质量工程背景下的微波技术课程教材建设

廖艳苹等

【摘 要】结合质量工程背景下的微波技术国家精品课程资源建设需要，全面介绍微波技术课程系列教材和配套教学资源建设的措施与成效。

【关键词】教材建设 微波技术课程

质量工程

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）09C-

0065-02

高等学校教学质量与教学改革工程（简称质量工程）是教育部、财政部全面贯彻党中央、国务院关于“把高等教育的工作重点放在提高质量上”的战略部署，经国务院批准实施的重大高校教学改革项目。实施质量工程是促进我国高等教育规模、结构、质量、效益全面协调发展，构建和谐发展的高等教育新体系的需要，是培养高素质人才的需要。

从实际教学来看，微波技术课程应用“矢量分析与场论”、“特殊函数与数理方程”等工程数学的知识较多，概念抽象、公式复杂，电磁场分布和计算复杂，在学习过程中，学生往往会产生畏难情绪。在质量工程背景下，如何做好微波技术的教材建设，调动学生学习积极性和主观能动性，是微波技术教育教学管理者要探索的一个问题。本文拟以哈尔滨工程大学微波技术课程组出版的微波技术课程的立体化教材为例，对微波技术课程教材建设进行探讨。

一、微波技术课程教材建设思路

微波技术系列课程的大多教学内容一直沿用的是早期的经典理论知识，很少涉及科学发展前沿的知识，缺少时代发展所需要的新内容，如微波电路的计算机辅助分析与设计、微波工程虚拟仿真技术、智能天线技术等问题，教材内容缺乏时代性、新颖性，难以适应瞬息万变的信息社会。尤其是信息技术日新月异，更需要及时更新教学内容。因此，化繁为简，深入浅出，合理规划、整合增补教材内容，是一条切实可行的建材建设思路。同时，现代化教学手段的引入，给微波技术课程的电子教材带来新的契机，开发建设符合教育教学规律的优质电子教材，恰当充分地使用现代教育手段促进教学活动的开展，是电子教材建设的关键。

结合上述思路，哈尔滨工程大学微波技术课程组出版了一套立体化教材，该套教材从基本概念入手，全面系统地阐述了微波技术的基本理论、基本技术和基本分析方法，在强调基本概念理解与掌握的同时，又强调理论联系实际，着重介绍解决工程实际问题的方法，把现代科技理念和经典基础理论有机结合，内容新颖，具有独特的风格，形成了特色鲜明的精品教材。该套教材主要依托哈尔滨工程大学国家级精品课程微波技术的特色课程改革，就改革课程的主导思想出版一套普通高等学校电子类专业非微波方向专业类特色专业规划教材，旨在总结为哈尔滨工程大学电子信息工程、通信工程、信息对抗和电子科学技术等专业开设的微波技术基础和计算微波等课程的教学经验和教学成果；根据专业课教学要增强理论性、突出专业特色，向学科深度发展的精神，在充分吸收国内外最新相关学术科研成果的基础上，整合并扩充，以求形成一个具有专业学科特色、系统性强，既能满足专业课学习需求，又具有一定工程应用前瞻性的知识体系。

二、微波技术课程教材建设特色

该套教材在编写过程中体现了以下特色：

（一）实用性

根据微波技术的发展和当前教学的实际需要，在保留经典的传输线基本理论、微波传输线和微波网络的基本内容和分析方法基础上，该套教材将常用微波器件的内容精炼为一章。国内同类教材中有关微波器件内容的分多章介绍，过多地采用复杂的数学公式分析，耗费学时较多。该套教材从工程实际出发，注重物理概念和工作原理的介绍，内容紧凑，便于理解和掌握。在应用传统的“路”方法分析传输线理论的基础上，从“场”方法强化传输线理论。此外，哈尔滨工程大学微波技术课程组还打算在新版内容中微波传输线一章中，增加传输线理论到广义传输线理论的推广一节，使学生理解传输线理论对TE、TM的适用性及局限性，并得出多导体传输线电报方程，更适合教学。

（二）突出工程实践性

该套教材在保留经典理论及方法定的基础上，从工程实际出发，注重物理概念和工作原理的介绍，内容紧凑，便于理解和掌握。增加微波技术的计算机辅助分析与辅助设计内容，并首次引入常用微波仿真设计软件（针对无源器件的HFSS设计，有源器件的Microwave office设计）使用方法和设计范例等内容。

具体内容包括主干理论，即为理论补充的工程实践系列。每一个理论之间逻辑联系紧密，环环相扣，有利于学生系统学习和实际应用技能的逐步提高，上一个理论是下一个理论的基础，下一个理论是上一个理论的深化。微波工程是培养具有微波技术的应用技术型人才，毕业后能够从事工程领域的设计及应用，因此教材体系的建设注重实践能力的培养。理论补充部分都以培养学生的工程应用为着力点，从电磁仿真设计软件出发，对微波工程中元器件的设计加以介绍，学习常用的微波仿真软件HFSS和Microwave office的使用方法和设计范例。

