探究式教學法在“通信電子線路”課程中的應用

周雯　劉曉明　吳寅　吳海青

摘 要 通信電子線路是高校電子通信類專業的基礎課，該課程理論性較強，公式復雜，專業名詞繁多，學生學習和教師教學均存在困難。由此，在課程教學中引入了探究式教學法，以學生為主體，以問題為導向，由學生主動的探索認知并且嘗試解決問題，而教師則相對被動，僅起到引導、啟發和輔助的作用。教學實踐表明：學生參與課程的積極性提高，分析和解決問題的能力得到了提升，師生間互動增強，課堂氣氛活躍。總體而言，教學取得了良好的效果。

關鍵詞 通信 電子線路 探究式教學法

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.065

Application of Inquiry Teaching Method in the Course of

Communication Electronic Circuit

ZHOU Wen， LIU Xiaoming， WU Yin， WU Haiqing

（College of Information Science and Technology， Nanjing Forestry University， Nanjing， Jiangsu 210018）

Abstract The course of the communication electronic circuit is a crucial basic course of electronic and communication specialty in universities. This course is of deep theory， having many complicated equations and technical terms， leading to that it is hard for both students and teachers to deal with. Therefore， we incorporate the inquiry teaching method that is problem-oriented into the course teaching. During the teaching process， the students are the dominant role and they would actively explore and try to solve the problems; whereas the teacher is relatively passive and only play the role of guidance， inspiration and assistance. The teaching practice implies that， students enthusiasm of participating in the course is improved; their ability to analyze and solve problems is also cultivated. Besides， the interaction between teachers and students is promoted and the learning atmosphere is quite active. To sum up， this teaching practice achieves good results.

Keywords communications; electronic circuit; inquiry teaching method.

0 引言

“通信電子線路”是電子信息類專業重要的專業基礎課程，以“電路”“模擬電子技術”等為先修課程。該課程之前稱為“非線性電子線路”或者“高頻電路”，后來更名為“通信電子線路”，主要涵蓋了高頻小信號諧振放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、調幅和調頻電路等內容，是一門綜合性強、教學難度大的課程。

1 研究現狀

由于該課程比較重要，許多高校都已作為必修課開設，并且許多教師針對該課程嘗試了新的教學方法。[1-4]在文獻，[1]作者基于翻轉課堂模式下的教學方法對通信電子線路課程進行了研究，結果表明，該方法引起了學生的興趣，學生在電路設計方面的能力得到了提升。在文獻[3]中，為了將該通信電子線路課程的理論教學服務于工程應用，作者結合了電子設計自動化技術，并且采用了“分層教學”和“任務驅動”的教學方法。在文獻[4]中，為了和國際工程教育認證接軌，作者采用成果為導向的教育理念對“通信電子線路”課程進行了改革，其教學側重于產出，采用了多項量化指標對教學產出進行了客觀評估。

另一方面，近年來探究式教學法已經在多門課程得到了應用。[5-8]在文獻[5]中，陶麗華等將探究式教學法應用于學校2014級學生的健美操教學中，發現學生學習健美操的熱情得到了激發，較傳統教學方法更容易培養學生的創新意識。在文獻[8]中，作者指出了建模仿真在半導體課程教學的重要性，并且結合日常教學實例，采用探究式教學法對建模方案進行了設計。

2 課程特點和教學問題

“通信電子線路”課程理論性較強，復雜公式多，專業名稱繁雜，這導致學生學習該課程難度較大，教學效果不如人意。通常的，該課程教學存在如下問題：（1）傳統的教學模式是教師輸送教學內容給學生，一般采用課堂講解和PPT的方法。在這個過程中，教師為主導，學生是被動角色，其積極性和主動性難以得到體現。（2）書本例題或者課后習題涉及的知識點較為單調，綜合程度不高。特別是，以實際應用為背景的研究型問題較為匱乏，這導致學生難以運用所學理論解決實際問題。（3）目前網絡資源十分豐富，但是傳統的教學導致學生的學習方式單調，未能融合MOOC、微信小課堂等新興的學習方式，這也會影響學生的興趣和學習效果。

基于上述，本文嘗試對傳統教學方法進行創新，采用以問題為導向的互動教學模式。教師通過精心設計問題，引導學生思考、分析并解決問題。同時結合在線學習、研討等，激發學生的學習興趣，發揮其主觀能動性。

3 探究式教學法的應用

3.1 探究式教學法簡介

在20世紀50年代，美國著名教育家、哲學家約翰·杜威提出了探究式教學法。以他的觀念，知識只是高等教育的一個方面，而規范的科學研究方法和過程則是更重要的學習內容。探究教學法首先以問題為導向，而后圍繞問題展開教學活動。在這個過程中，活動的主體是學生，由他們去探索問題，而教師起引導作用，處于相對被動的位置。

