微課教學設計

微課教學設計中國民航大學電子信息工程學院張喆課程名稱：微波技術授課內容：行波匹配《微波技術》課程教案課程名稱微波技術授課內容行波匹配授課對象通信工程/電子信息工程專業(yè)第五學期本科生選用教材名稱及版本《微波技術與天線（第三版）》王新穩(wěn)等編，電子工業(yè)出版社教學目的理解行波匹配的概念與目的；掌握實現(xiàn)行波匹配的思想；掌握使用四分之一波長阻抗變換器進行行波匹配的計算方法及注意事項。教學內容復習傳輸線的三種工作狀態(tài)：行波、駐波、行駐波引入行波匹配的目的與意義；行波匹配的定義，對匹配網(wǎng)絡的要求；實現(xiàn)行波匹配的思想（通過引入反射，消除原有反射）；常用行波匹配網(wǎng)絡：四分之一阻抗變換器；總結；課后作業(yè)。教學重點與難點教學重點：行波匹配的定義與實現(xiàn)方法，傳輸線理論中波動性的體現(xiàn)教學難點；通過引入反射消除原有反射的思想方法。教學手段啟發(fā)式教學，課件與板書結合課后作業(yè)證明負載阻抗非純電阻時，使用四分之一波長阻抗變換器進行匹配時選取其特性阻抗所需滿足的關系。

教學過程與設計教學環(huán)節(jié)教學內容與方法教學目的教學內容引入（1分鐘）通過提問形式復習傳輸線的三種工作狀態(tài)：行波、駐波、行駐波。復習表征傳輸線工作狀態(tài)的物理量——電壓反射系數(shù)：（板書）提問：傳輸線工作在行波狀態(tài)有什么好處？復習傳輸線的三種工作狀態(tài)，提出問題：為什么要進行行波匹配。行波匹配的概念和要求（3分鐘）行波匹配的目的：（板書）傳輸線上所有傳輸?shù)墓β识急回撦d吸收（無反射）；消除反射波對信號源頻率穩(wěn)定性、功率穩(wěn)定性的影響。行波匹配的要求：使傳輸線工作在行波狀態(tài)；匹配網(wǎng)絡無耗；思考：不改變原有傳輸線/負載屬性的情況下（即均不能變化），如何能達到匹配的目的。明確行波匹配的概念，提出對匹配網(wǎng)絡的特性要求。行波匹配的思想（8分鐘）通過故事類比，啟發(fā)學生思路（PPT動畫演示）傳說有一位農(nóng)夫有11頭牛。他臨去世的時候，要把其中的1/2分給大兒子，1/4分給二兒子，1/6分給小兒子。三個兒子對如何不傷害牛，而又分的公平非常為難。大數(shù)學家高斯很巧妙的解決了這個問題：他從鄰居那里又牽來1頭?！，F(xiàn)在總共就有了12頭牛。其中的1/2（6頭）分給大兒子；1/4（3頭）分給二兒子；1/6（2頭）分給小兒子。共計：6+3+2=11（頭）剩余的1頭牛再還給鄰居。引導學生思考：原來11不是2、4、6的倍數(shù)，后來的1也不是2、4、6的倍數(shù)。但11和1合在一起就可以解決原來不能被2、4、6整除的問題。思想：通過引入新的矛盾，解決原有的矛盾。解決行波匹配的思想（板書）通過引入新的反射，消除原有反射。達到行波匹配的目的。物理意義：傳輸線理論中波動性的體現(xiàn)；波的相干疊加才能使得“通過引入新的反射消除原有反射”的方法成為可能。通過類比，引出“通過引入新的反射，消除原有反射”的行波匹配思想。傳輸線理論中波動特性的體現(xiàn)。使用四分之一波長阻抗變換器進行行波匹配（5分鐘）原理（板書）利用四分之一波長阻抗變換特性：引入一段長度為四分之一波長的傳輸線，其特性阻抗?jié)M足：其中，為純阻性負載阻抗值，為原傳輸線特性阻抗值。注意事項（板書）其依靠四分之一波長阻抗變換特性實現(xiàn)，因此匹配時只能針對窄帶信號。若需要對寬帶信號進行匹配，需要使用多級/漸變式阻抗變換網(wǎng)絡；如果負載阻抗為純電阻，則可以直接在負載處連接本匹配網(wǎng)絡。否則，需要找到傳輸線上的電壓波腹/節(jié)點。介紹常用行波匹配網(wǎng)絡：四分之一阻抗變換器。小結與作業(yè)（2分鐘）行波匹配的概念、目的與要求；實現(xiàn)行波匹配的思想：通過引入反射，消除原有反射；一種行波匹配的方法：四分之一波長阻抗變換器作為匹配網(wǎng)絡。作業(yè)：證明當負載阻抗非純阻性時，若插入點為電壓波腹點，則四分之一波長阻抗變換網(wǎng)絡的特性阻抗為總結本節(jié)課程所學內容，強調行波匹配的重要思想。教學總結：《微波技術》是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。其講授內容由于較為抽象，且學習中需要扎實的數(shù)學、物理基礎，因此一直以來都是學生學習困難較大的課程之一。為了提高教學效果，本次微課在講授方法上采取舉例、類比的啟發(fā)式方法。通過引入生動的事例，引發(fā)學生思考，啟發(fā)學生歸納出教學內容需要學生掌握的知識點：“通過引入反射，來消除原有反射，以實現(xiàn)行波匹配”。達到了激發(fā)學生興趣，加深對知識與物理意義理解的目的。同時，這種“以退為進”的思想在