理工類研究生優(yōu)質課程建設方案與思考

羅 偉 郝宏剛 尹 波 王 斌

（重慶郵電大學光電工程學院 重慶 400065）

0 引言

當前國內(nèi)外自然科學技術的飛速發(fā)展與我國社會經(jīng)濟的實際需求對高等教育人才培養(yǎng)不斷提出新的要求。研究生教育是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。教育部明確指出要高度重視課程學習在研究生培養(yǎng)中的重要作用，重視課程學習，加強課程建設，提高課程質量，是當前深化研究生教育改革的重要和緊迫任務。

近年來，“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件”和“新一代寬帶無線移動通信”一直是國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃、國家科技重大專項等關注的重要方向，這些領域研究工作的開展需要天線理論知識的支撐；另一方面，新一代信息終端機配套關鍵技術、通信關鍵技術、物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術、集成電路設計與制造關鍵技術，汽車電子等多項技術也需要電磁場與微波技術領域的專業(yè)知識支撐。可見，電子信息產(chǎn)業(yè)和無線通信行業(yè)的發(fā)展需要大量具備天線理論知識與應用的專業(yè)人才，而《近代天線理論》課程的開設可為該方面基礎知識和優(yōu)秀研究生人才培養(yǎng)提供較好的支持。

《近代天線理論》是國內(nèi)“電子科學與技術”一級學科、“信息與通信工程”一級學科下屬各二級學科碩士學位專業(yè)重要的基礎課程之一，也是國外眾多研究生院設置的重點課程。該課程兼具基礎課和專業(yè)課的特點。隨著專業(yè)發(fā)展和學校辦學水平的提高，該課程也在緊跟產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的發(fā)展步伐，不斷在課程體系的改革、師資隊伍的優(yōu)化和教學方式的探索中持續(xù)發(fā)展。

隨著現(xiàn)代教育技術的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡已成為推動教育教學改革的重要手段。高校利用校園的網(wǎng)絡設施，建設網(wǎng)絡教學平臺，可以實現(xiàn)課程教學的網(wǎng)絡化，推動優(yōu)質教學資源共享，拓寬教學空間，促進教學模式、教學手段和教學方法改革等，不僅有利于加快教學信息化建設，而且能促進現(xiàn)代信息技術在教學中的應用。網(wǎng)絡化條件下的教學以學生為中心，學生在教師創(chuàng)設的情境中學習，能夠充分發(fā)揮學生自身的學習主動性和積極性，提高學習興趣。近幾年，課程將在分析研究生課程《近代天線理論》教與學現(xiàn)狀的基礎上，結合信息網(wǎng)絡技術的發(fā)展，通過課程內(nèi)容的優(yōu)化設計、課程知識的碎片化處理、課程資源與教學平臺的建設、教學方法的改革、課程考核方式的變化、教學團隊的建設等方面的綜合改革，提升課程教與學的效果，為專業(yè)人才的培養(yǎng)提供更好的保證。相關研究也可為其他研究生課程的教與學提供參考。

天線理論促進了電子科學技術的發(fā)展，有力的推動了電子信息產(chǎn)業(yè)的進步。近年來，隨著國家和地方電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子信息類專業(yè)研究生培養(yǎng)的人才持續(xù)供不應求。經(jīng)過多年的積累，我校已經(jīng)建立起一支包含電子科學與技術、光學工程等學科領域的較為龐大的導師團隊。然而由于各位導師研究方向較為分散，導致專業(yè)基礎課程建設過程也出現(xiàn)了一些問題，其中《近代天線理論》課程突出表現(xiàn)在內(nèi)容設置不夠合理，學習方式單一，教學方法不夠豐富，課程資源建設匱乏，難以兼顧各個研究方向等，使得該課程的教與學遇到較大的困難。因此，現(xiàn)階段如何對專業(yè)基礎類課程的教與學進行改革，整合教學內(nèi)容、加強課程資源建設、實施團隊授課的教學模式等，豐富教學方法，滿足學生多樣化的學習需求，提升專業(yè)基礎類課程的教學效果勢在必行。

1 課程目前存在的主要問題

《近代天線理論》課程主要講授天線輻射的基本理論、天線設計與分析的基本方法及其應用。通過該課程的學習，使學生在電磁場與電磁波等課程的基礎之上，進一步結合無線通信技術、微波技術等對天線的要求，掌握天線的基本理論，包括：電磁場的基本方程、基本原理和定理和輔助函數(shù)等；掌握分析電磁輻射理論的一些基本方法，包括：嚴格解析法、近似解析法和常用數(shù)值分析方法；掌握天線輻射的基本原理，天線的主要參數(shù)及其所對應物理模型，掌握不同的天線類型及其工作模式。主要目的在于使學生掌握在天線分析與設計的基礎知識，培養(yǎng)和提高學生分析和設計天線的能力。課程內(nèi)容繁多，對數(shù)學基礎與工程設計能力要求較高，“難教難學”成為該課程教與學的最大特點。

