“微波技术与天线”课程教学法探讨

方芳

【摘 要】本文探讨了在“微波技术与天线”课程理论教学学时数被压缩的情况下，如何提高课堂教学的教学质量，培养适应新环境下的具有自主学习能力和工程实践能力的高素质人才。主要从优化课时分配、丰富教学手段、改变实验教学模式、改革教学评价与考核方式四个方面进行了探究。

【关键词】微波技术与天线；教学研究；课时压缩

0 引言

微波技术与天线是电气信息类专业的专业方向课，其先修课程有：“电路分析”、“电磁场理论”、“信号与系统”等，而且对数学基础要求高，学生在学习过程中，普遍存在“畏难”情绪[1-2]。但是随着信息时代的到来，微波即高频电磁波正是信息的主要载体，广泛应用于卫星通信、移动通信、计算机通信、雷达等各个领域[3-4]，市场上需要大量的电磁场与微波技术、无线技术专业的从业人员，如射频工程师、微波工程师、天线工程师等，而微波技术与天线正是相关工作人员的入门课，是电子科学与技术科学领域进行深入研究的必修课，因此，对于电子信息、通信工程专业的学生来说，该门课程在目前和将来都是重要而不可缺少的。

另一方面，我国高等教育改革深入发展，素质教育被放在首位，加强了学生工程实践能力的培养，加大了实验教学及实践教学的比例，在此大背景下，许多课程的理论教学学时数都被压缩，例如我校的2012版人才培养方案中，微波技术与天线的理论教学课时数也由原来的32学时压缩到24学时，另外增加了16学时的实验教学，总共40个学时。那么如何在有限的学时数中，完成教学目标，取得好的教学效果，就成为必须探讨的问题。

表1 教学学时安排表

1 整合课程内容，优化课时分配

“微波技术与天线”课程主要讲授传输线理论、微波网络、微波元件及天线，课程的教学目标是要求学生通过该课程的学习，掌握微波技术的基本概念、基本理论、基本分析方法和设计方法，培养学生分析问题解决问题的能力，提高动手能力，为后续课程的学习打下良好基础。根据教学内容和教学目标，我们注意合理安排各章节理论和实验教学的学时数。我校选用教材为王新稳的《微波技术与天线》[5]，针对2012年版人才培养方案，设定的教学学时安排如表1所示。

需要说明的是，在我校对于电子信息专业，电磁场与电磁波是作为专业基础课，是必选课，课时为56学时；而且在电路分析中，分布参数电路理论也是作为必学内容，因此在介绍传输线理论时，只需将重点放在史密斯圆图、阻抗匹配、波导、同轴线等方面，在天线知识的讲解时，也只需将重点放在天线的参数方面，这样就可以将理论课时适当减少。

2 丰富教学方法和手段

“微波技术与天线”课程理论性强，概念抽象，推导计算过程繁杂，传统单一的教学模式不仅学生在学的过程中感到非常枯燥，作为讲授的教师也会觉得枯燥，因此为了提高教学效果，教师应充分利用教学资源，根据教学内容的特点，考虑工科学生以应用为主的特点，丰富教学手段和方法，改变理论教学的枯燥性，调动学生学习的积极性和主动性。

首先，注重增加课堂教学的趣味性，理论联系实际，激发学生学习的兴趣。授课教师要善于观察日常生活，将授课内容与日常生活实际结合起来，有意识地搜集一些例子，例如在讲解群速度和相速度时，可以以生活中的电钻在墙上钻孔为例，将电钻旋转的速度类比为相速度，电钻轴向运动的速度类比为群速度，这可以使学生对原本抽象的两个概念有很好的理解。

其次，将多媒体教学手段引入微波技术与天线课程。现在几乎所有课程的教学都引入了PPT教学，不可否认多媒体教学手段的引入，使得许多抽象的概念图形化、可视化，使学生能够比较容易的理解抽象复杂的内容，降低了理解难度，提高了学习效率。但是，过度的依赖PPT进行教学，其弊端也是显而易见的。微波技术与天线是一门严谨的学科，其中涉及到大量的数学公式及其推导，如果都用PPT讲解，使得授课速度加快，学生无法做笔记，学生理解不深刻，导致学生看着容易，无法动手或者动手就错。因此，这就需要教师精心备课，根据所授内容的特点，采用板书与多媒体合理结合的方式，以期达到最佳教学效果。

