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[导读]摘 要:高频电子线路是一门专业性强、难度大的学科,因此在该科目的教学上不仅需要改革,同时还应当合理的将计算机仿真应用到教学中,提高教学效率和教学质量。结合实际情况对高频电子线路教学中的改革进行了阐述,并对Multisim 11的应用进行了介绍,希望对相关工作人员能有所帮助。

引言

高频电子线路是电子专业和通信专业的一门基础课程。 在学习过程中需要不仅需要学生掌握专业知识中的基本概念, 同时也要掌握课程中的分析方法,并依据所学内容解决在实 际中遇到的问题一一学习的目的在于解决问题。要想实现教学 目标则需要在教学上进行改革,将计算机仿真应用到高频电子 线路教学中。

1教学方法改革

在高频电子教学中应用计算机仿真技术一共有三种,分 别是:探究式教学、情境式教学、课程统筹教学。

1.1探究式教学

在高频电线路教学中,数学推导是教学过程中难以取舍 的部分。取,不仅会占用教学课堂上的大量时间,而且容易使 学生产生厌烦心理;舍,则会使最终结论显得干瘪得不到有 利的支撑,同学在教学过程中也将会损失一次难得的思维训 练。因此,仿真辅助教学出现在了高频电子线路教学中叫利 用计算机呈现数学推导结果,也就是通过改变计算机仿真电 路参数,学生对输出结果进行记录,然后由学生对结果受参 数的影响规律进行总结,使学生建立合理的数学模型。通过 对计算机的应用,本来乏味的教学将会显得不那么乏味,教 学在教学过程中的主要任务就是进行适当的引导和对主要步 骤进行说明,对于学生可以自身推导的内容,应当使用辅助教 学手册给学生一定指导,达到事半功倍的教学效果。

1.2情景教学

在高频电子线路教学内容中,概念多、难点多、数学推导多,同时还会涉及到非线性分析法,因此学生在学习过程中 经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点 得到化解。但在实际教学中,因为受到空间和时间条件的限制, 在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要 找到教学过程中的教学难点、抽象点,要准备例如振荡器平 衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验,在课堂情境教学 中应用,为学生在认识上提供更加便利的条件,提高教学效率。 

1.3课程统筹教学

通常情况下,在高频电子线路教学中,理论课与实验课 是分开的,两者相互独立,这样在实际教学过程中难免会出 现理论与实践脱节情况,主要表现在时间和内容上脱节,教学 过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理 解,导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常 会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节, 这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改 革,对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹,课堂教学结 束后,应当安排相应的验证性实验;部分理论课程可以在实 验课程上进行,可以一边做实验一边传授理论知识。针对 每个验证性实验,设计相应的仿真预习,利用计算机仿真代 替实验内容,通过预习报告的方式完成。通过实践证明,采 用此种教学方式不仅解决了教学时间,而且提高了学生在自我 学习中的管理能力。此外,计算机仿真通过计算机对实验条 件和环境进行了模拟,学生可以进行多次实验,并且可以对 实验过程中的参数进行自行修改,这样不仅缩短了实验时间, 而且对实验设备也起到了一定保护作用,避免学生在实验过程 中因为操作不当而给设备造成损伤。

2仿真教学应用实例

Multisim 11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软 件,仿真分析具体步骤如下:依据设计和原理创建电路原理图,然后依据实验情况对电路图选项进行设置,开启仿真开关, 使电路运行,再借助仿真仪器,获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分,解调和调 制方式对系统的性能有着巨大影响,同时也是在高频电子线路 学习中的难点。

2.1普通AM (调幅)信号波形仿真

调幅是振幅调制的简称,调幅包括:抑制载波、普通调 幅等,普通调幅是其中最基本的一种,其余调幅都是有普通调 幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理,在Multisim 11

2.2二极管包络检波器仿真波形

二极管构成的包络检波器性能强,结构简单,因此被广 泛应用与检波电路教学中,经过解调后输出的信号能够对输入 信号的包络进行合理反映,仿真电路如图4所示。

开启仿真,对电路参数进行调整,便可得到获得调解后 信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中,如 果没有对电路参数进行正确选择,二级管包络检波器在实际 工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此,在实际 操作过程中要注重电路参数的调整。

下创建普通调幅电路,如图1所示。

计算机仿真在高频电子线路教学改革中的应用

开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与 普通调幅信号波形对比图,如图2所示。

对直流电压仏进行调整,使电路调幅系数进行改变但 V,与1 V相等时,调幅系数将超过1,图3则为方正波形,发 生调幅现象,已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态, 属于严重失真,因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发 生。

图2普通调幅电路仿真波形

图3过调幅仿真波形

计算机仿真在高频电子线路教学改革中的应用

3计算机仿真应用需要做好辅助工作

整合教学内容

对课堂、实验教学内容进行整合,在使用计算机仿真前, 教师需要做大量工作。首先,教师要对教学中的内容进行详 细统筹。例如,在教学过程中,哪些部分课堂讲解的内容需 要利用计算机仿真代替,哪些教学内容应当通过计算机仿真演 示,又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。

编制辅助教学手册

对高频电子线路教学内容进行整合后,教学应当精细编 制辅助教学手册,对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内 容应当通俗易懂,计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言 简意赅,便于学生理解和运用。

改革考核制度

考核是检验教学成果的主要手段,既然在高频电子线路 教学中引入了计算机仿真,那么在考核中也应当有所体现。在 考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求,同时也要加入计算机 仿真考核。在考核上应当做出合理的改革,主要体现在总成 绩的构成上,总成绩的构成如表1所示。

表1成绩构成表

总成绩构成
所占比例(%)
理论课成绩
45
平时成绩
20
计算机仿真成绩
15
实验成绩
20

通过实践应用表明,合理的考核结构,不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用,同时对学生的学习起到了一定督促作用。

4结语

将计算机仿真软件应用到高频电子线路教学中,可以将 教学中抽象难懂的内容进行展示,通过改变参数获取不同波 形,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时也可以加深学生对知 识的理解,是一种值得推广的方法。

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