基于卓越工程师培养的“微波技术”课程教学改革研究

栾秀珍+谭克俊+姜山

摘 要：文章针对当前“微波技术”课程教学存在的问题，从充实教学内容、变革考核方式与开发“微波技术”设计题库等三个方面，提出了基于卓越工程师培养的“微波技术”课程教学改革策略。

关键词：卓越工程师；微波技术；教学改革

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）11-0026-02

教育部于2009年提出了实行“卓越工程师教育培养计划”。卓越工程师的培养目标是培养具有工程师基本能力、具有国际视野的行业领军人才， 国际认可的高级工程技术人才和创业、 研发型高端人才[1-3]。目前，关于卓越工程师培养的研究报道很多，但大多数是从加强实验环节和校企联合的角度进行讨论的。然而实际上，卓越工程师的培养目标并不是简单地通过增加实验、进行校外实习等环节就可以实现的，卓越工程师培养的关键是要进行创新性设计思维的培养，同时还需要进行大量的实际训练。“微波技术”课程是电子信息类专业学生的一门专业基础课，目前，国内各高校的“微波技术”课程大多是侧重学生掌握理论基础知识，对理论分析和结论十分注重， 但是忽略了学生从事微波器件设计能力的培养，授课内容中很少涉及所讲知识点的应用问题，设计器件的实例寥寥无几，习题也往往都是停留在单纯的分析、计算水平上，设计器件类习题严重不足。这种现状已经成为实现卓越工程师培养目标的严重障碍。因此，研究面向卓越工程师培养的“微波技术”课程的教学改革方法迫在眉睫[4-5]。面向卓越工程师培养的“微波技术”课程理论教学改革可以从以下几个方面进行。

一、改革教学内容

在实际教学过程中，大幅增加应用实例、设计实例和设计类训练题目，改变目前重分析、轻设计的传统教学模式。鉴于“微波技术”课程教材版面有限、课时有限的现状，可以建立面向卓越工程师培养的“微波技术”课程“应用实例库”“设计实例库”和“设计训练题库”等作为补充教学内容。通过大量增加应用实例、设计实例和设计训练题目的方法，从多个环节对学生进行创新性设计思维的培养，提高学生创新性设计能力，为实现卓越工程师的培养目标打好理论基础。

目前，“微波技术”课程中的应用实例、设计实例及设计类训练题目都是少之又少，因此，应用实例、设计实例及设计训练题目的收集、整理和编制是首先需要解决的关键问题。我们在辽宁省教改项目和大连海事大学教改项目的支持下，建立了“微波技术”课程的“应用实例库”“设计实例库”和“设计训练题库”等。下面简述开发这几个题库的意义。

（一）应用实例库

当今社会，微波技术已经渗透到我们生活的各个方面。一大批商业应用，包括无线局域网、卫星通信、全球定位系统、射频识别技术、超宽带无线通信和雷达系统等均与微波技术密切相关，“微波技术”课程中的很多知识点在这些系统中都有应用。然而，目前将“微波技术”课程中的知识点与实际应用相结合的实例却很少被开发出来，因此，建立应用实例库是非常必要的。应用实例库的开发不仅可以使学生体会到学习本课程的意义，提高学习兴趣，也可以通过这些实例，学到一些解决实际问题的方法，培养学生的创新性设计思维。

（二）设计实例库

在实际教学中我们发现，尽管教学中已经介绍了设计某种器件所需的相关知识，但多数学生在遇到一个实际的设计问题时，还是感到无从下手，因为他们没有完整的设计思路，所以，以设计实例的方式介绍器件的实际设计过程是非常必要的。

（三）设计训练题库

学而时习之。只有通过实际训练，才能真正掌握器件设计的方法，因此，建立设计训练题库是非常必要的。

二、改革考核方式

“微波技术”课程属于工程技术类，因此要求学生能够掌握一定的设计能力。然而，目前国内多数高校都是以学习理论知识为教学目标，考核的也是分析能力，缺乏设计能力的考核，与培养目标严重脱节。因此，本文提出，通过针对设计能力进行考核的方式，促进学生设计能力的培养和提高。

由于在设计微波器件的过程中，需要查阅资料，需要借助计算机等工具进行计算，因此，学生的设计能力不能在课堂上集中进行。为了杜绝抄袭现象，客观地考查学生的个人设计能力，考核的设计题目数量要足够多，最好每人一题，且难度要相当。然而，目前业已存在的“微波技术”教材和参考文献中，设计类题目甚少，所以，编制足量的设计类题目迫在眉睫。我们在参考大量教材和论文的基础上，编制了足够多的设计类题目，建立了课程设计题库。考核时，让学生在题库中随机抽取，尽可能降低重复率，真正考核每个学生的真实设计能力。

