引導(dǎo)式教學(xué)方法在“天線”課程教學(xué)中的應(yīng)用

葉志紅，王 平，李 強(qiáng)

（重慶郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065）

0 引言

天線作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于通信工程專業(yè)的學(xué)生，是必須要掌握好天線的理論知識(shí)[1-2]。但是，通信工程專業(yè)的學(xué)生電磁場(chǎng)理論薄弱，而“天線”課程內(nèi)容都是以電磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)得到的。由此可見，傳統(tǒng)的滿堂灌的教學(xué)方法不適用于“天線”課程教學(xué)。因此，為了提高“天線”課程的課堂教學(xué)效果，引入引導(dǎo)式的教學(xué)方法是必然途徑。

1 引導(dǎo)式教學(xué)方法

所謂引導(dǎo)式教學(xué)方法，即從問題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考，并能以通俗易懂的方式進(jìn)行問題解釋，引出課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，進(jìn)而讓學(xué)生更容易接受和理解。本節(jié)將以“天線”課程的電基本振子輻射內(nèi)容為例，闡述引導(dǎo)式教學(xué)方法的實(shí)施過程。

引導(dǎo)式教學(xué)方法的實(shí)施過程包括4個(gè)方面：

（1）由生活中的現(xiàn)象，提煉物理科學(xué)問題。例如：一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)線通有電流以后，旁邊的指南針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)；一個(gè)生活常識(shí)：高壓電線附近為什么沒有人居?。灰环N現(xiàn)象：廣播電視、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等使用的天線類型和結(jié)構(gòu)不一樣。

（2）根據(jù)科學(xué)問題，提出與天線相關(guān)的問題讓學(xué)生思考。針對(duì)上述科學(xué)問題，提煉的與天線相關(guān)的問題是：①是否任意導(dǎo)體都可以作為天線使用；②高壓電線能否用作遠(yuǎn)距離通信；③為什么不同的通信應(yīng)用場(chǎng)景，要選用不同結(jié)構(gòu)的天線。

（3）引用電磁場(chǎng)理論解釋上述與天線相關(guān)的問題。雖然導(dǎo)體通上電流能夠產(chǎn)生電磁輻射，但輻射性能需受到電流頻率以及電波傳播損耗的影響。高壓電線的例子可以解釋：只有高頻電流才具有較強(qiáng)的輻射特性。不同通信場(chǎng)景的例子表明：不同的通信需求對(duì)通信距離、信號(hào)發(fā)射功率以及信號(hào)傳播路徑損耗都有不同的要求，因此，應(yīng)該根據(jù)不同的場(chǎng)景，選擇不同頻率的信號(hào)進(jìn)行通信，而選擇天線尺寸與通信頻率有關(guān)。因此，得出結(jié)論：天線輻射性能與電流頻率有關(guān)，電流頻率又決定了天線尺寸。上述問題和現(xiàn)象均可由Maxwell方程組得到解釋。板書Maxwell方程組，解釋方程的物理含義，即Maxwell方程建立了電流源與空間電場(chǎng)和磁場(chǎng)的聯(lián)系，且電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間可以相互轉(zhuǎn)化。因此，分析天線輻射場(chǎng)，需要求解Maxwell方程組。然后，簡(jiǎn)要回顧引入位函數(shù)求解Maxwell方程組的思路，并解釋矢量磁位A的物理含義，讓學(xué)生從本質(zhì)上理解天線輻射理論。

（4）引出電基本振子輻射的課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。首先給出大學(xué)物理書中關(guān)于求解無限長導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的例子，提出問題：如果導(dǎo)線為有限長度應(yīng)該如何求解周圍磁場(chǎng)。然后，根據(jù)高數(shù)微積分的知識(shí)，引出電基本振子的概念，并解釋其物理內(nèi)涵。最后由位函數(shù)給出電基本振子輻射場(chǎng)的表達(dá)式，并加以解釋。

由此可見，引導(dǎo)式教學(xué)方法既避免了枯燥的理論推導(dǎo)，同時(shí)通過生活現(xiàn)象引出科學(xué)問題和課程內(nèi)容，教學(xué)方式讓學(xué)生更容易接受，且能讓學(xué)生從本質(zhì)上理解天線的輻射理論。