圖1：近代天線理論課程教學內(nèi)容與體系

1.1 學生知識背景和學習目標差異大，需要優(yōu)化課程教學目標和內(nèi)容

天線理論易與其他學科交叉，產(chǎn)生新的科學研究方向。在我校多個學院和單位，均有結合所在學科從事電磁理論及應用研究的團隊，研究方向較為分散，選課學生對課程學習的需求差異較大。另外，近幾年隨著招生人數(shù)的增加，很多研究生在本科階段沒有進行電磁輻射與天線理論相關課程學習，缺乏電磁理論的基礎知識，學習過程中的主動性也不夠。“難教難學”依然是《近代天線理論》課程教與學的最大問題。

1.2 課程教學網(wǎng)絡平臺不夠完善，需要完善網(wǎng)絡建設，豐富教與學方式

在互聯(lián)網(wǎng)時代，網(wǎng)絡是課程教與學的有效載體。網(wǎng)絡平臺在提供課程簡介、課程內(nèi)容、授課教案、授課團隊介紹、課后習題答案等基本資料的同時，還應提供微視頻、案例分析、碎片化知識點資料等資源。另一方面，網(wǎng)絡平臺還應提供留言、提問等交互功能，提供測驗、展示等功能。借助于網(wǎng)絡平臺，積極利用“慕課”、“反慕課”、“翻轉課堂”等新模式，開展《近代天線理論》課程的教與學方式改革，改變以教師講授為主的單一授課方法，豐富課程教與學的方式，改善專業(yè)基礎類課程的教與學效果。

1.3 課程考核方式需要進一步完善

《近代天線理論》課程是專業(yè)基礎課，課程理論知識較多，解題難度較大，通過閉卷考核的形式難以對學生的課程學習效果進行正確評價。利用搭建的互聯(lián)網(wǎng)教學平臺，可以對學生的學習活動過程進行考核，比如資源利用的情況、提問與交互的情況等，豐富專業(yè)基礎類課程的考核方式，通過考試、交互情況、平時測查、案例教學等方法，提出較為完善的課程考核方案。

1.4 面對新教學模式，需要進一步加強教學團隊建設

課程教與學需要團隊協(xié)同配合完成，需要主講教師、輔導教師、網(wǎng)絡平臺維護人員等積極參與，同時，根據(jù)雙語教學的需求，結合“翻轉課堂”、“微課”等教學新模式的應用，需要加強教學團隊的建設，完善團隊運行機制。

2 優(yōu)質課程建設目標

信息網(wǎng)絡技術為各行各業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)，結合《近代天線理論》專業(yè)基礎類研究生課程教與學的現(xiàn)狀，提出課程教學綜合改革方案。通過建設，完成課程教學內(nèi)容體系改革和完善，完成重要知識點的碎片化處理方案，完成網(wǎng)絡教學平臺的搭建，制作豐富的教學資源，改革教與學的方法，豐富課程考核方式，完善教學團隊組建與管理方案，提升《近代天線理論》課程的教與學質量，為研究生專業(yè)基礎類課程的教與學提供參考。

3 優(yōu)質課程建設方案

3.1 針對信息網(wǎng)絡技術時代的教與學特點，完善教學內(nèi)容體系

在分析前期《近代天線理論》課程教學情況的基礎上，充分考慮信息網(wǎng)絡技術時代研究生群體的認知水平、學習動機、認知風格等特點及差異性，對課程教學內(nèi)容進行調(diào)整，將課程內(nèi)容分成基礎模塊、提升板塊和應用算法模塊等3個部分，共計48學時，其中基礎理論模塊24學時，典型天線設計模塊12學時，高等天線研究方法模塊12學時。每個模塊分成若干個重要知識點，便于后期知識的碎片化處理。在基礎模塊中充分考慮到學生基礎不牢固的情況，將本課程知識與《天線與電波傳播》的知識進行銜接，并以《微波工程》的內(nèi)容體系為基礎，進行基礎理論模塊的講授。通過基礎理論模塊、典型天線設計模塊和高等天線研究方法模塊的設置，整合教學內(nèi)容，完善課程體系。

3.2 碎片化處理課程知識的重要知識點和關鍵點

分析微信公眾號、微博、搜索引擎、新聞網(wǎng)站、即時通信等多種方式信息傳遞的形式，將一個個重要的知識點，按照信息網(wǎng)絡技術時代下信息傳遞形式進行重新整理，比如電偶極子天線內(nèi)容，我們可以將其主要內(nèi)容編輯成100字以內(nèi)的信息，通過微信、微博等方式進行傳播，使學生在業(yè)余生活的間隙進行專業(yè)知識的學習。碎片化的知識和學習方式，有利于將復雜知識簡單化，有利于系統(tǒng)知識的學習。但同時，要處理好碎片化與整體性的關系。結合教學目標將《近代天線理論》教學內(nèi)容進行碎片化處理，有利于借助于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，提升研究生課程學習的效率。

