《電磁場與電磁波》課程教學(xué)改革探討

黃文　郝宏剛　羅元

摘 要 本文結(jié)合《電磁場與電磁波》課程教學(xué)現(xiàn)狀，從教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面探討《電磁場與電磁波》課程的教學(xué)改革，以提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 《電磁場與電磁波》 教學(xué)改革 教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：O441-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）21-0006-02

《電磁場與電磁波》是普通高等學(xué)校電子信息類、電氣信息類專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程主要研究宏觀電磁場的基本規(guī)律及分析計(jì)算方法，為采用“場”的觀點(diǎn)解決實(shí)際電磁問題和今后在這一領(lǐng)域的繼續(xù)深造打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。隨著電子信息和通信系統(tǒng)的發(fā)展，我國對(duì)電磁場與電磁波工程技術(shù)的研究也發(fā)展迅速。因此，為適應(yīng)新形勢(shì)下人才培養(yǎng)目標(biāo)，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)開好該課程是急需解決的問題。我們?cè)谡n程教學(xué)過程中，努力摸索合適的教學(xué)方法，以期提高教學(xué)效果。

一、充分利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源

《電磁場與電磁波》課程涉及較多抽象理論、概念以及大量的公式、定理及復(fù)雜的計(jì)算過程，如果只使用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法，學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣。而多媒體課件可以提供文字、圖像和聲音等多方面的信息，更以形象、生動(dòng)、直觀的方式展現(xiàn)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，有助于學(xué)生很快抓住學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。并且對(duì)于較為復(fù)雜的場，我們可以借助MATLAB、電磁仿真軟件等進(jìn)行仿真和數(shù)值計(jì)算，將場的分布等做成動(dòng)畫直觀演示給學(xué)生，使抽象的問題形象化。教學(xué)內(nèi)容以圖文并茂的多媒體手段呈現(xiàn)，能從多角度吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生興趣。且使用多媒體教學(xué)，擴(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。適當(dāng)?shù)陌鍟虒W(xué)配合形象生動(dòng)的多媒體展示，可以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源越來越豐富，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)展課堂教學(xué)空間，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。學(xué)生可上網(wǎng)搜索相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，拓寬學(xué)習(xí)渠道，開拓學(xué)習(xí)思路，加深對(duì)課堂知識(shí)的掌握。還可將課程的資料上傳至網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生利用課余時(shí)間查閱、學(xué)習(xí)，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。通過網(wǎng)絡(luò)途徑，積極引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源了解學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)以及熱點(diǎn)問題，進(jìn)行自主的探究式學(xué)習(xí)，將理論運(yùn)用于實(shí)際。

二、教學(xué)內(nèi)容體系的優(yōu)化

從我校學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，通過多方比較，我們最終選擇了鄭鈞編著的《電磁場與電磁波》作為主要教材，該教材由淺入深，內(nèi)容編排較為合理和連貫，理論的系統(tǒng)性和邏輯性較好?！峨姶艌雠c電磁波》課程是先修課程《大學(xué)物理》的延續(xù)，需注意前后課程的銜接，同時(shí)避免授課內(nèi)容的重復(fù)性。以往課程教學(xué)中，根據(jù)教材的內(nèi)容編排講授會(huì)導(dǎo)致對(duì)靜態(tài)場的授課時(shí)間較多，可是其基本理論學(xué)生在學(xué)習(xí)《大學(xué)物理》時(shí)卻已學(xué)過，學(xué)生覺得沒有吸引力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果欠佳。時(shí)變場的內(nèi)容是本課程的授課重點(diǎn)，同時(shí)也是考核的重點(diǎn)，課時(shí)卻相對(duì)不足，很難保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。因此，有必要對(duì)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，縮減靜態(tài)場授課學(xué)時(shí)，增加時(shí)變場授課學(xué)時(shí)，這樣的課時(shí)分配更顯合理性。對(duì)靜態(tài)場的教學(xué)，教師以講解重難點(diǎn)為主，學(xué)生課下自學(xué)部分內(nèi)容為輔。時(shí)變場授課內(nèi)容包括電磁感應(yīng)、麥克斯韋方程組、波動(dòng)方程，時(shí)諧電磁場，到平面波的傳播及平面邊界的入射，波導(dǎo)及天線，學(xué)時(shí)數(shù)的增多使得時(shí)變場的學(xué)習(xí)更為系統(tǒng)和全面，學(xué)生可以較為牢固地掌握時(shí)變場的分析思路和計(jì)算方法，從而系統(tǒng)地了解電磁場與電磁波的理論。

三、案例式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

電磁場理論有廣泛的應(yīng)用背景，因此在課堂授課中教師可以增加與理論密切相關(guān)的應(yīng)用背景知識(shí)，列舉一些工程實(shí)踐和日常生活中電磁理論應(yīng)用的案例。案例式教學(xué)是將理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生直接了解理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，不僅活躍課堂的氛圍，避免學(xué)生分散注意力，而且有助于開闊學(xué)生的思路，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到本課程的重要性，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。我們選取了如電磁輻射與電磁污染、靜電復(fù)印工作原理、醫(yī)學(xué)中的微波治療、磁共振成像技術(shù)、噴墨打印機(jī)、靜電屏蔽、多普勒雷達(dá)等內(nèi)容作為案例，進(jìn)一步結(jié)合課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納講解，讓學(xué)生從案例中更深刻地了解教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與創(chuàng)新思維。也可以介紹學(xué)科發(fā)展前沿，比如“電磁隱形衣”“電磁黑洞”等，結(jié)合課程內(nèi)容提出問題進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。

總之，在電子信息迅速發(fā)展、電磁應(yīng)用越來越廣泛的背景下，課題組教師經(jīng)過多年的不懈努力，《電磁場與電磁波》課程教學(xué)實(shí)踐取得了一定成效，教學(xué)效果得到明顯改善。當(dāng)然，還有許多工作需要進(jìn)一步完善，我們一定會(huì)在今后的教學(xué)實(shí)踐中繼續(xù)改進(jìn)。

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基金項(xiàng)目：重慶郵電大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目（XWTJG1401）；重慶市研究生教育教學(xué)改革研究重大項(xiàng)目（yjg121001）

（責(zé)任編輯 曾 卉）