三、开发微波技术设计题库

基于上述思路，我们开发了“微波技术设计题库”，下面介绍题库的主要内容。

图1 微波技术设计题库登录界面

图1是本文开发的题库的登录界面。该题库包含教师主页和学生主页两部分。选中“教师”，输入用户账号和用户密码，点击“进入”后，便进入教师主页了，如图2所示。

图2 教师主页及“应用实例”库截图

在教师主页中，共设置了10个按钮，有“应用实例库”“设计实例库”“设计训练库”“课程设计库”“创新性设计库”和“设计资料”等，教师可以点击相应的按钮，在弹出来的对话框中输入相关内容。通常，开设“微波技术”课程的专业有“通信工程”、“电子信息工程”和“电子科学与技术”三个专业，所以在主页中还设置了这三个专业的按钮。

点击相应的按钮，在弹出来的对话框中，可加载选修该课程的相应专业学生的名单。在学生名单中，含有学生姓名、学号、班级等信息。另外，在学生名单中，还为每个学生随机设置了课程设计题目的序号，供学生抽取课程设计题目时用。

图2中同时显示了应用实例库中的一个界面截图。该应用实例在应用实例库中的序号是“6”，相关内容对应教材中的“第6章 微波定向耦合器”[6]。选其他章节或序号时，可以查看更多应用实例的内容。在设计实例库、设计训练题库、课程设计题库、设计资料库中也有类似的功能。

在图1中选择“学生”，并输入用户账号和用户密码后，便进入了学生主页，如图3所示。在学生主页中设置了6个按钮，有“应用实例”、“设计实例”、“设计训练”、“创新性设计”、“设计资料”和“选题查询”。点击相应按钮，可查看相关内容。

图3 学生主页中的课设“选题查询”界面

在“应用实例”中，针对某些知识点，介绍了其在某些实际系统中的应用，包括应用过程、方法、解决问题的思路、效果和前景等。在“设计实例”中，包含了相关内容的设计问题、设计思路、设计方法和设计结果等，包含了各种典型问题的设计实例。在“设计训练”题库中，包含了与各知识点相关的设计题目库和设计思路库。利用设计训练题库，学生可根据题目要求和所学知识自行设计。若遇到困难，或设计完成后不知结果如何，可以查看“设计思路库”，其中包括设计思路，设计所需要的公式、图表，设计结果等。

图3中还展示了考核用的课程设计“选题查询”界面。输入用户账号和用户密码后，点击“确定”，便出现“选题序号”。点击“课程设计选题”按钮，便出现了所对应的课程设计题目内容。学生可下载该课设题目内容，在规定的时间内完成设计任务。为了避免作弊现象发生，在“课程设计”题库中，设置了50多个不同类型、不同内容的题目，这样可以保证在同一专业中选中同一题目的学生数不超过3个。另外，还可以通过抽查、答辩的方式，进一步考查学生的实际设计能力。

本文以“微波技术”课程的理论教学为例，提出了加强培养学生设计能力的几点思想、方法和措施。在此基础上，开发了“微波技术设计题库”。课程设计的成绩应作为学生本门课程成绩的一个重要的组成部分。学生在后续的专业课程设计中，可将自己设计的器件进行加工、测试，从而完成整个设计流程。

由于考核用的设计题目很容易外泄，所以，需要每年更新设计题目。为了使所有题目在更新后能快速得到新的设计结果，需要为任课教师编制通用的设计软件，这将是本课题的一个后续研究内容。另外，本题库中的“创新性设计”题库部分也是后续工作中有待开发的内容。

参考文献：

[1]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研

究，2012，（5）.

[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改

革[J]，高等工程教育研究，2011，（5）.

[3]杨智等.电子信息类卓越工程师培养模式探讨[J].武汉

大学学报：理学版，2012，（10）.

[4]Junying ZENG，Junying GAN，Zilu YING，Xinyi ZHANG.

The Teaching Optimization of Electromagnetic

Field and Microwave Technique based on Excellent

Engineers Project//[C]The 3rd International

Annual Conference on Teaching Management and

Curriculum Construction，978-988-16309-5-7？2012

EduRes.pp：143-146.

[5]袁海军等.微波天线应用型人才培养模式探索[J].科技

创新导报，2009，（11）.

[6]栾秀珍等.微波技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.