電磁場(chǎng)與電磁波優(yōu)秀課建設(shè)的研究與實(shí)踐

蔡立娟　陳宇

摘要：本文主要研究電信學(xué)院專業(yè)基礎(chǔ)課《電磁場(chǎng)與電磁波》優(yōu)秀課程的建設(shè)過程，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，改進(jìn)課程教學(xué)方法和教學(xué)手段，使電磁場(chǎng)與電磁波教學(xué)環(huán)節(jié)更加完善，真正提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)與電磁波；優(yōu)秀課；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）15-0118-02

電磁場(chǎng)與電磁波是電子信息類本科各專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，所涉及的內(nèi)容是電子信息類本科學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的必要組成部分，對(duì)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高起很大的作用。所以，2014年成功申報(bào)成為長(zhǎng)春理工大學(xué)優(yōu)秀課程。本文主要總結(jié)《電磁場(chǎng)與電磁波》優(yōu)秀課程建設(shè)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法及教學(xué)手段等，分別從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進(jìn)行探討。

一、《電磁場(chǎng)與電磁波》教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

1.教學(xué)大綱的調(diào)整和修訂。①根據(jù)培養(yǎng)方案提高學(xué)生實(shí)踐能力的要求，《電磁場(chǎng)與電磁波》在內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)上做了一些調(diào)整，為此修訂教學(xué)大綱，學(xué)時(shí)數(shù)由原來的理論64學(xué)時(shí)改為到理論48學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，使學(xué)生既能掌握基本理論又能打下應(yīng)用基礎(chǔ)，同時(shí)既突出基礎(chǔ)性和知識(shí)體系的完整性，盡量避開繁雜的推導(dǎo)，注意理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，使學(xué)生易于接受。②為了加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)力度，增設(shè)8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，編寫實(shí)用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，保證工科學(xué)生工程能力的提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次分明，學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣得到提高，達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果。

2.課程內(nèi)容體現(xiàn)學(xué)科前沿技術(shù)，理論與工程不脫節(jié)?！峨姶艌?chǎng)與電磁波》的前修課程是高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程微波技術(shù)、天線、光技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、電氣技術(shù)、電子對(duì)抗等的基礎(chǔ)，在學(xué)科建設(shè)與發(fā)展中起著承上啟下的作用。因此，本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位為：承上啟下，重在基礎(chǔ)，開拓創(chuàng)新，引領(lǐng)未來。電磁場(chǎng)主要讓學(xué)生掌握分布參數(shù)系統(tǒng)的主要理論、分析方法、長(zhǎng)線理論及常用傳輸線，為以后從事微波電子應(yīng)用技術(shù)、通信工程準(zhǔn)備必要的理論基礎(chǔ)。該課程理論嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、獨(dú)立分析能力和解決問題的能力及理論聯(lián)系實(shí)際的能力，都有很重要的作用。

從課程內(nèi)容上，主要從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面體現(xiàn)學(xué)科前沿：①《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的工程性很強(qiáng)，因此教師在課堂理論教學(xué)中，經(jīng)常從電子與信息科學(xué)領(lǐng)域、電磁科學(xué)領(lǐng)域取得一系列重大成就出發(fā)，將能反映近代科學(xué)技術(shù)的成就和一些對(duì)學(xué)生有重要意義的工程內(nèi)容，引入課堂講解，通過講解例題、建立習(xí)題、精選前沿內(nèi)容作為選修內(nèi)容方式，將相關(guān)內(nèi)容引入本門教材和教學(xué)內(nèi)容中。同時(shí)，建立網(wǎng)絡(luò)課程，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)，不斷充實(shí)課程資源，完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，不斷收集最新的科技成果補(bǔ)充到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中。②加強(qiáng)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程實(shí)踐課和理論課的結(jié)合與滲透，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)密切相關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，保證理論教學(xué)為實(shí)踐教學(xué)打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，讓理論課教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)，及時(shí)與學(xué)生溝通，了解學(xué)生掌握知識(shí)的情況與興趣所向。與上述教學(xué)內(nèi)容改革相適應(yīng)，自編出版相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材《電磁場(chǎng)與電磁波實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，并在教學(xué)中采用。