3.3 搭建網(wǎng)絡平臺建設，豐富課程教學資源

通過學習現(xiàn)有特色課程、精品課程、在線課程等課程網(wǎng)站，借助現(xiàn)代教育技術、教育學、心理學等理論，網(wǎng)絡平臺內(nèi)容設計上體現(xiàn)出科學性、系統(tǒng)性和理論聯(lián)系實際，網(wǎng)絡平臺內(nèi)容組織安排上要符合學生認知規(guī)律，網(wǎng)絡平臺風格設計上要充分體現(xiàn)網(wǎng)絡化教學的直觀性。網(wǎng)絡教學平臺可具備學習區(qū)、交流區(qū)、考試區(qū)、管理區(qū)等功能區(qū)，教師可以依托平臺進行編輯課件、組織在線考試、審批作業(yè)、在線答疑、統(tǒng)計學生學習情況等多項教學管理；同時，平臺應留出給學生展示的空間，創(chuàng)設論壇、答疑區(qū)、分組討論、常見問題、在線模擬測試等模塊，從教和學兩方面入手，推動網(wǎng)絡化課程資源的有效運用。另外，借助網(wǎng)絡教學平臺，課程團隊應制作課教案、授課PPT、動畫、微視頻等資源，營造啟發(fā)式學習環(huán)境，便于教和學等特點，體現(xiàn)課程的特色，突出知識亮點，使網(wǎng)絡化教學真正成為提高課堂教學的有效載體。

3.4 探索信息網(wǎng)絡技術時代下的課程教與學方法

信息網(wǎng)絡技術時代下，“翻轉課堂”、“慕課”、“反慕課”等課堂教學模式的應用，引起了教學模式及學習方式上的重大變革。課程團隊在詳細研究這些新型教學模式的基礎上，學習借鑒“翻轉課堂”的先進理念、充分利用“慕課”、“反慕課”的技術手段和豐富的課程資源，嘗試在實際教學中進行應用，分析其教學效果，根據(jù)實際的教學任務、教學目標來構建教學模式，將傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡化學習的優(yōu)勢結合起來，既發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，保證研究生對基礎理論系統(tǒng)充分掌握，又充分體現(xiàn)學生作為學習過程主體的積極性與創(chuàng)造性，激發(fā)研究生的創(chuàng)新熱情。也可嘗試將《近代天線理論》與《天線與電波傳播》課程授課安排在同一學期，安排研究生在學習高等電磁理論的同時，指導本科生學習初級電磁理論，通過研究生與本科生的互動，提升研究生課程學習的主動性，改善課程學習的效果。

3.5 分析現(xiàn)有的課程考核方式，探索新型考核方法

現(xiàn)行的考核方式多關注于課程學習的結果，往往忽略了對課程學習過程的考核，對課程的教學效果產(chǎn)生了一定的負面影響。完善的課程網(wǎng)絡平臺為我們提供了很多可能，其中對學生學習活動過程的考核，包括對交互程度、提問情況、資源利用情況等考核變得十分容易。也可以在實際的課程教學中的某個特定階段，或教學完成之后，對學生的學習結果進行評定，目的在于評定教學目標的達到程度，考核學生的最終成績，了解教學活動的最終效果。這些主要可以通過階段性作業(yè)和考試。互聯(lián)網(wǎng)云平臺技術的引入，使課程考核變得更為全面和便捷，改善了課程考核的客觀性和準確性，不斷的為課程教與學提供動力。

3.6 根據(jù)課程需要，組建高水平教學團隊

根據(jù)課程內(nèi)容和課程教學任務的需要，結合課程教學的分工，組建教學團隊，并明確各自分工。課程負責人應由學術造詣和教學水平較高、且具有豐富教學經(jīng)驗的教師擔任，保證課程的科學性和先進性；主講教師具有副教授以上職稱或具有博士學位，主要負責課程的學術質量，包括：組織教學內(nèi)容、完成教學設計、設計考試試題等；輔導教師主要應由講師和助教來擔當，他們主要負責教學過程的指導與支持，包括：發(fā)布課程信息、指導學習過程、答疑討論、批閱作業(yè)和試卷、網(wǎng)絡教學平臺建設和維護等。教學隊伍的組建是提高課程教學效果的主要保障。

4 結語

研究生能力培養(yǎng)與課程建設是高等教育的重要工作內(nèi)容，對于國家社會發(fā)展具有重要意義。在教學工作中，我們需要堅持深化改革、立德樹人，以研究生成長成才為中心，以打好知識基礎、加強能力培養(yǎng)、有利長遠發(fā)展為目標，注重培育具備獨立思考能力和批判性思維的科技人才，全面提升研究生的創(chuàng)新能力和發(fā)展能力。通過本次《近代天線理論》優(yōu)質課程的建設工作，我們提升了該課程的教學質量，形成了一系列教學方法和教學改革方案，為學校研究生專業(yè)基礎類課程的教學效果的提升提供支持，同時也為高校研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供有益的借鑒和參考。