“微波技術(shù)與天線”是電氣信息類中電子、通信各專業(yè)（如電子信息工程、通信工程、微電子、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)技術(shù)等）的重要專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程，該課程體系由微波工程和天線理論兩部分構(gòu)成，涉及微波的產(chǎn)生、傳輸、輻射、傳播及應(yīng)用、天線輻射、天線設(shè)計(jì)等，因此該課程既要求學(xué)生掌握基本理論又要打下應(yīng)用基礎(chǔ)，既突出基礎(chǔ)性和知識體系的完整性，又盡量避開繁雜的推導(dǎo)，還要注意理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。為了兼顧知識體系的完整性及對學(xué)生工程實(shí)踐能力的需求，我們在該課程中采用多元化教學(xué)方法，從教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、課堂教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和課程考核方式這五個(gè)方面對“微波技術(shù)與天線”課程教學(xué)進(jìn)行了全面而深入的改革，使之形成完整的多元化教學(xué)體系。

一、合理安排教學(xué)內(nèi)容

“微波技術(shù)與天線”的“微波工程”涉及傳輸線理論、規(guī)則金屬波導(dǎo)、微波集成傳輸線、微波網(wǎng)絡(luò)、微波元器件等，“天線理論”包括輻射場理論、線天線理論、面天線理論等，每一章節(jié)都可以擴(kuò)展為一本書，但在“微波技術(shù)與天線”教材中只是一章的內(nèi)容。根據(jù)太原理工大學(xué)本科生培養(yǎng)方案設(shè)置，其總學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)，其中課堂授課學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)?？梢?，在有限的時(shí)間內(nèi)不可能對所有的知識點(diǎn)進(jìn)行全面介紹，必須要合理安排教學(xué)內(nèi)容。我們在教學(xué)時(shí)主要掌握以下三個(gè)準(zhǔn)則：突出基礎(chǔ)性和知識體系的完整性；注意理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合；盡量避開繁雜的推導(dǎo)。例如，為了把本課程含有的兩部分有效銜接在一起，體現(xiàn)知識體系的完整性，使學(xué)生對本門課程有全局的了解，第一節(jié)課將對整個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行介紹，選擇微波器件與天線的認(rèn)識和應(yīng)用等方面的內(nèi)容，講授時(shí)不涉及任何高深理論，只簡單介紹其中所包含的理論結(jié)果，通過大量的圖片（比如同軸線、微波爐、手機(jī)、無線路由器等等）介紹和自己生活中的直接體驗(yàn)，能與實(shí)際生活結(jié)合起來，使學(xué)生首先感興趣。在講授“微波元器件”章節(jié)時(shí)，盡量弱化理論推導(dǎo)、強(qiáng)調(diào)工作原理、制造和應(yīng)用等方面。在實(shí)際教學(xué)內(nèi)容的選取上應(yīng)獲得學(xué)生的積極回應(yīng)。如學(xué)生在教學(xué)評價(jià)中，能給予本課程授課教師以“教學(xué)內(nèi)容豐富，有效的引導(dǎo)學(xué)生思考，能夠把工作與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行授課”的評價(jià)。

二、多元化課堂教學(xué)方式

由于“微波技術(shù)與天線”課程包括微波技術(shù)和天線理論兩方面的內(nèi)容，理論抽象又應(yīng)用廣泛，單憑教師講授無法將問題闡述明白，利用多媒體課件、動(dòng)畫及實(shí)物展示等方式，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如在“規(guī)則金屬波導(dǎo)”章節(jié)，首先展示標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則金屬波導(dǎo)器件，根據(jù)導(dǎo)波場理論介紹矩形波導(dǎo)工作原理，建立好理論基礎(chǔ)，然后采用CAI課件，將矩形波導(dǎo)的主要工作模式用動(dòng)畫的形式展示給學(xué)生，使學(xué)生進(jìn)一步具備電磁波在矩形波導(dǎo)中傳輸?shù)男蜗笏季S，將專業(yè)知識與工程實(shí)際相結(jié)合。在課堂講授過程中，注重集中授課與小組討論相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式教學(xué)和研究型教學(xué)相結(jié)合，以學(xué)生為主體，注重學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。

三、基于問題解決的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“微波技術(shù)與天線”課程的理論性和工程實(shí)踐性都非常強(qiáng)，在教學(xué)過程中我們設(shè)計(jì)了8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，以幫助學(xué)生理解相關(guān)理論，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的主動(dòng)性，我們在“微波技術(shù)與天線”課程的教學(xué)實(shí)踐中采取“問題式教學(xué)法”，將問題貫穿在實(shí)驗(yàn)的不同階段（預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)），積極引導(dǎo)學(xué)生由簡單操作變?yōu)橹鲃?dòng)探索，讓學(xué)生帶著問題去實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中解決問題，在掌握知識的同時(shí)學(xué)會(huì)分析問題和解決問題，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，很好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力，取得了明顯的教學(xué)效果。

四、基于工程實(shí)用平臺的課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是對“微波技術(shù)與天線”課程的綜合訓(xùn)練，通過學(xué)習(xí)和正確使用工程實(shí)踐中常用的電磁仿真軟件，加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解和掌握。相關(guān)的電磁仿真軟件有20種之多，如HFSS、ADS、Ansoft Designer、 CST、 Sonnet、 Microwave Office 等 。Ansoft公司的HFSS軟件是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的三維電磁場設(shè)計(jì)和分析的電子設(shè)計(jì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該軟件能計(jì)算任意形狀三維無源結(jié)構(gòu)的S參數(shù)和全波電磁場。我們在課程設(shè)計(jì)中分別設(shè)計(jì)了基于HFSS的微波器件和天線設(shè)計(jì)題目，包括環(huán)形器、濾波器、魔T、八木天線、微帶雙頻天線、圓極化微帶天線等，以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、選取設(shè)計(jì)方案的能力；初步培養(yǎng)學(xué)生在射頻領(lǐng)域分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和不斷創(chuàng)新的精神；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神與交流能力以及在課程設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生數(shù)人合作工作，并要求學(xué)生將設(shè)計(jì)方案當(dāng)眾宣講、討論、論證等教學(xué)目標(biāo)。

五、多環(huán)節(jié)綜合評定考核成績

針對“微波技術(shù)與天線”課程設(shè)置的多元化教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了考核改革，通過平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)操作與報(bào)告、課程設(shè)計(jì)答辯及報(bào)告和結(jié)課考試等多個(gè)環(huán)節(jié)綜合評定。在結(jié)課考試的試卷中包括課堂講授的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用（占比90%），還包括實(shí)驗(yàn)操作過程、與基礎(chǔ)理論對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等（占比10%）；課程設(shè)計(jì)采用“設(shè)計(jì)過程+設(shè)計(jì)報(bào)告+結(jié)題答辯”考核方式，設(shè)計(jì)過程包括資料收集、方案設(shè)計(jì)、軟件建模、結(jié)果分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，結(jié)合設(shè)計(jì)過程寫出設(shè)計(jì)報(bào)告（占比70%），相關(guān)課程的授課教師形成答辯小組聽取學(xué)生的結(jié)題答辯（占比30%），最終給出課程設(shè)計(jì)的成績。通過以上考核方法的改進(jìn)，盡可能使考核的覆蓋面更加全面，以考核促進(jìn)教學(xué)，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。