射频电路课程实践教学改革与探索

    马晓琳 王长龙

    

    

    

    摘 ?要 针对无人机专业射频电路课程实践教学，从制定实践教学实施原则、构建教学内容体系、建设专业实践教学平台和组织教学评价等方面，全方位实施教学改革和探索，取得良好效果，有效提高了学员的实践能力。

    关键词 射频电路;无人机专业;数据链;实践教学;仿真实验平台;实验室

    中图分类号：G642.0 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）17-0127-03

    1 前言

    随着当前国防和军队改革日益深化，院校训练工作对实践教育的重视程度日益加强，对实战化教学训练提出更高要求。本文对陆军工程大学无人机专业射频电路课程实践教学改革进行总结，以实践教学为突破口，围绕提升学员工程实践能力，将射频电路课程中实践教学内容重新梳理整合，将实践教学部分纳入体系，逐步构建形成装备环境下实践教学平台，以解决传统教學中存在的学员理解不透彻、工程能力欠缺、创新精神不够等问题。

    2 融合发展，立足实用制定实践教学实施原则

    在课程改革之初，首先确立统筹规划、融合发展原则：统筹规划实践内容，将工程技术与装备知识相结合，制订相应课程建设规划，分批分阶段实施，结合军队院校的实际需要和长远发展规划，统筹好现有基础与后期建设、当前需要与长远发展、硬件建设与软件建设等各方面关系;调整、更新和优化相关课程的教学内容和课程设计，突出知识、技能、素质的有效融合。

    3 重构课程体系，优化教学内容，体现知识、技能、素质相结合

    对教学内容重组，体现知识内在联系，突出内容的应用性[1]。课程教学内容和自编主讲教材紧贴无人机技术，来源于无人机数据链系统所涉及的基本概念、基本理论和关键技术，包括射频基本理论、射频器件与电路、天线与电波传播和无线传输系统四部分内容，既涵盖现有无人机专业中数据链的应用技术，也涉及无人机无线传输系统的最新技术和发展趋势。

    针对课程特点，将教学内容模块化[2]，既有以系统的功能、组成、原理组成的理论教学模块，也有结合无人机数据链射频前端的工程实践模块，还有突出技术应用的第二课堂设计。课程内容规划如图1所示。

    4 加强条件建设，实现知识、技能、素质综合提升

    依托重点特色学科专业（无人机工程）的建设任务，建立射频电路实验室（图2），引进微波电路实验训练系统、天线测试训练系统和射频分布实验系统。这些实验设备能够满足软件仿真、硬件仿真、系统验证、系统开发等方面的实验需求，可完全满足学员的验证性、综合性和设计性实验需求[3]。依托该教学实验平台，系统设计实践环节，将实验贯穿于整个授课过程，从课程设计到课后知识的延续，不拘泥于书本知识，从实验出发，以不同角度思考问题，优化课堂教学。实验系统的引进和研制大大改善了实践教学硬件条件，提高了教学效率和质量。

    5 不断创新，提高人才培养质量

    构建信息化教学环境，创新教学模式 ?综合运用教学资源，合理运用教学条件，形成信息化教室、教学实验室、专业专修室三位一体的专业教学环境。依托专业教学环境，积极创新教学模式：专业原理教学主要依托信息化教室进行，通过课堂授课、专题研讨、案例分析、例题精解、习题训练、自主测试等教学模式，掌握扎实深厚的专业基础理论（图3）;专业基础实践主要依托教学实验室开展，通过原理演示、模拟仿真、实验验证、算法优化、模块设计、自主开发等教学模式，进一步巩固对理论原理的理解和掌握，提高学员的专业综合技能;装备教学主要依托专业专修室实施，通过实装操作、虚拟维修、示教演示、仿真训练等教学模式，掌握无人机技术的原理及结构，培养学员从事装备技术保障的专业技能和组织指挥管理能力。

    研讨、探究、案例多元融合，创新教学方法 ?在教学过程中，根据培养要求、课程特点、教学内容、教学对象特点、教学保障条件等选择合适的教学方法。如任务驱动教学方法，以天线功能实现为主线，通过课堂上设置环环相扣、步步深入的小问题，始终引导学员思考，在分析解决问题的过程中完成教学内容;综合案例教学方法，以数据链发展需求、面临的威胁等现实问题、典型案例为切入点，启发学员思考，利用所学理论知识，解决工程实际问题，达到理论联系实际的目的;分组合作教学方法，对于新技术新体制，结合热点事件专题分析和讨论，事先布置、分组准备，组内讨论、组间辩论，鼓励创新求异，实现共同提高;自主学习教学方法，利用学员思维活跃、好奇心强的特点，提出问题让学员自主学习，探索解决方法;对比类比教学方法，对于新概念新理论等抽象、不易理解的内容，通过与日常生活中的常见现象、事物进行对比和类比，实现复杂问题简单化、抽象问题形象化、枯燥问题生动化。

    网络教学、示教训练相得益彰，创新教学手段 ?信息化教学的主要特点是教学资源的极大丰富，创新和丰富教学手段，综合运用板书、多媒体和网络等多种手段以提高教学效率和质量。如课题组开发的天线自主学习平台（图4），不仅可以了解天线的结构特点，通过选择天线类型及馈电形式，观察微带天线结构组成，还可直接调用外部程序进行微带线具体尺寸计算。通过仿真软件建立微带天线仿真模型，学员可观察到辐射面上电流往返流通的情况，相应电场分布以及有交变电流产生的磁场变换情况，最后可依托天线测试平台进行实际测量，如此无形化有形，形象地解决了看不到的问题。“纸上得来终觉浅”，利用该仿真实验平台，营造了轻松自主的学习环境，将多种信息手段相结合，达到很好的教学效果。

    6 全过程、全方位、可量化的综合考核方式

    以能力本位为出发点，确定各专业的培养目标，设计教学内容、方法和过程，评估教学效果;强调知识向能力转化的过程，其教学模式就是通过真实的项目化教学，培养学员的系统思维能力、逻辑推理能力和解决问题的能力，培养学员的团队工作和交流能力，培养学员社会实际环境下的系统构思和工程设计实施运行的能力[4]。具体做法为：在考核中增加实验设计考核，加强平时考核，精练理论考核，量化考核标准，构建“笔试50分+项目设计30分+平时20分”的考核模式;加入过程性评价，跟踪记录各小组完成项目情况，包括阶段检查和综合汇报答辩，采取教员评价、小组自评、小组间互评相结合的方式为学员评分。阶段检查主要考查项目的进度及完成质量，以督促学员保质保量完成项目。

    7 结语

    将研究成果应用于专业教学实践，有效提升了学员的专业实践技能和岗位任职能力;运用任务驱动式实践教学方法，极大激发了学员的学习兴趣，有力支持了研究生学员的课题研究和本科学员的毕业设计，取得良好的教学效果。2017年以来，本科学员毕业设计优良率达到90%以上，学员的实践技能和岗位任职能力明显增强。

    参考文献

    [1]张兰，李晓蓉，江爱萍.射频电路实践教学的探索[J].实验技术与管理，2011，28（1）：150-152.

    [2]闫云斌，刘新海，等.无人机任职专业模块化课程设计与实施研究[J].继续教育，2017（11）：42-44.

    [3]张学毅，罗飞.“射频电路”课程的教学探讨[J].电气电子教学学报，2006，28（3）：21-23，41.

    [4]倪春.全真教学在射频电路教学中的应用研究[J].信息与电脑：理论版，2017（9）：237-238.