微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐

薛國(guó)義+周東明+盧中昊

摘要：微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力要求很高的一門課，內(nèi)容豐富，學(xué)時(shí)少，學(xué)習(xí)難度大。針對(duì)選修課學(xué)生特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了富有競(jìng)爭(zhēng)、充滿激勵(lì)的教學(xué)機(jī)制，極大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，并通過分組教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使每個(gè)學(xué)生對(duì)課程涉及的微波電路都有充分了解，極大提高了他們的動(dòng)手能力，同時(shí)大大降低了實(shí)驗(yàn)器材消耗，減輕了課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)壓力，教學(xué)效果獲得了學(xué)生們的廣泛好評(píng)。

關(guān)鍵詞：微波技術(shù)；實(shí)驗(yàn)；競(jìng)爭(zhēng)；激勵(lì)；分組教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）02-0102-02

微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)是與微波技術(shù)基礎(chǔ)、微波電路、微波網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)配套的研究生選修實(shí)驗(yàn)課，涉及內(nèi)容包含微波系統(tǒng)各種部件的設(shè)計(jì)與測(cè)試，包含微波濾波器設(shè)計(jì)與測(cè)試、微波低噪放設(shè)計(jì)與測(cè)試、微波窄帶功放設(shè)計(jì)與測(cè)試、微波上下變頻器設(shè)計(jì)與測(cè)試等內(nèi)容，內(nèi)容豐富，且全課程僅18學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)緊湊。作為實(shí)驗(yàn)課，其根本目的是為了加深學(xué)生對(duì)前面學(xué)到的微波電路、微波網(wǎng)絡(luò)知識(shí)理解，同時(shí)，為了學(xué)生走出校門后對(duì)將來從事微波電路設(shè)計(jì)制作不至于陌生，還需要努力提高學(xué)生微波電路設(shè)計(jì)本領(lǐng)，增加學(xué)生的動(dòng)手能力。在實(shí)際教學(xué)中，我們緊緊圍繞加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解、提高學(xué)生動(dòng)手能力這一目的，設(shè)計(jì)了富有競(jìng)爭(zhēng)、激勵(lì)體制的教學(xué)方法，并通過分組研究型教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取得了良好的教學(xué)效果。

一、制造輕松活潑且具有吸引力的教學(xué)氛圍

微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課是理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)微波體系中占有重要地位，但在學(xué)生心中地位卻通常不如考試課重要，他們往往認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課隨便應(yīng)付下就得了，不必太認(rèn)真，而且本實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)短，內(nèi)容豐富，學(xué)習(xí)難度大，要想取得較好的學(xué)習(xí)效果，必須充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生們知道這門課對(duì)于今后的工作重要性，并且不能給他們太大的壓力，讓他們?cè)谟淇斓姆諊袑W(xué)習(xí)。

在課程開始前鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，樹立能夠通過實(shí)驗(yàn)課提高動(dòng)手能力的信息。向?qū)W生傳遞本課程對(duì)于實(shí)際工程項(xiàng)目研究具有重要的基礎(chǔ)作用，只要按照教員安排實(shí)踐，一定會(huì)學(xué)有所獲，有的人甚至可以達(dá)到較好的硬件設(shè)計(jì)測(cè)試水平，讓他們從心底克服畏難情緒，樹立上好本實(shí)驗(yàn)課堅(jiān)定信心。

