基于工程認證的高頻電子線路課程改革探索

張輝 張穎 陳智麗

摘要：工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，它要求高校工科類專業能夠為社會培養合格的高級應用型專門人才。針對高頻電子線路課程知識體系繁雜、內容抽象，學生學習起來比較困難等現狀，本文以“應用”為導向，探討了目前高頻電子線路教學中存在的問題，并對其教學內容、教學方法、實驗教學等方面進行了改革。這些教學改革手段有效提高了學生的學習效率，鍛煉了學生的合作、創新能力，這將有助于推動我校通信工程專業的穩定發展。

關鍵詞：高頻電子線路;課程改革;無線通信;工程教育

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）18-0183-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1引言

工程教育專業認證是提高我國高校工程教育質量，促進國際從業資格互認的有效途徑。自我國在2016年加入《華盛頓協議》以來，工程教育專業認證已成為本科院校提高人才培養質量的有效途徑[1]。在《華盛頓協議》的推動下，越來越多的高校參加相關學科的工程教育認證工作，努力推進相應的專業進行課程改革。通過專業認證可以使我國的高等工程教育制度和工程師制度與國際社會更好地接軌[2]。

“高頻電子線路”是通信工程專業的主干課程之一，也是一門理論和實踐強，學生難以理解掌握的一門課程。本門課程理論推導多、原理較為復雜，且隨著科學技術的飛速發展，新型電子器件也正在廣泛應用。在這種情況下，如何提高高頻電子線路的教學效果，培養學生的分析能力、設計能力，達到工程認證人才培養模式的培養目標，是我們需要探索的課題。

2教學中存在的問題

工程教育專業認證以提升學生的工程素質和實踐能力為出發點，培養具有工程素養的應用型、創新型人才。“高頻電子線路”課程理論性強、數學思維要求高，教師授課往往一味講解枯燥理論及公式，過多注重理論部分的教學內容，很少將工程案例、實踐引入到課堂，缺乏有效的工程思維訓練與工程能力培養。另一方面，學生把考試及格作為學習目標，期末考試成績權重高，沒有全面地反映學生學習過程，缺少動手能力、工程思維訓練的培養，不能對后續教學活動提供有效的反饋，與基于產出的工程認證教育理念持續改進相差甚遠[3]。

3課程建設與改革嘗試

3.1 精簡公式推導，優化教學設計

“高頻電子線路”課程教學過程應緊扣課程目標，強化電路與系統的聯系。本門課程公式較多，公式的數學推導過程復雜，對于數學思維較差的同學，很難理解推導過程，如果教師過多注重理論知識的推導，將偏離工程認證的教育理念。因此，課題成員在教學的過程中 “輕公式 ，重本質 ”，精簡公式推導過程，形象描述概念，注重結論的應用，讓學生理解電路工作的本質。

“高頻電子線路”課程主要講解無線通信系統發送設備和接收設備中的各單元電路，它們都是基于非線性器件實現的，可以采用不同形式的電路實現相同的功能，各種電路之間存在著共性。每年對專業課程大綱進行修訂，授課中依照最新大綱要求，把無線通信系統中各模擬單元電路分散的知識點轉化為知識點模塊，以每個模塊的功能為引導，將單元電路的工作原理和實際電路構成逐步展開講解，再將各分散模塊結合為一個整體。無線通信系統的模塊化知識體系框圖如圖1所示。要求學生能夠辨識、解釋圖1中包含的高頻電子線路中典型電路的原理構成、功能，能通過查閱資料對工程問題進行電路方案選擇。掌握非線性電路的分析方法和調制解調的基本方法，培養對給定實際電路進行分析與應用的能力。

我校通信專業學生在大二學年的電子實習中已經組裝、焊接過半導體收音機，對無線通信系統有一定的感性認識。教師在授課時采用任務驅動法對收音機電路圖、元器件組成的電路工作原理進行講解，比如LC選頻網絡、小信號放大器、混頻器等信號收發電路。由學生熟悉的半導體收音機為載體選擇任務，把任務結合到高頻電子線路不同章節的知識點、單元模塊中，把不同任務進行細分，從中歸納需要掌握的知識內容，實現理論和實踐結合的應用教學。這種日常實踐案例結合理論知識的授課，改變了學生被動思考的狀態，激發學生主動參與課堂理論授課、問題討論的熱情，培養學生工程思維的能力。

