《高頻電子線路》實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法探討

高瑜翔 張杰

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)高頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)的低效和弊端，提出了一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法，符合當(dāng)前工程教育的相關(guān)指標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：高頻電子線路 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新方法

1 引 言

《高頻電子線路》課程學(xué)時(shí)數(shù)一般為48或56學(xué)時(shí)，主要講授無線通信系統(tǒng)中高頻收發(fā)前端的基本電路及其工作原理和分析。該課程由于涉及的內(nèi)容較多，課時(shí)較短，電路分析細(xì)節(jié)繁雜，分析方法多為圖解或近似解析，使得學(xué)習(xí)理解晦澀難懂，因而絕大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的效果難盡人意，所以還必須配合有效可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成敗關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新和改革，本文的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法正是基于如何解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的低效與不足而提出的一種探索。

2、現(xiàn)狀與問題分析

目前，傳統(tǒng)的高頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)大致可以分為仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等。仿真實(shí)驗(yàn)如仿真軟件（如MultiSim仿真）[1]，這種方法可以有限彌補(bǔ)沒有硬件實(shí)驗(yàn)室的缺陷，無法真正培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用與動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)箱提供的真實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)K[2]上通過實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測(cè)試、觀察、記錄，學(xué)生有真實(shí)的實(shí)驗(yàn)感受，但是實(shí)驗(yàn)效果與實(shí)驗(yàn)?zāi)K本身和其他諸多因素有關(guān)，特別是學(xué)生由于動(dòng)手能力較差，存在實(shí)驗(yàn)畏難的心理，最后都成為看實(shí)驗(yàn)、抄實(shí)驗(yàn)，難以杜絕抄襲實(shí)驗(yàn)。而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是通過理論設(shè)計(jì)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，由于理論計(jì)算與實(shí)際參數(shù)存在一定誤差，甚至相差較大，使得理論與實(shí)驗(yàn)偏差很大，難以即時(shí)得到驗(yàn)證效果，對(duì)學(xué)生來說實(shí)驗(yàn)難度較大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程無法順利實(shí)施，或者很多時(shí)候由于實(shí)驗(yàn)題目與內(nèi)容不恰當(dāng)，最終都無法實(shí)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)有效促進(jìn)理論的理解與掌握。

實(shí)際上，在教學(xué)過程中，一方面，反復(fù)強(qiáng)調(diào)與希望理論要到實(shí)踐中去，但是由于很多其他不確定因素導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)，相差甚遠(yuǎn)，使得理論到實(shí)踐的效果很差，難以達(dá)到幫助理論學(xué)習(xí)與理解；另一方面，實(shí)踐到理論的過程又常常被輕視或者受限于客觀條件而不得不被弱化，偏離了實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須有效促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解與掌握，也難以達(dá)到理想的教學(xué)效果，必須進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。

3、高頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新思路與案例

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新思路

實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新思路的核心問題應(yīng)該是有效解決兩個(gè)方面的問題：

首先，到底如何才能做到從實(shí)踐中來。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)即使有了實(shí)踐環(huán)節(jié)，可能由于理論要求太多太高，或者盲目的驗(yàn)證演示太多，或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備的可測(cè)性太差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)門檻太高，學(xué)生存在畏難心理，只能是簡單的測(cè)試或抄襲了事，注定了實(shí)驗(yàn)效果很差[3]，為此要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須滿足：（1）實(shí)驗(yàn)材料簡單易得；（2）實(shí)驗(yàn)器件參數(shù)有限任意；（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)波形獨(dú)立互異；（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)備部件或模塊獨(dú)立可測(cè)。滿足上述幾個(gè)方面的要求，就能有效保證容易從實(shí)踐中來，只能從實(shí)踐中來，有效地從實(shí)踐中來，這樣才能真正地做到從實(shí)踐中來。

其次，是如何做到再回到理論中去。回到理論中去是指用實(shí)驗(yàn)原型與實(shí)驗(yàn)參數(shù)，通過理論手段和計(jì)算機(jī)建模仿真手段，對(duì)照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)波形，進(jìn)行理論與實(shí)踐的對(duì)比分析研究，目的是促進(jìn)對(duì)理論的深入準(zhǔn)確理解與把握。

3.2 LC并聯(lián)諧振電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要簡單，實(shí)驗(yàn)與測(cè)試過程不能過多與繁雜，要能夠降低學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的畏難心理，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，同時(shí)還需要徹底杜絕看實(shí)驗(yàn)、抄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)重在有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)、理解掌握和基本問題研究，最終較好地將理論指導(dǎo)、實(shí)踐技能、理論研究相結(jié)合，既加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力，還培養(yǎng)了通過實(shí)踐如何進(jìn)行理論研究的理念。

LC并聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)總體相關(guān)要求如下：

1）通過自繞線圈，實(shí)現(xiàn)任意RLC值的并聯(lián)諧振[4]實(shí)驗(yàn)，降低了實(shí)驗(yàn)門檻，解決了學(xué)生由于實(shí)踐能力、動(dòng)手能力較差，存在畏難的心理；

2）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，由于眾多實(shí)際因素影響使得理論與實(shí)驗(yàn)偏差很大，因此實(shí)驗(yàn)必須擺脫先設(shè)計(jì)后實(shí)驗(yàn)的模式，而是先直接簡單進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)；

3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案必須簡單，測(cè)試過程簡單，測(cè)試數(shù)據(jù)較少，如觀察LC并聯(lián)諧振現(xiàn)象、測(cè)試諧振頻率、諧振曲線相關(guān)電壓；

4）傳統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)類似，學(xué)生實(shí)驗(yàn)課輕松易混，很多學(xué)生最后都是看實(shí)驗(yàn)、抄實(shí)驗(yàn)，真正參與實(shí)驗(yàn)太少；由于本實(shí)驗(yàn)中自繞線圈，RLC值都不確定，不可能完全一致，徹底杜絕了抄襲實(shí)驗(yàn)；

5）實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須做到實(shí)踐能夠再回到理論中來， 需要利用基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行計(jì)算后再借助EDA仿真軟件進(jìn)行對(duì)比性理論學(xué)習(xí)研究，這一過程必須在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中體現(xiàn)。

結(jié) 論

高頻電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念就是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施進(jìn)程為從課堂理論講解到基本知識(shí)應(yīng)用于基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試，再回到理論研究和理論理解與鞏固掌握；關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施必須具備可行性，獨(dú)立互異性，否則難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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