射頻電路課程實踐教學改革與探索

馬曉琳 王長龍

摘 ?要 針對無人機專業(yè)射頻電路課程實踐教學，從制定實踐教學實施原則、構建教學內容體系、建設專業(yè)實踐教學平臺和組織教學評價等方面，全方位實施教學改革和探索，取得良好效果，有效提高了學員的實踐能力。

關鍵詞 射頻電路;無人機專業(yè);數據鏈;實踐教學;仿真實驗平臺;實驗室

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）17-0127-03

1 前言

隨著當前國防和軍隊改革日益深化，院校訓練工作對實踐教育的重視程度日益加強，對實戰(zhàn)化教學訓練提出更高要求。本文對陸軍工程大學無人機專業(yè)射頻電路課程實踐教學改革進行總結，以實踐教學為突破口，圍繞提升學員工程實踐能力，將射頻電路課程中實踐教學內容重新梳理整合，將實踐教學部分納入體系，逐步構建形成裝備環(huán)境下實踐教學平臺，以解決傳統(tǒng)教學中存在的學員理解不透徹、工程能力欠缺、創(chuàng)新精神不夠等問題。

2 融合發(fā)展，立足實用制定實踐教學實施原則

在課程改革之初，首先確立統(tǒng)籌規(guī)劃、融合發(fā)展原則：統(tǒng)籌規(guī)劃實踐內容，將工程技術與裝備知識相結合，制訂相應課程建設規(guī)劃，分批分階段實施，結合軍隊院校的實際需要和長遠發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)籌好現有基礎與后期建設、當前需要與長遠發(fā)展、硬件建設與軟件建設等各方面關系;調整、更新和優(yōu)化相關課程的教學內容和課程設計，突出知識、技能、素質的有效融合。

3 重構課程體系，優(yōu)化教學內容，體現知識、技能、素質相結合

對教學內容重組，體現知識內在聯(lián)系，突出內容的應用性[1]。課程教學內容和自編主講教材緊貼無人機技術，來源于無人機數據鏈系統(tǒng)所涉及的基本概念、基本理論和關鍵技術，包括射頻基本理論、射頻器件與電路、天線與電波傳播和無線傳輸系統(tǒng)四部分內容，既涵蓋現有無人機專業(yè)中數據鏈的應用技術，也涉及無人機無線傳輸系統(tǒng)的最新技術和發(fā)展趨勢。

針對課程特點，將教學內容模塊化[2]，既有以系統(tǒng)的功能、組成、原理組成的理論教學模塊，也有結合無人機數據鏈射頻前端的工程實踐模塊，還有突出技術應用的第二課堂設計。課程內容規(guī)劃如圖1所示。

4 加強條件建設，實現知識、技能、素質綜合提升

依托重點特色學科專業(yè)（無人機工程）的建設任務，建立射頻電路實驗室（圖2），引進微波電路實驗訓練系統(tǒng)、天線測試訓練系統(tǒng)和射頻分布實驗系統(tǒng)。這些實驗設備能夠滿足軟件仿真、硬件仿真、系統(tǒng)驗證、系統(tǒng)開發(fā)等方面的實驗需求，可完全滿足學員的驗證性、綜合性和設計性實驗需求[3]。依托該教學實驗平臺，系統(tǒng)設計實踐環(huán)節(jié)，將實驗貫穿于整個授課過程，從課程設計到課后知識的延續(xù)，不拘泥于書本知識，從實驗出發(fā)，以不同角度思考問題，優(yōu)化課堂教學。實驗系統(tǒng)的引進和研制大大改善了實踐教學硬件條件，提高了教學效率和質量。

5 不斷創(chuàng)新，提高人才培養(yǎng)質量

構建信息化教學環(huán)境，創(chuàng)新教學模式 ?綜合運用教學資源，合理運用教學條件，形成信息化教室、教學實驗室、專業(yè)專修室三位一體的專業(yè)教學環(huán)境。依托專業(yè)教學環(huán)境，積極創(chuàng)新教學模式：專業(yè)原理教學主要依托信息化教室進行，通過課堂授課、專題研討、案例分析、例題精解、習題訓練、自主測試等教學模式，掌握扎實深厚的專業(yè)基礎理論（圖3）;專業(yè)基礎實踐主要依托教學實驗室開展，通過原理演示、模擬仿真、實驗驗證、算法優(yōu)化、模塊設計、自主開發(fā)等教學模式，進一步鞏固對理論原理的理解和掌握，提高學員的專業(yè)綜合技能;裝備教學主要依托專業(yè)專修室實施，通過實裝操作、虛擬維修、示教演示、仿真訓練等教學模式，掌握無人機技術的原理及結構，培養(yǎng)學員從事裝備技術保障的專業(yè)技能和組織指揮管理能力。

