提高微波技術(shù)與天線教學(xué)效果的幾點思考①

高喜 姜彥南 于新華

摘 要：微波技術(shù)與天線課程具有理論性強、抽象概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較為復(fù)雜，要學(xué)好該門課程所涉及的知識面廣，同時需要學(xué)生有較為扎實的數(shù)理基礎(chǔ)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，都表現(xiàn)出不同程度的困難，基于此，本論文結(jié)合作者課堂教學(xué)的實際，就如何提高電磁場微波技術(shù)課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量提出幾點看法。

關(guān)鍵詞：微波技術(shù)與天線 課堂教學(xué) 教學(xué)效率

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0215-01

微波技術(shù)與天線課程在電子和信息領(lǐng)域內(nèi)中的地位相當(dāng)突出。但是該課程具有理論性強、抽象概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較為復(fù)雜的特點，要學(xué)好該門課程所涉及的知識面廣，需要學(xué)生有較為扎實的數(shù)理基礎(chǔ)，這給學(xué)生學(xué)好以及老師教好該門課程都有一定的難度?；诖耍疚母鶕?jù)作者近三年來在微波技術(shù)與天線課程的教學(xué)實踐，并根據(jù)二本類院校學(xué)生的實際，就怎樣提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果談?wù)勛约旱膸c體會和認識。

1 教學(xué)理念改革

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，大多采用以“教“為主的模式，這樣很容易導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣降低，而影響教學(xué)效果。特別對于“微波技術(shù)與天線”課程，物理概念抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多的情況下，如果老師還一味采用只“教”不“導(dǎo)”的教學(xué)模式，就很難得到好的教學(xué)效果。因此，首先要從教學(xué)理念上改變教學(xué)觀念，引入新的教學(xué)思想，在課堂中不但要注重“教”更要注重“導(dǎo)”，要從不同方面對學(xué)生進行引導(dǎo)、啟發(fā)，多讓學(xué)生自己思考，并得出相關(guān)結(jié)論。

2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

在電磁場微波技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，應(yīng)以該門課程的性質(zhì)、學(xué)生的實際情況為基礎(chǔ)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效果為出發(fā)點，因此應(yīng)遵循以下幾條基本原則。

2.1 價值性原則

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)較高的學(xué)習(xí)價值，有利于學(xué)生掌握微波技術(shù)與天線課程中的基本原理以及利用這些基本原理去解決一些實際問題；有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 可行性原則

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計要與學(xué)生的實際知識水平和能力相適應(yīng)，例如對于二本院校的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容就不宜有太多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，而要多講解結(jié)論性的東西，并與實際工程應(yīng)用相結(jié)合。

2.3 拓展性原則

教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該來源于教材，但是又要高于教材。對于微波技術(shù)于天線課程來講，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展日新月異，其深度與廣度也在不斷拓展，因此我們在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時要緊跟當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的步伐，及時補充一些新的知識，對于有些知識學(xué)生可能已經(jīng)通過網(wǎng)絡(luò)對其有一些了解，但是又似懂非懂，如果教師能及時將其引進課堂并用微波技術(shù)知識進行解釋，這樣可以極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 數(shù)學(xué)和物理相結(jié)合的原則

在微波技術(shù)與天線課程中，數(shù)學(xué)公式較多，需要學(xué)生具備較為扎實的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)，而對于二本院校的學(xué)生有相當(dāng)一部分同學(xué)在這方面的知識又比較欠缺，因此，我們可以避免公式的復(fù)雜推導(dǎo)過程，直接給出結(jié)論，但是要對結(jié)論性的公式先從數(shù)學(xué)上講解公式的基本特性，然后在從物理上分析物理含義。例如，在講解短路無耗傳輸線上阻抗的分布時，根據(jù)短路傳輸線上任意一點輸入阻抗公式，從數(shù)學(xué)上來看，它是一個正切函數(shù)，因此它具有正切函數(shù)的一些特性，即周期性、變量的取值為實數(shù)。這樣從數(shù)學(xué)上我們可以直觀地判斷，對于短路傳輸線，其線上阻抗沿線應(yīng)該呈正切周期函數(shù)的形式分布。但是我們又不能只從數(shù)學(xué)上來判斷，它必須要符合物理實際，例如，傳輸線的長度應(yīng)該是一正的有限值，因此也只是一正的有效值，而不是數(shù)學(xué)上的實數(shù)。對于這中類似情況，在微波技術(shù)與天線課程有很多，都可以類似處理。

3 電磁場微波技術(shù)課程教學(xué)活動的實施

3.1 研究性教學(xué)

重新審視微波技術(shù)與天線課程的教學(xué)內(nèi)容，充分挖掘微波技術(shù)與天線課程的研究性教學(xué)點，在課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中處處滲透研究性學(xué)習(xí)理念，精心設(shè)計研究性教學(xué)內(nèi)容，采用研究性教學(xué)手段，通過研究教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生以類似科學(xué)研究方式去學(xué)習(xí)知識和應(yīng)用知識，以達到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的目的。

3.2 直觀性教學(xué)

該課程涉及許多微波元器件，例如微帶線、波導(dǎo)、耦合器、功分器等，為了增加學(xué)生在這些微波元器件的直觀認識，在教學(xué)過程中，應(yīng)該盡量向?qū)W生展示這些微波器件。尤其在講解微波網(wǎng)絡(luò)理論一章的內(nèi)容時，我們可以通過展示一些具體的器件（如功分器），對該類器件，我們可以不考慮元件內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，只要知道各個端口上的微波輸入輸出情況就可以了，從而引入網(wǎng)絡(luò)理論。這樣可以增加學(xué)生對抽象網(wǎng)絡(luò)理論的感性認識，最終實現(xiàn)教學(xué)效果的提高。

4 課外作業(yè)

課外作業(yè)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種有效途徑，但是大學(xué)階段與中學(xué)階段又不近相同，在大學(xué)階段，學(xué)生的課外活動較多，占用了較多的課外時間，另一方面，大學(xué)生所開設(shè)的課程也比較多，學(xué)習(xí)任務(wù)相對繁重。這樣在布置學(xué)生課外作業(yè)的時候就應(yīng)該有所講究，不能太多，但是又要具有一定啟發(fā)性和代表性。尤其結(jié)合本課堂的內(nèi)容，布置一些思考性的，且又能夠自己動手實驗或者借助一些電磁仿真軟件對課堂中講解的某一類器件進行電磁模擬計算的課外作業(yè)，這樣會得到事半功倍的效果。例如，在講解矩形波導(dǎo)中不同模式的場分布時，就可以讓學(xué)生課后利用CST或者HFSS電磁仿真軟件建一波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，計算其中的場分布，然后利用后處理功能觀察波導(dǎo)中的場分布，這樣可以增加學(xué)生的感性認識，從而提高對場的理解。

參考文獻

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