理工類研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)方案與思考

羅 偉 郝宏剛 尹 波 王 斌

（重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 重慶 400065）

0 引言

當(dāng)前國內(nèi)外自然科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際需求對(duì)高等教育人才培養(yǎng)不斷提出新的要求。研究生教育是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。教育部明確指出要高度重視課程學(xué)習(xí)在研究生培養(yǎng)中的重要作用，重視課程學(xué)習(xí)，加強(qiáng)課程建設(shè)，提高課程質(zhì)量，是當(dāng)前深化研究生教育改革的重要和緊迫任務(wù)。

近年來，“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件”和“新一代寬帶無線移動(dòng)通信”一直是國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃、國家科技重大專項(xiàng)等關(guān)注的重要方向，這些領(lǐng)域研究工作的開展需要天線理論知識(shí)的支撐；另一方面，新一代信息終端機(jī)配套關(guān)鍵技術(shù)、通信關(guān)鍵技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、集成電路設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)，汽車電子等多項(xiàng)技術(shù)也需要電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)支撐?？梢?，電子信息產(chǎn)業(yè)和無線通信行業(yè)的發(fā)展需要大量具備天線理論知識(shí)與應(yīng)用的專業(yè)人才，而《近代天線理論》課程的開設(shè)可為該方面基礎(chǔ)知識(shí)和優(yōu)秀研究生人才培養(yǎng)提供較好的支持。

《近代天線理論》是國內(nèi)“電子科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科、“信息與通信工程”一級(jí)學(xué)科下屬各二級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一，也是國外眾多研究生院設(shè)置的重點(diǎn)課程。該課程兼具基礎(chǔ)課和專業(yè)課的特點(diǎn)。隨著專業(yè)發(fā)展和學(xué)校辦學(xué)水平的提高，該課程也在緊跟產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的發(fā)展步伐，不斷在課程體系的改革、師資隊(duì)伍的優(yōu)化和教學(xué)方式的探索中持續(xù)發(fā)展。

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已成為推動(dòng)教育教學(xué)改革的重要手段。高校利用校園的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，拓寬教學(xué)空間，促進(jìn)教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法改革等，不僅有利于加快教學(xué)信息化建設(shè)，而且能促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化條件下的教學(xué)以學(xué)生為中心，學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情境中學(xué)習(xí)，能夠充分發(fā)揮學(xué)生自身的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)習(xí)興趣。近幾年，課程將在分析研究生課程《近代天線理論》教與學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通過課程內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)、課程知識(shí)的碎片化處理、課程資源與教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)、教學(xué)方法的改革、課程考核方式的變化、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)等方面的綜合改革，提升課程教與學(xué)的效果，為專業(yè)人才的培養(yǎng)提供更好的保證。相關(guān)研究也可為其他研究生課程的教與學(xué)提供參考。

天線理論促進(jìn)了電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有力的推動(dòng)了電子信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。近年來，隨著國家和地方電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子信息類專業(yè)研究生培養(yǎng)的人才持續(xù)供不應(yīng)求。經(jīng)過多年的積累，我校已經(jīng)建立起一支包含電子科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程等學(xué)科領(lǐng)域的較為龐大的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。然而由于各位導(dǎo)師研究方向較為分散，導(dǎo)致專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)過程也出現(xiàn)了一些問題，其中《近代天線理論》課程突出表現(xiàn)在內(nèi)容設(shè)置不夠合理，學(xué)習(xí)方式單一，教學(xué)方法不夠豐富，課程資源建設(shè)匱乏，難以兼顧各個(gè)研究方向等，使得該課程的教與學(xué)遇到較大的困難。因此，現(xiàn)階段如何對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教與學(xué)進(jìn)行改革，整合教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)課程資源建設(shè)、實(shí)施團(tuán)隊(duì)授課的教學(xué)模式等，豐富教學(xué)方法，滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，提升專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教學(xué)效果勢在必行。

