提高微波技術與天線教學效果的幾點思考①

高喜 姜彥南 于新華

摘 要：微波技術與天線課程具有理論性強、抽象概念多、數學推導較為復雜，要學好該門課程所涉及的知識面廣，同時需要學生有較為扎實的數理基礎。因此，學生在學習過程中，都表現出不同程度的困難，基于此，本論文結合作者課堂教學的實際，就如何提高電磁場微波技術課堂教學效率和教學質量提出幾點看法。

關鍵詞：微波技術與天線 課堂教學 教學效率

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

微波技術與天線課程在電子和信息領域內中的地位相當突出。但是該課程具有理論性強、抽象概念多、數學推導較為復雜的特點，要學好該門課程所涉及的知識面廣，需要學生有較為扎實的數理基礎，這給學生學好以及老師教好該門課程都有一定的難度。基于此，本文根據作者近三年來在微波技術與天線課程的教學實踐，并根據二本類院校學生的實際，就怎樣提高學生學習興趣和教學效果談談自己的幾點體會和認識。

1 教學理念改革

在傳統教學過程中，大多采用以“教“為主的模式，這樣很容易導致學生的學習興趣降低，而影響教學效果。特別對于“微波技術與天線”課程，物理概念抽象、數學推導較多的情況下，如果老師還一味采用只“教”不“導”的教學模式，就很難得到好的教學效果。因此，首先要從教學理念上改變教學觀念，引入新的教學思想，在課堂中不但要注重“教”更要注重“導”，要從不同方面對學生進行引導、啟發，多讓學生自己思考，并得出相關結論。

2 教學內容的設計

在電磁場微波技術課程教學內容的設計上，應以該門課程的性質、學生的實際情況為基礎，以提高學生學習興趣、提高教學效果為出發點，因此應遵循以下幾條基本原則。

2.1 價值性原則

教學內容的設計應體現較高的學習價值，有利于學生掌握微波技術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；有利于培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 可行性原則

教學內容的設計要與學生的實際知識水平和能力相適應，例如對于二本院校的學生，教學內容就不宜有太多的數學推導，而要多講解結論性的東西，并與實際工程應用相結合。

2.3 拓展性原則

教學內容應該來源于教材，但是又要高于教材。對于微波技術于天線課程來講，隨著現代通信技術發展日新月異，其深度與廣度也在不斷拓展，因此我們在設計教學內容時要緊跟當前技術發展的步伐，及時補充一些新的知識，對于有些知識學生可能已經通過網絡對其有一些了解，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知識進行解釋，這樣可以極大提高學生的學習興趣。

2.4 數學和物理相結合的原則

在微波技術與天線課程中，數學公式較多，需要學生具備較為扎實的數學物理基礎，而對于二本院校的學生有相當一部分同學在這方面的知識又比較欠缺，因此，我們可以避免公式的復雜推導過程，直接給出結論，但是要對結論性的公式先從數學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，根據短路傳輸線上任意一點輸入阻抗公式，從數學上來看，它是一個正切函數，因此它具有正切函數的一些特性，即周期性、變量的取值為實數。這樣從數學上我們可以直觀地判斷，對于短路傳輸線，其線上阻抗沿線應該呈正切周期函數的形式分布。但是我們又不能只從數學上來判斷，它必須要符合物理實際，例如，傳輸線的長度應該是一正的有限值，因此也只是一正的有效值，而不是數學上的實數。對于這中類似情況，在微波技術與天線課程有很多，都可以類似處理。

3 電磁場微波技術課程教學活動的實施

3.1 研究性教學

重新審視微波技術與天線課程的教學內容，充分挖掘微波技術與天線課程的研究性教學點，在課堂教學的各個環節中處處滲透研究性學習理念，精心設計研究性教學內容，采用研究性教學手段，通過研究教學環節的設計，指導學生以類似科學研究方式去學習知識和應用知識，以達到提高學生學習興趣和能力的目的。

3.2 直觀性教學

該課程涉及許多微波元器件，例如微帶線、波導、耦合器、功分器等，為了增加學生在這些微波元器件的直觀認識，在教學過程中，應該盡量向學生展示這些微波器件。尤其在講解微波網絡理論一章的內容時，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部的具體結構，只要知道各個端口上的微波輸入輸出情況就可以了，從而引入網絡理論。這樣可以增加學生對抽象網絡理論的感性認識，最終實現教學效果的提高。

4 課外作業

課外作業是提高學生學習效果的一種有效途徑，但是大學階段與中學階段又不近相同，在大學階段，學生的課外活動較多，占用了較多的課外時間，另一方面，大學生所開設的課程也比較多，學習任務相對繁重。這樣在布置學生課外作業的時候就應該有所講究，不能太多，但是又要具有一定啟發性和代表性。尤其結合本課堂的內容，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，這樣會得到事半功倍的效果。例如，在講解矩形波導中不同模式的場分布時，就可以讓學生課后利用CST或者HFSS電磁仿真軟件建一波導結構，計算其中的場分布，然后利用后處理功能觀察波導中的場分布，這樣可以增加學生的感性認識，從而提高對場的理解。

參考文獻

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[3] 高喜，曹衛平，姜彥南.微波與射頻電路設計課程教學改革初探[J].企業科技與發展，2010（12）：269-271.