高频电路实验教学改革与创新

徐善永?黄友锐?凌六一?曲立国

摘要：针对高频电路实验干扰大，实验现象不明显，学生总体兴趣不大等问题，根据多年来的高频实验教学经验，介绍了在实验教学中培养学生实验兴趣，改进高频电路实验教学方法的一些探索与实践。

关键词：教学改革；高频电路；实验兴趣；创新

作者简介：徐善永（1983-），男，安徽淮南人，安徽理工大学电气与信息工程学院，助教；黄友锐（1971-），男，安徽淮南人，安徽理工大学电气与信息工程学院，教授。（安徽?淮南?232001）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0090-01

高频电路是电子信息和通信技术类专业一门重要的技术基础课，主要讲述模拟高频信号电路的基本组成、工作原理性能特点及分析方法。特别对通信专业，为后来学习通信原理、移动通信原理等专业课程具有重要作用。[1]高频电路实验课是高频电路理论课的辅助课程，实验内容主要包括调谐放大器实验，高频功率放大器实验，LC电容反馈式放大器实验，晶体振荡器实验，信号的调制与解调实验，集成锁相环及频率解调器实验等。在实验的过程中可以获取丰富的知识和实践经验，有助于理论的学习，加深对理论知识的理解。但高频电路因为受到分布电容、引线电感等分布参数的影响，高频电路实验干扰大，现象不明显，影响学生的学习兴趣，学生对高频电路的原理和特性掌握不够好。

一、高频电路实验教学的特点

高频电路是模拟电子技术的延伸，其最大特点是电路元器件的工作环境发生了明显的改变，因此对电路的分析和研究也复杂得多，因此，高频电路实验教学有如下特征：（1）在高频的条件下，电路的电阻、电容、电感的特性都发生了变化。即使做实验用的导线，因肌肤效应，导线的电阻和电感量也会随着频率变化。[2]所以受电路参数的影响,使高频电路实验比较复杂,实验现象不稳定。在实验的过程中可能会因为导线的长短或元件位置的改变都可能造成较大的实验误差。（2）实验设备繁多，学生对实验仪器的使用有难度。高频电路实验所用仪器有高频信号发生器、扫频仪器、失真度测试仪、高频毫伏表等仪器。因高频仪表对于使用的环境要求很严格，但在实验室的环境中，仪器的稳定性大为下降，实验现象不稳定，所以学生感到实验仪器很难用，影响学生的实验兴趣。而且因实验教学的学时有限，一般一周只安排一次实验课程，所以大部分学生经过一周的时间，对于仪器仪表的使用方法已经淡忘。（3）高频电路实验教学的模式单一，开设的实验教学内容都是一些基础性的、验证性的电路，缺少综合性设计性和开发性的实验内容。

二、高频电路实验教学的改革思路

1.调动学生的学习兴趣和主动性

实验教学的目的是通过观察和实验进行学科知识的学习，培养学生的分析问题、解决问题的能力，使学生具有一定的实践和应用的能力。为了使学生能够爱实验，敢实验。在高频电路实验教学实践中，应该努力调动学生的学习兴趣和主动性。伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索。但由于高频电路实验教学的特点，学生在做实验时感到一定的难度，出现了畏难情绪。基于此，为营造和谐愉快的教学氛围，提高学生的实验兴趣，在高频电路实验教学的第一个实验前，为学生演示实际的高频电路装置。如：小型调频发射和接收系统、收音机等装置，让学生亲身感受并参与进来。让学生对高频电路装置有了直观的感受后，然后根据高频电路装置的原理图进行分解，引入实验教学内容，学生就觉得容易理解，引起兴趣。[3]

2.优化实验项目

目前，高频电路实验项目开设的比较单板，创新性实验开设较少，学生只是按照学习机上的固定实验电路，按步骤进行的验证性实验，实验缺乏创新性。实验教学要和理论教学相互依托，以培养学生的实践能力和创新能力为目标。要发扬“以人为本、夯实基础、提高能力、激发创意精神”的教学理念。除了学生必做的基础性实验以外，一定要有综合性、设计性的实验项目，与各种教学模式相结合、与科研项目相结合，把培养学生的创新意识作为实验教学的主要任务。

