以提高學習效果為目標的“高頻電子線路”課程設計

李 穎，李 楠

（1.長春光華學院電氣信息學院，長春 130000，2.裝甲兵學院士官學校，長春 130000）

“高頻電子線路”課程是電子類專業學生應具備知識結構的重要組成部分，對后續專業課及今后從事的專業工作也起著重要的支撐作用。同時也是集理論性、工程性和實踐性與一體的一門課程，課程理論部分內容多、電路復雜、概念難理解、數學公式推導繁瑣；實驗一般與理論分開教學，多為驗證性實驗，實驗存在難做難調，結果不易理解等現實問題。因此，本門課程一直以來都是電子類專業學生學習的難點，學生在學習中感覺內容枯燥，公式難以理解，實驗過程流于形式，教學效果差。如何在有限的課時內，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，培養學生的分析設計能力，并能夠實現由理論到實踐的跨越，提升創新能力，都是課程需要解決的問題。文章針對“高頻電子線路”課程教學過程中存在的現實問題，針對學生層次特點，以提高教與學效果為目標，對課程進行適當的設計與改革，從而激發學生興趣、提高學習效果，使學生真正掌握該課程知識和技能。

1 從通信系統整體結構出發，設計教學內容具備完善的系統性[1]

高頻電子線路的學習與研究與通信系統密切聯系，因此很多教師在授課過程中都十分注重課程中電路在通信系統中的應用分析，例如在課程開始的概述中就詳細解釋通信系統的基本結構，以及各個典型高頻電路在通信系統中的作用和地位，并且在每一章的學習中也會強調電路的應用情況，同時課程理論內容結束時，會將學習的電路以真實的通信系統案例來結合分析，事實證明，這種課程設計對于學生理解教學內容具有很好的效果。

1.1 強化高頻電路與通信系統的聯系[2]

在課程設計過程中，應該進一步強化電路與系統的聯系，而不是使這個過程流于形式，盡力使教學內容具有完善的系統性，使學生在學習的過程中能夠時刻明確所學電路的在通信系統中的作用，理解電路作用對其結構、指標的要求，并能進一步聯系實際，聯想電路的設計和使用過程中的結構特點，建立完善的系統整體結構。

系統概念的建立也并不是一蹴而就的，需遵循由簡到繁，從一般到特殊的過程。課程開始需建立完整的、簡潔的結構，理論與實際相結合，從身邊常見的通信設備著手，通過功能的實現方法來深入講解器件功能和要求，使學生初步理解系統的概念；隨著課程的深入，需要一步步將各功能電路融入系統中，逐步使學生習慣從系統的角度去思考電路應具有的功能、結構、指標，并學會依據系統的要求分析、使用和設計電路。這樣將系統結構層層細化，與功能電路緊密結合，最終形成一個熟悉的、完善的、明確的通信系統。

1.2 關注高頻電路與相關課程的縱向聯系

從系統概念出發，除了注重電路在通信系統中的作用外，還需要強調“高頻電子線路”課程與其他相關課程的縱向聯系，如與低頻電路、數字電路、信號與系統、微波與電磁場等課程的銜接與比較，將高頻電子線路置于通信專業的大系統中，將知識溶于完整的結構架設中，使學生在熟悉的內容上不斷接受新知識，在已掌握的技能上不斷歷練新技能，特別是使學生建立日趨完善的知識體系和結構，建立自身對通信體系的系統認知。

例如：“高頻電子線路”與“電子技術基礎”課程研究的對象類似，課程系統一脈相承，通過電路結構設計、分析方法比較等建立低頻與高頻之間的認知橋梁，使學生從最為熟悉的低頻電路入手，分析比較二者的相同與不同之處，可以有效克服學生對復雜電路的畏難心理，更加迅速的熟識并掌握電路。

例如：“信號與系統”為“高頻電子線路”提供了系統的分析方法，如頻域分析、復頻域分析、系統的分析與求解等都利用在各類非線性電路系統的分析中，有效將立體的電路結構與抽象的系統分析結合在一起，使學生從系統角度出發，理解電路和器件的作用，設計的思想以及所產生的物理意義，能夠有效提升學生對電路功能的理解。