1 課程目前存在的主要問題

《近代天線理論》課程主要講授天線輻射的基本理論、天線設(shè)計(jì)與分析的基本方法及其應(yīng)用。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在電磁場與電磁波等課程的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步結(jié)合無線通信技術(shù)、微波技術(shù)等對(duì)天線的要求，掌握天線的基本理論，包括：電磁場的基本方程、基本原理和定理和輔助函數(shù)等；掌握分析電磁輻射理論的一些基本方法，包括：嚴(yán)格解析法、近似解析法和常用數(shù)值分析方法；掌握天線輻射的基本原理，天線的主要參數(shù)及其所對(duì)應(yīng)物理模型，掌握不同的天線類型及其工作模式。主要目的在于使學(xué)生掌握在天線分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和設(shè)計(jì)天線的能力。課程內(nèi)容繁多，對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與工程設(shè)計(jì)能力要求較高，“難教難學(xué)”成為該課程教與學(xué)的最大特點(diǎn)。

圖1：近代天線理論課程教學(xué)內(nèi)容與體系

1.1 學(xué)生知識(shí)背景和學(xué)習(xí)目標(biāo)差異大，需要優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容

天線理論易與其他學(xué)科交叉，產(chǎn)生新的科學(xué)研究方向。在我校多個(gè)學(xué)院和單位，均有結(jié)合所在學(xué)科從事電磁理論及應(yīng)用研究的團(tuán)隊(duì)，研究方向較為分散，選課學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的需求差異較大。另外，近幾年隨著招生人數(shù)的增加，很多研究生在本科階段沒有進(jìn)行電磁輻射與天線理論相關(guān)課程學(xué)習(xí)，缺乏電磁理論的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性也不夠?！半y教難學(xué)”依然是《近代天線理論》課程教與學(xué)的最大問題。

1.2 課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不夠完善，需要完善網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，豐富教與學(xué)方式

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)是課程教與學(xué)的有效載體。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在提供課程簡介、課程內(nèi)容、授課教案、授課團(tuán)隊(duì)介紹、課后習(xí)題答案等基本資料的同時(shí)，還應(yīng)提供微視頻、案例分析、碎片化知識(shí)點(diǎn)資料等資源。另一方面，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)還應(yīng)提供留言、提問等交互功能，提供測驗(yàn)、展示等功能。借助于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，積極利用“慕課”、“反慕課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”等新模式，開展《近代天線理論》課程的教與學(xué)方式改革，改變以教師講授為主的單一授課方法，豐富課程教與學(xué)的方式，改善專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教與學(xué)效果。

1.3 課程考核方式需要進(jìn)一步完善

《近代天線理論》課程是專業(yè)基礎(chǔ)課，課程理論知識(shí)較多，解題難度較大，通過閉卷考核的形式難以對(duì)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。利用搭建的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程進(jìn)行考核，比如資源利用的情況、提問與交互的情況等，豐富專業(yè)基礎(chǔ)類課程的考核方式，通過考試、交互情況、平時(shí)測查、案例教學(xué)等方法，提出較為完善的課程考核方案。

1.4 面對(duì)新教學(xué)模式，需要進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

課程教與學(xué)需要團(tuán)隊(duì)協(xié)同配合完成，需要主講教師、輔導(dǎo)教師、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)維護(hù)人員等積極參與，同時(shí)，根據(jù)雙語教學(xué)的需求，結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”、“微課”等教學(xué)新模式的應(yīng)用，需要加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，完善團(tuán)隊(duì)運(yùn)行機(jī)制。

2 優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)目標(biāo)

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為各行各業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，結(jié)合《近代天線理論》專業(yè)基礎(chǔ)類研究生課程教與學(xué)的現(xiàn)狀，提出課程教學(xué)綜合改革方案。通過建設(shè)，完成課程教學(xué)內(nèi)容體系改革和完善，完成重要知識(shí)點(diǎn)的碎片化處理方案，完成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的搭建，制作豐富的教學(xué)資源，改革教與學(xué)的方法，豐富課程考核方式，完善教學(xué)團(tuán)隊(duì)組建與管理方案，提升《近代天線理論》課程的教與學(xué)質(zhì)量，為研究生專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教與學(xué)提供參考。

