张绪德 李康

摘要:通信电子电路课程是信息工程专业的核心课程,同时也是一门理论性和实践性都很强的专业课。通信电子电路工作频率绝大多数很高,在学习时跟模拟电子电路课程有很大区别。本文针对通信电子电路课程中的存在的问题展开分析,对教学的改革进行初探,并给出合理建议和解决办法,对该课程教学改革有借鉴意义。

关键词:通信电子电路;初探;教学改革

中图分类号:G424        文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2021)03-0175-02

1 引言

“通信电子电路”是各种信息系统的公共构件,是高校信息工程、电子科学与技术等专业学生必须掌握的基本知识[1]。该课程要求学生既要重视基本典型电路理论,也要注重实际电路的应用。目前通信电子电路课程教学定位、教学质量要求与公司用人标准相差甚远,面对行业人才培养模式已明显偏离社会实际需要的事实,对课程进行教学改革刻不容缓。

2 通信电子电路课程教学现状

2.1 教学目标不准确

通信电子电路教学是信息工程专业教学的关键组成部分,信息专业主要是培养拥有实践能力、创新能力、动手能力的行业人才,而有的高校教学目标主要是培养能掌握该课程相关理论以及能运用所学通信电子电路专业知识分析并解决在实际产品中所遇到的基本问题。例如对于课程中第四章内容正弦波振荡器而言,教学的基本目标是能理解正弦波振荡器振荡是如何建立的?振荡条件如何?振荡器的稳定条件又是什幺?然后通过理解这些基本理论能在实际生活中查找振荡器出现的问题并懂得如何维护与解决。而在我们现实生活中,通信电子电路真正的教学目标是通过学习正弦波振荡器,既能理解振荡器的基本理论知识、查找实际振荡器出现的问题,又能根据所学的知识设计出性能更强,指标更好的振荡器。因此这门课程的教学目标不仅仅是学习新知识,更是通过此门课程的学习学以致用,在现有电路的基础上进行创新。因而通信电子电路教学目标不仅要能培养掌握通信电子应用型人才,更要培养具有行业高素质、高技能、高创新型人才。

2.2 教学课时较少,内容复杂

根据学校的现有教学要求,通信电子电路的课时远远不能满足实际需求,造成教学课时数较少,而教学内容较多;为了使学生理解所学内容的原理,只能讲授较少的章节,不能很好满足学生的学习需求。例如于洪珍编着的《通信电子电路》(第三版)主要分为十章内容,分别是绪论、小信号调谐放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制与解调、角度调制与解调、变频器、锁相环路及其他反馈控制电路、电噪声及其抑制、通信电子电路应用举例。通信电子电路也叫高频电子电路,由于电路属于高频范畴,学生们较难理解,按照课本安排理论课至少应该高于50学时,目前有些高校只安排不足35学时,课时较少时教师上课只能选择粗讲全部内容或是认真讲解前面几章的内容,这样会造成学生对此课程理解不够深入或是学生只能学到有限的知识,所以紧凑的学时不论是对于学生今后的自身发展,还是对于此门课程的发展都将大受影响。

2.3 课程理论教学与实践教学有差距

通信电子电路在理论课主要讲授分立元件电路的理想情况,没有考虑实际电路中的各种寄生效应。例如在课程中的LC谐振回路,通过学习后设计并联谐振回路,并根据计算好的指标选择合适的电阻、电容、电感应有Multisim进行电路仿真,仿真的结果满足理论的设计要求;但按照仿真的电路图搭建实际的电路,将实际的电路进行测试后,发现不能满足设计要求。分析其原因是因为应用仿真搭建的电路是理想情况,而实际电路往往有些寄生效应,电阻、电容、电感有损耗等。通信电子电路先修理论课程主要学习是线性电路,例如模拟电子技术、信号与系统、单元机原理等;而该课程主要涉及是非线性电路,此外理论课在教学中侧重公式的推导,不容易激发学生的学习兴趣;实践课教学主要是针对理论课中的经典电路进行验证性试验,而缺乏对实际电路的调试。例如在学习单调谐放大器时,可以将在模拟电子电路中学习的三极管放大器和此节进行对比学习,单调谐放大器与三极管放大器的相同点是什幺?相异是什幺?激发学生进行分析的兴趣。学习单调谐放大器后,可以自己实际动手搭建电路,通过在调试过程中更好理解电路内涵。