（三）立体化

《微波技术》为微波技术立体化教材中的核心教材，与之配套的有实验教材——《微波技术——测量与仿真》，学习指导书——《微波技术学习与解题指南》，以及电子教材——《微波技术电子教案与课件》等辅助教材。这些辅助教材分别由高等教育出版社和哈尔滨工程大学出版社出版，在体系和内容上相互支撑，以满足现代教育教学的需要。

（四）配备现代教学手段

书中每章后面附有内容提要，便于学生抓住重点和难点。另外，配合该教材的使用，哈尔滨工程大学微波技术课程组开发了相应的多媒体课件和电子教案。同时，开设微波技术基础课程网站，实现远程教学、网上答疑和测试。

微波工程课程网络教学系统由多媒体理论课教学、实验教学和网络自主学习构成，涵盖了教学思想、教学方法、教学技术和手段的改革内容，具体内容包括：一是网络课程学习。网上内容突出教学目标要求，条理清楚，简明扼要，提供相应知识的图像、动画链接，图像配有文字说明和热键提示，图像资料除教学内容外，还提供基础学科的相关内容和相关知识点的检索，有利于训练学生自主学习。二是网上讨论、答疑。网上讨论是教师与学生、学生与学生之间对微波工程课程学习的有关问题进行在线双向讨论。网上答疑则是由学生提出问题，教师定期回答，为学生学习和学生与教师沟通提供了良好的环境。三是网上自测。根据教学大纲要求，遵循有效性与科学性相结合原则设计每一章学习内容的复习思考题及自测题，并分成不同题型，主要以选择题为主。计算机给出正确答案和评分。四是教学文件。包括教学大纲、教学计划、实习指导、电子教案、全程教学录像、电子课件和实验录像等教学参考内容。五是网络资源。把与微波工程相关的资源网站链接到网络课程网站上，使学生能在短时间内进入到相关的网站进行学习。

三、微波技术课程教材建设成果

该套教材被列为“十一五”、“十二五”国家级规划教材，已累计印刷4次，累计印数上万册，且已被哈尔滨工程大学、吉林大学、东北电力大学、南开大学、烟台大学、海南大学、中国地质大学、伊犁师范学院、合肥经济技术职业学院、湖北第二师范学院、陆军军官学院、集美大学、东莞理工学院等几十所学校采用，作为微波技术课程的主教材或参考资料。

该套教材得到了国内知名专家的高度评价，专家认为该套教材从基本概念入手，全面系统地阐述了微波技术的基本理论、基本技术和基本分析方法，作为一门专业基础课教材，在强调基本概念理解与掌握的同时，又强调理论联系实际，着重介绍解决工程实际问题的方法，把现代科技理念和经典基础理论有机结合，内容新颖，具有自己独特的风格，形成了特色鲜明的精品教材。

国家精品课程的全部教学资源已经上网，包括大纲、习题、学习要点、多媒体课件、电子教案和授课全程录像（包括微波技术全程授课录像40讲、微波技术实验演示教学录像16学时）、微波技术仿真软件等，被数次浏览和下载，供兄弟院校在教学中使用。本课程教学资源和主讲视频被国内多家网站转载，受到了社会的好评，并有网友读者的评价性语言。所开发的微波技术系列多媒体课件在“光盘中国”网站上向全国发行，获得黑龙江省高等学校第二届多媒体教学软件一等奖和黑龙江省高等学校第三届多媒体教学软件一等奖。

由哈尔滨工程大学微波技术课程组以教材建设为部分内容的“精品课程资源共享”取得了显著成效，微波技术课程已入选国家级精品资源共享课立项项目，由课题组申报的“质量工程背景下的微波技术课程精品资源建设与实践”获得2013年黑龙江省教学成果一等奖。

【参考文献】

[1]李辉.以高水平教材建设工作为基础全面推动精品课程建设[J].中国高教研究，2006（12）

[2]孙汉文.教材建设的原则与实践——关于几个关系问题的处理[J].高等理科教育，2006（12）

[3]刘艳.从现代教学观看高校教材的新发展[J].电化教育研究，2005（9）

[4]李华.系列化、立体化、网络化、电子化：大学教材选题开发的趋势[J].编辑学刊，2005（2）

[5]吴平.创造性人才培养与教材建设[J].高等理科教育，2001（8）

【基金项目】黑龙江省教育科学规划课题（XGGH07081）；哈尔滨工程大学2012年教育教学改革研究项目

【作者简介】廖艳苹（1980- ），女，吉林长春人，哈尔滨工程大学副教授，博士，研究方向：微波技术领域教学；赵春晖（1965- ），男，黑龙江汤原人，哈尔滨工程大学教授，博士生导师，国家级教学名师，研究方向：微波技术领域教学。