鐘玲玲，劉 康，王中豪

（安徽新華學(xué)院，安徽 合肥230088）

當(dāng)今社會(huì)，國家提倡“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，學(xué)校作為高水平應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)單位，近年來大力鼓勵(lì)全校師生科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動(dòng)[1-3]。而在各種科技創(chuàng)新活動(dòng)中，學(xué)生自覺高頻電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、知識點(diǎn)薄弱，缺少相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，心理上對高頻類設(shè)計(jì)產(chǎn)生排斥，即使選擇了該類課題，也因方案論證不明晰、模擬電路調(diào)試?yán)щy等原因在設(shè)計(jì)過程中栽了不少跟頭[4]。由此提出多維聯(lián)動(dòng)教學(xué)模式，以便充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，推動(dòng)其去想、去學(xué)、去用，培養(yǎng)他們項(xiàng)目開發(fā)的習(xí)慣，促使學(xué)生學(xué)以致用。

一、存在的問題

首先，高頻非線性電路分析不能采用疊加定理，而必須求解非線性方程，包括非線性代數(shù)方程和非線性微分方程，因此對高頻電路需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)分析，但嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析在工程應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)，所以學(xué)習(xí)過程中還要對理論電路做工程近似，根據(jù)實(shí)際情況建立器件的數(shù)學(xué)模型及其工作條件。

其次，高頻電路種類和電路形式繁多，給學(xué)習(xí)帶來較大難度。高頻電路講述通信設(shè)備的各功能電路，所以電路種類比較多，且實(shí)現(xiàn)每一種功能的電路形式也是多樣的。在如此繁多的電路面前，學(xué)生往往一知半解，容易產(chǎn)生似是而非、糊里糊涂的感覺。

二、教學(xué)改革的措施

根據(jù)地方性應(yīng)用型高校辦學(xué)的總體方針和應(yīng)用型課程的改革指導(dǎo)，確立了適應(yīng)新形勢新任務(wù)下的改革思路：著力培養(yǎng)應(yīng)用型人才，理論結(jié)合實(shí)踐，提高學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐能力，體現(xiàn)“寓教于樂”的宗旨，激發(fā)學(xué)生對理論應(yīng)用于實(shí)踐的強(qiáng)烈興趣，對學(xué)生要循循善誘，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，不斷優(yōu)化教學(xué)方法，密切關(guān)注日新月異的科技發(fā)展，引領(lǐng)學(xué)生跟上科技潮流，積極接納新事物，培養(yǎng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)的能力。具體改革措施如下：

（一）教學(xué)內(nèi)容模塊化

根據(jù)高頻電路工程實(shí)踐性的要求，按照調(diào)幅收音機(jī)和無線對講機(jī)的工作過程，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)與順序。采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式分解和重組電路，使得理論知識和實(shí)踐知識有機(jī)結(jié)合。其中理論知識不強(qiáng)求面面俱到，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和知識基礎(chǔ)，突出實(shí)踐性強(qiáng)的知識點(diǎn)。調(diào)整的教學(xué)內(nèi)容如圖1所示：

圖1 模塊化教學(xué)內(nèi)容

比如，無線對講機(jī)項(xiàng)目，其功能可以劃分為兩大模塊：調(diào)頻發(fā)送設(shè)備和調(diào)頻接收設(shè)備，每個(gè)模塊對應(yīng)的單元電路和知識點(diǎn)如表1所示。用到了教學(xué)知識體系中的LC正弦波振蕩器、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路、丙類諧振功率放大器、單諧振回路諧振放大器、雙失諧斜率鑒頻器、自動(dòng)頻率控制電路和鎖相環(huán)電路。

表1 項(xiàng)目課題-模塊電路-單元電路-知識點(diǎn)的教學(xué)體系示例

（二）教學(xué)模式多維聯(lián)動(dòng)

課程教學(xué)以應(yīng)用為核心，采用項(xiàng)目化訓(xùn)練手段，將實(shí)用項(xiàng)目的開發(fā)過程貫穿于理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，并結(jié)合各類學(xué)科競賽，多維聯(lián)動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力，如圖2所示。具體措施如下：

1.層次化教學(xué)