2 在“天線”課程教學(xué)中的引導(dǎo)式教學(xué)方法應(yīng)用

2.1 刺激學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

老師在講解知識(shí)的時(shí)候不能一味地進(jìn)行知識(shí)灌輸，而是有針對(duì)性地、有計(jì)劃地完成各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，通過運(yùn)用合適的措施完成學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)“天線”課程的學(xué)習(xí)興趣。要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中更加深入的挖掘知識(shí)的內(nèi)涵，并且學(xué)會(huì)靈活性的運(yùn)用知識(shí)，提升“天線”課程知識(shí)的應(yīng)用能力。所以，老師在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，要將傳統(tǒng)的教學(xué)觀念做出轉(zhuǎn)變，清楚地認(rèn)識(shí)到理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的地位和作用，并且以實(shí)際教學(xué)情況作為出發(fā)點(diǎn)，在教學(xué)中創(chuàng)新多元化教學(xué)模式，科學(xué)化的運(yùn)用教學(xué)方式完成教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的興趣。在具體的“天線”課程教學(xué)活動(dòng)中，老師可以通過運(yùn)用多媒體技術(shù)精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，并且針對(duì)教學(xué)內(nèi)容提出具有思考性的問題，之后再讓學(xué)生根據(jù)老師提出的問題展開綜合探究。在必要的情況之下，老師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生展開綜合探究，讓學(xué)生在自己的能力范圍之內(nèi)尋找到問題的解決方案，只有這樣，才能夠讓學(xué)生對(duì)知識(shí)靈活掌握，提升知識(shí)的運(yùn)用能力。為了合理地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，老師在設(shè)置問題的時(shí)候要合理地控制問題難度，倘若是問題的難度太大，學(xué)生不能在最短的時(shí)間之內(nèi)尋找到問題的答案，那么將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的興趣，若是問題太過于簡(jiǎn)單，將會(huì)造成問題失去提問的價(jià)值。所以，對(duì)問題的難度進(jìn)行控制，可以有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，利于在教學(xué)中開展引導(dǎo)式教學(xué)，提升“天線”課程教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

2.2 有機(jī)結(jié)合理論與實(shí)踐

“天線”課程本身便具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，在組織開展學(xué)習(xí)的時(shí)候，不能將教學(xué)的重點(diǎn)停滯在理論教學(xué)，而是要兼顧實(shí)踐教學(xué)，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐活動(dòng)當(dāng)中。所以，在“天線”課程教學(xué)的時(shí)候，除了要注重理論知識(shí)傳輸之外，還應(yīng)該要強(qiáng)化養(yǎng)成學(xué)生的實(shí)踐能力，只有這樣才可以保證學(xué)生的實(shí)踐能力提升，在最短的時(shí)間適應(yīng)企業(yè)崗位。眾所周知，在教學(xué)實(shí)踐中，老師教學(xué)首先要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容展開演示，讓學(xué)生明白實(shí)踐活動(dòng)的方法和內(nèi)容，在“天線”課程教學(xué)之中，這種教學(xué)方式也得到廣泛應(yīng)用。為了更好地將教學(xué)效果提升，老師在組織開展“天線”課程實(shí)踐教學(xué)的時(shí)候，可以選擇使用引導(dǎo)式教學(xué)的方法完成。老師在教學(xué)中可以將電磁場(chǎng)的探究實(shí)驗(yàn)、天線應(yīng)用活動(dòng)等實(shí)踐活動(dòng)的操作方式和具體流程展示給同學(xué)，并且要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握其中的重點(diǎn)內(nèi)容，加深對(duì)注意事項(xiàng)的了解與掌握程度。另外，除了在教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐演示之外，還應(yīng)該要將實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)際操作過程以小視頻的方式展示給學(xué)生，讓學(xué)生通過觀察小視頻以獲取最佳實(shí)踐效果。老師在經(jīng)過演示之后，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知完成相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)。老師在這個(gè)過程中要深入學(xué)生群體中，對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作水平進(jìn)行分析，幫助學(xué)生解答疑惑。通過行為引導(dǎo)式教學(xué)法，老師能夠在最短的時(shí)間之內(nèi)掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解程度，從而更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

