高喜 于新華 劉小蓉

摘要：研究性教學(xué)已成為各高校提高教學(xué)質(zhì)量的新思路和新舉措。研究性教學(xué)是在借鑒國內(nèi)外諸多知名高校并結(jié)合本校的實(shí)際情況下，推行的教學(xué)改革措施。本人作為桂林電子科技大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一線教師、課程負(fù)責(zé)人，以“電子科學(xué)技術(shù)”這門專業(yè)課程中的《微波技術(shù)與天線》的課程教學(xué)為例，從“上好第一堂課”、教學(xué)內(nèi)容的組織以及實(shí)踐教學(xué)這三個(gè)方面闡述開展研究性教學(xué)的心得體會(huì)。

關(guān)鍵詞：研究性教學(xué)；微波技術(shù)與天線；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）36-0166-02 研究性教學(xué)是指通過組織和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)給定問題進(jìn)行研究或探究，從而達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法和教學(xué)手段。研究性教學(xué)以學(xué)生為主體，用于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)。它不僅是一種教學(xué)模式，更是一種教學(xué)思想。

最近，研究性教學(xué)在全國高等教育界十分流行，主管教育的行政部門也大力提倡大學(xué)向研究性教學(xué)轉(zhuǎn)變，不但要給學(xué)生傳輸知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。從教育學(xué)上看，研究性教學(xué)是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，充分開展自主學(xué)習(xí)和相互交流討論，以學(xué)生身邊的事物和生活實(shí)際為參照，以教材基本內(nèi)容為探究對(duì)象，讓學(xué)生通過自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論等方式參與到解難釋疑的活動(dòng)中，并利用所學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，最終達(dá)到解決問題的目的。也就是說，通過讓學(xué)生主動(dòng)參與、親身體驗(yàn)來獲取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的“動(dòng)態(tài)構(gòu)建”，改變“讀死書、死讀書”的現(xiàn)狀。對(duì)于當(dāng)代大學(xué)生來講，讀大學(xué)不僅是單純地獲取書本知識(shí)，而是通過學(xué)習(xí)，鍛煉判斷問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力，并能提出解決方案。這就要求我們高等教育工作者采用探究式教學(xué)手段，以問題為載體，以探究為動(dòng)力，把問題教學(xué)和探究學(xué)習(xí)有機(jī)融合；給學(xué)生機(jī)會(huì)，通過教師引導(dǎo)、學(xué)生參與等手段，激發(fā)學(xué)生的求知欲、提高分析問題、解決問題的能力。

《微波技術(shù)與天線》這門課程是桂林電子科技大學(xué)電子信息專業(yè)的專業(yè)課之一，課程中存在很多利用數(shù)學(xué)方法來解決物理問題的內(nèi)容，而該專業(yè)的本科生并沒有開設(shè)《數(shù)學(xué)物理方程》，從一定程度上看，學(xué)生從數(shù)學(xué)角度來理解物理問題的能力相對(duì)薄弱。增加了畏難情緒。為解決這一問題，針對(duì)這門課程以及本校學(xué)生的特點(diǎn)，本人對(duì)《微波技術(shù)與天線》課程開展了研究性教學(xué)。在此，談一談自己的看法和體會(huì)。

一、上好第一堂課

一般來講，學(xué)生在每門課程的開始都是充滿好奇和興趣的，教師精彩的“緒論”課能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲；反之，學(xué)生則會(huì)失去興趣，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。尤其對(duì)于《微波技術(shù)與天線》這門課程，它通常在大三的第二個(gè)學(xué)期開設(shè)。雖然此前學(xué)生也已接觸過《電磁場與電磁波》這一課程，但是由于《微波技術(shù)與天線》課程的難度比較大，導(dǎo)致一部分學(xué)生對(duì)此課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理。因此，做好《微波技術(shù)與天線》的“緒論”課就顯得尤為重要。為了在第一堂課上掃除學(xué)生的心理障礙，我們除了要向?qū)W生介紹“什么是微波技術(shù)”這些基本概念以及傳授正確有效的學(xué)習(xí)方法之外，更應(yīng)重點(diǎn)列舉一些被學(xué)生所熟知的例子來說明微波技術(shù)與天線在實(shí)際生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生對(duì)《微波技術(shù)與天線》這門課程中將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容做一個(gè)大概的了解，讓學(xué)生明白為什么必須學(xué)習(xí)這門課程，即讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)這門課程的必要性和重要性。對(duì)此，我們?cè)诮虒W(xué)的過程中開展了“上好第一堂課”活動(dòng)，以此來增加老師對(duì)第一堂課的重視程度。老師們都積極參與到活動(dòng)中，改變以往傳統(tǒng)、死板的上課方式，充分利用現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)存在的例子，通過設(shè)疑、尋找答案、得出結(jié)論這種循序漸進(jìn)的方式，來闡述《微波技術(shù)與天線》課程的基本內(nèi)容以及該學(xué)科的重要性。這在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