圖2 多維聯(lián)動(dòng)教學(xué)模式

項(xiàng)目按功能和遞進(jìn)關(guān)系劃分成四個(gè)層次。第一層是把項(xiàng)目分解成若干個(gè)子項(xiàng)目，分別闡述每一個(gè)子項(xiàng)目的工作原理，對項(xiàng)目進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)；第二層是依據(jù)總體方案設(shè)計(jì)，在Multisim軟件中畫出項(xiàng)目原理圖，通過虛擬仿真測試電路功能原理；第三層是根據(jù)原理圖進(jìn)行實(shí)物電路搭建，設(shè)置功能測試點(diǎn)，對每個(gè)功能測試點(diǎn)進(jìn)行測試調(diào)試，驗(yàn)算結(jié)果是否達(dá)到項(xiàng)目的性能要求；第四層是對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行口述、驗(yàn)收，梳理設(shè)計(jì)過程中的原理、參數(shù)計(jì)算、注意事項(xiàng)等問題，從而再次回歸到高頻課程理論知識上。通過這種項(xiàng)目遞進(jìn)循環(huán)方式開展教學(xué)工作，使教學(xué)組織按步驟、有條不紊地向前推進(jìn)，是高頻理論和實(shí)踐的有機(jī)融合，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)課的學(xué)生可以自主完成射頻類小型簡易項(xiàng)目產(chǎn)品的立項(xiàng)、論證、開發(fā)、使用和維護(hù)，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

2.電路精練，實(shí)踐緊湊

按照電子信息工程、通信工程等專業(yè)的培養(yǎng)方案，將高頻電路課程由64課時(shí)（理論課時(shí)54+實(shí)驗(yàn)課時(shí)10）+1周課程設(shè)計(jì)調(diào)整為56課時(shí)（純理論課時(shí)）+1周集中式課程實(shí)踐（8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)+12學(xué)時(shí)綜合性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)）,修改后電路內(nèi)容更精練，集中式實(shí)踐環(huán)節(jié)更緊湊。

以典型、實(shí)用電路為主高頻電路種類繁多，每類電路還具有多樣性，如果面面俱到，不僅抓不住重點(diǎn)，還會(huì)消磨學(xué)生的學(xué)習(xí)耐心，所以以應(yīng)用為導(dǎo)向，主要討論典型、實(shí)用電路，摒棄落后或相似相近的電路，重功能、特性、工作條件和輸入輸出接口，輕繁雜的原理推倒。逐漸消除學(xué)生數(shù)學(xué)物理不好就學(xué)不好高頻電路的畏懼心理，樹立高頻電路簡單易學(xué)的光輝形象。

3.建立并加強(qiáng)高頻電路在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和各類學(xué)科競賽中的重要地位。

鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試高頻電路應(yīng)用于產(chǎn)品的實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生對課題研究的興趣，組織學(xué)生參加多種學(xué)科競賽。學(xué)生在競賽選題中有“重?cái)?shù)字、輕模擬；重軟件、輕硬件”的偏好，高頻電路在實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用，最典型的代表就是遙控飛行器，它是高頻電路應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的典型代表，頗受學(xué)生的喜愛。通過學(xué)科競賽學(xué)生由對遙控飛行器的喜愛擴(kuò)展到對高頻電路的興趣，使學(xué)生認(rèn)識到高頻電路的重要性。當(dāng)然高頻電路屬于模擬信號，易受外界信號的干擾，對設(shè)備精度要求很高，而且隨著近年來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，對高頻電路的應(yīng)用也提出了更高的要求。學(xué)生在參加學(xué)科競賽過程中不僅積累了理論知識，而且極大鍛煉了動(dòng)手能力，克服了眼高手低的缺點(diǎn)，即使在實(shí)踐應(yīng)用中遇到困難也能迎刃而解。

（三）逐步完善高頻網(wǎng)絡(luò)開放課程和興趣小組，延伸課堂教學(xué)時(shí)間

2016年12月獲批安徽省《高頻電路》大規(guī)模在線開放課程。大規(guī)模在線開放課程完全以學(xué)生的需要與愛好作為起點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)以內(nèi)容為中心、老師為引導(dǎo)，以學(xué)生為載體，以服務(wù)為導(dǎo)向，形成用優(yōu)秀的課程資源建設(shè)和信息應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)為核心的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)共同體[5]。《高頻電路》大規(guī)模在線開放課程通過利用網(wǎng)絡(luò)的便利性，憑借師生交流互動(dòng)、疑難解答和管理等功能，開展作業(yè)、考試、答疑、討論、獲得學(xué)分評價(jià)等互動(dòng)教學(xué)模式，此舉對于開創(chuàng)一個(gè)全新的在線交互教學(xué)模式作了一次有益的探索和嘗試。交互式課堂教學(xué)如圖3所示。

圖3 交互式課堂教學(xué)

目前高頻電路課程組正在逐步完善和擴(kuò)充網(wǎng)站內(nèi)容，在開放網(wǎng)絡(luò)平臺基礎(chǔ)上，引領(lǐng)學(xué)生大膽探索，成立高頻電路興趣小組，由老師指導(dǎo)、小組成員各司其職來開發(fā)高頻電路的電子產(chǎn)品，成員全程參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、元器件的采購、焊接、調(diào)試，最后編寫總結(jié)報(bào)告，進(jìn)行交流答辯，通過全員參與，既鍛煉了學(xué)生對高頻電路的抽象意識，也增強(qiáng)了他們的直觀印象，無形中還培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。

