构建微带天线双语M+N+K模式的教学改革初探

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇构建微带天线双语M+N+K模式的教学改革初探范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：《微带天线》双语课程是一门理论性和实践性较强的课程。本文根据该课程的特点，结合自身的教学经验，采用m+n+k模式进行了有益的教学改革和探索。文章围绕教学内容、课程设计、创新课题等方面对该教学模式进行了初步探讨，提出了一些经验总结。

关键词：微带天线；M+N+K模式；课程设计；创新课题

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0079-02

一、引言

《微带天线》课程是为电磁场无线技术专业和电波传播与天线专业开设的重要专业课程，是在学习《电磁场与电磁波》、《天线原理与设计》等课程基础上，结合无线通信领域的具体需求，深入学习和探究微带天线和阵列的理论与设计，是一门理论性和实践性较强的课程[1-2]。为了培养复合型国际化人才，迅速提高学生的专业英语应用水平，《微带天线》课程的教学采用原版英文教材并辅之以英文讲授。在前期的双语教学中对教材选择和部分教学方法进行了改革探索，但多集中在如何合理运用案例教学法等以激发和调动学生的学习积极性，对实践和动手能力的培养有待改进[3]。学时分配多注重课堂教学和课后作业，对应用性的课程设计及课外学习没有相关的学时分配。

为结合学校教学综合改革试点工作，对《微带天线》双语课程进行M+N+K模式的改革探索，即教学方式按照M（课内学时）+N（课程设计）+K（课外学时）进行。目前《微带天线》双语课程是32学时，30学时理论学时，2学时习题学时。根据课程内容和教学经验，可调整相应课时安排，即课内学时28学时，课程设计4学时，课外学时4学时进行课程改革探索。下文将针对该课程的特点，分析目前存在的问题，结合M+N+K模式进行相应的初步改革探索和实践。

二、M+N+K教学模式

1.存在的问题。《微带天线》是一门理论丰富、实践性强的课程，主要涉及微带天线辐射与接收的基本原理，微带天线的基本分析方法，圆极化微带天线分析与设计，典型微带天线及阵列的基本特性等内容。该课程理论性较强，对数学基础要求高；内容复杂且抽象，需要有较强的空间想象力和抽象思维能力；同时在工程领域中应用性强。基于上述课程的特点，结合近年来双语教学经验，对目前存在的问题总结如下：

一是教学内容多，更新不及时。在学时较少的情况下要让学生较好地掌握微带天线发射与接收原理，各类微带天线、天线阵的分析方法与设计原理等知识是一项艰巨的任务。同时教学内容多年来变化不大，对新技术的更新不及时。部分学生对全英文教材、教案及教辅材料理解有困难。

二是理论教学偏多，与实例结合较少。由于微带天线分析不可避免涉及较多数学知识，如复变函数、数学物理方程等。教学中一般会通过大量的推导，获得天线的辐射特性，加之学时有限，和工程运用中的实例结合讲解不够充分。

三是缺乏实践与创新教学内容。由于理论分析占据了较多的学时，结合实践的课程设计很少甚至没有，激发学生创新意识的创新课题更是没有开设，这样很难有效提高学生的动手能力，也不利于培养学生的自主学习能力和创新意识。

针对上述问题，结合自身的教学经验和体会，提出对《微带天线》双语课程进行M+N+K模式的教学改革探索。即教学方式按照M（课内学时）+N（课程设计）+K（课外学时）进行。在夯实基础的前提下，为学生提供更多实践和创新的机会

2.课内学时-M。M+N+K模式中的M对应28学时的课内学时。首先，由于理论学时比之前减少4学时，同时需要动态增加新技术教学内容，因此必须对已有的内容进行必要的精简。例如在学习线极化微带天线时，可以只介绍矩形贴片天线分析与设计，而把圆形贴片天线的分析与设计调整到课程设计中，这样既减少了理论学习内容，又增加了实践动手的环节；又如在学习圆极化微带天线时可以将圆极化微带行波天线的分析与设计调整到课外学时中，这样可以利用课外分组学习培养学生的自主学习能力。

其次，在保证基础理论和重点部分学习的前提下，需要结合当前的实际应用需要，适度增加新的教学内容，对现有的教学内容进行吐故纳新，及时动态更新课程内容。由于本课程是一门专业课，随着技术的不断进步，会不断出现新的微带天线形式、新的分析方法和设计理论，所以必须保持教学内容的动态更新，例如增加智能天线、MIMO天线、超宽带天线、可重构天线等教学内容。在学习了基础理论和重点技术后，学生对无线通信领域的新技术兴趣浓厚，因此，为提高他们的学习热情和积极性，多开展讲座形式的前沿技术介绍更能吸引他们的关注。讲座中可以预设开放式问题让学生参与讨论，让他们在思考中提升专业水平。

