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摘要:“高频电子线路”课程是电子、通信等专业的重要专业基础课。本文结合笔者多年对高职学生该课程的教学经验,对该课程特点、教学对象等方面进行了细致分析,提出了“知识点树形结构法”的教学方法,制定了相应的教学策略,并就改善教学过程、提高教学效果进行了深入研究。
关键词:教学对象;教学策略;知识点树形结构法;教学效果
作者简介:常书惠(1973-),女,山东烟台人,济南职业学院电子工程系,讲师,主要研究方向:电子信息与通信。(山东 济南 250103)
随着移动电话技术的升级、3G通信的成熟与普及、无线局域网WLAN、卫星通信等无线通信应用的迅猛发展,使得社会对高频通信技术人员的需求越来越大。“高频电子线路”是高频通信技术人员的核心专业课程,是无线通信的主要技术。本文结合笔者多年该课程的教学经验,从课程特点、教学对象、教学策略、教学方法等方面就改善教学过程、提高教学效果进行了研究。
一、“高频电子线路”课程的特点
1.理论性、工程实践性强
本课程是电子、通信等专业的应用技术型课程,内容涵盖了选频滤波、线性放大、振荡器、频率变换、高频功率放大、调制解调、反馈控制、频率合成等诸多内容,既有前期课程的延续、加深,更有抽象的新的数学推导和功能电路。课程工程应用性强,对学生动手能力和解决实际问题的能力要求很高。
2.专业性强,知识关联度高
该课程对“高等数学”、“电路”和“模拟电子技术”等课程相关的基础理论和基本知识要求较高,在实际的教学中也发现学生在学习该课程时有畏难心理,主要原因就是学生对基础知识如单元电路结构、工作原理掌握不牢固。
二、教学对象分析
1.学生心理特点
目前,高职生存在着较严重的对学业、事业和将来职业生涯自信心不足的问题,与本科生相比他们的学习主动性、自觉性欠缺,进取意识薄弱,自我认可程度偏低,遇到困难只知道抱怨,不知道思考如何去解决。[1]
2.学生知识水平
高职学生生源基本有两种:对口职高生和普通高考生。很显然两种生源基础不同,对口职高学生高等数学知识薄弱,但由于接触过本专业的课程,所以接受专业知识较快,但深入理解能力不够,没有足够的耐心和钻研精神。普通高考学生高等数学知识掌握较好,有助于后续专业课程的学习,也有较强的钻研精神和抽象思维能力,但由于未接触过专业知识,电路的分析和应用能力很弱。
3.学生学习该课程情况
学生在学习该课程时普遍感到困难。学生的薄弱环节明显表现在两个方面:一是基础不牢固。对基础单元电路结构、工作原理不理解,或者已经遗忘。二是理论和实际脱节。对于单元电路理解了工作原理和电路组成,但不知如何应用。
三、教学策略的制定和实施
笔者针对“高频电子线路”的课程特点、教材特点并结合高职学生的具体情况制定了以下相应教学策略。
1.培养学生的自信心
要引导学生认识自身不足,更要正确评估自身优势。加强学生的专业意识教育,使学生及早了解自己的专业,弄清自己今后的发展方向,转移消极情绪倾向。建议学生将自己的发展与社会、企业结合,在实践中找到自己的特长,发掘发展潜力,培植优越感,增强自信心。[1]
2.行之有效的教学方法
该课程的主要内容包括通信系统中各级电路的组成、工作原理、实现功能及应用。在教学过程中,如果没有一条线将这些“形散而神不散”的知识点贯穿起来,学生学起来很容易产生“云深不知处,只缘身在此山中”的感觉。找到一条线索把知识点贯穿起来,帮助学生理清知识点,把知识点间的相互联系结构化,对学生不仅“授之以鱼”,而且“授之以渔”,学生在学习过程中就会变被动思考为主动学习,学习兴趣大大提高,也会取得事半功倍的教学效果。以下是笔者结合多年的教学实践总结出的一套行之有效的教学方法,称之为“知识点树形结构法”。
(1)“知识点树形结构法”:该方法大致分三个步骤:第一步,画出通信系统的组成框图。[2]通信系统基本由六部分组成:信源、输入换能器、发送设备、信道、接收设备、输出换能器。第二步,对上述组成框图中的各个框图进行分解。以框图当中发送设备的组成为例,发送设备由低频信号放大器、调制器、功率放大器组成;实际这一层的每一个框图都是教材中一个章节的内容。第三步:填充实现电路。按各框图的要求填充具体实现电路,各框图完成某种功能,可能实现电路有多种。比如低频信号放大器,可以由常用的共射组态放大器实现,也可由共基组态电路实现。调制器可以由二极管双平衡相乘器或差分对模拟相乘器实现。振荡器可以由三点式振荡电路或石英晶体振荡电路实现。知识点树形结构框图如图1所示。