3 優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)方案

3.1 針對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代的教與學(xué)特點(diǎn)，完善教學(xué)內(nèi)容體系

在分析前期《近代天線理論》課程教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，充分考慮信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代研究生群體的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、認(rèn)知風(fēng)格等特點(diǎn)及差異性，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，將課程內(nèi)容分成基礎(chǔ)模塊、提升板塊和應(yīng)用算法模塊等3個(gè)部分，共計(jì)48學(xué)時(shí)，其中基礎(chǔ)理論模塊24學(xué)時(shí)，典型天線設(shè)計(jì)模塊12學(xué)時(shí)，高等天線研究方法模塊12學(xué)時(shí)。每個(gè)模塊分成若干個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，便于后期知識(shí)的碎片化處理。在基礎(chǔ)模塊中充分考慮到學(xué)生基礎(chǔ)不牢固的情況，將本課程知識(shí)與《天線與電波傳播》的知識(shí)進(jìn)行銜接，并以《微波工程》的內(nèi)容體系為基礎(chǔ)，進(jìn)行基礎(chǔ)理論模塊的講授。通過基礎(chǔ)理論模塊、典型天線設(shè)計(jì)模塊和高等天線研究方法模塊的設(shè)置，整合教學(xué)內(nèi)容，完善課程體系。

3.2 碎片化處理課程知識(shí)的重要知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)

分析微信公眾號(hào)、微博、搜索引擎、新聞網(wǎng)站、即時(shí)通信等多種方式信息傳遞的形式，將一個(gè)個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，按照信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代下信息傳遞形式進(jìn)行重新整理，比如電偶極子天線內(nèi)容，我們可以將其主要內(nèi)容編輯成100字以內(nèi)的信息，通過微信、微博等方式進(jìn)行傳播，使學(xué)生在業(yè)余生活的間隙進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。碎片化的知識(shí)和學(xué)習(xí)方式，有利于將復(fù)雜知識(shí)簡單化，有利于系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)。但同時(shí)，要處理好碎片化與整體性的關(guān)系。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)將《近代天線理論》教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行碎片化處理，有利于借助于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，提升研究生課程學(xué)習(xí)的效率。

3.3 搭建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)，豐富課程教學(xué)資源

通過學(xué)習(xí)現(xiàn)有特色課程、精品課程、在線課程等課程網(wǎng)站，借助現(xiàn)代教育技術(shù)、教育學(xué)、心理學(xué)等理論，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)容設(shè)計(jì)上體現(xiàn)出科學(xué)性、系統(tǒng)性和理論聯(lián)系實(shí)際，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)容組織安排上要符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)風(fēng)格設(shè)計(jì)上要充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的直觀性。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可具備學(xué)習(xí)區(qū)、交流區(qū)、考試區(qū)、管理區(qū)等功能區(qū)，教師可以依托平臺(tái)進(jìn)行編輯課件、組織在線考試、審批作業(yè)、在線答疑、統(tǒng)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況等多項(xiàng)教學(xué)管理；同時(shí)，平臺(tái)應(yīng)留出給學(xué)生展示的空間，創(chuàng)設(shè)論壇、答疑區(qū)、分組討論、常見問題、在線模擬測試等模塊，從教和學(xué)兩方面入手，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化課程資源的有效運(yùn)用。另外，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，課程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)制作課教案、授課PPT、動(dòng)畫、微視頻等資源，營造啟發(fā)式學(xué)習(xí)環(huán)境，便于教和學(xué)等特點(diǎn)，體現(xiàn)課程的特色，突出知識(shí)亮點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)真正成為提高課堂教學(xué)的有效載體。

