式”教學在《西方優秀文化選講》課程的實踐探討

郝宏剛等

【摘要】《電磁場與電磁波》應為電子信息類專業的一門必修課，通過這門課的學習，使學生對場與波有一個全面的認識、掌握處理場與波問題的一些方法，為后續課程的學習奠定基礎。本文就我校《電磁場與電磁波》的教與學現狀進行了分析，并對這門課程的教學內容安排進行了深入的探討。

【關鍵詞】電磁場與電磁波 教學內容 教與學

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）14-0079-01

1 引言

《電磁場與電磁波》是電子信息類及電氣工程類專業學習內容中最為重要的基礎課之一。隨著無線通信、雷達、遠程監控、衛星定位、導航、遙測遙感、能源、國防兵器等技術的不斷快速發展和運用，具有堅實電磁場理論基礎和良好專業素質的人才無疑將倍受青睞。同時，在電路集成度提高、信號傳輸速率顯著加快、工作頻率不斷提高、以及器件的尺寸精細到材料的微觀結構情況下，電路運作中的電磁傳輸或輻射等核心問題，也是相關領域的科技工作者和工程技術人員無法回避的研究課題。因此，本門課程的教與學對通信與信息、電子工程、電氣工程等大類高素質人才的培養至關重要。

2 當前《電磁場與電磁波》教與學現狀

2.1 教學內容方面

通過《電磁場與電磁波》課程的學習，主要使學生掌握電磁場的基本規律，深刻理解麥克斯韋方程組和電磁場、電磁波的性質；熟悉一些重要的電磁場問題的數學模型（如波動方程、拉氏方程等）的建立過程以及分析方法；培養學生正確的思維方法和分析問題的能力，使學生對“場”與“路”這兩種既密切相關又相距甚遠的理論有深刻的認識，并學會用“場”的觀點去觀察、分析和計算一些簡單、典型的場的問題。目前來看，本課程內容較為抽象、數學較為繁瑣且與《大學物理》、《高等數學》《數學物理方程》等課程相關性較大，不利于課程授課學期的靈活安排[1]。同時，現有教材基本按照矢量分析、靜態場、時變場、平面電磁波、導行電磁波、電磁輻射的順序安排教學內容，這樣的內容安排對物理數學知識儲備不夠的學生頗感困難，造成課程的教與學十分困難[2，3]。

2.2 學生方面

由于招生規模的擴大，學生入學水平基礎不同，在數學基礎、學習能力和自覺性方面有較大的差異。具體表現為：①學習態度不端正。一些學生認為進入大學后，只要考試能及格就行。另外，有些學生認為理論學習不重要，更多的精力放在了科技競賽、社團活動、兼職鍛煉等方面，嚴重忽略基礎理論的學習，對電磁場與電磁波課程毫無興趣。②學習方法不當。一些學生仍不能適應大學的學習，仍然在等待授課老師把每個問題都講清楚，寄希望于老師幫助他們解決每一個問題，缺乏主動、積極完成課前預習、課后復習和課后作業等，更談不上去利用知識解決實際問題了。

2.3 課程授課方面

由于專業人才培養方案的優化，我校《電磁場與電磁波》課程目前有56、48學時兩種安排，周學時為3或4學時，教學時數不足。基于本課程的基礎性，一方面試圖把大量的基礎知識介紹給學生，教給學生解決實際問題的能力；另一方面受課時較少的限制必須精簡內容，于是對一些定律定理缺乏證明，重知識的傳授不重思想的講授方法，對于導行電磁波、電磁輻射等部分的內容大大縮減，造成了學生很難把握課程的知識結構體系，造成對該課程學習產生畏難情緒。在授課方法方面，多數老師采用的仍然是“填鴨式”、“灌輸式”等傳統教學方式，限于教學內容與學生互動較少，課堂氣氛沉悶，造成教與學的乏味，不易喚起學生的學習興趣。

