电子线路课程在大学教育中的作用

高频实验课程教学的主要难点是高频电路中元器件的内部参数及电路引线等引入的分布参数对实验结果影响较大，如何使学生自主设计和制作频率较高的实验电路，并使学生体验分布参数的影响以及学会如何减小这些影响等［5］．为此，信电学院对高频实验课程改革采取“3步走”的方案，即以验证性实验教学环节为基础，设计性实验教学环节为主体，毕业设计教学环节为延伸；在具体操作中实施课堂教学以验证与设计相结合，实验教学以设计与实践相结合，实验考核以评价体系与激励机制相结合，以达到理想的教学效果，促进实现电子类应用型人才的培养目标．

1课堂教学以验证与设计相结合

1）验证性实验．根据高频理论课涉及的教学内容，将理论课与实验课教学内容进行整合．主要分为3大模块：信号产生电路模块、信号放大电路模块和信号频率变换电路模块，每个模块又分为几个系统子模块（电路）：正弦波振荡器、高频小信号放大电路、高频大信号功率放大电路、调幅波的调制与解调、调角波的调制与解调、锁相环等．验证性实验的教学内容主要分布在前2个模块，从实验教学经验出发，选择正弦波振荡器和高频小信号放大电路作为验证性实验内容．2）设计性实验．高频通信模块的重点和难点是信号的变换模块，即基带信号调制和解调子系统．因此设计性实验准备了“AM调幅发射机整机模块设计”“AM调幅接收机整机模块设计”“FM发射机的设计与制作”和“FM接收机的设计与制作”4个实验，学生可自由选择其中一个实验．以“AM调幅发射机整机模块设计”为例：（1）完成实验题目的验证性实验过程．即利用实验箱上的AM调幅模块按照实验指导书将调幅波形显示出来，并计算调幅模块相关参数．该验证性实验的目的是让学生理解和把握AM调幅模块的相关理论知识，形成对电路组成和电路参数设计的必要认识．（2）熟悉功能电路的设计过程．在完成验证性试验的基础上引导学生从仿真、设计制作、调试和测量等环节熟悉功能电路的设计制作过程．AM调幅发射机整体模块包括信号产生电路子模块、信号放大电路子模块和信号调制电路子模块，如图1所示．AM调幅模块所对应的调幅接收机整机模块包括低噪声放大模块、中频放大模块、包络检波器和低频放大模块，如图2所示．3）设计性实验步骤．设计性实验以验证性实验为基础，在设计性实验之前，要求学生根据所选题目（实验主题）在实验箱上自行完成参数的提取和验证，在分析基本单元电路原理的基础上进行系统的搭建．在实验过程中，坚持以学生为实验主体，指导老师仅提供一些参考题目，由学生自行设计、分析和搭建电路．也可以在原有成熟电路的基础上，让学生进行适当地调整和功能添加．设计性实验主要操作步骤如下：（1）给出4个与调幅发射接收模块、调频发射接收模块相关的实验主题，学生选择其中一个题目，进行基于实验箱的验证性实验．（2）根据实验指导书的步骤完成验证性实验，在充分理解电路组成和参数含义的基础上得出相应的实验结果．之后由学生自行完成电路的复原设计和创新性设计过程，对增加的电路功能和电路参数的设定需要进行仿真验证，作出必要的分析后再进行电路或元器件的参数调整．（3）按照所设计的电路明确电子元器件的具体型号，列出元器件清单，教师参阅后由学生自己购买（或集中采购）所需要的电子元器件．该步骤在于培养学生熟悉电路图和相关元器件的型号／性能以及查阅相关参考资料的能力．（4）在实验室完成电路焊接（由实验室提供信号源、焊锡、电烙铁、示波器等实验设备）．学生可按照自己设计的电路图进行连线焊接，在焊接电路过程中，教师对出现的问题随时进行指导和纠正．（5）对焊接完成的电路进行测试，得出所需要的实验数据．将该实验数据与验证性实验得到的数据进行对比分析，计算出误差值并详细说明误差存在的原因，提出一定的解决方案．能力强的学生可以根据高频线路基本知识进行自由发挥，设计功能更强的电路．

