質量工程背景下的微波技術課程教材建設

廖艷蘋等

【摘 要】結合質量工程背景下的微波技術國家精品課程資源建設需要，全面介紹微波技術課程系列教材和配套教學資源建設的措施與成效。

【關鍵詞】教材建設 微波技術課程

質量工程

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）09C-

0065-02

高等學校教學質量與教學改革工程（簡稱質量工程）是教育部、財政部全面貫徹黨中央、國務院關于“把高等教育的工作重點放在提高質量上”的戰略部署，經國務院批準實施的重大高校教學改革項目。實施質量工程是促進我國高等教育規模、結構、質量、效益全面協調發展，構建和諧發展的高等教育新體系的需要，是培養高素質人才的需要。

從實際教學來看，微波技術課程應用“矢量分析與場論”、“特殊函數與數理方程”等工程數學的知識較多，概念抽象、公式復雜，電磁場分布和計算復雜，在學習過程中，學生往往會產生畏難情緒。在質量工程背景下，如何做好微波技術的教材建設，調動學生學習積極性和主觀能動性，是微波技術教育教學管理者要探索的一個問題。本文擬以哈爾濱工程大學微波技術課程組出版的微波技術課程的立體化教材為例，對微波技術課程教材建設進行探討。

一、微波技術課程教材建設思路

微波技術系列課程的大多教學內容一直沿用的是早期的經典理論知識，很少涉及科學發展前沿的知識，缺少時代發展所需要的新內容，如微波電路的計算機輔助分析與設計、微波工程虛擬仿真技術、智能天線技術等問題，教材內容缺乏時代性、新穎性，難以適應瞬息萬變的信息社會。尤其是信息技術日新月異，更需要及時更新教學內容。因此，化繁為簡，深入淺出，合理規劃、整合增補教材內容，是一條切實可行的建材建設思路。同時，現代化教學手段的引入，給微波技術課程的電子教材帶來新的契機，開發建設符合教育教學規律的優質電子教材，恰當充分地使用現代教育手段促進教學活動的開展，是電子教材建設的關鍵。

結合上述思路，哈爾濱工程大學微波技術課程組出版了一套立體化教材，該套教材從基本概念入手，全面系統地闡述了微波技術的基本理論、基本技術和基本分析方法，在強調基本概念理解與掌握的同時，又強調理論聯系實際，著重介紹解決工程實際問題的方法，把現代科技理念和經典基礎理論有機結合，內容新穎，具有獨特的風格，形成了特色鮮明的精品教材。該套教材主要依托哈爾濱工程大學國家級精品課程微波技術的特色課程改革，就改革課程的主導思想出版一套普通高等學校電子類專業非微波方向專業類特色專業規劃教材，旨在總結為哈爾濱工程大學電子信息工程、通信工程、信息對抗和電子科學技術等專業開設的微波技術基礎和計算微波等課程的教學經驗和教學成果；根據專業課教學要增強理論性、突出專業特色，向學科深度發展的精神，在充分吸收國內外最新相關學術科研成果的基礎上，整合并擴充，以求形成一個具有專業學科特色、系統性強，既能滿足專業課學習需求，又具有一定工程應用前瞻性的知識體系。

二、微波技術課程教材建設特色

該套教材在編寫過程中體現了以下特色：

（一）實用性

根據微波技術的發展和當前教學的實際需要，在保留經典的傳輸線基本理論、微波傳輸線和微波網絡的基本內容和分析方法基礎上，該套教材將常用微波器件的內容精煉為一章。國內同類教材中有關微波器件內容的分多章介紹，過多地采用復雜的數學公式分析，耗費學時較多。該套教材從工程實際出發，注重物理概念和工作原理的介紹，內容緊湊，便于理解和掌握。在應用傳統的“路”方法分析傳輸線理論的基礎上，從“場”方法強化傳輸線理論。此外，哈爾濱工程大學微波技術課程組還打算在新版內容中微波傳輸線一章中，增加傳輸線理論到廣義傳輸線理論的推廣一節，使學生理解傳輸線理論對TE、TM的適用性及局限性，并得出多導體傳輸線電報方程，更適合教學。

（二）突出工程實踐性

該套教材在保留經典理論及方法定的基礎上，從工程實際出發，注重物理概念和工作原理的介紹，內容緊湊，便于理解和掌握。增加微波技術的計算機輔助分析與輔助設計內容，并首次引入常用微波仿真設計軟件（針對無源器件的HFSS設計，有源器件的Microwave office設計）使用方法和設計范例等內容。

具體內容包括主干理論，即為理論補充的工程實踐系列。每一個理論之間邏輯聯系緊密，環環相扣，有利于學生系統學習和實際應用技能的逐步提高，上一個理論是下一個理論的基礎，下一個理論是上一個理論的深化。微波工程是培養具有微波技術的應用技術型人才，畢業后能夠從事工程領域的設計及應用，因此教材體系的建設注重實踐能力的培養。理論補充部分都以培養學生的工程應用為著力點，從電磁仿真設計軟件出發，對微波工程中元器件的設計加以介紹，學習常用的微波仿真軟件HFSS和Microwave office的使用方法和設計范例。

