引導式教學方法在“天線”課程教學中的應用

葉志紅，王 平，李 強

（重慶郵電大學 通信與信息工程學院，重慶 400065）

0 引言

天線作為通信系統的重要組成部分，對于通信工程專業的學生，是必須要掌握好天線的理論知識[1-2]。但是，通信工程專業的學生電磁場理論薄弱，而“天線”課程內容都是以電磁場理論為基礎推導得到的。由此可見，傳統的滿堂灌的教學方法不適用于“天線”課程教學。因此，為了提高“天線”課程的課堂教學效果，引入引導式的教學方法是必然途徑。

1 引導式教學方法

所謂引導式教學方法，即從問題出發，引導學生思考，并能以通俗易懂的方式進行問題解釋，引出課程內容進行教學，進而讓學生更容易接受和理解。本節將以“天線”課程的電基本振子輻射內容為例，闡述引導式教學方法的實施過程。

引導式教學方法的實施過程包括4個方面：

（1）由生活中的現象，提煉物理科學問題。例如：一個物理實驗：導線通有電流以后，旁邊的指南針為什么會發生偏轉；一個生活常識：高壓電線附近為什么沒有人居住；一種現象：廣播電視、移動通信、衛星通信等使用的天線類型和結構不一樣。

（2）根據科學問題，提出與天線相關的問題讓學生思考。針對上述科學問題，提煉的與天線相關的問題是：①是否任意導體都可以作為天線使用；②高壓電線能否用作遠距離通信；③為什么不同的通信應用場景，要選用不同結構的天線。

（3）引用電磁場理論解釋上述與天線相關的問題。雖然導體通上電流能夠產生電磁輻射，但輻射性能需受到電流頻率以及電波傳播損耗的影響。高壓電線的例子可以解釋：只有高頻電流才具有較強的輻射特性。不同通信場景的例子表明：不同的通信需求對通信距離、信號發射功率以及信號傳播路徑損耗都有不同的要求，因此，應該根據不同的場景，選擇不同頻率的信號進行通信，而選擇天線尺寸與通信頻率有關。因此，得出結論：天線輻射性能與電流頻率有關，電流頻率又決定了天線尺寸。上述問題和現象均可由Maxwell方程組得到解釋。板書Maxwell方程組，解釋方程的物理含義，即Maxwell方程建立了電流源與空間電場和磁場的聯系，且電場和磁場之間可以相互轉化。因此，分析天線輻射場，需要求解Maxwell方程組。然后，簡要回顧引入位函數求解Maxwell方程組的思路，并解釋矢量磁位A的物理含義，讓學生從本質上理解天線輻射理論。

（4）引出電基本振子輻射的課程內容進行教學。首先給出大學物理書中關于求解無限長導線周圍磁場的例子，提出問題：如果導線為有限長度應該如何求解周圍磁場。然后，根據高數微積分的知識，引出電基本振子的概念，并解釋其物理內涵。最后由位函數給出電基本振子輻射場的表達式，并加以解釋。

由此可見，引導式教學方法既避免了枯燥的理論推導，同時通過生活現象引出科學問題和課程內容，教學方式讓學生更容易接受，且能讓學生從本質上理解天線的輻射理論。

2 在“天線”課程教學中的引導式教學方法應用

2.1 刺激學生學習興趣

老師在講解知識的時候不能一味地進行知識灌輸，而是有針對性地、有計劃地完成各項教學活動，通過運用合適的措施完成學習，激發學生對“天線”課程的學習興趣。要讓學生在學習中更加深入的挖掘知識的內涵，并且學會靈活性的運用知識，提升“天線”課程知識的應用能力。所以，老師在進行教學的時候，要將傳統的教學觀念做出轉變，清楚地認識到理論教學與實踐教學的地位和作用，并且以實際教學情況作為出發點，在教學中創新多元化教學模式，科學化的運用教學方式完成教學活動，激發學生在學習過程中的興趣。在具體的“天線”課程教學活動中，老師可以通過運用多媒體技術精心設計教學內容，并且針對教學內容提出具有思考性的問題，之后再讓學生根據老師提出的問題展開綜合探究。在必要的情況之下，老師需要根據學生的實際情況引導學生展開綜合探究，讓學生在自己的能力范圍之內尋找到問題的解決方案，只有這樣，才能夠讓學生對知識靈活掌握，提升知識的運用能力。為了合理地引導學生學習，老師在設置問題的時候要合理地控制問題難度，倘若是問題的難度太大，學生不能在最短的時間之內尋找到問題的答案，那么將會導致學生喪失學習的興趣，若是問題太過于簡單，將會造成問題失去提問的價值。所以，對問題的難度進行控制，可以有效地促進學生學習，利于在教學中開展引導式教學，提升“天線”課程教學效率和教學質量。

