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)新實驗。針對電磁場與微波技術(shù)課程創(chuàng)新實驗存在的問題和特點，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃，開展計算機(jī)驗證性創(chuàng)新實驗和綜合設(shè)計創(chuàng)新實驗，并結(jié)合撰寫論文等方式，起到鞏固基礎(chǔ)知識、提升應(yīng)用能力、鍛煉創(chuàng)新能力的作用。信息時代的來臨，計算機(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)新實驗變得更加低成本、可視化、便捷化和趣味化，從而將有利于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，切實發(fā)揮創(chuàng)新實驗在學(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)新實驗；計算機(jī)仿真

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

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

當(dāng)代大學(xué)生必須具備創(chuàng)新能力，當(dāng)前對通過實驗提升學(xué)生創(chuàng)新能力的研究成果頗豐，這些成果有：對重理論教學(xué)、輕動手實驗問題，通過讓學(xué)生參加創(chuàng)新性科研實驗改善[1]；對資金短缺、設(shè)備利用率低問題，通過逐漸積累實現(xiàn)實驗室連續(xù)性建設(shè)[2]；對學(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，在電磁場與微波技術(shù)課程中亟待依托計算機(jī)仿真技術(shù)開展創(chuàng)新實驗，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，必須開展實驗教學(xué)[4]。二是實物實驗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。三是測試天線S參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備價格昂貴、操作較難。四是微波技術(shù)實際運用中已大量使用計算機(jī)仿真軟件，運用計算機(jī)仿真技術(shù)開展創(chuàng)新試驗具備現(xiàn)實基礎(chǔ)，有助于解決實物實驗存在的問題，吸引學(xué)生自主開展實驗。

二、開展計算機(jī)仿真實驗提升創(chuàng)新能力的實例

筆者在教學(xué)中以計算機(jī)仿真軟件為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實驗，達(dá)到了運用傳統(tǒng)實物實驗開展驗證性實驗和綜合設(shè)計實驗的相關(guān)要求，基本實現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力目的。具體做法為：

（一）開展計算機(jī)仿真驗證性實驗，深化基礎(chǔ)知識理解

在波的極化教學(xué)中，判斷線極化、圓極化是教學(xué)難點之一，學(xué)生運用計算機(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)了對難點內(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態(tài)化和具象化了，同時結(jié)合各項參數(shù)值的觀察，學(xué)生對概念的理解就深刻了。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步對天線尺寸、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，初步建立起對天線諧振原理和工作原理的直觀認(rèn)識，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，基本達(dá)到了驗證性實驗?zāi)康摹嵺`中，由于計算機(jī)仿真實驗不受時間和地點的限制，學(xué)生可以自主重復(fù)實驗，避免了傳統(tǒng)實物實驗受實驗器材限制的問題。

（二）開展計算機(jī)仿真綜合設(shè)計實驗，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)新性實驗計劃，結(jié)合承擔(dān)的天線研究課題，引導(dǎo)學(xué)生運用計算機(jī)仿真技術(shù)開展綜合設(shè)計實驗，達(dá)到了鍛煉學(xué)生科研技能、提升創(chuàng)新能力的目的。

實踐中，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)自身知識結(jié)構(gòu)、計算機(jī)運用能力等對科研課題進(jìn)行深入研究，確定了綜合設(shè)計實驗內(nèi)容——全息阻抗調(diào)制表面天線設(shè)計研究，并在計算機(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。

為體現(xiàn)創(chuàng)新綜合設(shè)計實驗成果，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)會議作報告、與同行交流，對提升論文寫作、臨場應(yīng)變等綜合能力和主觀能動性發(fā)揮了積極作用。

三、結(jié)束語

電磁場與微波技術(shù)課程中開展計算機(jī)仿真創(chuàng)新實驗，起到了鞏固基礎(chǔ)知識、提升應(yīng)用能力、鍛煉創(chuàng)新能力的效果。信息時代的來臨，計算機(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)新實驗變得更加低成本、可視化、便捷化和趣味化，從而將有利于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，切實發(fā)揮創(chuàng)新實驗在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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