2.4 考核方式不合理

考核方式是课程教学环节的重要一环,高校现有考核采用的是理论考试和实验相结合方式进行考核。采用此模式进行考核,学生只需要上课时理解基本理论,考试时能准确无误的答出答案即可。例如对于电容器的抽头接入方式而言,只需要能背住电容器的串并联等效变换关系,就能推出品质因数关系,记忆力较好就能在考核中获得较好的结果,但记住了相关的理论内容并不代表学生就能真正理解并掌握公式中包含的深层意义。实验方式的考核目前一般采用的是实验箱和应用仿真软件进行电路仿真验证,实验箱的局限性是在设计时很多电路已经成型,在授课时只需要进行小部分接线和器件的选择即可,虽然能很好满足实验结果,但是学生在实验完成后确不知其所以然;而仿真的验证性实验,可以选择器件的参数,也可以进行电路的搭建,但是应用仿真软件搭建实际电路图时,实际电路图测试后达不到仿真的结果。仅仅通过理论课和实验的考核方式不能很好检测学习此课程的学习效果,考核方式进行合理的改革很有必要。

2.5 教师专业水平参差不齐

教师是课程的参与者,教师的专业水平对此课程影响至关重要。对处于经济欠发达地区高校师资力量水平参差不齐,多数教师多年以来一直进行的是纯理论教学,而对实际项目的研发很少涉及。有的教师入职时间较早,而课程内容处在不断更新中,这部分教师缺少对新知识的更新,学校也缺乏对教师外出培训。例如课程第二章中声表面波滤波器在之前的版本中只讲授其结构和工作,最新修订的增加了声表面波的典型应用,如果单单只讲授声表面波滤波器结构和工作,而没有提到其典型应用,显然教师的知识更新不及时。

3 通信电子电路教学改革初探

针对通信电子电路课程的教学现状,对该课程教学改革进行了初探。

3.1 修改教学目标

随着通信、电子、集成电路的快速发展,课程的教学目标也应该不断提高,培养能懂得通信电子电路基本原理、使用、维护信息工程类人才已经不能满足现在对人才的需求。修改后教学目标应该使学生从理解电路的设计原理向如何独立设计电路出发,鼓励学生参与设计实际电子电路项目研发,自主研发设计相关电路。同时以行业对人才需求为导向,紧跟行业的变革推进教学目标的改变,社会需要什幺人才,教学目标就应该培养此类人才,最重要还需要将培养学生的创新性作为教学目标,不断完善通信电子电路课程教学目标。

3.2 整合教学内容,合理课程安排

大学里课程教材一般是自成一体的,按照教材现有顺序实施教学可以满足教学要求,但是会出现相同的内容在其他课程重复出现,例如谐振电路的基本特性在模拟电子电路课程中学习过、调制与解调在通信原理课程中有关相关介绍。而一些先修课程知识点的脱节导致学生学习的不连贯性,例如在谐振回路的接入方式章节中,没有学习过电路分析则会导致对变压器的认识不深入,学生的知识层面将会发生断层。因此进行教学内容的整合是很有必要的事情[2]。

合理的课程安排是教学过程中最重要的一环,课前对课堂中内容熟悉、合理的备课、作业题目的选择、学生实际情况的分析、合适的教学方式;课时对新课的引入、课程架构设置、课程中内容精简、师生间互动、合理引导学生思维、鼓励学生积极参与互动;课后对教学方法的总结、听学生反映上课效果、布置合理作业、提示学生做好下次课预习。通过以上方法可以在有限课时量情况下,更好地满足学生的学习需求。

