“微波技術(shù)與天線”課程教學(xué)法探討

方芳

【摘 要】本文探討了在“微波技術(shù)與天線”課程理論教學(xué)學(xué)時數(shù)被壓縮的情況下，如何提高課堂教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)新環(huán)境下的具有自主學(xué)習(xí)能力和工程實踐能力的高素質(zhì)人才。主要從優(yōu)化課時分配、豐富教學(xué)手段、改變實驗教學(xué)模式、改革教學(xué)評價與考核方式四個方面進行了探究。

【關(guān)鍵詞】微波技術(shù)與天線；教學(xué)研究；課時壓縮

0 引言

微波技術(shù)與天線是電氣信息類專業(yè)的專業(yè)方向課，其先修課程有：“電路分析”、“電磁場理論”、“信號與系統(tǒng)”等，而且對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，普遍存在“畏難”情緒[1-2]。但是隨著信息時代的到來，微波即高頻電磁波正是信息的主要載體，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、移動通信、計算機通信、雷達等各個領(lǐng)域[3-4]，市場上需要大量的電磁場與微波技術(shù)、無線技術(shù)專業(yè)的從業(yè)人員，如射頻工程師、微波工程師、天線工程師等，而微波技術(shù)與天線正是相關(guān)工作人員的入門課，是電子科學(xué)與技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域進行深入研究的必修課，因此，對于電子信息、通信工程專業(yè)的學(xué)生來說，該門課程在目前和將來都是重要而不可缺少的。

另一方面，我國高等教育改革深入發(fā)展，素質(zhì)教育被放在首位，加強了學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，加大了實驗教學(xué)及實踐教學(xué)的比例，在此大背景下，許多課程的理論教學(xué)學(xué)時數(shù)都被壓縮，例如我校的2012版人才培養(yǎng)方案中，微波技術(shù)與天線的理論教學(xué)課時數(shù)也由原來的32學(xué)時壓縮到24學(xué)時，另外增加了16學(xué)時的實驗教學(xué)，總共40個學(xué)時。那么如何在有限的學(xué)時數(shù)中，完成教學(xué)目標(biāo)，取得好的教學(xué)效果，就成為必須探討的問題。

表1 教學(xué)學(xué)時安排表

1 整合課程內(nèi)容，優(yōu)化課時分配

“微波技術(shù)與天線”課程主要講授傳輸線理論、微波網(wǎng)絡(luò)、微波元件及天線，課程的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，掌握微波技術(shù)的基本概念、基本理論、基本分析方法和設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力，提高動手能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，我們注意合理安排各章節(jié)理論和實驗教學(xué)的學(xué)時數(shù)。我校選用教材為王新穩(wěn)的《微波技術(shù)與天線》[5]，針對2012年版人才培養(yǎng)方案，設(shè)定的教學(xué)學(xué)時安排如表1所示。

需要說明的是，在我校對于電子信息專業(yè)，電磁場與電磁波是作為專業(yè)基礎(chǔ)課，是必選課，課時為56學(xué)時；而且在電路分析中，分布參數(shù)電路理論也是作為必學(xué)內(nèi)容，因此在介紹傳輸線理論時，只需將重點放在史密斯圓圖、阻抗匹配、波導(dǎo)、同軸線等方面，在天線知識的講解時，也只需將重點放在天線的參數(shù)方面，這樣就可以將理論課時適當(dāng)減少。

2 豐富教學(xué)方法和手段

“微波技術(shù)與天線”課程理論性強，概念抽象，推導(dǎo)計算過程繁雜，傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式不僅學(xué)生在學(xué)的過程中感到非?？菰铮鳛橹v授的教師也會覺得枯燥，因此為了提高教學(xué)效果，教師應(yīng)充分利用教學(xué)資源，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，考慮工科學(xué)生以應(yīng)用為主的特點，豐富教學(xué)手段和方法，改變理論教學(xué)的枯燥性，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

首先，注重增加課堂教學(xué)的趣味性，理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。授課教師要善于觀察日常生活，將授課內(nèi)容與日常生活實際結(jié)合起來，有意識地搜集一些例子，例如在講解群速度和相速度時，可以以生活中的電鉆在墻上鉆孔為例，將電鉆旋轉(zhuǎn)的速度類比為相速度，電鉆軸向運動的速度類比為群速度，這可以使學(xué)生對原本抽象的兩個概念有很好的理解。

其次，將多媒體教學(xué)手段引入微波技術(shù)與天線課程?，F(xiàn)在幾乎所有課程的教學(xué)都引入了PPT教學(xué)，不可否認多媒體教學(xué)手段的引入，使得許多抽象的概念圖形化、可視化，使學(xué)生能夠比較容易的理解抽象復(fù)雜的內(nèi)容，降低了理解難度，提高了學(xué)習(xí)效率。但是，過度的依賴PPT進行教學(xué)，其弊端也是顯而易見的。微波技術(shù)與天線是一門嚴謹?shù)膶W(xué)科，其中涉及到大量的數(shù)學(xué)公式及其推導(dǎo)，如果都用PPT講解，使得授課速度加快，學(xué)生無法做筆記，學(xué)生理解不深刻，導(dǎo)致學(xué)生看著容易，無法動手或者動手就錯。因此，這就需要教師精心備課，根據(jù)所授內(nèi)容的特點，采用板書與多媒體合理結(jié)合的方式，以期達到最佳教學(xué)效果。

