微波技术实验教学与实践

摘要：微波技术实验课是对学生动手能力要求很高的一门课，内容丰富，学时少，学习难度大。针对选修课学生特点，设计了富有竞争、充满激励的教学机制，极大激发了学生们的学习兴趣，并通过分组教学模式进行实验教学，使每个学生对课程涉及的微波电路都有充分了解，极大提高了他们的动手能力，同时大大降低了实验器材消耗，减轻了课程建设经费压力，教学效果获得了学生们的广泛好评。

关键词：微波技术；实验；竞争；激励；分组教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）02-0102-02

微波技术实验是与微波技术基础、微波电路、微波网络与计算机仿真技术配套的研究生选修实验课，涉及内容包含微波系统各种部件的设计与测试，包含微波滤波器设计与测试、微波低噪放设计与测试、微波窄带功放设计与测试、微波上下变频器设计与测试等内容，内容丰富，且全课程仅18学时，学时紧凑。作为实验课，其根本目的是为了加深学生对前面学到的微波电路、微波网络知识理解，同时，为了学生走出校门后对将来从事微波电路设计制作不至于陌生，还需要努力提高学生微波电路设计本领，增加学生的动手能力。在实际教学中，我们紧紧围绕加深学生对基础知识的理解、提高学生动手能力这一目的，设计了富有竞争、激励体制的教学方法，并通过分组研究型教学模式进行实验设计，取得了良好的教学效果。

一、制造轻松活泼且具有吸引力的教学氛围

微波技术实验课是理论联系实际的一个重要环节，在整个微波体系中占有重要地位，但在学生心中地位却通常不如考试课重要，他们往往认为实验课随便应付下就得了，不必太认真，而且本实验课学时短，内容丰富，学习难度大，要想取得较好的学习效果，必须充分激发学生的学习兴趣，让学生们知道这门课对于今后的工作重要性，并且不能给他们太大的压力，让他们在愉快的氛围中学习。

在课程开始前鼓励学生学习的兴趣，树立能够通过实验课提高动手能力的信息。向学生传递本课程对于实际工程项目研究具有重要的基础作用，只要按照教员安排实践，一定会学有所获，有的人甚至可以达到较好的硬件设计测试水平，让他们从心底克服畏难情绪，树立上好本实验课坚定信心。

在上课时采取灵活多变的研讨式方法教学，活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣。每次上课只讲解重点内容，时间不超过10分钟，余下时间请同学们相互检查所做的仿真/设计，查找仿真中的问题。对于某些学生设计中存在哪怕是极简单的问题也不轻易批评，以鼓励为主，最好是请同小组同学指出问题，帮助解决问题，这样既保护了不会同学的自尊心，又鼓励了学得较好同学的学习兴趣，对于仿真设计中存在的一般问题，鼓励同学自己查文献解决，或者上专业论坛求助解决，提高学生自己解决问题的能力，实际上，查文献或借助网络解决问题是每一个研究生都必须具备的能力，因为在实际工作中会不可避免地存在需要求助他人的情况；对于比较困难，学生难以短时间内解决的问题，比如学生可能两三天都无法解决的问题，老师则以引导为主，帮助学生解决学习中遇到的难题，避免直接帮其完成设计、调试工作。

在每一次课程结束后，鼓励学生积极通过邮件/微信等方式交流学习中的问题，鼓励学生投入更多时间学习课程，提高学习兴趣。因为实验课时比较少，如果要达到比较好的效果，必然要求学生在课后投入大量精力钻研相关内容。为了鼓励学生的积极性，老师必须及时回答学生的邮件，帮助解决其学习中遇到的问题，学生才不会因为研究一个问题时间过长而感到学习难度太大，从而产生挫败感，最终失去了学习的动力，学习效果很差。

