果的有效措施。

4.重視實驗教學，激發學生的學習興趣。

實驗設備狀態是否良好，實驗耗材是否有保障，是在教學課時緊張的背景下完成好實驗教學的前提條件。教學實踐中，實驗條件的保障環節是影響學生實驗效果的一個大概率因素。

多做演示實驗，特別是無線收發系統聯合調試實驗，不僅增強學生對課程的應用性認識，而且可有效提高學生自主實驗的信心。重視驗證性實驗，以保證理論知識的教學成果，而理論基礎是學生在工作崗位持續成長所需的最重要營養。

利用開放實驗室，鼓勵學生自主設計制作無線通信系統，提高對通信電子線路各功能電路的理解和應用能力，激發學習興趣。

三、教學過程設計

1.講授內容。

精心調整教學內容，設計教學課件，設置好啟發式教學問題，設計好仿真教學內容，把理論基礎與應用實踐知識密切融合。

2.設計制作各功能電路模塊。

每一種功能電路都要提前設計制作好高頻電路模塊和對應功能的射頻電路模塊，用于電路展示及演示實驗。

3.在有多媒體投影條件的實驗室上課。

理論知識講授與電路仿真、電路模塊測試穿插進行。

4.教學過程綜合。

把原理電路的講授與相關實際電路模塊功能展示相結合，重視電路的應用知識，包括典型集成電路的功能、內部電路框圖、外圍電路設計、指標測試與調整等應用性知識的教學。

5.諧振功率放大器的教學過程設計舉例。

（1）啟發式教學設計。

采用啟發式教學，穿插以下問題來推進內容講授。

作為晶體管放大器，靜點如何設置？引出饋電電路及丙類狀態的知識點。

由于工作在丙類，集電極電流波形與輸入正弦電壓相比有什么變化？如果負載為純電阻，將得到怎樣的輸出電壓波形？怎樣解決不失真放大的問題？引出諧振選頻網絡作為集電極交流負載的選頻濾波作用。

信號的耦合方式有哪些？強化模電相關的知識。

與低頻小信號放大電路相比，電路結構有什么重大區別？輸入輸出端要不要阻抗匹配？如何匹配？從而引出阻抗匹配問題，講述阻抗變換網絡的作用及分析計算方法。

最后呈現出完整的實際電路進行綜合分析討論，建立起清晰的電路組成結構及系統的工作原理知識。

工作頻段不同，實際電路的設計及制作又有何不同？將普通高頻電路模塊和射頻電路模塊分別通過PPT介紹，然后進行電路模塊的實物展示及測試，介紹射頻功放模塊的器件知識及PCB制作要考慮和解決的問題。

（2）講授內容調整。

先講基本電路功能指標、結構組成和工作原理，再講諧振功放的調試問題，引出過壓、欠壓及臨界三種工作狀態的概念及應用特點。

在以上教學內容的設計中，和傳統教學內容相比，有增有減。

增加的是射頻電路知識，這部分內容恰恰是手機等移動通信設備中的實用知識，與畢業后從事通信產業的現實工作需要聯系密切，可以有效激發學生的學習探究興趣。

對原來內容中關于諧振功放的動態特性及負載特性的分析過程略講，無需詳細討論分析，降低內容難度，避免影響學生的學習興趣。只給出VCC，VBB，vbm，RP等參數對各電路指標的影響趨勢相關的曲線即可。

（3）仿真設計。

對100MHz的諧振功率放大器電路進行仿真。改變信號頻率，觀察電壓放大效果及阻抗匹配結果的變化；改變電路參數，仿真諧振功放的工作狀態變化情況。

（4）學生實驗設計。

進行驗證性的測試實驗，讓學生熟悉測量儀器調節使用，練習功放電路調試，測試電路指標，直觀地強化電路功能印象。建設開放實驗室，引導學生制作調試調幅調頻發射機，對講機等系統電路，包括調試諧振功放電路，提高對通信電路的學習興趣。

四、結語

通信電子線路教學無論從教學內容、方法、過程設計還是實驗條件方面，都需要進行認真的思考和改革，目標是提高學習效果，面向實際應用能力的提高。為此，教師需要作大量的前期準備工作。

參考文獻

[1]范瑜等.“高頻電子線路”的教學現狀與改革思路.電子電氣學報，2009年8月.

[2]嚴國萍.《通信電子線路》.科學出版社第二版，2015年1月.