（四）以項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，鍛煉學(xué)生承接企業(yè)外包產(chǎn)品的開發(fā)服務(wù)能力

創(chuàng)新平臺采用小型項(xiàng)目開發(fā)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，提供可選項(xiàng)目課題，例如，射頻卡讀寫器、無線射頻識別系統(tǒng)、基于射頻卡的電子門鎖、上班打卡系統(tǒng)、遙控飛行器、超遠(yuǎn)距離汽車報(bào)警器、無線調(diào)頻對講機(jī)等，指導(dǎo)教師在課題應(yīng)用場合、性能指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)方面引導(dǎo)推薦，營造良好的開放的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生根據(jù)興趣取向和個(gè)人能力，從中選擇一個(gè)題目，展開系統(tǒng)方案論證、模塊化電路組成和接口設(shè)計(jì)、單元電路選擇、軟件仿真、焊接調(diào)試等開發(fā)流程。在此過程中，會(huì)遇到各種各樣的問題，需要查詢相關(guān)電路資料和元器件說明，問題解決的過程就是一個(gè)再學(xué)習(xí)和能力提升的過程。這個(gè)過程艱難而痛苦，需要堅(jiān)強(qiáng)的毅力和極大的耐心，創(chuàng)新平臺將提供教師督查指導(dǎo)和最后的電路作品競賽助力學(xué)生完成該過程。對于能力比較強(qiáng)的同學(xué)，可以考慮承接企業(yè)外包產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)，為畢業(yè)、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。

（五）考核方法“綜合全面、能力優(yōu)先”，真實(shí)反映學(xué)生高頻電路應(yīng)用能力的掌握狀況

表2 電子通信工程學(xué)院學(xué)科與科技競賽獲獎(jiǎng)情況

課程的評價(jià)體系與考核方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要的影響，因此不斷完善、優(yōu)化考試內(nèi)容及方法就成了教學(xué)改革中不容忽視的因素。高頻電路課程的考核就要側(cè)重于應(yīng)用性，由以往的偏重理論考核轉(zhuǎn)變加強(qiáng)對實(shí)踐性的考核，課程成績評定方式由“平時(shí)過程考核+期末理論考試+應(yīng)用能力考核”三部分組成。具體考核成績評定辦法如下：

學(xué)生應(yīng)用能力考核由驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和課外作品制作四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。每一環(huán)節(jié)都先由教師根據(jù)內(nèi)容的完成情況，分別從設(shè)計(jì)、過程、答辯三方面對各小組成員進(jìn)行綜合評分；然后由各個(gè)小組的組長對小組成員的工作量、完成進(jìn)度及表現(xiàn)來進(jìn)行評價(jià)打分；各小組的組長成績則由教師來評分。通過以上考核方式，在潛移默化的訓(xùn)練過程中鍛煉了學(xué)生的個(gè)人能力，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生從為了考試而考試的態(tài)度向善于分析問題、解決問題的轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力。

三、實(shí)施效果

我院通過以上教學(xué)改革方案的執(zhí)行和實(shí)踐，近幾年在學(xué)科競賽中取得優(yōu)異成績。如2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽（全國決賽）榮獲國家一等獎(jiǎng)；2016年榮獲全國大學(xué)生智能汽車競賽（全國決賽）國家二等獎(jiǎng)；榮獲“大唐杯”全國移動(dòng)通信技術(shù)大賽國家二等獎(jiǎng)，國家三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；2017年榮獲“恩智浦杯”全國大學(xué)生智能汽車競賽國家一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，榮獲“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽國家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，“大唐杯”全國移動(dòng)通信技術(shù)大賽國家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；2018年全國大學(xué)生智能汽車競賽榮獲國家二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，榮獲“大唐杯”全國移動(dòng)通信技術(shù)大賽國家一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。表2是電子通信工程學(xué)院學(xué)科與科技競賽在2017、2018兩年間的具體獲獎(jiǎng)情況。

四、結(jié)論

《高頻電路》課程教學(xué)中采用多維聯(lián)動(dòng)教學(xué)模式，以項(xiàng)目開發(fā)為主線，將理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和科技比賽有機(jī)融合，并對課程內(nèi)容、教學(xué)方法手段、課程考核方法等幾個(gè)方面進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，突出了課程應(yīng)用性特點(diǎn)。從實(shí)施效果來看，在一定程度上提高了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，推動(dòng)了地方性應(yīng)用型本科高校的發(fā)展。