2.3 重視現(xiàn)代技術(shù)利用

伴隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，在不同的領(lǐng)域中已經(jīng)開始滲透科學(xué)技術(shù)，并且發(fā)揮出其更加積極的作用。在職業(yè)教學(xué)中，科學(xué)技術(shù)也逐漸與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在中等職業(yè)技術(shù)院校的教學(xué)工作，已經(jīng)普遍的將多媒體技術(shù)運(yùn)用到其中，通過收集相應(yīng)的音頻和視頻并播放，將教學(xué)內(nèi)容展示給其他同學(xué)[3]。這樣不僅可以幫助學(xué)生集中注意力，還可以羅列零散的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生快速構(gòu)建起知識(shí)框架，也便于學(xué)生在后期的學(xué)習(xí)中快速的運(yùn)用這些知識(shí)，提升實(shí)踐操作能力。因?yàn)椤疤炀€”課程的知識(shí)本身就較為煩瑣，所以老師在開展教學(xué)的時(shí)候，可以選擇使用行為引導(dǎo)式教學(xué)法完成教學(xué)。首先，老師要針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容從網(wǎng)絡(luò)上查找相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資料，并且將這些教學(xué)資料進(jìn)行整合與歸納，完成教學(xué)視頻或者是教學(xué)幻燈片制作，便于吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，之后再引導(dǎo)學(xué)生展開思考，將學(xué)習(xí)到的知識(shí)進(jìn)行升華。在這個(gè)過程中，老師可以根據(jù)實(shí)際情況完成問題設(shè)置，通過難易度適中的問題讓學(xué)生展開課后思考，并且引導(dǎo)學(xué)生完成課后自主學(xué)習(xí)。通過行為引導(dǎo)式教學(xué)方法的引導(dǎo)，能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并且獲得高品質(zhì)教學(xué)效果。

2.4 重視學(xué)習(xí)總結(jié)

應(yīng)用行為引導(dǎo)式教學(xué)方法，主要目的是為了通過引導(dǎo)的方式幫助學(xué)生完成知識(shí)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成自主探究能力，主動(dòng)摸索知識(shí)。所以，老師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)候，要通過合理的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生注重課堂知識(shí)總結(jié)。首先，老師要列出學(xué)習(xí)提綱，讓學(xué)生以提綱作為依據(jù)，完成課堂知識(shí)的預(yù)習(xí)和總結(jié)，從而在學(xué)習(xí)中感知到不足之處，便于在課堂中快速了解自己的不足之處，強(qiáng)化與同學(xué)之間的溝通與交流。在進(jìn)行討論的過程中，需要總結(jié)小組內(nèi)部的想法，讓所有的小組成員改正并完善自己的不足。就老師提出的問題而言，也需要從反駁—論證—總結(jié)環(huán)節(jié)中獲得答案，不斷對(duì)自己的知識(shí)框架予以豐富，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)水平提升。

3 結(jié)語

講解“天線”理論涉及大量電磁場(chǎng)理論和公式推導(dǎo)，采用滿堂灌的教學(xué)方法，很難從本質(zhì)上理解“天線”理論。因此，根據(jù)引導(dǎo)式教學(xué)方法，以學(xué)生在周邊生活中就可能遇到的物理科學(xué)問題作為起點(diǎn)，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和積極性。在課堂上，通過提問，讓學(xué)生去思考和交流，引導(dǎo)學(xué)生活用已學(xué)知識(shí)去理解和解釋，可以加深學(xué)生對(duì)課程理論的認(rèn)識(shí)，達(dá)到比較好的教學(xué)效果。在最后，通過激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、有機(jī)結(jié)合理論與實(shí)踐、重視現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用和學(xué)習(xí)總結(jié)4個(gè)角度分析引導(dǎo)式教學(xué)的應(yīng)用措施，旨在為教學(xué)工作方式方法轉(zhuǎn)變提供借鑒。