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摘要:为了贯彻应用型教学思想,对“高频电子线路”课程进行了教案改进和学时缩减改革,根据应用型教学的要求,在保留实验课程的基础上,缩减了理论课程学时,针对学生的基本特点,对教学方法和教学方案进行了改进。教学实践证明,本校学生较为适应改革后的学时分配,改进后的教学效果较好。
关键词:高频电子线路;课程整合;应用型人才
作者简介:于效宇(1980-),男,黑龙江肇东人,电子科技大学中山学院,讲师;刘艳(1980-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,电子科技大学中山学院,讲师。(广东 中山 528400)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)32-0086-01
“高频电子线路”是电信类专业的必修课程,本课程依托模拟电子技术和信号与系统的基础知识,分析通信功能电路的原理、技术指标和工作特点,具有一定的教学难度。[1-3]随着通信技术和电子信息技术的飞速发展,需要电子类专业学生掌握的知识量和知识点也在迅猛增长。为了顺应当前技术发展趋势,满足社会对应用型人才的要求,[4-5]对“高频电子线路”课程进行了学时压缩改革,并根据学时分配进行了有针对性的教学改革。
一、教案设计和学时改革
压缩前后的理论课程学时分配见表1,将理论学时从原来的64学时压缩至48学时,为了保证学生的动手能力,实验学时保持16学时不变。
表1 理论课程学时分配
章节 课程内容 原学时 改进学时
第一章
绪论 理解无线电通信系统的基本组成及各部件名称和功能 4 2
第二章
小信号放大器 理解高频小信号放大器的功能、分类及主要技术指标,了解放大器不稳定原因。掌握LC串并联谐振回路,高频小信号放大器等效电路 8 8
第三章
高频功率放大器 了解:高频功率放大器的功能、分类及主要技术指标。掌握: 丙类高频功率放大器电路工作原理,功率与效率计算,负载特性,各级电压变化对工作状态的影响 8 6
第四章
正弦波振蕩器 理解:反馈型LC振荡原理和振荡条件。掌握:反馈型LC振荡器和晶体振荡电路结构,等效电路的画法,振荡器相位平衡条件 8 6
第五章
振幅调制电路 理解:振幅调制电路的分类及基本组成原理。
掌握:AM频谱和功率关系,低电平调幅电路,高电平调幅电路 8 6
第六章
调幅信号的解调 理解:调幅信号的解调,二极管大信号包络检波器的工作原理和技术指标。掌握:二极管大信号包络检波器的技术指标计算,惰性失真和负峰切割失真的判断 8 6
第七章
角度调制电路 理解:角度调制的定义与用途。掌握:调角波的数学表示式,直接和间接调频原理,变容二极管直接调频电路 8 6
第八章
调角信号解调 理解:调角信号的解调电路的功能和主要技术指标,鉴相器和鉴频器的工作原理 4 3
第九章
变频电路 理解:变频电路的功能、组成和技术指标,混频器的干扰与失真。模拟乘法器混频器 4 3
复习 4 2
64学时 48学时
如表1所示,在讲解内容不变的情况下,理论课程从64学时压缩至48学时,大部分章节的计划学时都有所下降,考虑到“高频电子线路”课程具有一定的难度,学生需要一个适应的过程,因此第二章高频小信号晶体管并没有压缩学时。
二、针对压缩学时的教学方法研究
压缩学时不等同于删减内容,在“高频电子线路”课程内容基本保持不变的前提下,如何高效率地利用教学学时,如何转换人才培养思路和培养方式成为了需要研究的问题。在实际教学过程中,采用了以下几种方法。
1.公式和物理现象相结合
所谓公式,就是用数学符号表示各个量之间一定关系(如定律或定理)的式子,因此公式具有总结性和抽象性的基本特点,是理工科专业要着重强调的知识点之一。“高频电子线路”作为一门专业基础课,需要讲授和推导的公式众多,往往一个公式推导就占据了大部分的讲授时间,很明显这种教学形式是不适合目前学时要求的。但是如果删除公式部分的知识点,整门课程又流于表面化,无法帮助学生建立理论基础。
首先为了节约学时,提高效率。在课上淡化公式推导,仅对公式推导原理步骤进行解释,对推导的难点加以描述。鼓励学生课下自行推导公式,增强学生的实际动手能力。
其次为了提高学生的理论分析能力,采用了公式和物理现象相结合、相印证的教学方法。根据以往的教学经验,大部分学生对于公式推导具有厌学畏难情绪,把原本从物理现象中总结的公式和物理现象进行了割裂学习,尤其是对公式进行了应试记忆,从而失去了公式教学的意义。因此在课堂教学中重点强调物理现象与公式之间的多重联系,强调公式参数与物理现象的映射关系。