3 對《電磁場與電磁波》課程教學內容安排的思考

在我校《電磁場與電磁波》是通信與信息大類、電子工程大類、集成電路工程大類等多個專業和實驗班的專業必修/限選基礎課程。通過幾年的建設，該課程已經成為重慶市雙語教學示范課程。然而，學生對此課程也存有非常大的學習恐懼，教師也往往不能順利完成教學任務，該課程的掛科率、重修率一直較高。特別是部分專業該課程的學期安排由第5學期調整到第4學期，有的實驗班甚至安排在第2學期，面臨小班教學、無足夠物理數學知識的基礎和優秀人才的培養，改變課程的教學體系與內容、減小課程對《大學物理》和《高等數學》等課程的依賴，可靈活的安排學期迫在眉睫。

3.1 結合人才培養需要，根據課程目標，對課程內容進行調整

結合我校開設《電磁場與電磁波》的專業人才培養目標，確定靜電場、靜磁場、穩恒電流場、時變電磁場、平面電磁波、導行電磁波、電磁輻射以及電磁工程應用等幾個部分。與傳統的電磁場與電磁波課程內容比較，增加了電磁工程應用的內容，重點介紹與電磁工程有關的仿真軟件及測試設備，開拓學生視野，增加學生解決實際問題的能力，比如天線設計與分析。

3.2 分模塊重新構建教學內容體系

在簡單介紹矢量基本運算的基礎上，從激發學生學習興趣出發，重新整合教學內容，構建以電磁現象及規律、電磁理論構架和電磁工程應用三大模塊內容構成的全新課程體系，由現象到理論再到應用的層次顯明的教學內容，提高學生的學習興趣。電磁現象與規律方面，以電磁實驗引入電磁現象的基本規律和定理，講授涉及的場量及解決問題的方法。比如，將庫倫定律、磁場中的受力實驗、電池原理、奧斯特電生磁實驗、電磁感應實驗等實驗整合在一起，通過實驗現象，充分喚起學生的學習興趣，然后講解這些現象背后的規律及數學描述，同時結合實例分析知識的運用方法。電磁理論構架方面，重點講授高斯定理、安培環路定理、電流連續性原理、電磁感應定律和麥克斯韋方程組，結合第一模塊的實驗現象，按照理論體系，由簡入繁，由部分到整體，分層講授電磁理論。電磁工程應用方面，以電磁工程仿真軟件介紹學習為主線，結合天線、射頻器件等測試方法與設備使用學習，提高學生解決實際電磁問題的能力。

3.3 配套實驗教學，激發學生學習興趣

如何調動學生的學習興趣是改善《電磁場與電磁波》課程教與學的關鍵點，因此，配合教學內容的調整，配套實驗教學的安排尤為重要[4，5]。根據課程學時安排，該課程可配套16學時的實驗，主要內容包括：庫倫定律、磁場中的受力實驗、奧斯特實驗、電磁感應實驗和HFSS軟件仿真介紹及天線性能測試方法學習等。根據不同專業要求，可適當調整實驗教學內容。實驗配合理論教學，提高學生學習的動力，改善教與學的效果。

4 結束語

面對當前《電磁場與電磁波》課程教與學的困境，教學內容的改革與調整勢在必行。我們必須在不斷總結的基礎上，按照電磁現象及規律、電磁理論構架和電磁工程應用三模塊重新構建新的教學內容體系，并配合實驗教學內容的調整，積極改革教學方法，必將為本門課程教與學效果的改善帶來積極作用。

參考文獻：

[1]潘長寧，何軍，周昕，“電磁場與電磁波”與“大學物理·電磁學”教學銜接問題的探討[J]，教育教學論壇，2015，3：159-160.

[2]范懿，基于大工程觀的《電磁場與電磁波》課程教學改革的探索[J]，武漢大學學報（理學版），2012，5（S2）：236-238.

[3]管愛紅，《電磁場與電磁波》課程教學思考[J]，教育教學論壇，2015，14：227-228.

[4]代秋芳，王衛星，劉洪山，等，“電磁場與電磁波”實驗課程建設與實踐[J]，電氣電子教學學報，2014，36（2）：94-95.

[5]柯友剛，羊富貴，喬亮，仿真項目引入電磁場與電磁波課程的探討[J]，大學教育，2013，9：49-51.