基于CDIO的高頻電子技術課程教學模式改革

石永華 王萬葉 徐婷婷 林其斌 王昊東

[摘? ? ? ? ? ?要]? 應用型高級專門人才的培養已經成為工科院校的重要任務。在此大環境下，高頻電子技術課程教學模式的改革勢在必行。探討性地給出了課程教學模式的改革措施。其中，以能力培養為目標搭建了CDIO教學模式的結構，優化內容、合理設置了CDIO教學項目，詳細討論了CDIO項目的組織實施，建立了新型考核方式。通過此次改革，能夠很好地提高教學質量并培養學生的綜合能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? CDIO;高頻電子技術;教學模式改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）28-0038-02

高頻電子技術課程是工科院校電子信息工程、電子科學技術、通信工程等電子信息類專業中重要的專業基礎課，是工程性、實踐性非常強的課程，具有非常重要的地位。然而，長期以來，高頻電子技術課程的教學存在諸多弊端。如突出知識內容的講授，輕視學生分析能力的培養;強調按部就班的實驗教學，忽視學生綜合實踐能力的培養。鑒于此，本文在前人的研究基礎上，探討基于CDIO的“高頻電子技術”課程教學模式改革，克服課程教學中的難點，以實現學校培養應用型高級專門人才的目標。

一、教學模式結構的搭建

傳統教學模式下，高頻電子技術教學內容以分立元件為主，教學過程以教師黑板講授為主，實驗教學以驗證性實驗為主，對學生的實際動手能力培養重視不夠。課程體系老化、教學內容和教材以及教學方法和手段單一，與電子技術的發展現狀脫節的現象十分突出，為此建立一個新型的教學模式非常必要。利用CDIO理念構建的“教—學—做”一體的新型教學模式，如下圖1所示。

新的教學模式中，使用CDIO教學項目優化理論教學內容、加強實踐性實驗的實施，將二者有機結合起來。將CDIO教學項目拓展到課程設計中，可以培養學生的綜合設計能力和創新能力。將CDIO教學項目拓展到畢業設計中，可以使課程教學與畢業設計活動有效結合起來，避免理論課程的枯燥性、抽象性。CDIO教學項目延伸進教師科研活動，將學生吸收到課題中來，可以充分調動學生的積極性和主動性，有效地培養學生的科研意識和科學素養，進一步提高教學效果和教學質量。另外，將CDIO教學項目延伸到電子大賽等此類技能訓練活動中，學生可以建立起團隊協作意識、工程意識及創新意識，最終獲得綜合性的專業能力。

二、合理設置CDIO教學項目

運用CDIO模式，本次研究將高頻電子技術課程分成兩大部分七個項目：一是無線電信號發射部分，包括振蕩器電路、諧振功率放大器電路、振幅調制、角度調制四個教學項目;二是無線電信號接收部分，包括混頻電路、振幅解調電路、鑒頻電路三個教學項目。每個項目又設置了相應的知識點小模塊。

在CDIO模式下，每一個教學項目都采用構思、設計、實現和運作四個階段來完成。構思階段：明確項目任務、明確準備內容，要求學生明白做什么、打算怎樣做。設計階段：通過所需理論的學習，學生自己設計實施方案。實現階段：使用各種方式完成自己設計的方案，如印刷電路、焊接元器件、仿真實驗等。運作階段：對完成的項目進行評價。

三、CDIO教學項目的組織實施

教學項目的實施主要在電子信息工程專業、電子科學與技術等專業進行。首先將學生分成相應的學習小組;其次發布項目任務;其次根據學生的需要講解相關知識，最后聽取所有測試學生的感受和意見。

1.構思

啟發學生理解項目任務，細化具體要求。然后根據學生的疑問，發放相關的資料。資料主要有電子講義、網上在線教程、視頻教程（光盤形式），供學生自主學習。關于元器件的選取方面，啟發學生根據工作頻率和輸出功率等要求選擇合適的高頻功率管，查找晶體管手冊找到功率管的大信號輸入和輸出阻抗;再根據諧波抑制度、回路傳輸效率和元件數值可實現性等要求選擇濾波匹配網絡，并由阻抗轉換的要求確定網絡的各元件值，最后選定饋電電路。

2.設計

學生根據任務需求確定組成方案。在此教學中根據學生的分類，設計了四種方式：第一種教師完全不參與方案的設計;第二種教師有問必答，但不允許問方案的設計全過程;第三種教師啟發學生一步一步完成方案的建立;第四種教師給出設計方案，引導學生按部就班地理解方案的建立，為下一個項目做好基礎，引導學生對組成方案進行分析。

3.實現

引導學生建立一個團隊，明確每個人的具體任務，分工合作。學生根據組成方案去選擇器件和電路，進行實際電路的設計等。教師針對方案進行分組點評，給出調整意見，幫助學生完善設計。

由于調試過程是個復雜的過程，而教材中展示只是一種理想化的環境。調試是設計高頻功放的關鍵。調試各級濾波匹配網絡時，既要保證每一級的網絡都諧振在工作頻率上，又要保證最終全諧振時的等效阻抗滿足匹配要求。這兩種調試是相互影響的，每一種調試都不能一步調整到位，否則第二種調試就會失敗。必須反復調試，直到同時達到諧振和匹配。

教師先進行整個安裝和調試過程的培訓，然后組織學生按照分組一組一組地安裝和調試，同時對整個過程進行有效的監控和督導。

4.運作

每個項目的參與學生選出一名代表，利用PPT做項目匯報，并對作品進行功能演示。教師組成答辯評委會對學生各組項目完成情況作綜合評價，主要考查學生的理論知識應用能力、工程實踐能力、應變能力和團隊協作能力。考核結構表如下所示。

CDIO教學項目實施考核表

四、結語

基于CDIO工程教育的高頻電子技術教學模式，有效地解決教師“難教”與學生“難學”的突出問題，極大地提高了學生綜合能力的培養。通過對2014電信、電科和2015電信、電科等8個班級進行試點，反饋效果較好，但是占用時間較多，教師和學生都很辛苦;另外CDIO教學項目與企業及生產廠家的需求結合緊密度還需加強;這些都需要在今后的課程改革中作進一步大力研究。

參考文獻：

[1]李厚杰.通信電子線路“滲透式”立體化實驗教學模式的構建[J].實驗技術與管理，2011，28（1）：134-136.

[2]謝嘉奎.電子線路非線性部分[M].第四版.北京：高等教育出版社，2007.

◎編輯 陳鮮艷