（1）制定合理的实验教学内容，改进硬件电路。高频电路实验课所使用的设备比较多，所用设备都比较复杂，学生在短时间里不能很好的掌握和应用，对实验的进度有很大的影响，而且由于实验课程的不连贯性，等一次实验课程结束，再等下一次实验课的时候，大部分学生对实验仪器的实验已经忘的差不多了，针对这个问题，在实验课程内容的安排上应做出相应调整，安排专门的一次实验课程来认识和熟悉实验仪器，并在每次实验课程开始时在对本次实验所用到的仪器再次进行说明，使学生能更好的熟悉实验仪器的实验。

针对高频电路实验的特点，在实验的过程中要强调测试的方式和方法，由于高频电路受到分布电容、引线电感、高频辐射等的影响，实验的稳定性能差、实验结果误差大，而且在实验室的环境下，各种仪器之间的电磁干扰无法避免。为了减少误差，增加实验结果的可靠性，这就要求学生对实验电路原理要有充分的认识和理解，在理解的基础上进行实验，必须要学会进行实验误差分析，提高实验能力。对于硬件电路的改进，主要是减小高频电路的分布电容、引线电感等的影响。特别是在实验过程中电路引线的使用，要尽量的缩短长度，增加截面积。在连线时，尽量较小平行间的引线长度，增加引线间的距离，以减小引线间的互感和分布电容。

（2）与科研、设计大赛相结合，培养学生的综合能力。高频实验教学项目除了必要的基础性实验，为了培养学生的动手实践能力，在实验项目的设计上要加强综合性、设计性。与科研和设计大赛相结合，以科研促进实验教学，以设计大赛提高学生的动手能力，让学生参与到老师的科研项目中来，积极鼓励学生参加各种设计大赛，不仅可以培养学生的主动性，提高学生的学习兴趣，而且有利于对学生综合能力的培养。

3.引进仿真系统，培养学生的创新能力

以往的高频电路实验都是围绕在厂家生产的高频电路实验箱来完成的，这种实验模式学生动手操作很少，实验的拓展性差，大部分是以验证性实验为主。随着计算机技术发展, 电路仿真软件日益完善，如：SystemView，Matlab 和 LabVIEW 等仿真软件正日益融入许多经典的专业基础课教学中，软件仿真实验内容灵活、设计性强，既与基本理论相互补充，又能与硬件实验相互弥补。[4]将仿真系统应用于高频电路实验教学, 可以克服教学内容和仪器仪表的局限, 使实验更加灵活, 也更有利于提高学生的自学能力和创新意识。实践证明，引入计算机仿真系统，实验教学效果非常好，激发了学生的学习兴趣，提高了学生学习的主动性，使学生易于理解难懂的理论知识，而且有利于提高学生的动手能力和分析问题的能力。

三、结束语

实验教学是培养学生科学的世界观和方法论，培养学生的创新能力、实践能力的重要环节。[5]高频电路实验教学的改革的目的在于培养学生对高频电路知识整体性的把握，通过改进实验教学内容和新的教学方法，培养学生的动手能力和创新思维能力。为培养高素质、创新型的人才做出有益的尝试。

参考文献：

[1]张肃文.高频电子线路（第5版）[M].北京:高等教育出版社,2009．

[2]宝田.高频电路元件的特性分析及选用[J].电子制作,1997,(1).

[3]黄扬帆,甘平,刘晓,等.高频电路实验教学改革的探索[J].实验技术与管理,2011,30(7):285-287

[4]于海勋,郑长明.高频电路实验与仿真[M].北京:科学出版社,2005.

[5]王海波,孙青竹.提高实验教学质量的探索与实践[J].实验技术与管理,2011,7(28):174-176

（责任编辑：刘丽娜）