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摘 要:微波技术与天线课程具有理论性强、抽象概念多、数学推导较为复杂,要学好该门课程所涉及的知识面广,同时需要学生有较为扎实的数理基础。因此,学生在学习过程中,都表现出不同程度的困难,基于此,本论文结合作者课堂教学的实际,就如何提高电磁场微波技术课堂教学效率和教学质量提出几点看法。
关键词:微波技术与天线 课堂教学 教学效率
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(b)-0215-01
微波技术与天线课程在电子和信息领域内中的地位相当突出。但是该课程具有理论性强、抽象概念多、数学推导较为复杂的特点,要学好该门课程所涉及的知识面广,需要学生有较为扎实的数理基础,这给学生学好以及老师教好该门课程都有一定的难度。基于此,本文根据作者近三年来在微波技术与天线课程的教学实践,并根据二本类院校学生的实际,就怎样提高学生学习兴趣和教学效果谈谈自己的几点体会和认识。
1 教学理念改革
在传统教学过程中,大多采用以“教“为主的模式,这样很容易导致学生的学习兴趣降低,而影响教学效果。特别对于“微波技术与天线”课程,物理概念抽象、数学推导较多的情况下,如果老师还一味采用只“教”不“导”的教学模式,就很难得到好的教学效果。因此,首先要从教学理念上改变教学观念,引入新的教学思想,在课堂中不但要注重“教”更要注重“导”,要从不同方面对学生进行引导、启发,多让学生自己思考,并得出相关结论。
2 教学内容的设计
在电磁场微波技术课程教学内容的设计上,应以该门课程的性质、学生的实际情况为基础,以提高学生学习兴趣、提高教学效果为出发点,因此应遵循以下几条基本原则。
2.1 价值性原则
教学内容的设计应体现较高的学习价值,有利于学生掌握微波技术与天线课程中的基本原理以及利用这些基本原理去解决一些实际问题;有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.2 可行性原则
教学内容的设计要与学生的实际知识水平和能力相适应,例如对于二本院校的学生,教学内容就不宜有太多的数学推导,而要多讲解结论性的东西,并与实际工程应用相结合。
2.3 拓展性原则
教学内容应该来源于教材,但是又要高于教材。对于微波技术于天线课程来讲,随着现代通信技术发展日新月异,其深度与广度也在不断拓展,因此我们在设计教学内容时要紧跟当前技术发展的步伐,及时补充一些新的知识,对于有些知识学生可能已经通过网络对其有一些了解,但是又似懂非懂,如果教师能及时将其引进课堂并用微波技术知识进行解释,这样可以极大提高学生的学习兴趣。
2.4 数学和物理相结合的原则
在微波技术与天线课程中,数学公式较多,需要学生具备较为扎实的数学物理基础,而对于二本院校的学生有相当一部分同学在这方面的知识又比较欠缺,因此,我们可以避免公式的复杂推导过程,直接给出结论,但是要对结论性的公式先从数学上讲解公式的基本特性,然后在从物理上分析物理含义。例如,在讲解短路无耗传输线上阻抗的分布时,根据短路传输线上任意一点输入阻抗公式,从数学上来看,它是一个正切函数,因此它具有正切函数的一些特性,即周期性、变量的取值为实数。这样从数学上我们可以直观地判断,对于短路传输线,其线上阻抗沿线应该呈正切周期函数的形式分布。但是我们又不能只从数学上来判断,它必须要符合物理实际,例如,传输线的长度应该是一正的有限值,因此也只是一正的有效值,而不是数学上的实数。对于这中类似情况,在微波技术与天线课程有很多,都可以类似处理。
3 电磁场微波技术课程教学活动的实施
3.1 研究性教学
重新审视微波技术与天线课程的教学内容,充分挖掘微波技术与天线课程的研究性教学点,在课堂教学的各个环节中处处渗透研究性学习理念,精心设计研究性教学内容,采用研究性教学手段,通过研究教学环节的设计,指导学生以类似科学研究方式去学习知识和应用知识,以达到提高学生学习兴趣和能力的目的。
3.2 直观性教学
该课程涉及许多微波元器件,例如微带线、波导、耦合器、功分器等,为了增加学生在这些微波元器件的直观认识,在教学过程中,应该尽量向学生展示这些微波器件。尤其在讲解微波网络理论一章的内容时,我们可以通过展示一些具体的器件(如功分器),对该类器件,我们可以不考虑元件内部的具体结构,只要知道各个端口上的微波输入输出情况就可以了,从而引入网络理论。这样可以增加学生对抽象网络理论的感性认识,最终实现教学效果的提高。
4 课外作业
课外作业是提高学生学习效果的一种有效途径,但是大学阶段与中学阶段又不近相同,在大学阶段,学生的课外活动较多,占用了较多的课外时间,另一方面,大学生所开设的课程也比较多,学习任务相对繁重。这样在布置学生课外作业的时候就应该有所讲究,不能太多,但是又要具有一定启发性和代表性。尤其结合本课堂的内容,布置一些思考性的,且又能够自己动手实验或者借助一些电磁仿真软件对课堂中讲解的某一类器件进行电磁模拟计算的课外作业,这样会得到事半功倍的效果。例如,在讲解矩形波导中不同模式的场分布时,就可以让学生课后利用CST或者HFSS电磁仿真软件建一波导结构,计算其中的场分布,然后利用后处理功能观察波导中的场分布,这样可以增加学生的感性认识,从而提高对场的理解。
参考文献
[1] 郑学梅,邬春明,雷宇凌.浅谈微波技术课程教学改革[J].科学创新导报,2008(24):164.
[2] 袁海军,卢晶琦,马云辉.在“微波技术与天线”课堂教学中引入工程软件[J].科技资讯,2008(25):116.