(2)“知识点树形结构法”总结:通过这样的梳理,整个课程的内容通过框图这个四级树形结构联系在一起,各知识点的相互连接、电路之间的关系和电路的应用一目了然。该方法总结起来是将知识点做树形结构化整理,梳理出主线上的关键知识点和应用范畴。从电路上讲,树的根部就是整个通信系统,树形结构从发送端经过信道到接收端的六个分支分别是信源、输入换能器、发送设备、信道、接收设备、输出换能器。每个分支的功能是相互独立的。具体每个功能要靠具体的电路去实现,也就是按功能填充到每一个分支的电路的单元电路。这样从一个系统到各个组成再到实现的单元电路的树形结构就形成了。应用时只需将相应的电路放进树形结构相应的位置,就组成了通信系统。
3.注重教学实施
教学方法得以有效实行,还要依靠教学实施环节,才能最终取得满意的教学效果。该课程电路知识较多,用到电子技术的专业基础知识较多,知识点环环相扣。每一个知识点掌握好,有利于后面章节内容的展开,否则学生心里总有疑问,疑团越多,逐渐就会成为他们学习的障碍。
(1)“知识点树形结构法”的实施:在介绍该课程时就可以使用知识点树形结构图(如图1)。每一章节基本是一个独立的单元,例如高频功率放大器一章的教学内容,与其他章节之间既紧密联系又有一定的独立性,就可以应用“知识点树形结构法”实施教学。高频功率放大器是通信系统发送端的末级电路,在图1中已经画出。讲解时可直接根据树形结构图介绍该电路在整个系统中的位置,具体实现电路如丙类功放、丁类功放也画在树形结构图中,然后介绍丙类和丁类功放的电路组成、工作原理和实现功能。在教学过程中配合多媒体教学会更直观,教学效果更好。
(2)把握教学重点和教学难点,联系基础知识的应用:该课程以单元电路讲解为主,讲解时注重电子技术等基础知识在其中的应用,随着电路知识的加深,从单元电路到级联电路到整个通信系统的电路组成,这样学生既联系了电子技术的知识也知道这些电路应用在什么地方,也就达到了学有所会,学有所用,逐渐在抽象的理论方面产生兴趣。对于在电路分析中常遇到的利用高等数学知识进行推导,笔者认为只是一个工具,如果能熟练应用固然很好,但通过教学发现大部分高职学生对此不感兴趣,鉴于此要求学生能通过数学推导理解最终结论即可。
(3)将知识点转化为工程应用:该课程理论知识较多,应用内容较少,讲解时要注重知识点与工程应用结合。当然这也对教师素质提出了更高的要求。例如以高频功率放大器为例介绍,在具体实现电路中,集电极调制特性是工程应用中常用到的调节输出功率大小的一个特性,这一知识点理论理解需要一定的讲解和推导,与前面知识点理论方面联系紧密,理解较困难,但在实践应用时只需知道集电极电源VCC增加,输出功率成倍增加,反之亦然。这样,抽象难懂的理论既变得简单实用又具有指导意义,学生在会应用之后反过来还会促进理论知识的学习,将该课程的学习过程变为良性循环过程。
4.加强实验操作,实训和实战结合
作为教学的一个重要方面,实践环节对于学生理解知识、增进学习兴趣、掌握知识要点、培养动手能力起到不可替代的作用。[3]该课程教学实践过程中一般采取实验仿真再到动手实验,动手实验验证是理论到实践的重要过程。比如可以结合教材内容开设小信号选频放大电路实验;高频丙类功率放大器实验;集成调频发射、接收系统实验。[4]鼓励学生在实验和动手操作中发现问题,并视问题性质有些可由教师亲自予以解答,有些具有代表性的问题可让学生讨论。通过实验逐步培养学生发现问题、解决问题、理论联系实际的能力。[5]除了在学校的实验,学校可组织学生到高频无线通信设备生产、维修企业(如手机维修点)学习,通过实践学习,能够了解高频设备的生产方法、设计理念、维修设备及相关流程,对学生日后就业都能够产生积极的影响。
总之,要使“高频电子线路”课程的教学效果明显提高,需要克服学生对该课程的畏难心理,还需要有一套完整的教学策略和行之有效的教学方法。学生掌握该方法不仅使该课程的学习能取得事半功倍的效果,对其他课程的学习也会有很大帮助和启发。
参考文献:
[1]王轶.培养高职院校学生的自信心[C].无锡职教教师论坛论文集,2007.
[2]胡宴如.高频电子线路(第三版)[M].北京:高等教育出版社,
2004.
[3]刘静波.高频电子线路实践教学的建设和探索[J].电气电子教学学报,2006,(8).
