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高频电子线路课程教学改革探讨与实践

百纳文秘网  发布于:2021-02-23 08:26:53  分类: 文秘专题 手机版

摘 要:当前社会环境下,高频电子线路知识的讲授越来越受到重视。为提高高频电子线路的教学质量,从当前教学现状出发,在教学范围、教学内容、教学方式和考察方式上对本课程进行教学改革探讨与尝试,取得了良好的效果。

关键词:高频电子线路;教学现状;教学改革;教学效果

中图分类号:TP39;TN401 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2018)09-0-02

0 引 言

高频电子线路是通信和电子类专业重要的专业基础课,其教育教学内容和方式越来越受到关注。当前,射频电路及其技术的应用越来越广泛,高频电子线路中的各种功能电路也逐渐从晶体管和场效应等器件向集成电路迈进,特别是人工智能、区块链和5G科技的飞速发展,更凸显高频电路理论和实践教学的重要性。

1 高频电子线路教学现状

当今社会高频信号无处不在,伴随着我们生活和工作的方方面面。工科专业几乎都会涉及高频电子线路知识,而当前的高频电子线路课程一般仅有电子信息工程专业和通信工程专业的学生学习,其他工科专业的学生鲜有涉及。目前高频信号的调制、解调与传输已成为无线通信的主流,高频电子线路的内容已落后新技术发展的需要。高频电子线路课程知识点抽象,难度高,传统的课堂教学和期末考试一锤定音的考察方式难以提高学生的学习兴趣和学习动力,因而有必要对该课程的内容、教学方法和考察方式进行改革以便更好地适应高等工程教育的需求。

2 高频电子线路教学改革探讨

2.1 扩大高校工科高频电子线路课程的教授范围

随着电子科技的迅猛发展,高频信号在我们的日常生活中随处可见,智能手机、家用宽带和路由器迅速普及,高铁和地铁出行已相当普遍。在日后的工作和生活中,每个人随时可面对高频信号,对高频信号的认识和处理也在我们的认知当中,因此高校工科专业特别是电子信息科学类、仪器仪表类、电气信息类和航空航天类学生都应当学习高频电子线路,熟悉高频信号的传输理论,掌握高频信号的传输规律。

举一个反面例子,笔者所在院校的测控技术与仪器专业尚未开设高频电子线路课程。该专业的部分学生在做本科毕业设计时,因为没有学习、掌握高频电路知识,导致做毕业设计时倍感吃力,进展缓慢。其中一位学生毕业后从事仪器仪表测试工作,因缺乏高频电子线路知识,难以理解调制解调原理,无法胜任高频信号阻抗匹配等印刷电路板的检验检修工作。

2.2 精简陈旧内容,引入新科学技术

2018年4月,美国11岁的小学生乔治·维科斯纳利用区块链技术发行虚拟数字货币。人机交互、机器视觉、载波聚合和正交频分多路复用等技术都包含高频信号的传输和处理,这些技术也是目前国际研究热点。我们不能局限于书本知识一成不变地给学生讲授,而应该推陈出新,引入新技术,鼓励学生大胆利用书本知识进行创新。具体来讲,高频电子线路课本应引入电磁场传输理论和天线技术等知识,这样再进行谐振功率放大器讲授时,学生对谐振的概念理解会更深入。有些技术如正交频分多路复用技术,虽不能完全讲述明白,但涉及的高频知识如数字调制、解调技术、选频网络等应重点讲解。

2.3 改革傳统教学方式,多种新方式并用

当前,教师在课堂上主要运用多媒体信息技术讲课,课堂或课下安排作业。然而,高频电子线路知识点较抽象,理论性强,讲授内容多,多数学生听完课不能完全掌握。近年来,新的教学方式如慕课、参与式教学、项目式教学、问题式教学和翻转课堂等相继出现,这些新的教学方式都有利于提高学生注意力,加深记忆力,促进学生对新问题进行深入探索。