3.3 丰富教学手段,提高实践能力

在教学过程中如何激发学生的兴趣是学好这门课程的动力。在信息化的时代中,多媒体教学已经成为一种潮流[3],将课本中电路、公式、文字与日常生活中常见的产品联系起来,应用现代多媒体方式展现出来将变得更加形象具体。

在课程教学时适当鼓励学生参加全国电子设计大赛[4]和各省电子设计大赛,通过比赛调动学生学习这门课程积极性,将通信电子电路课程中电路知识应用于实际电路设计中,以比赛促进课程学习。此外在课程学习中适当将本学科发展前沿融入于课程中,引导学生关注课程发展,培养学生前瞻性眼光。

在课程进行理论课学习时,适时安排通信电子电路实验课程设计的教学内容,对学生进行的全方位训练,鼓励学生亲手搭建通信电路,通过学生自选题目,实验指导老师审核,学生首先根据现有的设计方案画出相应的电路原理图,其次运用Multisim仿真软件进行电路设计和电路性能的分析与仿真,最后将仿真使用元器件搭建相应的硬件电路,对搭建的实际硬件电路进行调试,使其实现系统功能。

通过通信电子电路实践设计,使学生能熟练应用各环节知识,同时培养了学生对通信电子电路的理解能力、设计能力和调试能力[5]。使学生对设计电路的能力有质的飞跃。从芯片选择,电路的搭建,硬件的调试一整套方法可以使学生对电路有系统级的认识。通过搭建实际电路调试,在调试过程中会出现一些意想不到的问题,通过和教师共同积极的解决这些实际问题,不仅提高学生的设计能力及工程实践应用能力,而且加强了教师的指导能力,实现了教学和学生的共同进步。

3.4 合理设置考核方式

配合教学方式的改进合理设置成绩评价体系: 首先将基本知识理论考核放在随堂纸质小测验中完成;其次将对电路基本原理的理解与自主对现有电路进行改进的能力作为基本考核的依据;最后将分组组队将全国电子设计大赛和研发岗位面试题目进行实际电路的开发设计作为期末考核的依据,检验学生实际动手能力检测;三者在总评成绩中占比为5:3:2,以解决实际问题为导向,全面考核学生对通信电子电路课程学习质量。通过此类考核既能促进学生学深悟透课程中的理论知识,又能培养学生实际研发能力,还能促进培养学生的创新性思维。

3.5 提升教师素质

教师是知识的传递者,如何提高教师自身能力是通信电子电路课程的一个关键点。通信电子领域产品迭代周期变得越来越短,作为任课教师不能只紧盯课堂上的基本电路理论,还应关注当前社会本行业实用技术发展动态,特别是行业技术走向。同时任课教师需要适时投入到项目研发中,锤炼电路设计能力,保持硬件电路设计,获取更多的实际项目经验,这样才能在技术传授上有底气、有能力,而非低水平空洞讲解。作为老师应该以虚怀若谷心态接受新知识、新设计理念,并结合实际应用于课程教学中。

4 总结

本文初探的是通信电子电路课程教学改革的一整套体系,可操作性强。目前教学体系可以满足基本的教学要求,但离培养创新的行业人才仍然有差距。通过本文提出的改革措施学生的理论功底和实践能力都会有极大提升,老师的教学能力也会得到锻炼,实现了老师学生共同进步。这也是通信电子电路课程的目标:培养有创新意识的行业领军人才。

参考文献:

[1] 于洪珍.通信电子电路[M].3版.北京:清华大学出版社,2016.

[2] 董延,刘刚.通信电子线路课程教学改革的思路[J].科技视界,2017(21):123-124.

[3] 陈静.如何提高《通信电子电路》课程的教学效果[J].山东工业技术,2016(12):232.

[4] 陈冬梅,陈宏滨,胡煜,等.通信电子电路课程教学改革的探索[J].教育观察(上旬刊),2014,3(10):59-61.

[5] 莫家庆,吕小毅,贾振红.通信电子电路课程的教学改革与实践[J].中国科教创新导刊,2012(16):169.

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