[4]杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001.
[5]朱颖莉.高频电子线路实验教学改革的探索[J].科技广场,
2008,(2).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:教学对象;教学策略;知识点树形结构法;教学效果
作者简介:常书惠(1973-),女,山东烟台人,济南职业学院电子工程系,讲师,主要研究方向:电子信息与通信。(山东 济南 250103)
随着移动电话技术的升级、3G通信的成熟与普及、无线局域网WLAN、卫星通信等无线通信应用的迅猛发展,使得社会对高频通信技术人员的需求越来越大。“高频电子线路”是高频通信技术人员的核心专业课程,是无线通信的主要技术。本文结合笔者多年该课程的教学经验,从课程特点、教学对象、教学策略、教学方法等方面就改善教学过程、提高教学效果进行了研究。
一、“高频电子线路”课程的特点
1.理论性、工程实践性强
本课程是电子、通信等专业的应用技术型课程,内容涵盖了选频滤波、线性放大、振荡器、频率变换、高频功率放大、调制解调、反馈控制、频率合成等诸多内容,既有前期课程的延续、加深,更有抽象的新的数学推导和功能电路。课程工程应用性强,对学生动手能力和解决实际问题的能力要求很高。
2.专业性强,知识关联度高
该课程对“高等数学”、“电路”和“模拟电子技术”等课程相关的基础理论和基本知识要求较高,在实际的教学中也发现学生在学习该课程时有畏难心理,主要原因就是学生对基础知识如单元电路结构、工作原理掌握不牢固。
二、教学对象分析
1.学生心理特点
目前,高职生存在着较严重的对学业、事业和将来职业生涯自信心不足的问题,与本科生相比他们的学习主动性、自觉性欠缺,进取意识薄弱,自我认可程度偏低,遇到困难只知道抱怨,不知道思考如何去解决。[1]
2.学生知识水平
高职学生生源基本有两种:对口职高生和普通高考生。很显然两种生源基础不同,对口职高学生高等数学知识薄弱,但由于接触过本专业的课程,所以接受专业知识较快,但深入理解能力不够,没有足够的耐心和钻研精神。普通高考学生高等数学知识掌握较好,有助于后续专业课程的学习,也有较强的钻研精神和抽象思维能力,但由于未接触过专业知识,电路的分析和应用能力很弱。
3.学生学习该课程情况
学生在学习该课程时普遍感到困难。学生的薄弱环节明显表现在两个方面:一是基础不牢固。对基础单元电路结构、工作原理不理解,或者已经遗忘。二是理论和实际脱节。对于单元电路理解了工作原理和电路组成,但不知如何应用。
三、教学策略的制定和实施
笔者针对“高频电子线路”的课程特点、教材特点并结合高职学生的具体情况制定了以下相应教学策略。
1.培养学生的自信心
要引导学生认识自身不足,更要正确评估自身优势。加强学生的专业意识教育,使学生及早了解自己的专业,弄清自己今后的发展方向,转移消极情绪倾向。建议学生将自己的发展与社会、企业结合,在实践中找到自己的特长,发掘发展潜力,培植优越感,增强自信心。[1]
2.行之有效的教学方法
该课程的主要内容包括通信系统中各级电路的组成、工作原理、实现功能及应用。在教学过程中,如果没有一条线将这些“形散而神不散”的知识点贯穿起来,学生学起来很容易产生“云深不知处,只缘身在此山中”的感觉。找到一条线索把知识点贯穿起来,帮助学生理清知识点,把知识点间的相互联系结构化,对学生不仅“授之以鱼”,而且“授之以渔”,学生在学习过程中就会变被动思考为主动学习,学习兴趣大大提高,也会取得事半功倍的教学效果。以下是笔者结合多年的教学实践总结出的一套行之有效的教学方法,称之为“知识点树形结构法”。
(1)“知识点树形结构法”:该方法大致分三个步骤:第一步,画出通信系统的组成框图。[2]通信系统基本由六部分组成:信源、输入换能器、发送设备、信道、接收设备、输出换能器。第二步,对上述组成框图中的各个框图进行分解。以框图当中发送设备的组成为例,发送设备由低频信号放大器、调制器、功率放大器组成;实际这一层的每一个框图都是教材中一个章节的内容。第三步:填充实现电路。按各框图的要求填充具体实现电路,各框图完成某种功能,可能实现电路有多种。比如低频信号放大器,可以由常用的共射组态放大器实现,也可由共基组态电路实现。调制器可以由二极管双平衡相乘器或差分对模拟相乘器实现。振荡器可以由三点式振荡电路或石英晶体振荡电路实现。知识点树形结构框图如图1所示。
