1、高頻電子線路實驗教學改革的探索     【摘要】高頻電子實驗是各高校電子與信息工程專業的一門重要的實驗課,但是高頻實驗中存在著一個最大的問題就是實驗不好做。本文從高頻實驗過程中存在的問題進行了分析和探討。 【關鍵詞】高頻電子線路;實驗;教學方法 1 前言 高頻電子線路是一門重要的電子技術基礎課,其對應的高頻電子實驗也是各高校電子與信息工程專業的一門重要的實驗課,其目的主要就是為了加深學生對理論的理解、培養學生發現問題、解決問題的能力,培養學生理論聯系實際的能力以及實事求是的工作態度、嚴謹的學術作風。 但是高頻實驗中存在著一個最大的問題就是實驗不好做,由于

2、實驗對儀器精度要求高,高頻電路易受外界的干擾,分布電容、分布電感的存在對實驗電路影響大,實驗調試難等導致了大多數學生都沒有耐心和信心去完成實驗內容,從而使得最后的實驗效果不理想。 2 高頻實驗教學方法的探索 下面針對于高頻實驗過程中存在的問題進行一一分析探討。 2.1 實驗設備存在的問題:目前大多數高校的高頻實驗都是在實驗箱外帶示波器和信號發生器以及一些輔助工具的情況下完成的,這樣的產品的確非常方便,既讓學生使用操作起來方便,也方便于學校的儀器管理和實驗室管理人員的維護管理工作,而實驗指導老師也只需要在實驗課堂中告訴學生如何接線就可以觀察到所需要的波形和信號即可。但是,實驗課后普遍學生還是感到

3、很多疑問和困惑:如實驗項目已經按照實驗任務書完成,實驗結果也正確,但是這些結果到底是如何實現的?是否可以用其他方式實現?如何制作這樣的模塊的?制作過程中會出現什么問題?等等,這些本該是真正讓學生了解的內容確都被實驗箱給簡化了,所以才會導致學生雖然完成了實驗,但并沒有真正的了解實驗實現的過程,也沒有將實驗與理論結合起來,從而也就沒有真正的達到實驗目的。這樣,高頻實驗就沒有真正的對學生更好更準確的掌握高頻的理論知識起到輔助作用,反而加深了學生的各種各樣的疑問。為了解決這個問題,我認為可以采取讓學生自己完成電路的設計、制作與測試的過程,雖然這樣會導致實驗課程時間的不足,但是可以細分一下,比如一些電路

4、設計的過程可以在實驗課前完成,再讓學生在實驗課中具體實現。當然這種方法比較適合于實驗課時安排較多的學校。 2.2 學生自身存在的問題:根據多年從事高頻實驗教學工作來看,學生在做實驗的時候自身也存在各方面的問題,比如有的學生害怕接觸實驗儀器,可能出于實驗設備昂貴的原因,學生都不敢隨便動用設備上的任何一個旋鈕或開關,這主要是因為學生的自信心不足造成;有的學生則不認真預習實驗,老師講解中也不認真聽講,所以做實驗時不用心,敷衍了事等等。針對這些學生要分別采取不同的措施,比如對于部分信心不足的學生,老師的幫助會直接影響到學生的實驗態度,比如當學生在實驗過程中出現問題時,詢問老師怎么辦的時候,老師不是直接

5、動手解決問題,而應該采取多鼓勵少批評的原則,在旁邊耐心的指導學生去操作,鼓勵學生大膽細心地使用相關的儀器設備,讓學生在遇到問題的時候不要急,引導學生自己去分析問題、發現問題,再一起合理的解決問題,這樣既能增加學生的信心,又能使得學生的動手能力和解決問題的能力得到有效的提高。 總之,在學生這方面,不僅學生自身需要嚴格要求自己,從中也需要老師的耐心引導,特別對于實驗方面,我們應該引導學生要抱著一種耐心細致的態度去對待每一次實驗;要從每次的實驗中理解專業的概念;煅煉其發現問題、分析問題、解決問題的能力;要求他們認真地、耐心地處理每一個問題;使學生認識到,只有這樣才能在專業知識與個人素質方面同時得到提

6、升;也才能從這些提升中獲得更大的自信心、成就感,而后對學生將來的發展更具有意義。 2.3 高頻實驗指導書方面存在的問題:根據考察往年的高頻實驗內容發現,幾乎大多數高校至少近10年左右都采用內容相同的高頻實驗指導書,實驗內容幾乎每年都一樣,對于電子這種更新飛快的技術類專業而言,我認為在實驗內容上應該根據當前市場情況和根據應用型人才培養目標及教學計劃的要求,以突出基本技能訓練,加強分析能力培養作為改革實驗內容的主導思想。高頻實驗屬于基礎實驗,應注重于高頻電路基本技能的訓練,同時為了適應現代科學技術發展的需要,還應加強學生分析能力的培養,為他們今后的發展創造良好的空間。為了解決這種問題,我提出以下幾

7、點: 2.3.1 加強實驗指導書內容與現代電子技術的結合。經過走訪、參觀,在搜集了大量而全面的資料的基礎上,對傳統高頻實驗內容進行刪減,刪去陳舊和應用較少的內容,增加了中規模集成器件的應用等新技術內容,盡量使實驗內容與現代電子技術結合起來,保持實驗內容的前沿科技性。根據學校的條件,把高頻實驗室建成一個先進的現代化實驗室,比如多采用數字式儀表,如示波器采用60MHz數字存儲示波器,高頻信號源采用40MHz直接數字合成發生器。由此實驗內容都根據數字式儀表進行相關調整,同時增加了過去模擬式儀表所不能進行的內容。并積極進行仿真實驗的開發與開出等等。 2.3.2 實驗指導書中為了能力培養,突出基本技能的

