《微波技術與天線》教學改革分析

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摘要：微波作為信息的主體已經蔓延到各個領域，甚至在人們的生活中也扮演著重要角色。但是由于學生在校學習時間有限，不可能像過去那樣設置多門大課時課程，所以本文主要研究如何在有限時間內系統地讓學生學習電磁場和微波電路的基礎知識，提高《微波技術與天線》課程的教學質量。通過分析如今教學中存在的問題以及對該課程進行教學改革，以適應培養從事電子工程系統研究專業人才知識結構的需要，為今后從事這方面的工作提供一個“接口”。

關鍵詞：《微波技術與天線》；教學質量；教學改革

微波作為信息傳輸的主要載體，在通信技術迅猛發展的今天，廣泛應用于各個領域。對于電子與通信工程專業的學生來講，《微波技術與天線》課程是該專業學生學習計劃中最重要的專業基礎必修課程之一。這門課主要分為微波技術、天線兩大部分，微波技術這部分重點突出“路”的分析方法，無源元件也以常用平面電路元件為主，通過開設實驗課，讓學生對微波系統有一定的感性認識。天線部分主要介紹一些天線的性能特點以及性能指標。針對這門課程的重難點以及當代大學生獲取知識的重要途徑，為了讓學生在有限時間內高效地學到更多知識，本文主要從現如今教學中存在的問題和教學方法改革兩大方面進行講述。

一、存在的問題

（一）不留“消化”時間。一節課的時間是有限的，有些教師喜歡一邊講新的知識點一邊對學生在課堂上是否完全接收新知識進行檢驗，但是如果教師不能在提出問題之后給學生一些時間去思考，那么不但達不到檢驗的效果而且這種做法也是一種無效的教學特征。對于《微波技術與天線》這門課，本身就比較抽象，大多數學生并不能做到一聽就會，例如，重難點知識Smith圓圖，本身Smith圓圖是一種輔助圖形，對于求解傳輸線問題很有幫助。雖然還有一些其他的阻抗和反射系數圓圖可以用于類似的問題［1］，但是學生初步學習的時候會比較難理解，甚至好多同學會把導納圓圖和阻抗圓圖混淆。如果教師在課堂上講完知識點不給學生“消化”的時間，或者直接提問問題讓某個同學回答而不給學生思考的時間，這種做法顯然達不到高效課堂的效果。如果教師能夠多一些耐心，多給學生一些思考的時間，顯然這樣可以讓學生整理思路，“消化”知識點，使課堂變得更輕松高效。（二）過度依賴多媒體技術?？萍嫉陌l展給人們帶來了便捷，各高校教室也安裝了多媒體，傳統的教學模式漸漸被多媒體教學取代。但是先進的教學技術也帶來了很多弊端，一些教師過度依賴多媒體，甚至把多媒體教學放到第一位。把教學課件做得很美觀，不僅有文字和圖片，還有音頻、視頻等，他們減少了必要的課堂書寫，一些重要知識點也幾乎被課件上的文字取代，有些需要學生自己聯想和推理的內容也在教學課件上被展示出來了。很多教師忽略了這些先進的教學技術只是一種輔助手段，如果使用的好能夠提高課堂質量，但如果過度依賴，不僅不能凸顯教師的教學基本功底和講課魅力，學生的思維和想象空間也被限制了。（三）言無激情，課堂死氣沉沉。不可否認，像《微波技術與天線》這類學科本身就比較抽象難懂［2-3］，很容易讓學生在課堂上失去興趣。如果教師講課再缺少激情，那么課堂就變得死氣沉沉沒有生機，甚至會出現整個課堂只有教師在講、學生幾乎完全處于聽不懂的狀態。這樣的課堂學生注意力不能完全集中，思維也不能得到發散，直接影響教學質量。在課堂上，教師應該充分發揮自己的聰明才智，盡可能地把課程講得生動形象易于理解，當然也要調動學生的積極性，鼓勵學生積極發言并發表自己的看法，教師與學生的互動會使課堂充滿活力。學生的踴躍發言不僅營造了良好的課堂氛圍，而且還加深了后續教師講微波知識點的印象，這樣能夠提高教學質量。

