《高频电子线路》课程教学改进与探索研究

程加力 胡全斌

【摘 要】本文结合无线通信技术发展背景探讨了《高频电子线路》课程目前的教学现状，针对教学目标、教学方法等方面提出了一些观点和看法，认为应该根据社会主流通信技术的发展调整教学内容。

【关键词】高频电子线路;教学改革;无线通信

Research on High Frequency Electronic Circuits Course Teaching Improvement

CHENG Jia-li HU Quan-bin

（Jiangsu Marine Resources Development Research Institute， Huaihai Institute of Technology， Lianyungang Jiangsu 222005， China）

【Abstract】The present teaching situation of High Frequency Electronic Circuits based on ireless communication technology development is discussed. The views and opinions about teaching goal and method are presented. The teaching contents should be adjusted according to social mainstream communication technologies.

【Key words】High Frequency Electronic Circuits; Teaching reform; Wireless communication

0 引言

高頻电子线路是电子与通信等专业的一门主要的专业技术基础课程，它的任务是研究高频电子电路的基本工作原理与分析方法，掌握通信系统中各个主要功能模块的工作原理和具体实现电路，对所涉及的各种分析电路基本技术以及模块性能指标有清晰的概念，并熟练掌握其分析方法，该课程具有较强的理论性和工程性。课程起源于对无线电发送与接收设备的分析与学习，课程内容随着通信技术的发展而不断调整和改进。教学实践中发现，学生普遍反映该课程难学难懂，不好掌握。笔者多年从事该课程教学工作，根据教学体会对具体教学过程提出了一些改进方法以便提高教学效率。

1 课程背景

最近20年来，世界无线通信技术发展迅速，20个世纪七八十年代主要是调幅调频系统，从90年代开始，无线蜂窝通信系统从第一代模拟系统迅速发展到数字通信系统2G GSM，3G CDMA，直至今日的4G LTE，现在产业界和科研界正在研发下一代5G通信技术，预计五到十年后将投入商用。并且，随着无线局域网和物联网技术的发展，基于WiFi IEEE 802.11bgn、蓝牙、ZigBee（紫蜂协议）等通信协议的产品市场也得到了爆发式的增长。随着无人机市场的兴起，无人机遥控通信市场也得到了快速发展。表1给出了各种技术的基本技术特征，从表中可以看出，现在的主流通信系统已经从模拟调制转变为数字调制，工作频段远高于调频调幅，带宽、调制方式也有了很大变化，而课堂教学内容必然要反映技术与市场的变化。

表1 无线通信系统

自从1978年确定高频电子线路教学大纲以来，经过多次修订，目前高频课程主要讲授主要是调幅与调频通信电路系统，以及系统各个功能模块，如高频功放电路、混频电路、选频网络等。与目前社会主流技术相比已经有一定差距。经调查发现，十年前的学生还使用调频收音机接收校园电台的节目或用于英语听力学习，但现在的学生熟悉电脑、手机、WiFi，学英语时用电脑，很少收听调幅调频电台，甚至很多学生在家庭从小到大根本没有接触过收音机。课堂上讲授调频调幅收音机的具体应用时，学生往往没有一个具体的感受，课堂知识的接受效率比较低。

2 教学内容改进

对课程教学内容有必要做一些取舍，以便符合社会发展趋势。首先，国内的常用教材对无线电发展历史仅仅在前言中做了简单说明。笔者认为，对于无线电历史做详细并有趣的讲解有助于学生在刚开始学习时消除对这门课的畏惧感。因此在刚开始这门课时给学生回顾了无线电发展历史，尤其是发展过程中各种有趣的历史事件，极大提高了学生的兴致并明显减小了他们学习的畏难情绪。

其次，在教学过程中应该将教学的重点从各种具体电路性能分析转换到基本电路的原理分析上来。集成电路技术发展很快，现在主流的模块芯片可能过几年就被性能更优异、价格更低的产品代替了，对于应用型电子与通信学科的学生而言，由于毕业后绝大多数是直接工作，而且大部分是从事应用工程师这一类的工作，因此学习模块电路的工作原理和基本功能远比了解一些具体模块或者具体芯片内部结构特性更加实用。

