關于微波實驗教學的思考

張明

作者：張明，助教，研究方向為微波技術的科研與教學。

分析微波技術實驗教學目前存在的主要問題，從實驗教學內容的優化、實驗教學方法的改進以及微波技術實驗室的科學建設和規范管理等方面，提出增強微波實驗教學效果和提高實驗室使用效率的對策。

1 引言

微波技術基礎是電子類專業的基礎課程，學員對該課程的理解程度直接影響后續崗位專業課程的學習和理解。微波技術基礎課程的顯著特點是抽象、理論性強，學員不容易理解，尤其是對理論基礎比較薄弱的士官學員來說。在實際教學過程中，學員普遍認為該課程晦澀難懂，存在逃避、畏難情緒，教員也很難將微波技術的理論知識非常形象地展現給學員，所以組織好微波實驗課程就顯得尤為重要。

2 微波實驗教學的現狀及對策

2.1 “小教員”教學法

目前空軍第一航空學院的微波實驗室共有實驗器材15套，通常1～2人一組進行實驗效果最好，因此只能同時滿足30人的實驗教學。對于有的班次人數較多的，就只能采取分批進行的方式，效率非常低，而且課堂秩序難以掌控。目前微波技術基礎課程學時僅為40學時，且理論內容較多，所以通常只能進行2～3次實驗，使得實驗缺乏連續性，往往是學員剛剛對實驗器材有點了解，熟悉了操作，實驗課程就已經結束了，所以很難達到將微波知識化抽象為形象的目的。

針對實驗器材與學員人數的矛盾問題，采用“小教員”的教學方法，即根據教學班人數選擇5～10名在理論課教學過程中表現較為突出、有責任心、基礎好的學員，提前1～2天，利用學員的自習時間對所選的“小教員”進行單獨的實驗教學講授。當實驗課程正式開始時，這些“小教員”就履行教員的職責，對其他學員在實驗中遇到的問題進行指導。這樣不僅在一定程度上解決了實驗器材不足的問題，而且能提高“小教員”的學習積極性和自信心，極大地提高課堂的效率。效率提高了，相應的原來兩節課才能完成的實驗內容現在一節課就夠了，這樣一來，就可以在不增加實驗課課時的情況下增加實驗教學內容。

2.2 根據裝備需求調整實驗內容

在實驗項目設置上，大部分都是涉及測波長、頻率、駐波比等最基礎的驗證性實驗。對于這些實驗，學員的學習興趣往往不太高，而且這些實驗項目已經遠不能和我軍目前的信息化建設和飛速發展的機載航電設備相適應了。微波技術在機載航電系統的典型應用就是機載火控雷達，而天線又是機載火控雷達的重要組成部分。為此增加天線方面的實驗內容，比如天線方向性圖的測量，以增強教學針對性，提高學員的學習積極性。

2.3 培養高水平的實驗技術人員

目前實驗室由教研室抽調的一名教員暫時負責管理，由于教員主要職責是教學和科研工作，而且專業不對口，所以難免會出現實驗室設備維護不及時、課程協調不到位、實驗室文檔管理無序以及實驗室利用率不高等問題。事實上，這也是大多數院校實驗室所面臨的共同問題。尤其是對于機務地勤類任職院校，實驗室更是教學體系的重要組成部分，因為它在一定程度上充當著外場甚至是戰場的角色。因此，對實驗室的管理體制、服務功能也提出更高的要求。為此必須建立與完善獨立的實踐教學體系，沒有高水平的實驗室，不可能培養出高質量的應用性技術人才。這幾年各大院校也都非常重視實驗室建設工作，加大實驗室建設的投入，但是與之相對應的實驗技術師資隊伍卻沒有培養起來，而沒有一支高水平的實驗技術師資隊伍，是不可能建設出高水平的實驗室的。

實驗室是教學、科研的基地，是培養具有任職能力、創新能力人才的實踐課堂。實驗室水平的高低，不僅要看對它投入了多少資金，擁有多少先進儀器設備和優越的實驗場所，更重要的是看它是否擁有一支思想作風好、技術水平高、結構合理的實驗技術隊伍。所以，筆者認為提高實驗技術人員的綜合素質，是目前實驗室建設中一項十分重要和緊迫的任務，也是保證實驗室工作的正常進行，特別是保證實驗教學質量的基礎。如果每個實驗室能夠有一個專業對口、技術能力過硬的實驗室管理人員，那么實驗室的管理必然會非常的井然有序，利用率更高，大大減輕上課教員的負擔。這樣一來，根據具體的情況還可以將實驗室改造成開放式的，從而最大限度地發揮實驗室的作用。

比如，目前，在微波實驗教學中的一個實驗項目為“雙T的特征測量”，雙T最典型的特征就是功率分配特性，在現代脈沖多普勒體制雷達中更重要的應用是雙T在兩路輸入條件下，輸出和信號與差信號。只是要做這個實驗需要兩個信號源，由于目前微波實驗室每套儀器中只有一個信號源，所以實驗課無法安排。但是如果有專人負責實驗室的管理，將實驗室向開放式過渡的話，感興趣的學員就可以在實驗室開放的時間到實驗室自由地組裝儀器，來完成這個實驗。

3 結束語

在微波技術課程中開設實驗內容，首先是要輔助微波理論方面的教學，使學員更好地理解和掌握微波知識，現在微波實驗室已經可以完全滿足這方面的需要。但是除此之外，微波實驗室還要能夠給學員提供一個可以自己動手實踐和研究的平臺，使學員掌握微波測量的一般過程和設計方法，提高他們運用所學知識解決實際問題的能力，這一點也是還需要改進的地方。

實驗室建設不能一勞永逸，而是一個持續的不斷完善的過程。現在已經編寫相應的實驗指導書，從使用效果來看并不是非常理想，今后打算通過Flash等軟件制作一些實驗指導動畫以供實驗教學使用，錄制一些演示性實驗供學員參考。另外，還可以多設計一些與微波相關的預研性實驗，讓學員自己思考，獨立完成，提高他們的動手和獨立研究問題的能力。

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