《微波技术与天线》教学改革分析

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摘要：微波作为信息的主体已经蔓延到各个领域，甚至在人们的生活中也扮演着重要角色。但是由于学生在校学习时间有限，不可能像过去那样设置多门大课时课程，所以本文主要研究如何在有限时间内系统地让学生学习电磁场和微波电路的基础知识，提高《微波技术与天线》课程的教学质量。通过分析如今教学中存在的问题以及对该课程进行教学改革，以适应培养从事电子工程系统研究专业人才知识结构的需要，为今后从事这方面的工作提供一个“接口”。

关键词：《微波技术与天线》；教学质量；教学改革

微波作为信息传输的主要载体，在通信技术迅猛发展的今天，广泛应用于各个领域。对于电子与通信工程专业的学生来讲，《微波技术与天线》课程是该专业学生学习计划中最重要的专业基础必修课程之一。这门课主要分为微波技术、天线两大部分，微波技术这部分重点突出“路”的分析方法，无源元件也以常用平面电路元件为主，通过开设实验课，让学生对微波系统有一定的感性认识。天线部分主要介绍一些天线的性能特点以及性能指标。针对这门课程的重难点以及当代大学生获取知识的重要途径，为了让学生在有限时间内高效地学到更多知识，本文主要从现如今教学中存在的问题和教学方法改革两大方面进行讲述。

一、存在的问题

（一）不留“消化”时间。一节课的时间是有限的，有些教师喜欢一边讲新的知识点一边对学生在课堂上是否完全接收新知识进行检验，但是如果教师不能在提出问题之后给学生一些时间去思考，那么不但达不到检验的效果而且这种做法也是一种无效的教学特征。对于《微波技术与天线》这门课，本身就比较抽象，大多数学生并不能做到一听就会，例如，重难点知识Smith圆图，本身Smith圆图是一种辅助图形，对于求解传输线问题很有帮助。虽然还有一些其他的阻抗和反射系数圆图可以用于类似的问题［1］，但是学生初步学习的时候会比较难理解，甚至好多同学会把导纳圆图和阻抗圆图混淆。如果教师在课堂上讲完知识点不给学生“消化”的时间，或者直接提问问题让某个同学回答而不给学生思考的时间，这种做法显然达不到高效课堂的效果。如果教师能够多一些耐心，多给学生一些思考的时间，显然这样可以让学生整理思路，“消化”知识点，使课堂变得更轻松高效。（二）过度依赖多媒体技术。科技的发展给人们带来了便捷，各高校教室也安装了多媒体，传统的教学模式渐渐被多媒体教学取代。但是先进的教学技术也带来了很多弊端，一些教师过度依赖多媒体，甚至把多媒体教学放到第一位。把教学课件做得很美观，不仅有文字和图片，还有音频、视频等，他们减少了必要的课堂书写，一些重要知识点也几乎被课件上的文字取代，有些需要学生自己联想和推理的内容也在教学课件上被展示出来了。很多教师忽略了这些先进的教学技术只是一种辅助手段，如果使用的好能够提高课堂质量，但如果过度依赖，不仅不能凸显教师的教学基本功底和讲课魅力，学生的思维和想象空间也被限制了。（三）言无激情，课堂死气沉沉。不可否认，像《微波技术与天线》这类学科本身就比较抽象难懂［2-3］，很容易让学生在课堂上失去兴趣。如果教师讲课再缺少激情，那么课堂就变得死气沉沉没有生机，甚至会出现整个课堂只有教师在讲、学生几乎完全处于听不懂的状态。这样的课堂学生注意力不能完全集中，思维也不能得到发散，直接影响教学质量。在课堂上，教师应该充分发挥自己的聪明才智，尽可能地把课程讲得生动形象易于理解，当然也要调动学生的积极性，鼓励学生积极发言并发表自己的看法，教师与学生的互动会使课堂充满活力。学生的踊跃发言不仅营造了良好的课堂氛围，而且还加深了后续教师讲微波知识点的印象，这样能够提高教学质量。