（三）立體化

《微波技術》為微波技術立體化教材中的核心教材，與之配套的有實驗教材——《微波技術——測量與仿真》，學習指導書——《微波技術學習與解題指南》，以及電子教材——《微波技術電子教案與課件》等輔助教材。這些輔助教材分別由高等教育出版社和哈爾濱工程大學出版社出版，在體系和內容上相互支撐，以滿足現代教育教學的需要。

（四）配備現代教學手段

書中每章后面附有內容提要，便于學生抓住重點和難點。另外，配合該教材的使用，哈爾濱工程大學微波技術課程組開發了相應的多媒體課件和電子教案。同時，開設微波技術基礎課程網站，實現遠程教學、網上答疑和測試。

微波工程課程網絡教學系統由多媒體理論課教學、實驗教學和網絡自主學習構成，涵蓋了教學思想、教學方法、教學技術和手段的改革內容，具體內容包括：一是網絡課程學習。網上內容突出教學目標要求，條理清楚，簡明扼要，提供相應知識的圖像、動畫鏈接，圖像配有文字說明和熱鍵提示，圖像資料除教學內容外，還提供基礎學科的相關內容和相關知識點的檢索，有利于訓練學生自主學習。二是網上討論、答疑。網上討論是教師與學生、學生與學生之間對微波工程課程學習的有關問題進行在線雙向討論。網上答疑則是由學生提出問題，教師定期回答，為學生學習和學生與教師溝通提供了良好的環境。三是網上自測。根據教學大綱要求，遵循有效性與科學性相結合原則設計每一章學習內容的復習思考題及自測題，并分成不同題型，主要以選擇題為主。計算機給出正確答案和評分。四是教學文件。包括教學大綱、教學計劃、實習指導、電子教案、全程教學錄像、電子課件和實驗錄像等教學參考內容。五是網絡資源。把與微波工程相關的資源網站鏈接到網絡課程網站上，使學生能在短時間內進入到相關的網站進行學習。

三、微波技術課程教材建設成果

該套教材被列為“十一五”、“十二五”國家級規劃教材，已累計印刷4次，累計印數上萬冊，且已被哈爾濱工程大學、吉林大學、東北電力大學、南開大學、煙臺大學、海南大學、中國地質大學、伊犁師范學院、合肥經濟技術職業學院、湖北第二師范學院、陸軍軍官學院、集美大學、東莞理工學院等幾十所學校采用，作為微波技術課程的主教材或參考資料。

該套教材得到了國內知名專家的高度評價，專家認為該套教材從基本概念入手，全面系統地闡述了微波技術的基本理論、基本技術和基本分析方法，作為一門專業基礎課教材，在強調基本概念理解與掌握的同時，又強調理論聯系實際，著重介紹解決工程實際問題的方法，把現代科技理念和經典基礎理論有機結合，內容新穎，具有自己獨特的風格，形成了特色鮮明的精品教材。

國家精品課程的全部教學資源已經上網，包括大綱、習題、學習要點、多媒體課件、電子教案和授課全程錄像（包括微波技術全程授課錄像40講、微波技術實驗演示教學錄像16學時）、微波技術仿真軟件等，被數次瀏覽和下載，供兄弟院校在教學中使用。本課程教學資源和主講視頻被國內多家網站轉載，受到了社會的好評，并有網友讀者的評價性語言。所開發的微波技術系列多媒體課件在“光盤中國”網站上向全國發行，獲得黑龍江省高等學校第二屆多媒體教學軟件一等獎和黑龍江省高等學校第三屆多媒體教學軟件一等獎。

由哈爾濱工程大學微波技術課程組以教材建設為部分內容的“精品課程資源共享”取得了顯著成效，微波技術課程已入選國家級精品資源共享課立項項目，由課題組申報的“質量工程背景下的微波技術課程精品資源建設與實踐”獲得2013年黑龍江省教學成果一等獎。

【參考文獻】

[1]李輝.以高水平教材建設工作為基礎全面推動精品課程建設[J].中國高教研究，2006（12）

[2]孫漢文.教材建設的原則與實踐——關于幾個關系問題的處理[J].高等理科教育，2006（12）

[3]劉艷.從現代教學觀看高校教材的新發展[J].電化教育研究，2005（9）

[4]李華.系列化、立體化、網絡化、電子化：大學教材選題開發的趨勢[J].編輯學刊，2005（2）

[5]吳平.創造性人才培養與教材建設[J].高等理科教育，2001（8）

【基金項目】黑龍江省教育科學規劃課題（XGGH07081）；哈爾濱工程大學2012年教育教學改革研究項目

【作者簡介】廖艷蘋（1980- ），女，吉林長春人，哈爾濱工程大學副教授，博士，研究方向：微波技術領域教學；趙春暉（1965- ），男，黑龍江湯原人，哈爾濱工程大學教授，博士生導師，國家級教學名師，研究方向：微波技術領域教學。