隨著科學技術的發展，移動通信設備的發展更是日新月異。教師在教學中關注通信領域國內外新技術發展，把華為5G、藍牙、物聯網等射頻通信新知識導入到課堂，適當增加集成化通信系統的內容，以通俗易懂的講解使學生及時了解現代通信技術發展的現狀，激發學生業余時間查閱相關資料自行進行學習，培養學生能夠針對工程問題收集信息、查閱文獻的能力。

3.2 豐富教學手段，提高教學質量

為了使學生更容易理解復雜的高頻電子線路基礎理論知識，教學中采用多媒體和板書結合等方式開展課堂教學活動。板書提供教學內容的主線條，使學生對需要掌握的理論知識一目了然;再利用多媒體課件，將復雜、難以理解的公式、電路動態特性等理論知識以靜圖、動圖等形式直觀地展現出來;利用Multisim 等仿真軟件，把高頻仿真電路及其測試結果直觀演示出來，實現了圖文并茂，生動、形象地把知識內容展示給學生，增加了課堂的生動性，使學生對所學知識理解更透徹。

3.3 實驗教學改革，注重動手能力

高頻電子線路是理論較多，專業性很強的課程，實踐是該課程很重要的一部分。實驗主要分為理論知識驗證、綜合設計等類型。對于理論知識型實驗，強調理論教學與實驗開設的同步進行，相關實驗在理論授課結束后就進行，例如高頻小信號放大器實驗、功率放大器等實驗，這種理論與實踐密切結合方式有利于加深學生對所學知識的理解，培養學生分析、歸納和通過信息綜合整理合理有效的結論能力。

結合工程認證的教學目標，增設了一些綜合設計的實驗內容，例如由學生自主查閱資料設計無線遙控門鈴、無線對講機等實驗，對于基礎好的學生也可以根據自己興趣和教師靈活確定實驗內容。學生通過查閱文獻進行自主電路設計、焊接、調試等，學生在調試電路的過程中，掌握基本的高頻單元電路設計方法，激發學生的學習積極性。通過這種開放性實驗的訓練，鍛煉學生理論聯系實際和創新能力，同時也培養了學生之間的團隊合作精神。

3.4建立多元化的考核方法

傳統的高頻電子線路的考核方式多由期末閉卷考試和平時成績2部分組成，卷面成績占85%以上比例。為了改變傳統的“終結性評價”方式，本門課程的最終考核以考查學生對無線通信系統各部分核心知識的掌握程度，對專業知識應用能力為重點[4]，具體包括期末考試（ 60% ） 、實驗環節（ 10% ） 、作業（10% ） 、課堂表現（ 10% ）、隨堂測驗（ 10% ）。其中，期末考試試題加大了有關電路分析設計、工程應用題等內容，并且采用閉卷考試的形式，主要考查學生對本門課程核心知識的掌握程度，以及獨立分析問題、設計電路和綜合運用的能力;實驗環節依據學生實驗前預習，實驗課動手操作情況，實驗后報告整理、分析情況進行考核，考查學生的整理數據和動手能力;課堂表現以小組成員參加分組討論，主動提問或回答問題情況進行評價，著重考查學生利用業余時間收集資料、小組成員溝通和語言表達能力;作業主要以章節習題完成情況進行評價，隨堂測驗采取開卷形式，它們著重考查各模塊理論知識的掌握程度。

4 結語

本文探討了工程認證背景下 “高頻電子線路”課程的教學現狀，以培養學生工程素養能力為目標，在教學方法、手段、考核等方面進行了探討，并取得了初步的成果。工程教育專業認證下“高頻電子線路”課程改革的路還很長，還需要不斷地創新，繼續促進教學活動的持續改進。

參考文獻：

[1] 董潔，李擎，彭開香，等.工程教育專業認證中課程目標達成評價方法研究——以北京科技大學自動化專業“過程控制”課程為例[J].高等理科教育，2019（4）：121-125.

[2] 王恩成，張東彥.基于工程教育專業認證的高頻電子線路教學改革[J].電子世界，2016（6）：144-145.

[3] 李依潼，王驥，郭磊.基于OBE理念的“高頻電子線路”課程重塑[J].電氣電子教學學報，2020，42（5）：80-83，104.

[4] 閻子勤，楊安，謝文彪.電子信息工程專業高頻電子線路課程教學改革探索[C]//教育部中南地區高等學校電子電氣基礎課教學研究會第二十屆學術年會論文集.鄭州，2010：231-234.

【通聯編輯：光文玲】