以小信号晶体管稳定性部分的稳定电压增益计算公式为例,如式1所示。
(1)
可以看出此公式机械记忆比较困难,即使记住此公式也无助于理解本部分的课程内容。因此采用了以下的讲述方法:
分析公式参数与物理现象的对应情况:yfe是晶体管输出短路时的正向传输导纳,表征晶体管的放大能力;S是晶体管的稳定系数,S越大晶体管越稳定;φfe是晶体管的正向传输相角,φre是晶体管的反向传输相角,因此φfe+φre是晶体管的反馈相角。
yfe在公式的分子位置,yfe越大稳定电压增益|Au0|s越大,这与晶体管稳定性的物理本质符合,对于相同的增益指标,晶体管的放大能力越强越游刃有余,也就越稳定(可举例:汽车性能越好,安全时速越高)。
S在公式的分母位置,S越大|Au0|s越小,稳定性要求越高电压增益越低(可举例:汽车开的越慢越安全)。
根据公式可知,当φfe+φre=2nπ时,|Au0|s最小,其物理本质是此时形成正反馈,容易产生自激振荡,晶体管放大电路最不稳定;当φfe+φre=(2n+1)π时,|Au0|s无穷大,原因是此时为负反馈,根据晶体管放大器的不稳定原理可知,此时不可能产生自激振荡,晶体管放大电路最稳定。
根据上述讲述方法,大部分学生并能够通过式1的讲授加深对本部分内容的理解,达到了教学的目的。
2.课堂讲授和课后答疑相结合
课堂讲授只是教学的一部分,为了巩固学生知识,减少学时压缩的负面影响,采用多途径的课后答疑作为课堂讲授的有益延伸。
每周都有固定的答疑时间和答疑地点,有问题的同学可以面对面答疑;
网络答疑,利用多种网络通讯工具回答学生问题;
主动答疑,通过课后作业发现学生的学习问题,对普遍性问题进行课堂宣讲,个别问题和学生进行单独交流;
课后交流,利用课堂休息时间和学生交流,了解学生对老师的授课希望和建议,随时对教学进行修正和反思。
通过课后答疑不仅帮助学生解决了学习中遇到的问题,也帮助老师了解了教学中的不足,更让师生沟通顺畅,增进了师生感情。
3.理论教学与实践教学相结合
为了符合应用型人才的培养思路,在“高频电子线路”理论课时缩减的同时,实验课时保持不变。课时不变不意味实验教学方法不变,理论学时缩减可能会造成学生对于课程的理论认识存在不足,而实验教学恰好是对理论内容验证,分析和提高的一个重要环节,所以在实验课程中利用实验现象反思理论知识,可以帮助学生加深对理论课程的理解,反过来又可以指导实验。
以大信号检波实验为例,部分实验电路如图1所示,要求学生连接J2、J6,用示波器从TT2观察检波器输出的负峰切割失真波形,但是部分实验仪器输出不失真信号给学生造成了调试难度。对此进行了理论解释,负峰切割失真的对应公式如式2所示。
(2)
根据式2可知,实验没有产生负峰切割失真的原因是由于ma小于右侧项,而右侧项是图1电路中电阻决定的,连接J2、J6实质上已经确定了右侧项的值,所以若想产生负峰切割失真,必须想办法提高ma值,ma计算式如式3所示,通过式3可知,升高UΩm就可以升高ma,从而可能得到负峰切割失真波形。
(3)
通过上述讲述,指导学生增加调制信号幅度UΩm,并观察TT2处是否出现失真波形。从而使学生对于理论知识和实验内容加深了理解,教学效果较好。
三、结语
为了增加学生的知识量,提高学生的应用能力,本学期对“高频电子线路”课程进行了上述介绍的学时改革和教学改进。在试题难度保持不变的情况下,本学年学生期末考核90分以上占7.35%,80~89分占32.35%,70~79分占29.41%,60~69分占26.47%,不及格占4.41%。教师评教成绩为优秀,表明大多数学生能够适应和认可目前的教学形式。在近两年的“高频电子线路”教学改进中尝到了教学改革的甜头,解决了教学中的诸多困惑,得到了学生的认可,希望能够继续完善教学方法和提高教学水平。
参考文献:
[1]于效宇,刘艳.高频电子线路教学方法研究与改进[J].中国电力教育,2010,(30):67-68.
[2]熊新,马如宏.《机电传动控制》教学方法探讨[J].产业与科技论坛,2009,8(7):194-195.
[3]范瑜,潘启勇,等.“高频电子线路”的教学现状与改革思路[J].电气电子教学学报,2009,31(4):20-21.
[4]李亚,马云辉.独立学院电子信息类应用型人才培养模式的构建[J].中国电力教育,2010,(9):10-12.