圖1給出了探究式教學法的過程。首先，由教師查找資料，確定一組或者幾組課題，然后學生選擇感興趣的課題進行研究。學生可以利用圖書館或者互聯網資源對問題進行探究，對資料進行分析整理，尋找問題的答案。在學生探索問題的過程中，教師也要查找一些資料對學生進行適當的引導，如果學生的探究方向有問題要及時予以糾正。最后，當完成問題的探究之后，學生還要進行歸納整理，最好以PPT的形式分享給大家;期間教師和其他學生均可以進行點評，提出建議等。

3.2 探究式教學的具體應用

教師在查找資料確定課題時，應考慮問題的選取準則。探究式教學法是一種基于問題的學習方法，在選題的時候應特別注意選題的難度。題目不能太難，否則學生容易產生畏懼心理，放棄探究活動;也不能太容易，否則達不到思維訓練的目的。其次，考慮到教學面向的學生均來自工科專業，選題應該體現出工程應用。最后，選題給出了一組問題，問題應具備內在邏輯，有一定的層次和遞進關系，最好理論能夠結合實際應用。我們根據“通信電子線路”課程的教學大綱要求，針對課程內容，選擇了如下兩組問題。

關于高頻小信號模型的探究，包括：（1）什么是小信號？（2）小信號模型有幾種？實際常用的是哪一種？（3）高頻與低頻的小信號模型之間的區別。

晶體管的高頻小信號模型是本課程的一個重要的知識點，是小信號放大器、功率放大器等器件的基礎。一般來說，在高頻條件下，晶體管呈現非線性效應，但是如果輸入信號較小，則可以近似看成線性模型，這對于電路分析很重要。模型有兩種，包括物理模型—混合型等效電路和Y參數等效電路。設立此問題的意義在于理解為什么實際應用需要Y參數模型而不是物理模型。

關于正弦波振蕩器的探究，包括：（1）電路中反饋的類型。（2）振蕩器采用什么類型的反饋？（3）分類并且簡要說明高頻和中低頻振蕩器。（4）晶體振蕩器的實際應用。

在通信和電子技術領域中的電子設備中，正弦波振蕩器的應用是比較廣泛的。我們日常生活中經常接觸到高頻或者低頻的振蕩器，例如：收音機、計算機的主板、石英鐘、信號發生器等。因此，對振蕩器進行研究也是有實際意義的。這組問題首先引導學生回顧已經學習的反饋類型：正反饋和負反饋，引導他們找出并理解振蕩器的工作原理。第3子問題注重知識的層次和遞進：由于模擬電子線路已經學習了中低頻振蕩器，所以聯合高頻振蕩器一起探究，有助于學生建立良好的知識結構和體系。

首先，簡要講述了高頻小信號模型和正弦波振蕩器，使同學們有個初步了解。然后把學生分組，根據意愿把問題A和B分配給學生進行探究。題目由小組成員共同完成，成員之間自行分解、協調和分配子任務。

學生在探究的過程遇到問題時，要及時溝通，給予引導和提示。一組學生選擇探究問題A，很快通過查找資料找到小信號的定義，也找到了兩種小信號模型，但是不知道為什么要把物理模型轉換成Y參數模型。此時，教師應該引導學生嘗試分別用兩種模型代入到電路中，看看哪種更簡單。這樣，學生就明白了雖然物理模型比較貼近晶體器件的原始結構，但是并不適合計算。對于問題A的第三問，開始時有些學生覺得無從下手，很多同學已經忘記了低頻小信號模型。此時，教師可以再次啟發學生：模擬電子線路適用于什么頻率？低頻小信號模型在模擬電子線路的那一章？有些同學找出之前學習的“模擬電子線路”，回顧了放大電路的章節，容易發現高頻小信號模型和低頻模型之間的區別和聯系。

還有一組學生探究問題B，我們開始需要引導學生回憶模擬電子線路課程的負反饋等章節，那里能夠找到前兩個子問題的答案。但是對于子問題3，有些同學存在疑惑：為什么LC振蕩器在模擬電路講過，同時在高頻電路也存在呢？此時，需要提醒一下，有時某種類型的振蕩器可以適合多種場景。這樣，學生就容易明白了：LC振蕩器不僅適合中低頻，也適合高頻。當分類完成之后，學生就可以有針對性的找到各種應用場景了。

完成之后，要求每個小組做一次簡短的PPT報告。作報告的時候，其他組的學生可以提問，老師也可以提問或者點評。

4 結論

本文分析了“通信電子線路”課程的教學難點和存在的問題，介紹了探究式教學法的過程和問題設計準則，通過設計兩個典型案例將該教學法應用于課程教學。我們發現，探究式教學法提高了學生學習的主動性和積極性，使學生初步掌握了科學研究的過程和方法;學生與教師之間的互動得到了增強，課程氣氛較為活躍。總之，該方法在教學中取得了一定的效果，這也為高校開設的類似課程提供了教學借鑒。

基金項目：江蘇省自然科學基金（BK20150880），南京林業大學2018年高等教育研究課題（No. 34）

參考文獻

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