探究式教学法在“通信电子线路”课程中的应用

周雯　刘晓明　吴寅　吴海青

摘 要 通信电子线路是高校电子通信类专业的基础课，该课程理论性较强，公式复杂，专业名词繁多，学生学习和教师教学均存在困难。由此，在课程教学中引入了探究式教学法，以学生为主体，以问题为导向，由学生主动的探索认知并且尝试解决问题，而教师则相对被动，仅起到引导、启发和辅助的作用。教学实践表明：学生参与课程的积极性提高，分析和解决问题的能力得到了提升，师生间互动增强，课堂气氛活跃。总体而言，教学取得了良好的效果。

关键词 通信 电子线路 探究式教学法

中图分类号：G424                                  文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.065

Application of Inquiry Teaching Method in the Course of

Communication Electronic Circuit

ZHOU Wen， LIU Xiaoming， WU Yin， WU Haiqing

（College of Information Science and Technology， Nanjing Forestry University， Nanjing， Jiangsu 210018）

Abstract The course of the communication electronic circuit is a crucial basic course of electronic and communication specialty in universities. This course is of deep theory， having many complicated equations and technical terms， leading to that it is hard for both students and teachers to deal with. Therefore， we incorporate the inquiry teaching method that is problem-oriented into the course teaching. During the teaching process， the students are the dominant role and they would actively explore and try to solve the problems; whereas the teacher is relatively passive and only play the role of guidance， inspiration and assistance. The teaching practice implies that， students enthusiasm of participating in the course is improved; their ability to analyze and solve problems is also cultivated. Besides， the interaction between teachers and students is promoted and the learning atmosphere is quite active. To sum up， this teaching practice achieves good results.

Keywords communications; electronic circuit; inquiry teaching method.

0 引言

“通信电子线路”是电子信息类专业重要的专业基础课程，以“电路”“模拟电子技术”等为先修课程。该课程之前称为“非线性电子线路”或者“高频电路”，后来更名为“通信电子线路”，主要涵盖了高频小信号谐振放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、调幅和调频电路等内容，是一门综合性强、教学难度大的课程。

1 研究现状

由于该课程比较重要，许多高校都已作为必修课开设，并且许多教师针对该课程尝试了新的教学方法。[1-4]在文献，[1]作者基于翻转课堂模式下的教学方法对通信电子线路课程进行了研究，结果表明，该方法引起了学生的兴趣，学生在电路设计方面的能力得到了提升。在文献[3]中，为了将该通信电子线路课程的理论教学服务于工程應用，作者结合了电子设计自动化技术，并且采用了“分层教学”和“任务驱动”的教学方法。在文献[4]中，为了和国际工程教育认证接轨，作者采用成果为导向的教育理念对“通信电子线路”课程进行了改革，其教学侧重于产出，采用了多项量化指标对教学产出进行了客观评估。

另一方面，近年来探究式教学法已经在多门课程得到了应用。[5-8]在文献[5]中，陶丽华等将探究式教学法应用于学校2014级学生的健美操教学中，发现学生学习健美操的热情得到了激发，较传统教学方法更容易培养学生的创新意识。在文献[8]中，作者指出了建模仿真在半导体课程教学的重要性，并且结合日常教学实例，采用探究式教学法对建模方案进行了设计。

2 课程特点和教学问题

“通信电子线路”课程理论性较强，复杂公式多，专业名称繁杂，这导致学生学习该课程难度较大，教学效果不如人意。通常的，该课程教学存在如下问题：（1）传统的教学模式是教师输送教学内容给学生，一般采用课堂讲解和PPT的方法。在这个过程中，教师为主导，学生是被动角色，其积极性和主动性难以得到体现。（2）书本例题或者课后习题涉及的知识点较为单调，综合程度不高。特别是，以实际应用为背景的研究型问题较为匮乏，这导致学生难以运用所学理论解决实际问题。（3）目前网络资源十分丰富，但是传统的教学导致学生的学习方式单调，未能融合MOOC、微信小课堂等新兴的学习方式，这也会影响学生的兴趣和学习效果。

基于上述，本文尝试对传统教学方法进行创新，采用以问题为导向的互动教学模式。教师通过精心设计问题，引导学生思考、分析并解决问题。同时结合在线学习、研讨等，激发学生的学习兴趣，发挥其主观能动性。

3 探究式教学法的应用

3.1 探究式教学法简介

在20世纪50年代，美国著名教育家、哲学家约翰·杜威提出了探究式教学法。以他的观念，知识只是高等教育的一个方面，而规范的科学研究方法和过程则是更重要的学习内容。探究教学法首先以问题为导向，而后围绕问题展开教学活动。在这个过程中，活动的主体是学生，由他们去探索问题，而教师起引导作用，处于相对被动的位置。

图1给出了探究式教学法的过程。首先，由教师查找资料，确定一组或者几组课题，然后学生选择感兴趣的课题进行研究。学生可以利用图书馆或者互联网资源对问题进行探究，对资料进行分析整理，寻找问题的答案。在学生探索问题的过程中，教师也要查找一些资料对学生进行适当的引导，如果学生的探究方向有问题要及时予以纠正。最后，当完成问题的探究之后，学生还要进行归纳整理，最好以PPT的形式分享给大家;期间教师和其他学生均可以进行点评，提出建议等。