在上課時(shí)采取靈活多變的研討式方法教學(xué)，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。每次上課只講解重點(diǎn)內(nèi)容，時(shí)間不超過10分鐘，余下時(shí)間請(qǐng)同學(xué)們相互檢查所做的仿真/設(shè)計(jì)，查找仿真中的問題。對(duì)于某些學(xué)生設(shè)計(jì)中存在哪怕是極簡(jiǎn)單的問題也不輕易批評(píng)，以鼓勵(lì)為主，最好是請(qǐng)同小組同學(xué)指出問題，幫助解決問題，這樣既保護(hù)了不會(huì)同學(xué)的自尊心，又鼓勵(lì)了學(xué)得較好同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于仿真設(shè)計(jì)中存在的一般問題，鼓勵(lì)同學(xué)自己查文獻(xiàn)解決，或者上專業(yè)論壇求助解決，提高學(xué)生自己解決問題的能力，實(shí)際上，查文獻(xiàn)或借助網(wǎng)絡(luò)解決問題是每一個(gè)研究生都必須具備的能力，因?yàn)樵趯?shí)際工作中會(huì)不可避免地存在需要求助他人的情況；對(duì)于比較困難，學(xué)生難以短時(shí)間內(nèi)解決的問題，比如學(xué)生可能兩三天都無法解決的問題，老師則以引導(dǎo)為主，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中遇到的難題，避免直接幫其完成設(shè)計(jì)、調(diào)試工作。

在每一次課程結(jié)束后，鼓勵(lì)學(xué)生積極通過郵件/微信等方式交流學(xué)習(xí)中的問題，鼓勵(lì)學(xué)生投入更多時(shí)間學(xué)習(xí)課程，提高學(xué)習(xí)興趣。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課時(shí)比較少，如果要達(dá)到比較好的效果，必然要求學(xué)生在課后投入大量精力鉆研相關(guān)內(nèi)容。為了鼓勵(lì)學(xué)生的積極性，老師必須及時(shí)回答學(xué)生的郵件，幫助解決其學(xué)習(xí)中遇到的問題，學(xué)生才不會(huì)因?yàn)檠芯恳粋€(gè)問題時(shí)間過長(zhǎng)而感到學(xué)習(xí)難度太大，從而產(chǎn)生挫敗感，最終失去了學(xué)習(xí)的動(dòng)力，學(xué)習(xí)效果很差。

在課程即將結(jié)束之際，讓學(xué)生設(shè)計(jì)制作作品采取相互評(píng)價(jià)，推選優(yōu)秀作品，并輔以適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生完成相關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后，對(duì)他們的作品由學(xué)生們自己現(xiàn)場(chǎng)打分、評(píng)價(jià)，評(píng)比出優(yōu)秀作品，并對(duì)優(yōu)秀作品給予適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，為本課程留下良好的口碑，吸引更多學(xué)生選修本課。物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)不必花費(fèi)很多錢財(cái)，只需買些小禮品，比如一盒巧克力之類等，花費(fèi)不多，但效果很好。其實(shí)，學(xué)生并不太在乎獎(jiǎng)品的形式，更多的是看重這種榮譽(yù)。經(jīng)過實(shí)踐，證明本方法非常有效，可以大大增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇本課程的學(xué)生呈逐年增多的趨勢(shì)。

二、采用分組教學(xué)、相互協(xié)作方式完成試驗(yàn)

因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)課內(nèi)容豐富，包含濾波器、放大器、變頻器、功放、衰減器等內(nèi)容，如果每一個(gè)學(xué)生都把全部的內(nèi)容都做完，不僅沒有時(shí)間，而且花費(fèi)也高，效果還不好。因?yàn)橐龊靡粋€(gè)器件，從設(shè)計(jì)到最后調(diào)試成功達(dá)到技術(shù)指標(biāo)符號(hào)要求的作品，一般都需要重復(fù)多次，這樣會(huì)帶來較大的器材損耗，硬件制作成本高，給課程建設(shè)帶來較大經(jīng)費(fèi)壓力。在實(shí)際授課時(shí)，我們采用分組討論、分組教學(xué)、相互協(xié)作模式，共同完成實(shí)驗(yàn)課所包含的全部?jī)?nèi)容。