第三，将工程软件引入课堂。目前，社会上的许多公司在招聘射频工程师和微波工程师时，都要求应聘者能够熟练地使用微波工程软件，比如HFSS、ADS、CST等。在课堂上，让学生学习一门微波工程软件，在当前严峻的就业压力下，学生觉得找工作时会“有用”，主观上就愿意去学；更重要的是，将工程软件引入课堂，能够帮助学生更好的理解该课程的基本概念、基本原理、分析方法，提高学习效率。在“微波技术与天线”的教学中，根据章节内容的特点，选择适当的教学方法：对于传输线理论和微波网络这一部分知识，主要是基本理论知识的介绍，我们以理论教学为主（见表一）；对于微波元件和天线部分的知识，则只需用较少的的理论课时进行基本概念的课堂讲解，然后用多数课时让学生在实验室中对相应的微波元件、天线进行模拟仿真，在仿真过程中加强对基本概念、元件参数及功能的理解。这样的仿真教学方式，使学生不再觉得课堂内容单调枯燥，消化了课堂知识，体现了工科教学的实践应用性，激发了学生主动学习的积极性，有利于提高课堂教学效率。

最后，提供网络教学资源，鼓励学生自主学习。由于课时数的减少，课堂内的教学只能是让学生了解“微波技术与天线”最基本的理论和分析方法，掌握该门课程的学习方法和研究方法，学校可以建立网络化的多媒体课程资源库，让学生利用课外时间选择内容针对性的进行学习；还应该建立课程教学邮箱或课程论坛，进行教学活动的双向化。

3 转变实验教学模式

随着无线通讯技术的迅速发展，传统的“微波技术与天线”实验教学方法已落后于时代发展，在教学过程中存在许多问题，比如：实验仪器设备陈旧，当前企业和研究单位的一些微波测量工具价格昂贵，一般的高校本科实验教学只能望而却步，传统仪器功能固定，无法兼顾综合课程设计以及毕业设计。因此，在一般的普通高校中，将工程软件引入实验教学，将理论学习和实际操作有机结合，开设仿真实验，是一个切实可行的方案，不仅可以提高教学质量，还可以增强学生的社会竞争力，适应社会对人才素质的需求。

4 改革教学评价与考核方式

考核方式对于学生的学习积极性有重要影响，改变传统的一张试卷定乾坤的方式，减少学生对期末考试的压力，也可以减少学生学习该门课程的“畏难”情绪。增大学生平时成绩的比例，注重学习过程，降低期末试卷的难度，都可以取得好的效果。在期评成绩比例上：平时作业占10%；平时表现5%，实验成绩20%，小测验10%，如果建立了网络课程教学网站，还可以让学生登录课程网站的次数、论坛上讨论的情况占有一定的比例，这样平时成绩的比例就占到45%以上，使得学生感到只要有付出就会有回报，更加愿意去学这门课程。

5 结束语

在目前“微波技术与天线”课程理论教学学时数被压缩，而该门课程对于电子信息、通信工程专业的学生日趋重要的情况下，笔者从优化课时分配、丰富教学手段、改变实验教学模式、改革教学评价与考核方式等几个方面进行了探讨和研究，目的是提高课堂教学的教学质量和效率，培养适应新环境下的具有自主学习能力和工程实践能力的高素质人才。

【参考文献】

[1]李九生，裘国华.电磁场理论与微波技术教学改革研究[J].中国现代教育装备，2012，141（5）：57-58.

[2]曹卫平，高喜，等.微波技术教学改革初探[J].大众科技，2011，142（6）：134-135.

[3]全绍辉.微波技术基础[M].北京：高等教育出版社，2011.

[4]袁海军，马云辉，等.《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨[J].科技资讯，2012（24）：169-170.

[5]王新稳，李延平，李萍.微波技术与天线[M].3版.北京：电子工业出版社，2011.

[责任编辑：杨玉洁]