8、訓練,做到目標明確、落實到位。由于學生基礎水平差異較大,在從事工程實踐能力,對問題的理解能力、實驗報告撰寫能力等方面存在比較大的差異。對放大電路工作點的測量與調整不能理解與實際操作,對實驗報告的分析停留在“書本復制”的水平上而且相互抄襲現象嚴重,對實驗數據的處理缺少思考與獨立的見解,甚至僅有數據沒有分析。出現這些現象的主要原因是學生進行電子實踐的時間比較少,練習不夠,分析能力的培養缺少。針對這些情況,又考慮到高頻電路實驗的復雜性,我們采用突出重點,以基本技能訓練為主的實驗方法,來提高學生的動手能力。比如我們可以把高頻實驗內容分成7個單元,每個單元確定基本內容,內容安排上由簡單到復雜,循序漸進,

9、逐步增加;實驗中對基本內容進行重點講授,反復強調;對具體操作進行示范,然后布置學生反復練習,還要進行抽查考核,做到目標明確,措施落實。以此促進學生基本技能的掌握,增強學習信心,提高獨立工作能力。 增加儀器儀表使用練習,把學習電子儀器的使用及測試方法貫穿于各個實驗中;另外,加強每次實驗數據整理與分析的指導。 2.3.3 實驗指導書中加強實踐與理論的結合,提高分析能力。加強實驗內容與理論教學內容的結合,使復雜的高頻電子技術理論與實踐有機結合在一起,避免理論與實踐脫節和不必要的重復。理論課以電路原理分析為主,實驗課以電路調試技能訓練為主,實驗課的調試理論、電路的工程設計方法,常見故障現象及其分析,電

10、路性能估算與分析,必須與理論課內容相配合、互相銜接,才能更有效地提高學生解決實際問題的能力。 實驗過程中要不斷地提出問題,指出故障現象,要求學生結合實驗加以解決;對每一個實驗結果都要求學生進行分析,說明理由,迫使學生邊做實驗、邊思考、邊分析,使實驗過程成為理論與實踐相結合的過程,這樣不但提高了實驗技能,同時也促進了理論知識的掌握。 2.3.4 提高實驗指導書內容的實用性和多樣性。實驗內容的選擇在滿足教學基本要求的前提下,盡量與現代高頻技術應用相結合,而且具有實用性,以激發學生對實驗的興趣。 實驗內容有基礎、拓寬和提高三個部分,安排上循序漸進,由簡單到復雜,由基本技能訓練到綜合能力的培養,符合學

11、生的認識規律、易于接收。在實驗內容安排上注意多樣性,同一類型的實驗有幾種電路和方法,有簡單的、有復雜的,有用實驗電路板進行測試、也可用面包板組裝或印制電路板焊接,有電路的測試、也有單元電路的設計、或較復雜的小系統電路的設計安裝調試,以便根據不同班級,不同水平選用,為靈活安排實驗內容提供了充分條件。 2.4 實驗教學時間安排方面存在的問題:就部分高院安排高頻電子線路課程的情況來看,大多采用1:1的比例,即50個課時一學期的話,25個課時為理論課,25個課時為實驗課,其實這種安排的方式我個人認為不是適合于任何學校的。應該根據該學校的辦校宗旨來合理安排,就一些職業技術類學院來說,我認為既然是職業類,

12、還是應該注重動手能力為主,而且不同的班級特點也應該分別安排,比如我校電子專業有2個班,一個班是普通高中錄取的,另一個則是職業高中錄取,普通高中的學生都是第一次接觸電子類專業課程,特別對于高頻這樣高難度的課程來說,大多數學生學起來都很困難,所以我覺得對于這樣的班級學生應該理論上多讓學生接觸一些,畢竟理論都還沒有理解就去動手,實在是有點趕鴨子上架的味道,所以我在帶這個班級實驗的時候非常的累,因為他們就理論上面的內容都完全不理解,所以都無從動手的感覺;相對的另一個班級因為電子的一些課程都有過接觸,所以我認為他們在理論的理解上要比第一次接觸的學生快的多,所以對于他們,我認為應該多采取讓他們動手,而且不

13、僅僅只是重復做著以前做過的實驗,而是應該安排更有難度的綜合性實驗,這樣才能提起他們的興趣,而不至于浪費寶貴的時間。當然上面的情況都只是對于我校的情況而言,不同的問題還是要采取不同的解決方法,但是在這里我認為各個高校應該就這個課程安排上面能以實事求是的精神合理安排,才不至于出現很多學生在學校混文憑的可悲局面。 還有在實驗課程的實施方面各高校能根據目前的科技做不同的調整,不能一直都采用以前的老的實驗套路,比如對于高頻實驗來說,實驗設備等存在的問題不能完全的解決的情況下,可以再采用其他的方法,如引入仿真實驗,完善實驗方法,增強實驗效果。如高頻實驗中的包絡檢波實驗改變元件參數,觀察實驗現象,要求元件更換頻繁、焊接易出問題;分布電容、分布電感對實驗影響大,但如果引入仿真就方便的多了,當然也不能完全用仿真來代替實驗箱的操作方式,而