研討、探究、案例多元融合，創(chuàng)新教學方法 ?在教學過程中，根據培養(yǎng)要求、課程特點、教學內容、教學對象特點、教學保障條件等選擇合適的教學方法。如任務驅動教學方法，以天線功能實現為主線，通過課堂上設置環(huán)環(huán)相扣、步步深入的小問題，始終引導學員思考，在分析解決問題的過程中完成教學內容;綜合案例教學方法，以數據鏈發(fā)展需求、面臨的威脅等現實問題、典型案例為切入點，啟發(fā)學員思考，利用所學理論知識，解決工程實際問題，達到理論聯(lián)系實際的目的;分組合作教學方法，對于新技術新體制，結合熱點事件專題分析和討論，事先布置、分組準備，組內討論、組間辯論，鼓勵創(chuàng)新求異，實現共同提高;自主學習教學方法，利用學員思維活躍、好奇心強的特點，提出問題讓學員自主學習，探索解決方法;對比類比教學方法，對于新概念新理論等抽象、不易理解的內容，通過與日常生活中的常見現象、事物進行對比和類比，實現復雜問題簡單化、抽象問題形象化、枯燥問題生動化。

網絡教學、示教訓練相得益彰，創(chuàng)新教學手段 ?信息化教學的主要特點是教學資源的極大豐富，創(chuàng)新和豐富教學手段，綜合運用板書、多媒體和網絡等多種手段以提高教學效率和質量。如課題組開發(fā)的天線自主學習平臺（圖4），不僅可以了解天線的結構特點，通過選擇天線類型及饋電形式，觀察微帶天線結構組成，還可直接調用外部程序進行微帶線具體尺寸計算。通過仿真軟件建立微帶天線仿真模型，學員可觀察到輻射面上電流往返流通的情況，相應電場分布以及有交變電流產生的磁場變換情況，最后可依托天線測試平臺進行實際測量，如此無形化有形，形象地解決了看不到的問題?！凹埳系脕斫K覺淺”，利用該仿真實驗平臺，營造了輕松自主的學習環(huán)境，將多種信息手段相結合，達到很好的教學效果。

6 全過程、全方位、可量化的綜合考核方式

以能力本位為出發(fā)點，確定各專業(yè)的培養(yǎng)目標，設計教學內容、方法和過程，評估教學效果;強調知識向能力轉化的過程，其教學模式就是通過真實的項目化教學，培養(yǎng)學員的系統(tǒng)思維能力、邏輯推理能力和解決問題的能力，培養(yǎng)學員的團隊工作和交流能力，培養(yǎng)學員社會實際環(huán)境下的系統(tǒng)構思和工程設計實施運行的能力[4]。具體做法為：在考核中增加實驗設計考核，加強平時考核，精練理論考核，量化考核標準，構建“筆試50分+項目設計30分+平時20分”的考核模式;加入過程性評價，跟蹤記錄各小組完成項目情況，包括階段檢查和綜合匯報答辯，采取教員評價、小組自評、小組間互評相結合的方式為學員評分。階段檢查主要考查項目的進度及完成質量，以督促學員保質保量完成項目。

7 結語

將研究成果應用于專業(yè)教學實踐，有效提升了學員的專業(yè)實踐技能和崗位任職能力;運用任務驅動式實踐教學方法，極大激發(fā)了學員的學習興趣，有力支持了研究生學員的課題研究和本科學員的畢業(yè)設計，取得良好的教學效果。2017年以來，本科學員畢業(yè)設計優(yōu)良率達到90%以上，學員的實踐技能和崗位任職能力明顯增強。

參考文獻

[1]張?zhí)m，李曉蓉，江愛萍.射頻電路實踐教學的探索[J].實驗技術與管理，2011，28（1）：150-152.

[2]閆云斌，劉新海，等.無人機任職專業(yè)模塊化課程設計與實施研究[J].繼續(xù)教育，2017（11）：42-44.

[3]張學毅，羅飛.“射頻電路”課程的教學探討[J].電氣電子教學學報，2006，28（3）：21-23，41.

[4]倪春.全真教學在射頻電路教學中的應用研究[J].信息與電腦：理論版，2017（9）：237-238.