陶行知提出:“创造力量最能发挥的条件是民主。”在平等宽松的氛围中利用新的教学方式授课,学生才能愉快地学习并取得好的效果。笔者曾采用翻转课堂的方式进行LC振荡器知识点的教学,课前把教学资源完善好发送给每个学生方便他们进行探索式自学;课上进行知识测学和点评,共同探讨学习难点;课后通过听取学生建议及时调整教学策略,选择最优的教学方式。翻转课堂的方式发挥出了较好的教学效果,有的学生独立思考能力强,甚至能发现课本上的错误。

2.4 以赛促学,鼓励学生多参加相关电子设计赛事

(1)培养兴趣和动手能力,激发学生动力

上个世纪的电子爱好者在没有任何知识储备的环境下,能自学高频调频和解调知识,焊接和调试调频收音机,这是当代大学生所不能达到的。很多学习高频电子线路的学生在上课之前,连示波器为何物都不知,这样的能力将来走上工作岗位后如何能适应?兴趣是最好的老师。在当前的社会环境下,可利用不断涌现的“黑科技”如人工智能和区块链等新事物激发学生的兴趣。在有相关研究基础的前提下引导学生参与实际科研——哪怕是最简单的示波器观测波形,也有利于培养学生的动手能力。

(2)以赛促学,在实践中提升实力

实践出真知,“读万卷书”固然需要,但“行万里路”更不可少。全国大学生电子设计大赛和挑战杯比赛是目前全国性的大学生电子赛事,通过参加类似比赛,提升学生综合素养,使学生明确了学习方法的改进,学习时间的安排,教师也从重理论传授到重动手实做。2017年全国大学生电子设计大赛F题为调幅信号处理实验电路,其主要任务是利用高频电子线路中的混频、中频滤波和调幅解调等知识设计一个调幅信号处理电路,对高频信号进行还原。选择本题的参赛队伍有很多,大部分也学习过高频电子线路,但是能成功完成者寥寥无几,其原因在于学生对高频电子线路知识仅在上课时学习,考试时能考出好成绩就达到目的,而对高频知识的应用掌握基本为零。

2.5 宽进严出,增加考核力度和多种考察形式

(1)对学生严格要求,一丝不苟。快乐课堂不太适用于像高频电子线路这样的课程,相反,学习专业科学技术应该本着严谨负责的态度。笔者上大学的考试,任何错别字或小笔误都要扣分,老师的教学态度真正是一丝不苟。在这种环境下,毕业后的学生对待工作和科研也普遍是十分严谨的。

(2)适当施加压力,激发学生潜能。据留美学生讲,美国的高等教育难度非常高,学生们课程之沉重、学业之辛苦,比许多中国学生的程度高数倍之多。美国导师布置的课业都很难,每次作业也很费时间,相对感觉最简单的数学作业4个小时才能写完,其它作业一般都要十几个小时。我国高校学生花费在单一课程的时间相对来说少得可怜,笔者调查走访的学生花费在高频电子线路上的时间最多不超过2小时。

(3)多种考察方式并行。课堂练习是检验学生学习情况的最佳途径,课外作業是一个增效过程,可增加难度着眼于学生的发展。课内外作业分层次,使各档学生都能完成并获得发展。每一次练习和作业都等于考试,使学生严格要求自己。

另外,建议课程增加2次到3次期中考试次数,加上期末考试,基本上所有考试各占20%,作业占20%,其重要性相等。同时,参加相关电子赛事也可作为考察内容纳入成绩系统。

(4)鼓励本科生主动选研究生的课。为了给求知欲强的学生补充知识,更好地理解高频电子线路课堂内容,应鼓励本科生主动选研究生的课,例如为研究生开设的无线通信工程、现代通信理论、智能信号处理等课程。

3 结 语

本着对学生负责的态度,笔者在高频电子线路教学内容上依据新技术的动向对课程重点重新进行了规划,利用问题式教学和翻转课堂进行复杂知识点的讲授,同时辅导学生参加各类电子设计赛事,对学生进行多次不同方式的考核,践行了以上提出的部分教学改革措施。桃李芬芳,笔者所教授的电子科学与技术专业学生能独立发掘出书本上陈旧的错误,参加电子设计大赛也取得一等奖的好成绩,多数学生自学Python语言进行人工智能方面的创新创业实践,取得了良好效果。相信在推动高频电子线路教学改革的道路上,会培养出更多新时代的专业技术人才。

参考文献

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