(2)“知识点树形结构法”总结:通过这样的梳理,整个课程的内容通过框图这个四级树形结构联系在一起,各知识点的相互连接、电路之间的关系和电路的应用一目了然。该方法总结起来是将知识点做树形结构化整理,梳理出主线上的关键知识点和应用范畴。从电路上讲,树的根部就是整个通信系统,树形结构从发送端经过信道到接收端的六个分支分别是信源、输入换能器、发送设备、信道、接收设备、输出换能器。每个分支的功能是相互独立的。具体每个功能要靠具体的电路去实现,也就是按功能填充到每一个分支的电路的单元电路。这样从一个系统到各个组成再到实现的单元电路的树形结构就形成了。应用时只需将相应的电路放进树形结构相应的位置,就组成了通信系统。
3.注重教学实施
教学方法得以有效实行,还要依靠教学实施环节,才能最终取得满意的教学效果。该课程电路知识较多,用到电子技术的专业基础知识较多,知识点环环相扣。每一个知识点掌握好,有利于后面章节内容的展开,否则学生心里总有疑问,疑团越多,逐渐就会成为他们学习的障碍。
(1)“知识点树形结构法”的实施:在介绍该课程时就可以使用知识点树形结构图(如图1)。每一章节基本是一个独立的单元,例如高频功率放大器一章的教学内容,与其他章节之间既紧密联系又有一定的独立性,就可以应用“知识点树形结构法”实施教学。高频功率放大器是通信系统发送端的末级电路,在图1中已经画出。讲解时可直接根据树形结构图介绍该电路在整个系统中的位置,具体实现电路如丙类功放、丁类功放也画在树形结构图中,然后介绍丙类和丁类功放的电路组成、工作原理和实现功能。在教学过程中配合多媒体教学会更直观,教学效果更好。
(2)把握教学重点和教学难点,联系基础知识的应用:该课程以单元电路讲解为主,讲解时注重电子技术等基础知识在其中的应用,随着电路知识的加深,从单元电路到级联电路到整个通信系统的电路组成,这样学生既联系了电子技术的知识也知道这些电路应用在什么地方,也就达到了学有所会,学有所用,逐渐在抽象的理论方面产生兴趣。对于在电路分析中常遇到的利用高等数学知识进行推导,笔者认为只是一个工具,如果能熟练应用固然很好,但通过教学发现大部分高职学生对此不感兴趣,鉴于此要求学生能通过数学推导理解最终结论即可。
(3)将知识点转化为工程应用:该课程理论知识较多,应用内容较少,讲解时要注重知识点与工程应用结合。当然这也对教师素质提出了更高的要求。例如以高频功率放大器为例介绍,在具体实现电路中,集电极调制特性是工程应用中常用到的调节输出功率大小的一个特性,这一知识点理论理解需要一定的讲解和推导,与前面知识点理论方面联系紧密,理解较困难,但在实践应用时只需知道集电极电源VCC增加,输出功率成倍增加,反之亦然。这样,抽象难懂的理论既变得简单实用又具有指导意义,学生在会应用之后反过来还会促进理论知识的学习,将该课程的学习过程变为良性循环过程。
4.加强实验操作,实训和实战结合
作为教学的一个重要方面,实践环节对于学生理解知识、增进学习兴趣、掌握知识要点、培养动手能力起到不可替代的作用。[3]该课程教学实践过程中一般采取实验仿真再到动手实验,动手实验验证是理论到实践的重要过程。比如可以结合教材内容开设小信号选频放大电路实验;高频丙类功率放大器实验;集成调频发射、接收系统实验。[4]鼓励学生在实验和动手操作中发现问题,并视问题性质有些可由教师亲自予以解答,有些具有代表性的问题可让学生讨论。通过实验逐步培养学生发现问题、解决问题、理论联系实际的能力。[5]除了在学校的实验,学校可组织学生到高频无线通信设备生产、维修企业(如手机维修点)学习,通过实践学习,能够了解高频设备的生产方法、设计理念、维修设备及相关流程,对学生日后就业都能够产生积极的影响。
总之,要使“高频电子线路”课程的教学效果明显提高,需要克服学生对该课程的畏难心理,还需要有一套完整的教学策略和行之有效的教学方法。学生掌握该方法不仅使该课程的学习能取得事半功倍的效果,对其他课程的学习也会有很大帮助和启发。
参考文献:
[1]王轶.培养高职院校学生的自信心[C].无锡职教教师论坛论文集,2007.
[2]胡宴如.高频电子线路(第三版)[M].北京:高等教育出版社,
2004.
[3]刘静波.高频电子线路实践教学的建设和探索[J].电气电子教学学报,2006,(8).
[4]杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001.
[5]朱颖莉.高频电子线路实验教学改革的探索[J].科技广场,
2008,(2).
(责任编辑:麻剑飞)