第三，將工程軟件引入課堂。目前，社會上的許多公司在招聘射頻工程師和微波工程師時，都要求應(yīng)聘者能夠熟練地使用微波工程軟件，比如HFSS、ADS、CST等。在課堂上，讓學(xué)生學(xué)習(xí)一門微波工程軟件，在當(dāng)前嚴峻的就業(yè)壓力下，學(xué)生覺得找工作時會“有用”，主觀上就愿意去學(xué)；更重要的是，將工程軟件引入課堂，能夠幫助學(xué)生更好的理解該課程的基本概念、基本原理、分析方法，提高學(xué)習(xí)效率。在“微波技術(shù)與天線”的教學(xué)中，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容的特點，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法：對于傳輸線理論和微波網(wǎng)絡(luò)這一部分知識，主要是基本理論知識的介紹，我們以理論教學(xué)為主（見表一）；對于微波元件和天線部分的知識，則只需用較少的的理論課時進行基本概念的課堂講解，然后用多數(shù)課時讓學(xué)生在實驗室中對相應(yīng)的微波元件、天線進行模擬仿真，在仿真過程中加強對基本概念、元件參數(shù)及功能的理解。這樣的仿真教學(xué)方式，使學(xué)生不再覺得課堂內(nèi)容單調(diào)枯燥，消化了課堂知識，體現(xiàn)了工科教學(xué)的實踐應(yīng)用性，激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，有利于提高課堂教學(xué)效率。

最后，提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。由于課時數(shù)的減少，課堂內(nèi)的教學(xué)只能是讓學(xué)生了解“微波技術(shù)與天線”最基本的理論和分析方法，掌握該門課程的學(xué)習(xí)方法和研究方法，學(xué)校可以建立網(wǎng)絡(luò)化的多媒體課程資源庫，讓學(xué)生利用課外時間選擇內(nèi)容針對性的進行學(xué)習(xí)；還應(yīng)該建立課程教學(xué)郵箱或課程論壇，進行教學(xué)活動的雙向化。

3 轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)模式

隨著無線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的“微波技術(shù)與天線”實驗教學(xué)方法已落后于時代發(fā)展，在教學(xué)過程中存在許多問題，比如：實驗儀器設(shè)備陳舊，當(dāng)前企業(yè)和研究單位的一些微波測量工具價格昂貴，一般的高校本科實驗教學(xué)只能望而卻步，傳統(tǒng)儀器功能固定，無法兼顧綜合課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計。因此，在一般的普通高校中，將工程軟件引入實驗教學(xué)，將理論學(xué)習(xí)和實際操作有機結(jié)合，開設(shè)仿真實驗，是一個切實可行的方案，不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，還可以增強學(xué)生的社會競爭力，適應(yīng)社會對人才素質(zhì)的需求。

4 改革教學(xué)評價與考核方式

考核方式對于學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有重要影響，改變傳統(tǒng)的一張試卷定乾坤的方式，減少學(xué)生對期末考試的壓力，也可以減少學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的“畏難”情緒。增大學(xué)生平時成績的比例，注重學(xué)習(xí)過程，降低期末試卷的難度，都可以取得好的效果。在期評成績比例上：平時作業(yè)占10%；平時表現(xiàn)5%，實驗成績20%，小測驗10%，如果建立了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)網(wǎng)站，還可以讓學(xué)生登錄課程網(wǎng)站的次數(shù)、論壇上討論的情況占有一定的比例，這樣平時成績的比例就占到45%以上，使得學(xué)生感到只要有付出就會有回報，更加愿意去學(xué)這門課程。

5 結(jié)束語

在目前“微波技術(shù)與天線”課程理論教學(xué)學(xué)時數(shù)被壓縮，而該門課程對于電子信息、通信工程專業(yè)的學(xué)生日趨重要的情況下，筆者從優(yōu)化課時分配、豐富教學(xué)手段、改變實驗教學(xué)模式、改革教學(xué)評價與考核方式等幾個方面進行了探討和研究，目的是提高課堂教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和效率，培養(yǎng)適應(yīng)新環(huán)境下的具有自主學(xué)習(xí)能力和工程實踐能力的高素質(zhì)人才。

【參考文獻】

[1]李九生，裘國華.電磁場理論與微波技術(shù)教學(xué)改革研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012，141（5）：57-58.

[2]曹衛(wèi)平，高喜，等.微波技術(shù)教學(xué)改革初探[J].大眾科技，2011，142（6）：134-135.

[3]全紹輝.微波技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2011.

[4]袁海軍，馬云輝，等.《微波技術(shù)與天線》課程教學(xué)中理論性與工程應(yīng)用性的結(jié)合探討[J].科技資訊，2012（24）：169-170.

[5]王新穩(wěn)，李延平，李萍.微波技術(shù)與天線[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]