[5]李景宝.基于人才培养目标的独立学院实践教学体系构建探析[J].中国成人教育,2009,(14):96-97.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:高频电子线路;课程整合;应用型人才
作者简介:于效宇(1980-),男,黑龙江肇东人,电子科技大学中山学院,讲师;刘艳(1980-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,电子科技大学中山学院,讲师。(广东 中山 528400)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)32-0086-01
“高频电子线路”是电信类专业的必修课程,本课程依托模拟电子技术和信号与系统的基础知识,分析通信功能电路的原理、技术指标和工作特点,具有一定的教学难度。[1-3]随着通信技术和电子信息技术的飞速发展,需要电子类专业学生掌握的知识量和知识点也在迅猛增长。为了顺应当前技术发展趋势,满足社会对应用型人才的要求,[4-5]对“高频电子线路”课程进行了学时压缩改革,并根据学时分配进行了有针对性的教学改革。
一、教案设计和学时改革
压缩前后的理论课程学时分配见表1,将理论学时从原来的64学时压缩至48学时,为了保证学生的动手能力,实验学时保持16学时不变。
表1 理论课程学时分配
章节 课程内容 原学时 改进学时
第一章
绪论 理解无线电通信系统的基本组成及各部件名称和功能 4 2
第二章
小信号放大器 理解高频小信号放大器的功能、分类及主要技术指标,了解放大器不稳定原因。掌握LC串并联谐振回路,高频小信号放大器等效电路 8 8
第三章
高频功率放大器 了解:高频功率放大器的功能、分类及主要技术指标。掌握: 丙类高频功率放大器电路工作原理,功率与效率计算,负载特性,各级电压变化对工作状态的影响 8 6
第四章
正弦波振蕩器 理解:反馈型LC振荡原理和振荡条件。掌握:反馈型LC振荡器和晶体振荡电路结构,等效电路的画法,振荡器相位平衡条件 8 6
第五章
振幅调制电路 理解:振幅调制电路的分类及基本组成原理。
掌握:AM频谱和功率关系,低电平调幅电路,高电平调幅电路 8 6
第六章
调幅信号的解调 理解:调幅信号的解调,二极管大信号包络检波器的工作原理和技术指标。掌握:二极管大信号包络检波器的技术指标计算,惰性失真和负峰切割失真的判断 8 6
第七章
角度调制电路 理解:角度调制的定义与用途。掌握:调角波的数学表示式,直接和间接调频原理,变容二极管直接调频电路 8 6
第八章
调角信号解调 理解:调角信号的解调电路的功能和主要技术指标,鉴相器和鉴频器的工作原理 4 3
第九章
变频电路 理解:变频电路的功能、组成和技术指标,混频器的干扰与失真。模拟乘法器混频器 4 3
复习 4 2
64学时 48学时
如表1所示,在讲解内容不变的情况下,理论课程从64学时压缩至48学时,大部分章节的计划学时都有所下降,考虑到“高频电子线路”课程具有一定的难度,学生需要一个适应的过程,因此第二章高频小信号晶体管并没有压缩学时。
二、针对压缩学时的教学方法研究
压缩学时不等同于删减内容,在“高频电子线路”课程内容基本保持不变的前提下,如何高效率地利用教学学时,如何转换人才培养思路和培养方式成为了需要研究的问题。在实际教学过程中,采用了以下几种方法。
1.公式和物理现象相结合
所谓公式,就是用数学符号表示各个量之间一定关系(如定律或定理)的式子,因此公式具有总结性和抽象性的基本特点,是理工科专业要着重强调的知识点之一。“高频电子线路”作为一门专业基础课,需要讲授和推导的公式众多,往往一个公式推导就占据了大部分的讲授时间,很明显这种教学形式是不适合目前学时要求的。但是如果删除公式部分的知识点,整门课程又流于表面化,无法帮助学生建立理论基础。
首先为了节约学时,提高效率。在课上淡化公式推导,仅对公式推导原理步骤进行解释,对推导的难点加以描述。鼓励学生课下自行推导公式,增强学生的实际动手能力。
其次为了提高学生的理论分析能力,采用了公式和物理现象相结合、相印证的教学方法。根据以往的教学经验,大部分学生对于公式推导具有厌学畏难情绪,把原本从物理现象中总结的公式和物理现象进行了割裂学习,尤其是对公式进行了应试记忆,从而失去了公式教学的意义。因此在课堂教学中重点强调物理现象与公式之间的多重联系,强调公式参数与物理现象的映射关系。