在课程即将结束之际，让学生设计制作作品采取相互评价，推选优秀作品，并辅以适当的物质奖励，激发学生学习兴趣。学生完成相关的设计实验后，对他们的作品由学生们自己现场打分、评价，评比出优秀作品，并对优秀作品给予适当的物质奖励，为本课程留下良好的口碑，吸引更多学生选修本课。物质奖励不必花费很多钱财，只需买些小礼品，比如一盒巧克力之类等，花费不多，但效果很好。其实，学生并不太在乎奖品的形式，更多的是看重这种荣誉。经过实践，证明本方法非常有效，可以大大增强学生的学习兴趣，选择本课程的学生呈逐年增多的趋势。

二、采用分组教学、相互协作方式完成试验

因为本实验课内容丰富，包含滤波器、放大器、变频器、功放、衰减器等内容，如果每一个学生都把全部的内容都做完，不仅没有时间，而且花费也高，效果还不好。因为要做好一个器件，从设计到最后调试成功达到技术指标符号要求的作品，一般都需要重复多次，这样会带来较大的器材损耗，硬件制作成本高，给课程建设带来较大经费压力。在实际授课时，我们采用分组讨论、分组教学、相互协作模式，共同完成实验课所包含的全部内容。

为此，我们在系统性讲授完微波电路基础知识课后（利用两个学时讲授），然后花费半小时了解选课硕士研究生和博士研究生的知识背景和将来要从事的课题研究内容，以及兴趣爱好，根据各人情况的不同，将具有知识背景互补的学生编排成一个小组，以便他们在上课时、仿真设计时、电路板制作调试时可以相互讨论、协作，达到更好的上课效果。本课程的授课对象是研究生以上人员，他们一般都经历了一定的科学研究过程，比如，硕士研究生一般都经历了本科毕业设计历练，有的课题组学生甚至会在研究生一入学就加入到项目研究中，对于提高他们实际经验和上好实验课有良好的作用，博士研究生则经过硕士课题研究则更是具有一定的科研研究基础，有些甚至具有一定的电路经验，对于本实验课具有较强的支撑作用，根据学生特点和基础，比如从事过滤波器设计、低噪放及没有实际微波电路基础的人可以编成一个小组，在实验设计时，这些具有经验的学生可以发挥团队核心作用，帮助团队中其余同学解答问题，提高实验作品性能，加快实验进度。

通过编组实验后，每个小组都能完成实验课的全部内容，包括滤波器、低噪放、功放、混频器等微波器件的设计和制作调试，且过程基本都顺利，不会存在某个小组实验进行不下去的情况，在实验过程中，每个成员都得到了充分锻炼，都了解每个器件的具体设计、调试过程，教学效果良好。经过编组实验后，对历年实验器材消耗情况显示，编组实验与单个个体实验相比，器材消耗最少减少5倍，可以大大减轻实验课程建设经费压力。从这个意义来说，编组教学方式可以使得每个学生专注自己设计的那个器件，将实验做得尽可能更好，同时也不耽误大家对其他微波器件设计调试过程的了解，教学效果比个体单独从头到尾、匆匆忙忙做完所有实验要好得多，历年学生都对实验效果满意，都感觉学有所获。

结束语：

微波技术实验课选修对象主要是硕士研究生以上人员，具有较强的理解能力和自学能力，针对授课对象，我们设计了一套行之有效的教学方法，大大提高教学方法：创造轻松活泼富有竞争力和吸引力的课堂氛围，提高学生的学习兴趣，克服畏难情绪，使学生从“要我学”转变到“我要学”；通过知识背景互补学生编组共同完成整个课程规定的实验内容，提高了学生团队协作精神，每个学生在完成了自己专注的微波器件实验后，还从同小组同学中学习到了其他微波器件设计调试方法，学习效果良好。通过这种教学模式，每个学生都成功完成了实验任务，并且都感觉到学有所获，对未来从事微波工程打下一定的基础。经过多年的教学实践，微波技术实验课在学生中具有良好的口碑，选修课的学生呈逐年递增趋势。

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