返回主站|会员中心|保存桌面|手机浏览

《黑龙江教育(高教研究与评估)》杂志

杂志等级
    期刊级别:省级期刊 收录期刊:万方收录(中) 上海图书馆馆藏 国家图书馆馆藏 知网收录(中) 维普收录(中)
本刊往期
站内搜索
 
友情链接
  • 暂无链接
首页 > 杂志论文 > 高频电子线路广义教学法探究
杂志文章正文
高频电子线路广义教学法探究
发布时间:2020-07-11        浏览次数:31        返回列表

于效宇,刘艳

(电子科技大学中山学院,广东中山528400)

摘 要:高频电子线路是电子信息专业的基础课,其课程的主要理论和相近科目与自然科学存在千丝万缕的联系。采用广义教学法讲授该门课程,可以帮助学生建立课程内容之间的联系,明确概念,从而提升该门课程的教学质量。

关键词:高频电子线路;广义教学法

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)01-001(1-02

由于教学院校地处经济活跃的珠三角,因此应用型人才是电子科技大学中山学院一直坚持的培养方向。如何让教学活动向应用型靠拢,符合应用型人才培养方案是教学改革的重要目标。

应用型人才不同于原来的精英式本科教育,又和高职高专教育区分。高频电子线路课程知识点分散,理论性较强,要求学生具有一定的信号分析和电路分析能力,一直都是学生心目中的难课。应用型人才的特点决定了讲授的方法既要符合中山学院学生的基本情况,又不能迎合部分学生畏难的学习情绪。因此为了进一步提升授课效果,设计了广义教学方法,此方法采用建立联系、强调本质的理论讲授方式,既可以提高学生的学习兴趣,又不回避理论难点保证知识含量。

一、广义教学法运用的意义

针对工科人才培养的具体问题,对高频电子线路课程进行了广义式教学改革。

高频电子线路只是一门专业基础课,但却是了解电子信息专业乃至整个工科的一扇窗户,其课程的主要理论都和相近科目甚至是其他自然科学,人文科学具有千丝万缕的关系。如果在讲述中帮助学生建立联系,明确概念,教学质量会得到大幅提高。本教学法的顺利实施可以帮助学生掌握高频电子线路课程学习方法,形成的广义课程教学方法不仅适用于高频电子线路课程,还可以在其他课程中进行推广。

二、广义教学法的内涵与特征

广义,相对狭义而言。事物定义适用的范围有大有小,大者为广义。对于课程的理解也有广义和狭义之分,事实上,电子信息学科各课程之间存在密切联系,如果只是在某一单独课程的立场上理解问题,肯定会增加学习的难度。以高频电子线路与部分课程关系为例。模拟电子线路和电路分析课程为高频电子线路提供电路分析的知识储备,信号与系统为其提供信号分析的基础知识,而高频电子线路又是通信原理的基础课程。除此之外,高频电子线路还与高等数学、大学物理等众多课程存在各种联系。如果相关基础课程掌握不牢的话,学习高频电子线路的确存在一定困难。另一方面,在学习高频电子线路的同时,也能够对知识进行回溯式学习,利用高频课程的讲述加深专业认识,理解相关基础课程。因此,为了帮助学生掌握高频电子线路甚至是其他课程,在讲授中适当跳出课程,通过介绍其他课程或其他知识来辅助学生学习,可以有效地帮助学生理解实验内容,从而提升授课效果。

三、广义教学法的运用策略

科学知识并不处在高高在上的神坛令人仰望,而是生产生活的一个映射,是认识世界的一个窗口,高频电子线路必然和生活中的一些现象一些事情相对应,如果找到这些对应之处,通过广义讲授就可以改进教学。

(一)振荡条件讲授方法

以正弦波振荡器的振荡条件讲授为例,传统讲授方法从振荡器工作原理人手,通过电路和信号分析,最终得到振荡条件结论,尽管推导详尽,思路严谨,但并不受学生欢迎,也难以帮助学生建立振荡器的概念。采用广义教学法用生活中常见现象比拟振荡器,例如以荡秋千比拟振荡器振荡,在荡秋千起步阶段,振荡的幅度需要从无到有地建立起来,希望每一次都比上一次荡得更高,符合AoF>I的起振条件;当秋千荡到一定高度保持即可,符合AF=1的平衡条件;荡秋千无论初始时刻还是普通时刻,都需要掌握力的方向,符合cpA+cpF=2nπ( n=0,1,2…N)的相位条件。另外荡秋千要不停修正力度和方向,符合稳定条件。

通过上述事例的广义讲述,将日常生活和高频电子线路有机联系起来,学生能够快速掌握振荡器的工作原理,还能够利用日常物理现象进行相似性记忆,减少了畏难情绪,提高了学习的积极性。