以小信号晶体管稳定性部分的稳定电压增益计算公式为例,如式1所示。
(1)
可以看出此公式机械记忆比较困难,即使记住此公式也无助于理解本部分的课程内容。因此采用了以下的讲述方法:
分析公式参数与物理现象的对应情况:yfe是晶体管输出短路时的正向传输导纳,表征晶体管的放大能力;S是晶体管的稳定系数,S越大晶体管越稳定;φfe是晶体管的正向传输相角,φre是晶体管的反向传输相角,因此φfe+φre是晶体管的反馈相角。
yfe在公式的分子位置,yfe越大稳定电压增益|Au0|s越大,这与晶体管稳定性的物理本质符合,对于相同的增益指标,晶体管的放大能力越强越游刃有余,也就越稳定(可举例:汽车性能越好,安全时速越高)。
S在公式的分母位置,S越大|Au0|s越小,稳定性要求越高电压增益越低(可举例:汽车开的越慢越安全)。
根据公式可知,当φfe+φre=2nπ时,|Au0|s最小,其物理本质是此时形成正反馈,容易产生自激振荡,晶体管放大电路最不稳定;当φfe+φre=(2n+1)π时,|Au0|s无穷大,原因是此时为负反馈,根据晶体管放大器的不稳定原理可知,此时不可能产生自激振荡,晶体管放大电路最稳定。
根据上述讲述方法,大部分学生并能够通过式1的讲授加深对本部分内容的理解,达到了教学的目的。
2.课堂讲授和课后答疑相结合
课堂讲授只是教学的一部分,为了巩固学生知识,减少学时压缩的负面影响,采用多途径的课后答疑作为课堂讲授的有益延伸。
每周都有固定的答疑时间和答疑地点,有问题的同学可以面对面答疑;
网络答疑,利用多种网络通讯工具回答学生问题;
主动答疑,通过课后作业发现学生的学习问题,对普遍性问题进行课堂宣讲,个别问题和学生进行单独交流;
课后交流,利用课堂休息时间和学生交流,了解学生对老师的授课希望和建议,随时对教学进行修正和反思。
通过课后答疑不仅帮助学生解决了学习中遇到的问题,也帮助老师了解了教学中的不足,更让师生沟通顺畅,增进了师生感情。
3.理论教学与实践教学相结合
为了符合应用型人才的培养思路,在“高频电子线路”理论课时缩减的同时,实验课时保持不变。课时不变不意味实验教学方法不变,理论学时缩减可能会造成学生对于课程的理论认识存在不足,而实验教学恰好是对理论内容验证,分析和提高的一个重要环节,所以在实验课程中利用实验现象反思理论知识,可以帮助学生加深对理论课程的理解,反过来又可以指导实验。
以大信号检波实验为例,部分实验电路如图1所示,要求学生连接J2、J6,用示波器从TT2观察检波器输出的负峰切割失真波形,但是部分实验仪器输出不失真信号给学生造成了调试难度。对此进行了理论解释,负峰切割失真的对应公式如式2所示。
(2)
根据式2可知,实验没有产生负峰切割失真的原因是由于ma小于右侧项,而右侧项是图1电路中电阻决定的,连接J2、J6实质上已经确定了右侧项的值,所以若想产生负峰切割失真,必须想办法提高ma值,ma计算式如式3所示,通过式3可知,升高UΩm就可以升高ma,从而可能得到负峰切割失真波形。
(3)
通过上述讲述,指导学生增加调制信号幅度UΩm,并观察TT2处是否出现失真波形。从而使学生对于理论知识和实验内容加深了理解,教学效果较好。
三、结语
为了增加学生的知识量,提高学生的应用能力,本学期对“高频电子线路”课程进行了上述介绍的学时改革和教学改进。在试题难度保持不变的情况下,本学年学生期末考核90分以上占7.35%,80~89分占32.35%,70~79分占29.41%,60~69分占26.47%,不及格占4.41%。教师评教成绩为优秀,表明大多数学生能够适应和认可目前的教学形式。在近两年的“高频电子线路”教学改进中尝到了教学改革的甜头,解决了教学中的诸多困惑,得到了学生的认可,希望能够继续完善教学方法和提高教学水平。
参考文献:
[1]于效宇,刘艳.高频电子线路教学方法研究与改进[J].中国电力教育,2010,(30):67-68.
[2]熊新,马如宏.《机电传动控制》教学方法探讨[J].产业与科技论坛,2009,8(7):194-195.
[3]范瑜,潘启勇,等.“高频电子线路”的教学现状与改革思路[J].电气电子教学学报,2009,31(4):20-21.
[4]李亚,马云辉.独立学院电子信息类应用型人才培养模式的构建[J].中国电力教育,2010,(9):10-12.
[5]李景宝.基于人才培养目标的独立学院实践教学体系构建探析[J].中国成人教育,2009,(14):96-97.
(责任编辑:麻剑飞)