質(zhì)量工程背景下的微波技術(shù)課程教材建設(shè)

廖艷蘋等

【摘 要】結(jié)合質(zhì)量工程背景下的微波技術(shù)國家精品課程資源建設(shè)需要，全面介紹微波技術(shù)課程系列教材和配套教學(xué)資源建設(shè)的措施與成效。

【關(guān)鍵詞】教材建設(shè) 微波技術(shù)課程

質(zhì)量工程

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）09C-

0065-02

高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程（簡稱質(zhì)量工程）是教育部、財(cái)政部全面貫徹黨中央、國務(wù)院關(guān)于“把高等教育的工作重點(diǎn)放在提高質(zhì)量上”的戰(zhàn)略部署，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施的重大高校教學(xué)改革項(xiàng)目。實(shí)施質(zhì)量工程是促進(jìn)我國高等教育規(guī)模、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、效益全面協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建和諧發(fā)展的高等教育新體系的需要，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要。

從實(shí)際教學(xué)來看，微波技術(shù)課程應(yīng)用“矢量分析與場論”、“特殊函數(shù)與數(shù)理方程”等工程數(shù)學(xué)的知識(shí)較多，概念抽象、公式復(fù)雜，電磁場分布和計(jì)算復(fù)雜，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生畏難情緒。在質(zhì)量工程背景下，如何做好微波技術(shù)的教材建設(shè)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性，是微波技術(shù)教育教學(xué)管理者要探索的一個(gè)問題。本文擬以哈爾濱工程大學(xué)微波技術(shù)課程組出版的微波技術(shù)課程的立體化教材為例，對微波技術(shù)課程教材建設(shè)進(jìn)行探討。

一、微波技術(shù)課程教材建設(shè)思路

微波技術(shù)系列課程的大多教學(xué)內(nèi)容一直沿用的是早期的經(jīng)典理論知識(shí)，很少涉及科學(xué)發(fā)展前沿的知識(shí)，缺少時(shí)代發(fā)展所需要的新內(nèi)容，如微波電路的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)、微波工程虛擬仿真技術(shù)、智能天線技術(shù)等問題，教材內(nèi)容缺乏時(shí)代性、新穎性，難以適應(yīng)瞬息萬變的信息社會(huì)。尤其是信息技術(shù)日新月異，更需要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。因此，化繁為簡，深入淺出，合理規(guī)劃、整合增補(bǔ)教材內(nèi)容，是一條切實(shí)可行的建材建設(shè)思路。同時(shí)，現(xiàn)代化教學(xué)手段的引入，給微波技術(shù)課程的電子教材帶來新的契機(jī)，開發(fā)建設(shè)符合教育教學(xué)規(guī)律的優(yōu)質(zhì)電子教材，恰當(dāng)充分地使用現(xiàn)代教育手段促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的開展，是電子教材建設(shè)的關(guān)鍵。

結(jié)合上述思路，哈爾濱工程大學(xué)微波技術(shù)課程組出版了一套立體化教材，該套教材從基本概念入手，全面系統(tǒng)地闡述了微波技術(shù)的基本理論、基本技術(shù)和基本分析方法，在強(qiáng)調(diào)基本概念理解與掌握的同時(shí)，又強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，著重介紹解決工程實(shí)際問題的方法，把現(xiàn)代科技理念和經(jīng)典基礎(chǔ)理論有機(jī)結(jié)合，內(nèi)容新穎，具有獨(dú)特的風(fēng)格，形成了特色鮮明的精品教材。該套教材主要依托哈爾濱工程大學(xué)國家級(jí)精品課程微波技術(shù)的特色課程改革，就改革課程的主導(dǎo)思想出版一套普通高等學(xué)校電子類專業(yè)非微波方向?qū)I(yè)類特色專業(yè)規(guī)劃教材，旨在總結(jié)為哈爾濱工程大學(xué)電子信息工程、通信工程、信息對抗和電子科學(xué)技術(shù)等專業(yè)開設(shè)的微波技術(shù)基礎(chǔ)和計(jì)算微波等課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果；根據(jù)專業(yè)課教學(xué)要增強(qiáng)理論性、突出專業(yè)特色，向?qū)W科深度發(fā)展的精神，在充分吸收國內(nèi)外最新相關(guān)學(xué)術(shù)科研成果的基礎(chǔ)上，整合并擴(kuò)充，以求形成一個(gè)具有專業(yè)學(xué)科特色、系統(tǒng)性強(qiáng)，既能滿足專業(yè)課學(xué)習(xí)需求，又具有一定工程應(yīng)用前瞻性的知識(shí)體系。