1.3 梳理規律，及時總結

規律的梳理是對已有知識的總結，更是能力提升的前提，針對“高頻電子線路”課程的特點：內容多，難度大，電路結構形式多變，理論分析復雜。因此，在教學過程要注意把握基本原理，及時梳理規律，注重歸納總結，將所學知識系統化、條理化，引導學生關注規律和聯系，由表及里、由此及彼、由現象到本質，培養學生總結規律、探索未知的能力。

如在分析調制與解調電路過程中，在采用非線性分析方法分析電路時，引導學生跳出數學推導的泥沼，將注意力更多放到尋找輸入輸出頻率的變換規律上，不在只注重數學公式分析，更要注重物理概念與應用的理解，激發學生的探尋興趣，通過總結，提煉課程最本質、最重要的內容和基本規律。

2 理論、實驗結合、虛擬仿真相輔，合理設計實驗內容[3，4]

“高頻電子線路”課程的設置往往由于很多原因，理論和實踐被脫離開，一般課程結束才進行集中實驗環節，這種設計使得實驗效果大大降低。實驗的開設是為了與理論知識相互印證，并進一步鞏固所學內容，因此實驗的開設要既具備針對性，又兼具廣泛性，既能驗證理論結論，又能開發實踐能力。這些要求對于已有的實驗設備和實驗內容來說還是遠遠不夠的，因此在不斷開發新的實驗設施的基礎上，虛擬仿真實驗的開展也是必要手段[3，4]。目前，有很多軟件兼具實用性和易懂性，軟件界面友好，學生上手快，實驗現象明確，對于理解理論知識，設計應用電路，觀察相關結果十分有益。

依據以上系統整合的角度充分考慮，將電路分為通信發射機和接收機兩大功能模塊，并分別在通信發射機模塊中建立正弦波振蕩器、調制器、高頻功率放大器功能子模塊，在通信接收機模塊中建立高頻小信號放大器、混頻器、本地振蕩器、檢波器功能子模塊，各功能子模塊兼有多種電路實現形式（可選、可調）。

在學習過程中，學生在進行理論學習的同時，可以在教師的引導下，通過虛擬實驗，完成對功能子模塊的功能驗證試驗，通過固定參數電路的仿真與觀測，完善對理論的理解。通過對實際電路工作過程的模擬，將電路進行分解，讓原本復雜多變的電路簡單清晰化，不斷地引導學生分析實際電路的工作過程，解決工作過程中出現問題。這樣能夠培養學生理論聯系實際的能力，讓理論教學與實踐教學相輔相成。

3 強化教師能力培養，完善課程設計基礎

以提升學習效果為目標的“高頻電子線路”課程設計過程，對授課教師提出了更高的要求，不僅要具備基本的高頻電路知識和任課能力，還需要具備廣泛的通信系統認知、嫻熟的計算機仿真軟件使用技巧、全面的知識體系結構。因此，需要不斷學習知識技能、強化教師能力培養。除此之外，教師在授課之前還需完成大量的準備工作。

3.1 完善課程設計

授課之前，對理論教學和實驗教學內容做詳細的統籌計劃，做好學情調研，設計課程講解預案，做到有的放矢。

3.2 編寫輔學手冊

通過高效的整合教學內容，編寫輔學手冊，指導教與學過程。如，介紹計仿真實驗的目的、設計思路、實驗步驟等，表述清晰，便于學生參考。

3.3 引入激勵機制

通過在教學中引入系統的設計思路，并進行計算機仿真實驗，能夠更好的提升學生的學習興趣。在此基礎上，合理引入激勵機制，鼓勵學生真正融入學習中，親手設計、使用和體驗，使課程設計真正發揮作用。

4 結束語

“高頻電子線路”是電子及通信類各專業學生非常重要的一門專業基礎課程，文章針對“高頻電子線路”課程教學過程中存在的現實問題，立足教學實際，針對學生層次特點，以提高教與學效果為目標，對課程進行適當的設計與改革，達到提高課程教學效果，使學生學為所用，真正掌握課程知識、技能的目標。