第三，教学时适当减少分立元件电路的特性分析，目前通信模块如混频、调制和解调等功能基本上都已经集成在一块芯片中，因此讲授完模块电路原理后，进一步强化常用集成电路的应用，对于理论推导过程简单讲授即可，忽略复杂的推导过程，重点讲解原理和结论，以及芯片电路使用时的各种技术特点。

第四，传统课程安排中，调幅调频和调相技术是重点内容之一，是其它各种调制技术包括现在各种数字调制技术的基础。鉴于现在已经很少使用调频调幅收音机系统，因此调整了这部分内容，对于调制的基本原理仍然是重点讲授，但对于课本上的具体的调频调幅电路，则压缩讲授时间一带而过，而重点讲授一些现在比较常用的无线通信技术，先从比较简单的无线遥控电路讲起，再讲授表1中列出的各项技术。此外，由于调制技术比较抽象，因此笔者将一些具体的电台设备带到课堂，给学生一边现场演示一边讲解，教学实践中发现这些措施可以明显提高学生的学习兴趣和学习效率。

第五，将课堂内容与业余无线电爱好者的工作结合起来。业余无线电爱好者（HAM）是指那些不是专门从事无线电工作，却掌握了一定无线电与电子技术，在对无线电的学习应用中产生的乐趣，从而将无线电技术的学习、使用、交流当作一项个人兴趣爱好的人。由于每个国家都有无线电频率使用管制制度，因此无线电爱好者通常要加入爱好者协会。笔者尝试邀请协会中的资深无线电爱好者带着业余电台设备来到课堂，给学生们介绍业余无线电的历史和现状，本地的爱好者们的各种有趣的活动和各种竞赛，极大激起了同学们的学习兴趣，还有个别同学受到吸引加入了业余无线电爱好者协会，申请了业余电台执照，并参加了业余无线电竞赛。第六，多媒体教学目前在高校中得到了广泛应用。合理使用多媒体可以大幅度提高教学效率。教学过程中发现，课件色彩应该比较鲜亮、浓厚，这样更加吸引学生注意力。并且动态图片教学效果最好，可以在很短时间内让学生对某个概念建立起具体的印象，对后续学习效果有很大改善。例如对于谐振回路，教学时发现，在PPT中采用动态图像列出输入输出信号不同波形，学生可以很快就对回路的滤波作用有了清晰认识，一些参数如信号内阻对谐振曲线的影响也可以通过动态图形象地反映出来。对于各种调制、混频和解调，同样采用动态图像给出各种调制结果图，学生也能很快掌握这些概念。甚至包括谐振放大器中使用的傅立叶级数的概念，采用动态图也可以让学生更好接受。另一方面，实践中发现，并非所有的内容都可以使用PPT，例如理论推导过程罗列在PPT上教学效果不太好，这些更适合在黑板上板书推导。

除了多媒体教学，也要充分利用各种CAD软件提高教学效率。为了让学生更高效地掌握高频线路各种调制解调方法并进行验证，可以通过MATLAB软件仿真各种调制与解调过程，在电脑上显示调制前后信号波形，还可以观察当调制系数等关键参数发生变化时仿真输出波形变化情况。通过计算机仿真，可以具体生动地演示各种抽象晦涩的理论，加深学生对课程知识的理解，并有助于提高学生学习兴趣。

3 结论

随着现代社会信息通信技术不断发展，需要对《高频电子线路》课程在内容和教学方法上不断调整，以适应社会需求，提高学生学习效率和教学质量。本文介绍了一些具体的改革方法和措施，在教学实践中取得了良好的效果，我们必须不断改进教学方法，学习新的知识，通过各种方法来改善教学质量，提高教學水平，才能达到令人满意的教学效果。

【参考文献】

[1]曾兴雯，刘乃安，陈健，等.高频电子线路[M].2版.北京：高等教育出版社，2009.

[2]张肃文.高频电子线路[M].5版.北京：高等教育出版社，2009.

[3]冯军，谢佳奎.电子线路非线性部分[M].5版.北京：高等教育出版社，2010.

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[责任编辑：杨玉洁]