二、微波技術(shù)課程教材建設(shè)特色

該套教材在編寫過程中體現(xiàn)了以下特色：

（一）實(shí)用性

根據(jù)微波技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)前教學(xué)的實(shí)際需要，在保留經(jīng)典的傳輸線基本理論、微波傳輸線和微波網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)容和分析方法基礎(chǔ)上，該套教材將常用微波器件的內(nèi)容精煉為一章。國內(nèi)同類教材中有關(guān)微波器件內(nèi)容的分多章介紹，過多地采用復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式分析，耗費(fèi)學(xué)時(shí)較多。該套教材從工程實(shí)際出發(fā)，注重物理概念和工作原理的介紹，內(nèi)容緊湊，便于理解和掌握。在應(yīng)用傳統(tǒng)的“路”方法分析傳輸線理論的基礎(chǔ)上，從“場”方法強(qiáng)化傳輸線理論。此外，哈爾濱工程大學(xué)微波技術(shù)課程組還打算在新版內(nèi)容中微波傳輸線一章中，增加傳輸線理論到廣義傳輸線理論的推廣一節(jié)，使學(xué)生理解傳輸線理論對TE、TM的適用性及局限性，并得出多導(dǎo)體傳輸線電報(bào)方程，更適合教學(xué)。

（二）突出工程實(shí)踐性

該套教材在保留經(jīng)典理論及方法定的基礎(chǔ)上，從工程實(shí)際出發(fā)，注重物理概念和工作原理的介紹，內(nèi)容緊湊，便于理解和掌握。增加微波技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助分析與輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容，并首次引入常用微波仿真設(shè)計(jì)軟件（針對無源器件的HFSS設(shè)計(jì)，有源器件的Microwave office設(shè)計(jì)）使用方法和設(shè)計(jì)范例等內(nèi)容。

具體內(nèi)容包括主干理論，即為理論補(bǔ)充的工程實(shí)踐系列。每一個(gè)理論之間邏輯聯(lián)系緊密，環(huán)環(huán)相扣，有利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用技能的逐步提高，上一個(gè)理論是下一個(gè)理論的基礎(chǔ)，下一個(gè)理論是上一個(gè)理論的深化。微波工程是培養(yǎng)具有微波技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)型人才，畢業(yè)后能夠從事工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，因此教材體系的建設(shè)注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。理論補(bǔ)充部分都以培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用為著力點(diǎn)，從電磁仿真設(shè)計(jì)軟件出發(fā)，對微波工程中元器件的設(shè)計(jì)加以介紹，學(xué)習(xí)常用的微波仿真軟件HFSS和Microwave office的使用方法和設(shè)計(jì)范例。

（三）立體化

《微波技術(shù)》為微波技術(shù)立體化教材中的核心教材，與之配套的有實(shí)驗(yàn)教材——《微波技術(shù)——測量與仿真》，學(xué)習(xí)指導(dǎo)書——《微波技術(shù)學(xué)習(xí)與解題指南》，以及電子教材——《微波技術(shù)電子教案與課件》等輔助教材。這些輔助教材分別由高等教育出版社和哈爾濱工程大學(xué)出版社出版，在體系和內(nèi)容上相互支撐，以滿足現(xiàn)代教育教學(xué)的需要。

（四）配備現(xiàn)代教學(xué)手段

書中每章后面附有內(nèi)容提要，便于學(xué)生抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，配合該教材的使用，哈爾濱工程大學(xué)微波技術(shù)課程組開發(fā)了相應(yīng)的多媒體課件和電子教案。同時(shí)，開設(shè)微波技術(shù)基礎(chǔ)課程網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、網(wǎng)上答疑和測試。