2实验教学以设计与实践相结合

为加强高频课程在大学生实践教学中的应用，信电学院根据高频教材内容并结合高频实验室实际情况，在实验教学内容中增加了典型的高频电路设计性实验．并在多年实践教学基础上建立了基于高频实验课程教学内容的实践教学体系，将之贯穿于整个本科教学过程．主要由以下环节构成：1）“新苗”选拔环节．以统一出题统一打分的考核方式在大一学生中选拔具有一定基础知识和动手能力的学生进入“新苗”班，作为学校设立的大学生科技基金的预备人员及暑期大学生电子竞赛参赛预备人员进行培养．2）专题设计环节．根据信息工程类专业培养方案，在大二下学期设置“专题设计”学分修读环节．由3名教师分别牵头组成设计小组，每个小组负责一个专业班级的教学任务，教师根据实际情况选择3个题目，题目之间具有相关性和系统性，学生分小组进行选题和电路设计制作．专题设计环节重在培养学生的团队合作能力，提高学生对于新的教学方法的适应性．3）高频实验课程课堂教学环节．在大三上学期设置以设计性实验为主要内容的高频实验课程教学，安排设计性实验任务，推进创新性实践．4）暑期实训环节．利用暑期进行短期实训以及暑期竞赛的培训．5）毕业设计环节．将高频实验教学相关知识点纳入毕业设计选题，如“基于DSP的高频小信号放大器设计”“高频数字FM调频发射系统设计”等．要求部分学生，特别是参加过相关课题研究的学生选择该类课题进行设计与实现．

3实验考核以评价体系与激励机制相结合

实验考核是实验教学的重要组成部分．为保证实验教学的成效，信电学院将评价体系与激励机制相结合，加强教学控制和评价，并将实验成绩改为由平时成绩、期末考核成绩和奖励成绩3个部分组成．1）加强教学过程控制和评价．为加强实验教学特别是设计性实验过程控制，将验证性实验安排8学时；设计性实验安排为24学时．在设计性实验中，由学生设计电路方案，用LABVIEW等软件进行仿真验证（利用课余时间完成），仿真通过后，进行线路板绘制、制版、焊接、调试和测量．教师对每一个环节进行跟踪和打分评价，部分环节评价可让学生适当参与．具体评分方法为：出勤占10％；验证性实验20％；设计性实验过程70％（其中实验过程20％，实物30％，测试结果与报告20％）．实验报告评分根据实验报告的实验原理、实验过程、实验数据处理、实验结论等内容给出；实验操作则根据课堂表现，由任课教师进行重点考核．2）实行激励机制，倡导探索精神．在实验教学中，传授探索的方法和经验，培养学生的探索精神是实验课改革的重点和难点．为此，教师在引导鼓学生答题或设计时，应鼓励他们对题目要求以外的问题进行探索，对善于探索的学生给予其向同学示范的机会，以激发探索的激情和营造氛围．如在设计性实验“AM调幅系统的设计与实现”中，鼓励学生上网查阅资料，自行设计电路模块和电路原理图，针对电路焊接与调试中存在的不确定问题尝试自己解决．教师则通过现场指导，网上答疑，以肯定、赞许、支持等激励手段进行过程控制，选择表现较好的学生进行作品展示并参加大学生科研和大学生竞赛．

4结语

信电学院以创新实习基地为平台，将大学生科研和专业技能竞赛活动纳入实验课程教学改革，推行验证性与设计性相结合的实验方法，对高频实验课程在大学生实践教学中的应用进行了积极探索．教学实践表明，将高频实验教学改革与大学生科研实践活动结合起来，在教学中以理论联系实际，有效化解难点，学生的学习兴趣和动手能力明显提高，有利于调动学生的学习积极性，激发其积极探索、大胆创新的意识，促进实践教学和学生课外学术科技活动的蓬勃发展，同时为构建适合于应用型人才培养的创新实践教学体系积累了宝贵的经验．

作者：汪秋婷 周选昌 倪杰 单位：浙江大学城市学院 信息与电子工程学院