再次，学习仿真软件的使用，让学生具备仿真分析的能力。目前相关用人单位需要具有研发能力，具备多种仿真软件应用能力的人才。因此在课堂教学中有必要将如Ansoft HFSS、CST、ADS等仿真软件介绍给学生，并让他们学习使用[4]。教学实践表明，在讲授了相关内容后，通过仿真软件，不仅可以使学生更好地理解课程的基本原理，掌握分析方法，还可以通过直观的三维结构和多种性能分析图表，提高学习效率，增强学习积极性。

最后，针对双语教学进行教学方式的改进。对英文教材内容进行分解，使学生更容易理解；丰富多媒体教学课件，适度增加动画与视频教学资料，如天线的三维方向图，动态电场和电流分布图，使教学手段多样化；开展互动式教学，备课时根据教学内容，做出合理规划，事先做好与学生互动的方案，让被动的接收变成主动的思考与总结，发挥学生的主体地位。

3.课程设计-N。M+N+K模式中的N对应4个学时的课程设计环节。《微带天线》课程是一个与无线通信领域应用结合紧密的专业课程，在之前的教学中，学生在完成了32学时的理论学习后对理论分析比较清楚，应用范围和实例也有一些了解，但对于如何将理论分析真正应用到具体的设计实践中却不甚明了。

因此通过教学改革，增设了课程设计环节，希望通过实践教学有效提高学生的动手能力[5]。实践教学是实施创新教育的重要环节，教学是为实践服务，实践是目的，教学是手段，从而体现培养学生的创新精神和实践能力的特点。

首先，根据教学内容及其延伸内容，设计了多组实践课题，包括微带矩形天线、微带圆形天线、正交馈电微带圆极化天线、单点馈电微带圆极化天线、微带行波梳形天线等8种不同天线设计。其次，让学生自行组合，每组3～4人，选择好题目后组内人员分工合作，完成资料收集与分析、设计仿真、性能分析、撰写报告等工作；授课教师和多名研究生组成辅导团队，进行过程辅导。最后每组选派一名代表做口头陈述，介绍各自的设计方案与性能，教师对设计结果进行讲解和评价打分，并按比例记录入最终成绩。教学实践表明，通过完整的参与课程设计过程，学生的自主学习能力和实践精神都得到了良好的改进，实现了课堂学习与实践应用的较好结合。

4.课外学时-K。M+N+K模式中的K对应4个学时课外学时。结合学校开展的创新教育，将课外学时设置为创新课题，让学生自愿组合参与其中，提升创新意识与创新能力[6]。许多研究型大学已经开始对本科生参加科研的探索，将教学重点从过去知识的传授转移到以研究、探索为基础的教学上来，使学生从单纯的知识接受者变成探索者，实现教学与研究相统一的目标。

首先，从教学内容出发，调研科技研究发展的前沿动态，设计了多组创新课题，如可重构微带天线设计，基于基片集成波导的微带天线设计，基于异向介质的微带天线设计等。创新课题属于开放式课题，只给出研究的方向，具体的性能要求需要学生从最新的科技资料中寻找并确定。其次，在自愿参与的原则下，学生自由组合成研究团队，完成背景资料收集与分析、确定设计的具体要求和指标，进行设计与仿真优化，制作天线实物，开展相应的实验测量工作，并撰写研究报告。教师进行过程辅导，最后对各组研究情况做评价和打分，并按比例记录入最终成绩。

本科生参加创新课题对于创新型人才的培养来说具有重要的意义和作用。可以使学生直接接触最新的科研动态，这对于开阔学生的思维空间、培养学生的创新意识与合作精神很有帮助。

三、结束语

本文从《微带天线》双语课程的教学实践出发，采用M+N+K模式进行了有益的教学改革和探索，将课内学时（M）、课程设计（N）与课外学时（K）有机地结合在一起。通过初步探索与实践，实现了课堂学习与实践应用的良好结合，较好地激发了学生的自主学习和创新意识。课程的教学改革还需要进行不断的探索与完善，使教学更好地服务于实践，才能为我国的现代化建设培养更多更好的创新型人才。

参考文献：

[1]李素萍，吴伟.“微波技术与天线”课程教学改革探讨[J].科技信息，2011，（8）：108-109.

[2]高喜，于新华，刘小蓉.试论《微波技术与天线》课程中的研究性教学[J].教育教学论坛，2015，（36）：166-167.

[3]唐红艳，骆无穷，杨鹏.《微带天线》课程双语教学改革探索与实践[J].实验科学与技术，2013，11（4）：225-226.

[4]谢拥军.HFSS原理与工程应用[M].科学出版社，2009.

[5]汪涛，毛剑波，刘士兴.天线仿真实验的设计与教学实践[J].实验技术与管理，2012，29（12）：89-93.