(二)丙类功率放大器弱过压区应用讲授方法

根据丙类功率放大器负载特性可知,临界状态输出功率最大,转换效率也不低,常用于输出级。在弱过压工作状态,当谐振电阻变化时,输出信号电压振幅U变化较小,多用于需要维持输出电压比较平稳的场合,常应用于发射机的中间放大级。实际电路设计中,抑制各级之间相互干扰是普遍考虑的设计问题,在讲授中可以与电路设计思想联系举例,再扩展思维思考,古人云“不以物喜,不以已悲”是人生的境界,丙类功率放大器在弱过压区,输出电压不随负载的变化而变化(近似认为),也达到了“不以物喜,不以己悲”的境界,自然是“好修养”的电路。

学生在听讲过程中,往往感叹类似高频电子线路的工科课程竟然可以和古诗词找到关系。与此同时,也理解了丙类功率放大器的弱过压应用原理。

(三)集电极调幅实验原理讲授方法

广义教学不仅是用生活的例子比拟理论内容,也可以用理论内容去指导实验。以集电极调幅实验为例。集电极调幅实验中,学生经常无法获得正常的调幅波形,原来讲授方法是要求学生升高输入载波电压完成实验,尽管学生能够完成实验,但是不会理解升高输入电压的作用。

与丙类放大器动态特性知识联系可知,若电源电压变化,则动态线随VCC值的不同平行移动。在欠压及临界状态时,vcc的改变对集电极电流脉冲的振幅与通角的影响极小,因此分解出的基波电流变化也很小,回路上的输出电压的变化随着变小,这就是说在欠压区内不能产生有效的调幅作用。未产生调幅波形的实验电路基本处于此工作状态下。当动态特性曲线进入过压区后,集电极电流脉冲的振幅下降,出现凹顶脉冲。在这种情况下,分解出的基波电流随集电极电压vcc的变化而变化,输出高频电压的振幅也会随之变化,实现了集电极调幅。

因此,令集电极调幅电路工作在过压状态是本实验能否成功的关键。通过升高输入电压,可以令丙类功率放大器的工作状态从欠压向过压过渡,从而完成实验。通过讲授,学生认识到了即使只是升高输入电压也和理论内容紧密联系,在实验的同时巩固了理论知识,达到了教学的目的。

四、精选课程作业

作业可以帮助学生梳理课程,复习知识,是教学必不可少的环节。为了熟能生巧,教师往往希望作业多一些;为了减少课业压力,学生往往希望作业少一些。因此作业量的权衡和作业内容的选择需要进行仔细思量。根据本校学生的实际情况,作业安排如下。

1.高频小信号放大器作业题目为2-11,此题目知识点包括:(1)二端口等效电路;(2)品质因数;(3)电路技术指标(电压增益、通频带、矩形系数等);(4)电路稳定性;(5)多级电路指标。作业要求:等效电路分三步化简:(1)高频交流等效;(2)二端口等效;(3)系数转换。

2.高频功率放大器作业题日是3-9,此题目知识点包括:(1)二端几等效电路;(2)品质因数;(3)电路技术指标(电压增益、通频带、矩形系数等);(4)电路稳定性;(5)多级电路指标。作业要求:在原始题目上增加负载特性内容。上升Rp画出临界状态动态特性折线,分析临界状态的电路指标。

3.正弦波振荡器作业题目是试谈对正弦波振荡器的理解,或讲述本章知识重点及难点。作业要求:(1)字数不限;(2)体裁不限。

4.振幅调制与解调作业题目是5-21,此题目知识点包括:(1)调幅波波形图;(2)调幅波电路技术指标;(3)检波电路技术指标;(4)检波失真现象。作业要求:在原始题目上增加调幅波波形图和技术指标分析。

5.振幅调制与解调作业题目是6-14.此题目知识点包括:(1)调频波波形图;(2)调频波电路技术指标;(3)变容二极管调频电路分析。作业要求:在原始题目上增加调频波波形图和技术指标分析。

需要说明的是,习题对应教材为阳昌汉主编《高频电子线路》(第三版),哈尔滨工程大学出版社出版。如前所述,课程作业共五次,每次一题,作业量较少,减少了学生的课业压力,另外通过在教材原有习题的基础上增加新问题,将课程知识点广义连接,作业知识点基本涵盖了大纲要求,保证了作业效果和目的。需要指出,第三次作业即正弦波振荡器一章作业是作文式题目,属于教学实验式作业,作业效果非常理想,尽管字数不限,但是学生都精心完成,并未敷衍了事。体裁不限,有些学生用打油诗的方式讲述对振荡器的理解,有些用框图描述振荡器的知识内容。从中可以发现,只要教学形式新颖得当,学生的学习潜力是无穷的,教学效果自然可以保证。

应用式教育不是实训教育,应用型人才也需要理论知识作为发展基础。广义式教学不是浪费教学时间“闲扯”,也不会回避课程中的知识重点和难点,只是通过强调事物本质的理论讲授方式,广泛地建立联系,广泛地理解问题提高教学质量。其教学形式较新颖,易于激发学生的学习兴趣,从根本上解决教学问题。通过本年度的教学改革,学生的逃课情况、作业作弊情况均有所下降,课程知识掌握情况也较为理想。