二、研究課程教學(xué)特點(diǎn)，利用新興教學(xué)手段精心組織教學(xué)內(nèi)容

《微波技術(shù)與天線》這門課程存在大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，而且像傳輸線理論、波導(dǎo)理論等這些內(nèi)容需要在數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上去理解其抽象的概念。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能夠借助數(shù)學(xué)公式來理解抽象的物理概念，就大大降低了學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問題，任課教師應(yīng)從學(xué)生的角度考慮，認(rèn)真分析和對(duì)比，并根據(jù)本校學(xué)科和專業(yè)特點(diǎn)，選擇一本結(jié)構(gòu)相對(duì)合理、內(nèi)容體系符合實(shí)際，同時(shí)又能體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展水平和發(fā)展態(tài)勢的教材。教師在教學(xué)過程中，不能只局限于教學(xué)材料，更重要的是要學(xué)會(huì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍。例如，桂林電子科技大學(xué)是一所工程應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)性學(xué)校，因此在講解這門課程時(shí)，我們盡量回避大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，將數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為具體、形象的圖形并展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓其理解。例如講解波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中不同模式的場分布特點(diǎn)時(shí)，我們可以不采用數(shù)學(xué)方法對(duì)場的表達(dá)式進(jìn)行推導(dǎo)，而是可以經(jīng)過簡單講解給出結(jié)論性的公式，最后利用CST軟件將波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中不同模式的場分布用電場線的形式畫出來，甚至結(jié)合動(dòng)畫效果，讓學(xué)生從直觀圖形中理解數(shù)學(xué)公式，最后升華到對(duì)物理概念理解的層面上。同時(shí)，我們還可以根據(jù)生活中經(jīng)常碰到的與微波技術(shù)、天線等相關(guān)的問題，讓學(xué)生課后通過自行查閱資料、分組討論、提出相應(yīng)的解決方案來解決遺留問題，并將學(xué)生對(duì)問題的完成情況適量的計(jì)入到期末總評(píng)成績考核中。這種方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行了分流培養(yǎng)，同時(shí)又降低了學(xué)生對(duì)期末考試的壓力，減少了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該課程的畏懼感，意義深遠(yuǎn)。

三、將實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)與學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合

桂林電子科技大學(xué)是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的專業(yè)性學(xué)校，我們?cè)诮虒W(xué)過程中，除了理論教學(xué)外，還開展了大量的實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和自學(xué)能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是學(xué)生深入理解課堂理論教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，又是應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的重要途徑。因此，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)要引起足夠的重視，并根據(jù)實(shí)際情況合理選取實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)我們提出將研究性教學(xué)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中，讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。根據(jù)此課程的特點(diǎn)，我們將實(shí)驗(yàn)大體分為以下三種類型。

1.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)書本上提出的物理現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，這類實(shí)驗(yàn)用來增加對(duì)教材基本知識(shí)的理解。例如我們?cè)O(shè)計(jì)的偶極子天線輻射方向圖的實(shí)驗(yàn)測試就是屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即通過學(xué)生自己對(duì)偶極子輻射的遠(yuǎn)場測試，提高學(xué)生對(duì)偶極子輻射方向圖的直觀認(rèn)識(shí)，既增強(qiáng)動(dòng)手能力，又加深對(duì)物理概念的理解和認(rèn)識(shí)。當(dāng)然還有其他許多方面，例如波導(dǎo)理論、傳輸線理論等，我們都設(shè)計(jì)了在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，極大激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。事實(shí)證明，學(xué)生通過自己親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)后，問題也多了，通過老師的正確引導(dǎo)，學(xué)生解決問題的能力得到了較大幅度的提高。

2.自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。為了讓學(xué)生能進(jìn)一步學(xué)習(xí)探討，提高獨(dú)立解決問題的能力，我們?cè)诮虒W(xué)過程中涉及了一些自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生自學(xué)一些專門的EDA軟件（Microwave Office、HFSS、CST等），對(duì)微帶線、矩形波導(dǎo)等一些簡單的傳輸線進(jìn)行建模、仿真，通過參數(shù)修改讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)哪些結(jié)構(gòu)參數(shù)會(huì)影響微帶線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，哪些參數(shù)會(huì)影響波導(dǎo)模式的截止頻率等。通過設(shè)計(jì)一些問題，讓學(xué)生自行去分析、解決。在這一過程中能使同學(xué)們有效的將理論知識(shí)融會(huì)貫通，進(jìn)而解決實(shí)際問題，同時(shí)提高了學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手操作能力。

3.綜合性實(shí)踐。對(duì)于有較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，我們將課本上的內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)或者畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，或根據(jù)老師本身的科研實(shí)際，設(shè)計(jì)一些具有一定難度又在其能力范圍內(nèi)的工程性問題，讓學(xué)生通過查閱資料、走訪企業(yè)的生產(chǎn)車間等方式進(jìn)行探索解決。近幾年來，桂林電子科技大學(xué)充分和企業(yè)合作，讓學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)入到老師的研究小組，進(jìn)行一些力所能及的模擬仿真，或者讓其參與到天線的生產(chǎn)過程當(dāng)中去，在參與、觀察、實(shí)際操作的基礎(chǔ)上，去研究產(chǎn)品的各個(gè)部件。通過生生之間、師生之間、學(xué)生與企業(yè)技術(shù)人員間對(duì)可能或?qū)嶋H出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論，讓學(xué)生學(xué)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并結(jié)合自己所學(xué)的理論知識(shí)提出見解和解決問題的新方案，最終達(dá)到解決問題的目的。這種現(xiàn)場指導(dǎo)教學(xué)的方式，是提高探究式教學(xué)效果的最有效的方式，通過改進(jìn)教學(xué)方式，讓學(xué)生能夠知道工程來源于書本知識(shí)但同時(shí)又高于書本知識(shí)，教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)利用書本知識(shí)來解決實(shí)際問題。

總之，研究性教學(xué)是一個(gè)“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題、總結(jié)歸納”探究的過程，在這個(gè)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自覺參與熱情能得到極大限度的激勵(lì)，而且通過自行分析問題和解決問題，能很好地鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)造力。這種教學(xué)模式不但保護(hù)了學(xué)生的求知欲、探索欲，更保障了發(fā)現(xiàn)、探索活動(dòng)沿著一定的目標(biāo)問題，圍繞一定的教學(xué)中心有序高效地進(jìn)行。因此，我們應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)科、不同課程的特點(diǎn)，充分利用“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題、總結(jié)歸納”這一“教”和“學(xué)”的主線，來挖掘研究性教學(xué)的潛力。

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