微波工程課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)由多媒體理論課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)構(gòu)成，涵蓋了教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)技術(shù)和手段的改革內(nèi)容，具體內(nèi)容包括：一是網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)。網(wǎng)上內(nèi)容突出教學(xué)目標(biāo)要求，條理清楚，簡明扼要，提供相應(yīng)知識(shí)的圖像、動(dòng)畫鏈接，圖像配有文字說明和熱鍵提示，圖像資料除教學(xué)內(nèi)容外，還提供基礎(chǔ)學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的檢索，有利于訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)。二是網(wǎng)上討論、答疑。網(wǎng)上討論是教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間對微波工程課程學(xué)習(xí)的有關(guān)問題進(jìn)行在線雙向討論。網(wǎng)上答疑則是由學(xué)生提出問題，教師定期回答，為學(xué)生學(xué)習(xí)和學(xué)生與教師溝通提供了良好的環(huán)境。三是網(wǎng)上自測。根據(jù)教學(xué)大綱要求，遵循有效性與科學(xué)性相結(jié)合原則設(shè)計(jì)每一章學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)習(xí)思考題及自測題，并分成不同題型，主要以選擇題為主。計(jì)算機(jī)給出正確答案和評(píng)分。四是教學(xué)文件。包括教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、實(shí)習(xí)指導(dǎo)、電子教案、全程教學(xué)錄像、電子課件和實(shí)驗(yàn)錄像等教學(xué)參考內(nèi)容。五是網(wǎng)絡(luò)資源。把與微波工程相關(guān)的資源網(wǎng)站鏈接到網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站上，使學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到相關(guān)的網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)。

三、微波技術(shù)課程教材建設(shè)成果

該套教材被列為“十一五”、“十二五”國家級(jí)規(guī)劃教材，已累計(jì)印刷4次，累計(jì)印數(shù)上萬冊，且已被哈爾濱工程大學(xué)、吉林大學(xué)、東北電力大學(xué)、南開大學(xué)、煙臺(tái)大學(xué)、海南大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、伊犁師范學(xué)院、合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)職業(yè)學(xué)院、湖北第二師范學(xué)院、陸軍軍官學(xué)院、集美大學(xué)、東莞理工學(xué)院等幾十所學(xué)校采用，作為微波技術(shù)課程的主教材或參考資料。

該套教材得到了國內(nèi)知名專家的高度評(píng)價(jià)，專家認(rèn)為該套教材從基本概念入手，全面系統(tǒng)地闡述了微波技術(shù)的基本理論、基本技術(shù)和基本分析方法，作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課教材，在強(qiáng)調(diào)基本概念理解與掌握的同時(shí)，又強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，著重介紹解決工程實(shí)際問題的方法，把現(xiàn)代科技理念和經(jīng)典基礎(chǔ)理論有機(jī)結(jié)合，內(nèi)容新穎，具有自己獨(dú)特的風(fēng)格，形成了特色鮮明的精品教材。

國家精品課程的全部教學(xué)資源已經(jīng)上網(wǎng)，包括大綱、習(xí)題、學(xué)習(xí)要點(diǎn)、多媒體課件、電子教案和授課全程錄像（包括微波技術(shù)全程授課錄像40講、微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)錄像16學(xué)時(shí)）、微波技術(shù)仿真軟件等，被數(shù)次瀏覽和下載，供兄弟院校在教學(xué)中使用。本課程教學(xué)資源和主講視頻被國內(nèi)多家網(wǎng)站轉(zhuǎn)載，受到了社會(huì)的好評(píng)，并有網(wǎng)友讀者的評(píng)價(jià)性語言。所開發(fā)的微波技術(shù)系列多媒體課件在“光盤中國”網(wǎng)站上向全國發(fā)行，獲得黑龍江省高等學(xué)校第二屆多媒體教學(xué)軟件一等獎(jiǎng)和黑龍江省高等學(xué)校第三屆多媒體教學(xué)軟件一等獎(jiǎng)。

由哈爾濱工程大學(xué)微波技術(shù)課程組以教材建設(shè)為部分內(nèi)容的“精品課程資源共享”取得了顯著成效，微波技術(shù)課程已入選國家級(jí)精品資源共享課立項(xiàng)項(xiàng)目，由課題組申報(bào)的“質(zhì)量工程背景下的微波技術(shù)課程精品資源建設(shè)與實(shí)踐”獲得2013年黑龍江省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

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【基金項(xiàng)目】黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題（XGGH07081）；哈爾濱工程大學(xué)2012年教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目

【作者簡介】廖艷蘋（1980- ），女，吉林長春人，哈爾濱工程大學(xué)副教授，博士，研究方向：微波技術(shù)領(lǐng)域教學(xué)；趙春暉（1965- ），男，黑龍江湯原人，哈爾濱工程大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，國家級(jí)教學(xué)名師，研究方向：微波技術(shù)領(lǐng)域教學(xué)。