摘要：當(dāng)代大學(xué)生必須具備創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要方式為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。針對(duì)電磁場(chǎng)與微波技術(shù)課程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)存在的問題和特點(diǎn)，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，開展計(jì)算機(jī)驗(yàn)證性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合撰寫論文等方式，起到鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、提升應(yīng)用能力、鍛煉創(chuàng)新能力的作用。信息時(shí)代的來臨，計(jì)算機(jī)技術(shù)必將發(fā)揮更大作用，特別是在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)這一系統(tǒng)工程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可以使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)變得更加低成本、可視化、便捷化和趣味化，從而將有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，切實(shí)發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的重要作用。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）15-0262-02

一、電磁場(chǎng)與微波技術(shù)課程中創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問題和對(duì)策

當(dāng)代大學(xué)生必須具備創(chuàng)新能力，當(dāng)前對(duì)通過實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生創(chuàng)新能力的研究成果頗豐，這些成果有：對(duì)重理論教學(xué)、輕動(dòng)手實(shí)驗(yàn)問題，通過讓學(xué)生參加創(chuàng)新性科研實(shí)驗(yàn)改善[1]；對(duì)資金短缺、設(shè)備利用率低問題，通過逐漸積累實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室連續(xù)性建設(shè)[2]；對(duì)學(xué)生易有惰性思想和科學(xué)態(tài)度不足問題，通過教師言傳身教和成果鼓舞來解決[3]。在此基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，在電磁場(chǎng)與微波技術(shù)課程中亟待依托計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，原因有四：一是該課程作為基礎(chǔ)課具有應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，必須開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)[4]。二是實(shí)物實(shí)驗(yàn)觀察不到天線金屬貼片上的電流情況，調(diào)整天線尺寸較困難。三是測(cè)試天線S參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備價(jià)格昂貴、操作較難。四是微波技術(shù)實(shí)際運(yùn)用中已大量使用計(jì)算機(jī)仿真軟件，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開展創(chuàng)新試驗(yàn)具備現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，有助于解決實(shí)物實(shí)驗(yàn)存在的問題，吸引學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)。

二、開展計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)提升創(chuàng)新能力的實(shí)例

筆者在教學(xué)中以計(jì)算機(jī)仿真軟件為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了運(yùn)用傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求，基本實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力目的。具體做法為：

（一）開展計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，深化基礎(chǔ)知識(shí)理解

在波的極化教學(xué)中，判斷線極化、圓極化是教學(xué)難點(diǎn)之一，學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真軟件構(gòu)建線極化天線（圖1）和圓極化天線（圖2），促進(jìn)了對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容的理解。

學(xué)生掌握仿真軟件中天線參數(shù)的設(shè)置、調(diào)整功能后，可以直接觀察到線極化和圓極化天線金屬貼片上電流分布情況，線極化和圓極化的抽象概念動(dòng)態(tài)化和具象化了，同時(shí)結(jié)合各項(xiàng)參數(shù)值的觀察，學(xué)生對(duì)概念的理解就深刻了。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步對(duì)天線尺寸、介質(zhì)材料等進(jìn)行調(diào)整，觀察諧振頻率和相關(guān)參數(shù)的變化，初步建立起對(duì)天線諧振原理和工作原理的直觀認(rèn)識(shí)，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，基本達(dá)到了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)踐中，由于計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，學(xué)生可以自主重復(fù)實(shí)驗(yàn)，避免了傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)受實(shí)驗(yàn)器材限制的問題。

（二）開展計(jì)算機(jī)仿真綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科研精神

筆者基于依托學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，結(jié)合承擔(dān)的天線研究課題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開展綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了鍛煉學(xué)生科研技能、提升創(chuàng)新能力的目的。

實(shí)踐中，學(xué)生通過檢索學(xué)習(xí)文獻(xiàn)資料、與相關(guān)課題的同學(xué)交流學(xué)習(xí)，提升了天線建模、參數(shù)設(shè)置等能力，并根據(jù)自身知識(shí)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力等對(duì)科研課題進(jìn)行深入研究，確定了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容——全息阻抗調(diào)制表面天線設(shè)計(jì)研究，并在計(jì)算機(jī)仿真軟件中完成了天線中表面阻抗晶格單元（圖3）的設(shè)計(jì)。

為體現(xiàn)創(chuàng)新綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成果，學(xué)生完成了論文《全息阻抗調(diào)制表面天線的表面阻抗研究》[5]，并以第一作者身份在全國專業(yè)會(huì)議作報(bào)告、與同行交流，對(duì)提升論文寫作、臨場(chǎng)應(yīng)變等綜合能力和主觀能動(dòng)性發(fā)揮了積極作用。

三、結(jié)束語

電磁場(chǎng)與微波技術(shù)課程中開展計(jì)算機(jī)仿真創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，起到了鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、提升應(yīng)用能力、鍛煉創(chuàng)新能力的效果。信息時(shí)代的來臨，計(jì)算機(jī)技術(shù)必將發(fā)揮更大作用，特別是在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)這一系統(tǒng)工程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可以使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)變得更加低成本、可視化、便捷化和趣味化，從而將有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，切實(shí)發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的重要作用。

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