2.2 有機結合理論與實踐

“天線”課程本身便具有較強的理論性和實踐性，在組織開展學習的時候，不能將教學的重點停滯在理論教學，而是要兼顧實踐教學，將理論知識運用到實踐活動當中。所以，在“天線”課程教學的時候，除了要注重理論知識傳輸之外，還應該要強化養成學生的實踐能力，只有這樣才可以保證學生的實踐能力提升，在最短的時間適應企業崗位。眾所周知，在教學實踐中，老師教學首先要針對教學內容展開演示，讓學生明白實踐活動的方法和內容，在“天線”課程教學之中，這種教學方式也得到廣泛應用。為了更好地將教學效果提升，老師在組織開展“天線”課程實踐教學的時候，可以選擇使用引導式教學的方法完成。老師在教學中可以將電磁場的探究實驗、天線應用活動等實踐活動的操作方式和具體流程展示給同學，并且要讓學生在學習中掌握其中的重點內容，加深對注意事項的了解與掌握程度。另外，除了在教學中進行實踐演示之外，還應該要將實踐活動的實際操作過程以小視頻的方式展示給學生，讓學生通過觀察小視頻以獲取最佳實踐效果。老師在經過演示之后，可以讓學生根據自己的認知完成相關實踐活動。老師在這個過程中要深入學生群體中，對學生的實際操作水平進行分析，幫助學生解答疑惑。通過行為引導式教學法，老師能夠在最短的時間之內掌握學生對知識的了解程度，從而更好地幫助學生學習。

2.3 重視現代技術利用

伴隨著我國現代科學技術發展，在不同的領域中已經開始滲透科學技術，并且發揮出其更加積極的作用。在職業教學中，科學技術也逐漸與現代科學技術相結合。根據相關資料顯示，在中等職業技術院校的教學工作，已經普遍的將多媒體技術運用到其中，通過收集相應的音頻和視頻并播放，將教學內容展示給其他同學[3]。這樣不僅可以幫助學生集中注意力，還可以羅列零散的知識點，幫助學生快速構建起知識框架，也便于學生在后期的學習中快速的運用這些知識，提升實踐操作能力。因為“天線”課程的知識本身就較為煩瑣，所以老師在開展教學的時候，可以選擇使用行為引導式教學法完成教學。首先，老師要針對不同的教學內容從網絡上查找相應的教學內容和教學資料，并且將這些教學資料進行整合與歸納，完成教學視頻或者是教學幻燈片制作，便于吸引學生學習的注意力，之后再引導學生展開思考，將學習到的知識進行升華。在這個過程中，老師可以根據實際情況完成問題設置，通過難易度適中的問題讓學生展開課后思考，并且引導學生完成課后自主學習。通過行為引導式教學方法的引導，能夠幫助學生養成良好的學習習慣，并且獲得高品質教學效果。

2.4 重視學習總結

應用行為引導式教學方法，主要目的是為了通過引導的方式幫助學生完成知識學習，讓學生能夠在學習中養成自主探究能力，主動摸索知識。所以，老師在進行教學時候，要通過合理的方式引導學生學習，讓學生注重課堂知識總結。首先，老師要列出學習提綱，讓學生以提綱作為依據，完成課堂知識的預習和總結，從而在學習中感知到不足之處，便于在課堂中快速了解自己的不足之處，強化與同學之間的溝通與交流。在進行討論的過程中，需要總結小組內部的想法，讓所有的小組成員改正并完善自己的不足。就老師提出的問題而言，也需要從反駁—論證—總結環節中獲得答案，不斷對自己的知識框架予以豐富，實現學習水平提升。

3 結語

講解“天線”理論涉及大量電磁場理論和公式推導，采用滿堂灌的教學方法，很難從本質上理解“天線”理論。因此，根據引導式教學方法，以學生在周邊生活中就可能遇到的物理科學問題作為起點，可以激發學生的求知欲和積極性。在課堂上，通過提問，讓學生去思考和交流，引導學生活用已學知識去理解和解釋，可以加深學生對課程理論的認識，達到比較好的教學效果。在最后，通過激發學生學習興趣、有機結合理論與實踐、重視現代技術應用和學習總結4個角度分析引導式教學的應用措施，旨在為教學工作方式方法轉變提供借鑒。