“微波技術與天線”課程教學法探討

方芳

【摘 要】本文探討了在“微波技術與天線”課程理論教學學時數被壓縮的情況下，如何提高課堂教學的教學質量，培養適應新環境下的具有自主學習能力和工程實踐能力的高素質人才。主要從優化課時分配、豐富教學手段、改變實驗教學模式、改革教學評價與考核方式四個方面進行了探究。

【關鍵詞】微波技術與天線；教學研究；課時壓縮

0 引言

微波技術與天線是電氣信息類專業的專業方向課，其先修課程有：“電路分析”、“電磁場理論”、“信號與系統”等，而且對數學基礎要求高，學生在學習過程中，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，廣泛應用于衛星通信、移動通信、計算機通信、雷達等各個領域[3-4]，市場上需要大量的電磁場與微波技術、無線技術專業的從業人員，如射頻工程師、微波工程師、天線工程師等，而微波技術與天線正是相關工作人員的入門課，是電子科學與技術科學領域進行深入研究的必修課，因此，對于電子信息、通信工程專業的學生來說，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展，素質教育被放在首位，加強了學生工程實踐能力的培養，加大了實驗教學及實踐教學的比例，在此大背景下，許多課程的理論教學學時數都被壓縮，例如我校的2012版人才培養方案中，微波技術與天線的理論教學課時數也由原來的32學時壓縮到24學時，另外增加了16學時的實驗教學，總共40個學時。那么如何在有限的學時數中，完成教學目標，取得好的教學效果，就成為必須探討的問題。

表1 教學學時安排表

1 整合課程內容，優化課時分配

“微波技術與天線”課程主要講授傳輸線理論、微波網絡、微波元件及天線，課程的教學目標是要求學生通過該課程的學習，掌握微波技術的基本概念、基本理論、基本分析方法和設計方法，培養學生分析問題解決問題的能力，提高動手能力，為后續課程的學習打下良好基礎。根據教學內容和教學目標，我們注意合理安排各章節理論和實驗教學的學時數。我校選用教材為王新穩的《微波技術與天線》[5]，針對2012年版人才培養方案，設定的教學學時安排如表1所示。

需要說明的是，在我校對于電子信息專業，電磁場與電磁波是作為專業基礎課，是必選課，課時為56學時；而且在電路分析中，分布參數電路理論也是作為必學內容，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、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方面，這樣就可以將理論課時適當減少。

2 豐富教學方法和手段

“微波技術與天線”課程理論性強，概念抽象，推導計算過程繁雜，傳統單一的教學模式不僅學生在學的過程中感到非常枯燥，作為講授的教師也會覺得枯燥，因此為了提高教學效果，教師應充分利用教學資源，根據教學內容的特點，考慮工科學生以應用為主的特點，豐富教學手段和方法，改變理論教學的枯燥性，調動學生學習的積極性和主動性。

首先，注重增加課堂教學的趣味性，理論聯系實際，激發學生學習的興趣。授課教師要善于觀察日常生活，將授課內容與日常生活實際結合起來，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，將多媒體教學手段引入微波技術與天線課程。現在幾乎所有課程的教學都引入了PPT教學，不可否認多媒體教學手段的引入，使得許多抽象的概念圖形化、可視化，使學生能夠比較容易的理解抽象復雜的內容，降低了理解難度，提高了學習效率。但是，過度的依賴PPT進行教學，其弊端也是顯而易見的。微波技術與天線是一門嚴謹的學科，其中涉及到大量的數學公式及其推導，如果都用PPT講解，使得授課速度加快，學生無法做筆記，學生理解不深刻，導致學生看著容易，無法動手或者動手就錯。因此，這就需要教師精心備課，根據所授內容的特點，采用板書與多媒體合理結合的方式，以期達到最佳教學效果。

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，讓學生學習一門微波工程軟件，在當前嚴峻的就業壓力下，學生覺得找工作時會“有用”，主觀上就愿意去學；更重要的是，將工程軟件引入課堂，能夠幫助學生更好的理解該課程的基本概念、基本原理、分析方法，提高學習效率。在“微波技術與天線”的教學中，根據章節內容的特點，選擇適當的教學方法：對于傳輸線理論和微波網絡這一部分知識，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，然后用多數課時讓學生在實驗室中對相應的微波元件、天線進行模擬仿真，在仿真過程中加強對基本概念、元件參數及功能的理解。這樣的仿真教學方式，使學生不再覺得課堂內容單調枯燥，消化了課堂知識，體現了工科教學的實踐應用性，激發了學生主動學習的積極性，有利于提高課堂教學效率。

最后，提供網絡教學資源，鼓勵學生自主學習。由于課時數的減少，課堂內的教學只能是讓學生了解“微波技術與天線”最基本的理論和分析方法，掌握該門課程的學習方法和研究方法，學校可以建立網絡化的多媒體課程資源庫，讓學生利用課外時間選擇內容針對性的進行學習；還應該建立課程教學郵箱或課程論壇，進行教學活動的雙向化。

3 轉變實驗教學模式

隨著無線通訊技術的迅速發展，傳統的“微波技術與天線”實驗教學方法已落后于時代發展，在教學過程中存在許多問題，比如：實驗儀器設備陳舊，當前企業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只能望而卻步，傳統儀器功能固定，無法兼顧綜合課程設計以及畢業設計。因此，在一般的普通高校中，將工程軟件引入實驗教學，將理論學習和實際操作有機結合，開設仿真實驗，是一個切實可行的方案，不僅可以提高教學質量，還可以增強學生的社會競爭力，適應社會對人才素質的需求。

4 改革教學評價與考核方式

考核方式對于學生的學習積極性有重要影響，改變傳統的一張試卷定乾坤的方式，減少學生對期末考試的壓力，也可以減少學生學習該門課程的“畏難”情緒。增大學生平時成績的比例，注重學習過程，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：平時作業占10%；平時表現5%，實驗成績20%，小測驗10%，如果建立了網絡課程教學網站，還可以讓學生登錄課程網站的次數、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，使得學生感到只要有付出就會有回報，更加愿意去學這門課程。

5 結束語

在目前“微波技術與天線”課程理論教學學時數被壓縮，而該門課程對于電子信息、通信工程專業的學生日趨重要的情況下，筆者從優化課時分配、豐富教學手段、改變實驗教學模式、改革教學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的教學質量和效率，培養適應新環境下的具有自主學習能力和工程實踐能力的高素質人才。

【參考文獻】

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

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

[3]全紹輝.微波技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2011.

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

[5]王新穩，李延平，李萍.微波技術與天線[M].3版.北京：電子工業出版社，2011.

[責任編輯：楊玉潔]