二、方法改革

（一）提高教師的教學技能。首先學校應該為高校教師提供一個學習交流的平臺?？陕摵蠋姿咝６ㄆ谂e辦一些相互學習交流的活動以促進教師之間的共同進步和相互學習。其次，為了提高教師的專業教學水平，學?？梢云刚堉淌谥v座并定期為教師開展學習培訓。最后，針對教師上課用到的多媒體課件，也需進行一定的專業培訓，同時應培養教師合理應用多媒體課件的能力?？傊?，教師教學技能的培養是一個艱巨任務，作為一名優秀教師要緊跟時代步伐，摒棄舊的教學觀念，要有不斷學習的意識，不斷補充自己的專業知識，樹立終身學習的理念。平時工作中，教師之間要互相學習交流共同進步，取長補短，爭取做到把課程講得發人深省，有趣易懂，能給學生帶來很大興趣。教師還應盡可能多學習多媒體技能，在豐富多媒體課件的同時對重難點知識著重講解，切不可過于依賴多媒體。在課堂上，切不可全程只有講授式教學，這樣學生在課堂上毫無參與感，還很容易走神。課堂上應加強師生之間的互動，不僅能活躍課堂氣氛，同時還能使教師及時發現學生存在的問題，有利于提高課堂效率，增進師生之間的感情。最后，因為大學生幾乎都已成年，他們有更多自己的想法和主見。作為一名優秀的高校教師，要有良好的語言表達能力，對在課堂上要講述的知識點提前做好準備，同時講課時也應具有一定的邏輯性。（二）合理安排教學內容?！段⒉夹g與天線》這門課主要有48個學時，其中理論課為42個學時，實驗課為6個學時。教學重點在于：長線理論；轉移參數及其歸一化參數、散射參數的定義、性質及計算；阻抗變換元件、定向耦合元件與微波濾波器；天線電參數的基本概念、半波振子的輻射場、二元陣、均勻直線陣。教學難點在于特性參數、等效阻抗、反射系數的物理含義及計算方法、阻抗圓圖用法、單枝節匹配原理與方法等。針對具體教學內容，教師應采用歸納式教學或演繹式教學，體現“學生主體、教師主導”的教學思想。運用課堂講授、學生自學、課內實驗、課程專題座談等教學方法，培養學生用基礎理論知識對實際問題進行處理的能力，使學生了解微波技術與天線的應用技術，加強學生認識系統的能力。同時，教學中，突出物理概念，逐漸引導學生，由著重對場和路物理模型理解的相互轉化上升到對其數學模型性質的了解和掌握，利用多媒體課件使學生建立場和路的概念。精選例題，結合實例，加強具體事例與抽象理論的緊密結合。另外，實驗是為培養應用電子技術高等專業人才的需要而設置的。通過實驗可以使學生進一步加深對理論知識的理解和認識，提高學生動手能力和分析解決實際問題的能力。（三）恰當使用多媒體?！段⒉夹g與天線》課程概念眾多，且抽象難理解，如果教師在課堂上只是照本宣科，或者只是文字描述，那么大多數學生是很難理解的。越來越多的教師喜歡在教學中使用多媒體，多媒體的充分使用能夠培養學生的學習興趣，提高教學質量。例如，這門課的一個重點知識“矩形波導”的場分布，如果教師一味地用文字或者靜態圖片講述，學生很難去理解這個看不見摸不著的物質，但是如果能用多媒體給學生展示三維動態場分布，那么學生就能夠加深理解并能把該知識點印在腦海中，從而提高教學質量［4］。（四）引入電磁仿真軟件?！段⒉夹g與天線》對學生的動手能力也有較高要求，但是由于實驗設備昂貴且不能保證每位同學都能在有限的課堂時間操作一遍，因此使用電磁仿真軟件來模擬就顯得至關重要。其中最常用的仿真軟件有AnsoftHFSS，CST。AnsoftHFSS是基于有限元法的仿真軟件，CST是基于矩量法的仿真軟件，這兩個仿真軟件都能對沖能用的天線進行仿真，例如，微帶天線。同時也可以查看S參數、電流、電場分布、天線方向圖等結果。這樣有利于學生對天線理論的理解。（五）合理分配時間。研究表明，學生在上課后前十分鐘左右思維最活躍，因此教師可以根據要講授知識的重要程度合理分配課堂時間，同時還應在保證課程內容講完的前提下多留給學生一些思考時間。當然為了保證課堂效率，在課前教師也可以制定詳細的計劃，精確到每個知識點需要講授多長時間，做好充分的準備有利于提高講課質量。教師根據教學情況布置課后作業，每章可以布置作業1～2次。作業由學生課外時間完成。在課程理論授課期間到期末考試前可以安排1～2次習題課，也可以每周安排1次輔導答疑，同時開通網絡答疑，就學生在學習、作業中遇到的問題進行探討交流。在課程的開始、期中和期末也可以分別安排1次師生交流座談，就教與學方面的問題進行溝通，那么學生就能夠更好地掌握知識。三、結語綜上所述，本文主要分析了《微波技術與天線》這門課程的教學內容以及傳統教學中存在的問題和教學方法改革，文中提出的教學改革能夠打破傳統的教學模式，調動學生的學習積極性，提高教學質量，從而為國家培養出真正的技術人才。

參考文獻：

［1］H.A.Wheeler，“ReflectionChartsRelatingtoImpedanceMatching，”IEEETrans.MicrowaveTheoryAndTechniques，vol.MTT-32，PP.1008-1021，September1984.

［2］夏祖學，李少甫，胥磊.《天線與微波技術》課程的教學改革研究與實踐［J］.實驗科學與技術，2013（6）：49-51.

［3］蔣鐵珍，廖同慶.《微波技術與天線》教學：與工程應用相結合［J］.教育與教學研究，2014（6）：84-86.

［4］李素萍，吳偉.《微波技術與天線》課程教學改革探討［J］.中國電力教育，2011（8）：108-109.

作者:王宜穎 單位:桂林電子科技大學