為此，我們?cè)谙到y(tǒng)性講授完微波電路基礎(chǔ)知識(shí)課后（利用兩個(gè)學(xué)時(shí)講授），然后花費(fèi)半小時(shí)了解選課碩士研究生和博士研究生的知識(shí)背景和將來要從事的課題研究?jī)?nèi)容，以及興趣愛好，根據(jù)各人情況的不同，將具有知識(shí)背景互補(bǔ)的學(xué)生編排成一個(gè)小組，以便他們?cè)谏险n時(shí)、仿真設(shè)計(jì)時(shí)、電路板制作調(diào)試時(shí)可以相互討論、協(xié)作，達(dá)到更好的上課效果。本課程的授課對(duì)象是研究生以上人員，他們一般都經(jīng)歷了一定的科學(xué)研究過程，比如，碩士研究生一般都經(jīng)歷了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)歷練，有的課題組學(xué)生甚至?xí)谘芯可蝗雽W(xué)就加入到項(xiàng)目研究中，對(duì)于提高他們實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和上好實(shí)驗(yàn)課有良好的作用，博士研究生則經(jīng)過碩士課題研究則更是具有一定的科研研究基礎(chǔ)，有些甚至具有一定的電路經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)課具有較強(qiáng)的支撐作用，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和基礎(chǔ)，比如從事過濾波器設(shè)計(jì)、低噪放及沒有實(shí)際微波電路基礎(chǔ)的人可以編成一個(gè)小組，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，這些具有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生可以發(fā)揮團(tuán)隊(duì)核心作用，幫助團(tuán)隊(duì)中其余同學(xué)解答問題，提高實(shí)驗(yàn)作品性能，加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。

通過編組實(shí)驗(yàn)后，每個(gè)小組都能完成實(shí)驗(yàn)課的全部?jī)?nèi)容，包括濾波器、低噪放、功放、混頻器等微波器件的設(shè)計(jì)和制作調(diào)試，且過程基本都順利，不會(huì)存在某個(gè)小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不下去的情況，在實(shí)驗(yàn)過程中，每個(gè)成員都得到了充分鍛煉，都了解每個(gè)器件的具體設(shè)計(jì)、調(diào)試過程，教學(xué)效果良好。經(jīng)過編組實(shí)驗(yàn)后，對(duì)歷年實(shí)驗(yàn)器材消耗情況顯示，編組實(shí)驗(yàn)與單個(gè)個(gè)體實(shí)驗(yàn)相比，器材消耗最少減少5倍，可以大大減輕實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)壓力。從這個(gè)意義來說，編組教學(xué)方式可以使得每個(gè)學(xué)生專注自己設(shè)計(jì)的那個(gè)器件，將實(shí)驗(yàn)做得盡可能更好，同時(shí)也不耽誤大家對(duì)其他微波器件設(shè)計(jì)調(diào)試過程的了解，教學(xué)效果比個(gè)體單獨(dú)從頭到尾、匆匆忙忙做完所有實(shí)驗(yàn)要好得多，歷年學(xué)生都對(duì)實(shí)驗(yàn)效果滿意，都感覺學(xué)有所獲。

結(jié)束語：

微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課選修對(duì)象主要是碩士研究生以上人員，具有較強(qiáng)的理解能力和自學(xué)能力，針對(duì)授課對(duì)象，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套行之有效的教學(xué)方法，大大提高教學(xué)方法：創(chuàng)造輕松活潑富有競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力的課堂氛圍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，克服畏難情緒，使學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變到“我要學(xué)”；通過知識(shí)背景互補(bǔ)學(xué)生編組共同完成整個(gè)課程規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，每個(gè)學(xué)生在完成了自己專注的微波器件實(shí)驗(yàn)后，還從同小組同學(xué)中學(xué)習(xí)到了其他微波器件設(shè)計(jì)調(diào)試方法，學(xué)習(xí)效果良好。通過這種教學(xué)模式，每個(gè)學(xué)生都成功完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并且都感覺到學(xué)有所獲，對(duì)未來從事微波工程打下一定的基礎(chǔ)。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課在學(xué)生中具有良好的口碑，選修課的學(xué)生呈逐年遞增趨勢(shì)。

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