3.2 探究式教学的具体应用

教师在查找资料确定课题时，应考虑问题的选取准则。探究式教学法是一种基于问题的学习方法，在选题的时候应特别注意选题的难度。题目不能太难，否则学生容易产生畏惧心理，放弃探究活动;也不能太容易，否则达不到思维训练的目的。其次，考虑到教学面向的学生均来自工科专业，选题应该体现出工程应用。最后，选题给出了一组问题，问题应具备内在逻辑，有一定的层次和递进关系，最好理论能够结合实际应用。我们根据“通信电子线路”课程的教学大纲要求，针对课程内容，选择了如下两组问题。

关于高频小信号模型的探究，包括：（1）什么是小信号？（2）小信号模型有几种？实际常用的是哪一种？（3）高频与低频的小信号模型之间的区别。

晶体管的高频小信号模型是本课程的一个重要的知识点，是小信号放大器、功率放大器等器件的基础。一般来说，在高频条件下，晶体管呈现非线性效应，但是如果输入信号较小，则可以近似看成线性模型，这对于电路分析很重要。模型有两种，包括物理模型—混合型等效电路和Y参数等效电路。设立此问题的意义在于理解为什么实际应用需要Y参数模型而不是物理模型。

关于正弦波振荡器的探究，包括：（1）电路中反馈的类型。（2）振荡器采用什么类型的反馈？（3）分类并且简要说明高频和中低频振荡器。（4）晶体振荡器的实际应用。

在通信和电子技术领域中的电子设备中，正弦波振荡器的应用是比较广泛的。我们日常生活中经常接触到高频或者低频的振荡器，例如：收音机、计算机的主板、石英钟、信号发生器等。因此，对振荡器进行研究也是有实际意义的。这组问题首先引导学生回顾已经学习的反馈类型：正反馈和负反馈，引导他们找出并理解振荡器的工作原理。第3子问题注重知识的层次和递进：由于模拟电子线路已经学习了中低频振荡器，所以联合高频振荡器一起探究，有助于学生建立良好的知识结构和体系。

首先，简要讲述了高频小信号模型和正弦波振荡器，使同学们有个初步了解。然后把学生分组，根据意愿把问题A和B分配给学生进行探究。题目由小组成员共同完成，成员之间自行分解、协调和分配子任务。

学生在探究的过程遇到问题时，要及时沟通，给予引导和提示。一组学生选择探究问题A，很快通过查找资料找到小信号的定义，也找到了两种小信号模型，但是不知道为什么要把物理模型转换成Y参数模型。此时，教师应该引导学生尝试分别用两种模型代入到电路中，看看哪种更简单。这样，学生就明白了虽然物理模型比较贴近晶体器件的原始结构，但是并不适合计算。对于问题A的第三问，开始时有些学生觉得无从下手，很多同学已经忘记了低频小信号模型。此时，教师可以再次启发学生：模拟电子线路适用于什么频率？低频小信号模型在模拟电子线路的那一章？有些同学找出之前学习的“模拟电子线路”，回顾了放大电路的章节，容易发现高频小信号模型和低频模型之间的区别和联系。

还有一组学生探究问题B，我们开始需要引导学生回忆模拟电子线路课程的负反馈等章节，那里能够找到前两个子问题的答案。但是对于子问题3，有些同学存在疑惑：为什么LC振荡器在模拟电路讲过，同时在高频电路也存在呢？此时，需要提醒一下，有时某种类型的振荡器可以适合多种场景。这样，学生就容易明白了：LC振荡器不仅适合中低频，也适合高频。当分类完成之后，学生就可以有针对性的找到各种应用场景了。

完成之后，要求每个小组做一次简短的PPT报告。作报告的时候，其他组的学生可以提问，老师也可以提问或者点评。

4 结论

本文分析了“通信电子线路”课程的教学难点和存在的问题，介绍了探究式教学法的过程和问题设计准则，通过设计两个典型案例将该教学法应用于课程教学。我们发现，探究式教学法提高了学生学习的主动性和积极性，使学生初步掌握了科学研究的过程和方法;学生与教师之间的互动得到了增强，课程气氛较为活跃。总之，该方法在教学中取得了一定的效果，这也为高校开设的类似课程提供了教学借鉴。

基金项目：江苏省自然科学基金（BK20150880），南京林业大学2018年高等教育研究课题（No. 34）

参考文献

[1] 李静辉，王艳春，王丽，等.基于翻转课堂模式下的通信电子线路课程教学方法研究[J].高师理科学刊，2017，37（2）：77-79.

[2] 王玮，孙鹏，崔建华.以问题为导向的“通信电子线路”课程教学探讨[J].教育教学论坛，2020，5：259-260.

[3] 宋琳.“通信电子线路”课程教学模式改革与探索[J].教育教学论坛，2019，5：164-165.

[4] 徐金玉，梁玉红，张泽麟.工程认证在“通信电子线路”课程中的应用阐述[J].信息系统工程，2019，2：162-163.

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