二、方法改革

（一）提高教师的教学技能。首先学校应该为高校教师提供一个学习交流的平台。可联合几所高校定期举办一些相互学习交流的活动以促进教师之间的共同进步和相互学习。其次，为了提高教师的专业教学水平，学校可以聘请知名教授讲座并定期为教师开展学习培训。最后，针对教师上课用到的多媒体课件，也需进行一定的专业培训，同时应培养教师合理应用多媒体课件的能力。总之，教师教学技能的培养是一个艰巨任务，作为一名优秀教师要紧跟时代步伐，摒弃旧的教学观念，要有不断学习的意识，不断补充自己的专业知识，树立终身学习的理念。平时工作中，教师之间要互相学习交流共同进步，取长补短，争取做到把课程讲得发人深省，有趣易懂，能给学生带来很大兴趣。教师还应尽可能多学习多媒体技能，在丰富多媒体课件的同时对重难点知识着重讲解，切不可过于依赖多媒体。在课堂上，切不可全程只有讲授式教学，这样学生在课堂上毫无参与感，还很容易走神。课堂上应加强师生之间的互动，不仅能活跃课堂气氛，同时还能使教师及时发现学生存在的问题，有利于提高课堂效率，增进师生之间的感情。最后，因为大学生几乎都已成年，他们有更多自己的想法和主见。作为一名优秀的高校教师，要有良好的语言表达能力，对在课堂上要讲述的知识点提前做好准备，同时讲课时也应具有一定的逻辑性。（二）合理安排教学内容。《微波技术与天线》这门课主要有48个学时，其中理论课为42个学时，实验课为6个学时。教学重点在于：长线理论；转移参数及其归一化参数、散射参数的定义、性质及计算；阻抗变换元件、定向耦合元件与微波滤波器；天线电参数的基本概念、半波振子的辐射场、二元阵、均匀直线阵。教学难点在于特性参数、等效阻抗、反射系数的物理含义及计算方法、阻抗圆图用法、单枝节匹配原理与方法等。针对具体教学内容，教师应采用归纳式教学或演绎式教学，体现“学生主体、教师主导”的教学思想。运用课堂讲授、学生自学、课内实验、课程专题座谈等教学方法，培养学生用基础理论知识对实际问题进行处理的能力，使学生了解微波技术与天线的应用技术，加强学生认识系统的能力。同时，教学中，突出物理概念，逐渐引导学生，由着重对场和路物理模型理解的相互转化上升到对其数学模型性质的了解和掌握，利用多媒体课件使学生建立场和路的概念。精选例题，结合实例，加强具体事例与抽象理论的紧密结合。另外，实验是为培养应用电子技术高等专业人才的需要而设置的。通过实验可以使学生进一步加深对理论知识的理解和认识，提高学生动手能力和分析解决实际问题的能力。（三）恰当使用多媒体。《微波技术与天线》课程概念众多，且抽象难理解，如果教师在课堂上只是照本宣科，或者只是文字描述，那么大多数学生是很难理解的。越来越多的教师喜欢在教学中使用多媒体，多媒体的充分使用能够培养学生的学习兴趣，提高教学质量。例如，这门课的一个重点知识“矩形波导”的场分布，如果教师一味地用文字或者静态图片讲述，学生很难去理解这个看不见摸不着的物质，但是如果能用多媒体给学生展示三维动态场分布，那么学生就能够加深理解并能把该知识点印在脑海中，从而提高教学质量［4］。（四）引入电磁仿真软件。《微波技术与天线》对学生的动手能力也有较高要求，但是由于实验设备昂贵且不能保证每位同学都能在有限的课堂时间操作一遍，因此使用电磁仿真软件来模拟就显得至关重要。其中最常用的仿真软件有AnsoftHFSS，CST。AnsoftHFSS是基于有限元法的仿真软件，CST是基于矩量法的仿真软件，这两个仿真软件都能对冲能用的天线进行仿真，例如，微带天线。同时也可以查看S参数、电流、电场分布、天线方向图等结果。这样有利于学生对天线理论的理解。（五）合理分配时间。研究表明，学生在上课后前十分钟左右思维最活跃，因此教师可以根据要讲授知识的重要程度合理分配课堂时间，同时还应在保证课程内容讲完的前提下多留给学生一些思考时间。当然为了保证课堂效率，在课前教师也可以制定详细的计划，精确到每个知识点需要讲授多长时间，做好充分的准备有利于提高讲课质量。教师根据教学情况布置课后作业，每章可以布置作业1～2次。作业由学生课外时间完成。在课程理论授课期间到期末考试前可以安排1～2次习题课，也可以每周安排1次辅导答疑，同时开通网络答疑，就学生在学习、作业中遇到的问题进行探讨交流。在课程的开始、期中和期末也可以分别安排1次师生交流座谈，就教与学方面的问题进行沟通，那么学生就能够更好地掌握知识。三、结语综上所述，本文主要分析了《微波技术与天线》这门课程的教学内容以及传统教学中存在的问题和教学方法改革，文中提出的教学改革能够打破传统的教学模式，调动学生的学习积极性，提高教学质量，从而为国家培养出真正的技术人才。

参考文献：

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

［2］夏祖学，李少甫，胥磊.《天线与微波技术》课程的教学改革研究与实践［J］.实验科学与技术，2013（6）：49-51.

［3］蒋铁珍，廖同庆.《微波技术与天线》教学：与工程应用相结合［J］.教育与教学研究，2014（6）：84-86.

［4］李素萍，吴伟.《微波技术与天线》课程教学改革探讨［J］.中国电力教育，2011（8）：108-109.

作者:王宜颖 单位:桂林电子科技大学