[3] 高喜,曹卫平,姜彦南.微波与射频电路设计课程教学改革初探[J].企业科技与发展,2010(12):269-271.
关键词:微波技术与天线 课堂教学 教学效率
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(b)-0215-01
微波技术与天线课程在电子和信息领域内中的地位相当突出。但是该课程具有理论性强、抽象概念多、数学推导较为复杂的特点,要学好该门课程所涉及的知识面广,需要学生有较为扎实的数理基础,这给学生学好以及老师教好该门课程都有一定的难度。基于此,本文根据作者近三年来在微波技术与天线课程的教学实践,并根据二本类院校学生的实际,就怎样提高学生学习兴趣和教学效果谈谈自己的几点体会和认识。
1 教学理念改革
在传统教学过程中,大多采用以“教“为主的模式,这样很容易导致学生的学习兴趣降低,而影响教学效果。特别对于“微波技术与天线”课程,物理概念抽象、数学推导较多的情况下,如果老师还一味采用只“教”不“导”的教学模式,就很难得到好的教学效果。因此,首先要从教学理念上改变教学观念,引入新的教学思想,在课堂中不但要注重“教”更要注重“导”,要从不同方面对学生进行引导、启发,多让学生自己思考,并得出相关结论。
2 教学内容的设计
在电磁场微波技术课程教学内容的设计上,应以该门课程的性质、学生的实际情况为基础,以提高学生学习兴趣、提高教学效果为出发点,因此应遵循以下几条基本原则。
2.1 价值性原则
教学内容的设计应体现较高的学习价值,有利于学生掌握微波技术与天线课程中的基本原理以及利用这些基本原理去解决一些实际问题;有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.2 可行性原则
教学内容的设计要与学生的实际知识水平和能力相适应,例如对于二本院校的学生,教学内容就不宜有太多的数学推导,而要多讲解结论性的东西,并与实际工程应用相结合。
2.3 拓展性原则
教学内容应该来源于教材,但是又要高于教材。对于微波技术于天线课程来讲,随着现代通信技术发展日新月异,其深度与广度也在不断拓展,因此我们在设计教学内容时要紧跟当前技术发展的步伐,及时补充一些新的知识,对于有些知识学生可能已经通过网络对其有一些了解,但是又似懂非懂,如果教师能及时将其引进课堂并用微波技术知识进行解释,这样可以极大提高学生的学习兴趣。
2.4 数学和物理相结合的原则
在微波技术与天线课程中,数学公式较多,需要学生具备较为扎实的数学物理基础,而对于二本院校的学生有相当一部分同学在这方面的知识又比较欠缺,因此,我们可以避免公式的复杂推导过程,直接给出结论,但是要对结论性的公式先从数学上讲解公式的基本特性,然后在从物理上分析物理含义。例如,在讲解短路无耗传输线上阻抗的分布时,根据短路传输线上任意一点输入阻抗公式,从数学上来看,它是一个正切函数,因此它具有正切函数的一些特性,即周期性、变量的取值为实数。这样从数学上我们可以直观地判断,对于短路传输线,其线上阻抗沿线应该呈正切周期函数的形式分布。但是我们又不能只从数学上来判断,它必须要符合物理实际,例如,传输线的长度应该是一正的有限值,因此也只是一正的有效值,而不是数学上的实数。对于这中类似情况,在微波技术与天线课程有很多,都可以类似处理。
3 电磁场微波技术课程教学活动的实施
3.1 研究性教学
重新审视微波技术与天线课程的教学内容,充分挖掘微波技术与天线课程的研究性教学点,在课堂教学的各个环节中处处渗透研究性学习理念,精心设计研究性教学内容,采用研究性教学手段,通过研究教学环节的设计,指导学生以类似科学研究方式去学习知识和应用知识,以达到提高学生学习兴趣和能力的目的。
3.2 直观性教学
该课程涉及许多微波元器件,例如微带线、波导、耦合器、功分器等,为了增加学生在这些微波元器件的直观认识,在教学过程中,应该尽量向学生展示这些微波器件。尤其在讲解微波网络理论一章的内容时,我们可以通过展示一些具体的器件(如功分器),对该类器件,我们可以不考虑元件内部的具体结构,只要知道各个端口上的微波输入输出情况就可以了,从而引入网络理论。这样可以增加学生对抽象网络理论的感性认识,最终实现教学效果的提高。
4 课外作业
课外作业是提高学生学习效果的一种有效途径,但是大学阶段与中学阶段又不近相同,在大学阶段,学生的课外活动较多,占用了较多的课外时间,另一方面,大学生所开设的课程也比较多,学习任务相对繁重。这样在布置学生课外作业的时候就应该有所讲究,不能太多,但是又要具有一定启发性和代表性。尤其结合本课堂的内容,布置一些思考性的,且又能够自己动手实验或者借助一些电磁仿真软件对课堂中讲解的某一类器件进行电磁模拟计算的课外作业,这样会得到事半功倍的效果。例如,在讲解矩形波导中不同模式的场分布时,就可以让学生课后利用CST或者HFSS电磁仿真软件建一波导结构,计算其中的场分布,然后利用后处理功能观察波导中的场分布,这样可以增加学生的感性认识,从而提高对场的理解。
参考文献
[1] 郑学梅,邬春明,雷宇凌.浅谈微波技术课程教学改革[J].科学创新导报,2008(24):164.
[2] 袁海军,卢晶琦,马云辉.在“微波技术与天线”课堂教学中引入工程软件[J].科技资讯,2008(25):116.
[3] 高喜,曹卫平,姜彦南.微波与射频电路设计课程教学改革初探[J].企业科技与发展,2010(12):269-271.