3.4 探索信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代下的課程教與學(xué)方法

信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代下，“翻轉(zhuǎn)課堂”、“慕課”、“反慕課”等課堂教學(xué)模式的應(yīng)用，引起了教學(xué)模式及學(xué)習(xí)方式上的重大變革。課程團(tuán)隊(duì)在詳細(xì)研究這些新型教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)借鑒“翻轉(zhuǎn)課堂”的先進(jìn)理念、充分利用“慕課”、“反慕課”的技術(shù)手段和豐富的課程資源，嘗試在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，分析其教學(xué)效果，根據(jù)實(shí)際的教學(xué)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)來構(gòu)建教學(xué)模式，將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，既發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，保證研究生對(duì)基礎(chǔ)理論系統(tǒng)充分掌握，又充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的積極性與創(chuàng)造性，激發(fā)研究生的創(chuàng)新熱情。也可嘗試將《近代天線理論》與《天線與電波傳播》課程授課安排在同一學(xué)期，安排研究生在學(xué)習(xí)高等電磁理論的同時(shí)，指導(dǎo)本科生學(xué)習(xí)初級(jí)電磁理論，通過研究生與本科生的互動(dòng)，提升研究生課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，改善課程學(xué)習(xí)的效果。

3.5 分析現(xiàn)有的課程考核方式，探索新型考核方法

現(xiàn)行的考核方式多關(guān)注于課程學(xué)習(xí)的結(jié)果，往往忽略了對(duì)課程學(xué)習(xí)過程的考核，對(duì)課程的教學(xué)效果產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。完善的課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為我們提供了很多可能，其中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)過程的考核，包括對(duì)交互程度、提問情況、資源利用情況等考核變得十分容易。也可以在實(shí)際的課程教學(xué)中的某個(gè)特定階段，或教學(xué)完成之后，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定，目的在于評(píng)定教學(xué)目標(biāo)的達(dá)到程度，考核學(xué)生的最終成績，了解教學(xué)活動(dòng)的最終效果。這些主要可以通過階段性作業(yè)和考試。互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)技術(shù)的引入，使課程考核變得更為全面和便捷，改善了課程考核的客觀性和準(zhǔn)確性，不斷的為課程教與學(xué)提供動(dòng)力。

3.6 根據(jù)課程需要，組建高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)

根據(jù)課程內(nèi)容和課程教學(xué)任務(wù)的需要，結(jié)合課程教學(xué)的分工，組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，并明確各自分工。課程負(fù)責(zé)人應(yīng)由學(xué)術(shù)造詣和教學(xué)水平較高、且具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任，保證課程的科學(xué)性和先進(jìn)性；主講教師具有副教授以上職稱或具有博士學(xué)位，主要負(fù)責(zé)課程的學(xué)術(shù)質(zhì)量，包括：組織教學(xué)內(nèi)容、完成教學(xué)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)考試試題等；輔導(dǎo)教師主要應(yīng)由講師和助教來擔(dān)當(dāng)，他們主要負(fù)責(zé)教學(xué)過程的指導(dǎo)與支持，包括：發(fā)布課程信息、指導(dǎo)學(xué)習(xí)過程、答疑討論、批閱作業(yè)和試卷、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)和維護(hù)等。教學(xué)隊(duì)伍的組建是提高課程教學(xué)效果的主要保障。

4 結(jié)語

研究生能力培養(yǎng)與課程建設(shè)是高等教育的重要工作內(nèi)容，對(duì)于國家社會(huì)發(fā)展具有重要意義。在教學(xué)工作中，我們需要堅(jiān)持深化改革、立德樹人，以研究生成長成才為中心，以打好知識(shí)基礎(chǔ)、加強(qiáng)能力培養(yǎng)、有利長遠(yuǎn)發(fā)展為目標(biāo)，注重培育具備獨(dú)立思考能力和批判性思維的科技人才，全面提升研究生的創(chuàng)新能力和發(fā)展能力。通過本次《近代天線理論》優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)工作，我們提升了該課程的教學(xué)質(zhì)量，形成了一系列教學(xué)方法和教學(xué)改革方案，為學(xué)校研究生專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教學(xué)效果的提升提供支持，同時(shí)也為高校研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供有益的借鑒和參考。