二、教學(xué)方法改革

針對(duì)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程理論性強(qiáng)，抽象，公式多，這種情況，我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革和探索，采用多種有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的方法，總結(jié)一些有成效的舉措和經(jīng)驗(yàn)。

1.采取小班授課，讓學(xué)生積極參與。針對(duì)學(xué)院通信系大珩班的高要求，對(duì)大珩班采用小班授課，在教學(xué)過程中采用提問、討論、測(cè)驗(yàn)等方式，同時(shí)給學(xué)生有在同學(xué)面前講解習(xí)題、大量練習(xí)的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，教學(xué)效果非常明顯。

2.采用隱性分層，分類指導(dǎo)。根據(jù)不同學(xué)生認(rèn)知水平的差異，結(jié)合“以學(xué)生的發(fā)展為本”的前提，采用隱性分層法教學(xué)，遵循“因材施教”的原則，面向全體學(xué)生，為每個(gè)學(xué)生提供適合各自發(fā)展水平和接受能力的電磁場(chǎng)相關(guān)教學(xué)，使各層次學(xué)生學(xué)有所成，感受到學(xué)習(xí)《電磁場(chǎng)與電磁波》的樂趣。

3.采用實(shí)例進(jìn)入課堂，提高課堂效率。對(duì)于大班授課的課堂，在課程建設(shè)過程中，加大理論課堂教學(xué)投入，把可以在課堂上演示電磁波的相關(guān)內(nèi)容制成動(dòng)畫，把前沿科學(xué)技術(shù)制成視頻帶入課堂，使課堂內(nèi)容直觀、充實(shí)。

4.采用理論實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。加強(qiáng)《電磁場(chǎng)與電磁波》課實(shí)踐課和理論課相結(jié)合與滲透，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)密切相關(guān)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，保證理論教學(xué)為實(shí)踐教學(xué)打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，讓理論課教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)，及時(shí)與學(xué)生溝通，了解學(xué)生掌握知識(shí)的情況與興趣所向。

三、教學(xué)手段改革

1.電磁場(chǎng)與電磁波程采用全方位、立體化、多視角的教學(xué)模式，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，確定學(xué)生的主體地位。結(jié)合“電磁場(chǎng)與電磁波”課程理論性強(qiáng)、信息量大、概念抽象等特點(diǎn)，采用多媒體教學(xué)方法，通過形象化的動(dòng)態(tài)過程演示，根據(jù)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程內(nèi)容的發(fā)展修改課件，加入錄像實(shí)例等，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2.教學(xué)過程中需要規(guī)范的板書，使課堂的條理性和層次性更加清晰，因此進(jìn)一步把傳統(tǒng)授課手段和多媒體教學(xué)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段恰當(dāng)?shù)亟M合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

3.不斷豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，把相關(guān)教學(xué)課件、教案、大綱等上傳到網(wǎng)絡(luò)課程，在課后鞏固環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，真正提高教學(xué)效果。

4.完善試卷和成績(jī)分析。根據(jù)長(zhǎng)春理工大學(xué)《長(zhǎng)春理工大學(xué)關(guān)于試卷評(píng)閱與歸檔的管理辦法》，課程組要求教師明確試卷評(píng)閱教師責(zé)任，采取統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和集體流水閱卷的方式進(jìn)行評(píng)卷。閱卷完成后，必須進(jìn)行試卷和成績(jī)科學(xué)、客觀的分析，組織課程組教師對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)教學(xué)。堅(jiān)持對(duì)試卷歸檔，統(tǒng)一管理，保證試卷歸檔的完整性與準(zhǔn)確性。近3年，《電磁場(chǎng)與電磁波》考試成績(jī)分布基本合理，成績(jī)單記載清楚、規(guī)范。試卷和成績(jī)分析科學(xué)、客觀，并能反饋指導(dǎo)教學(xué)，較好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

電磁場(chǎng)與電磁波實(shí)驗(yàn)是理論課教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。根據(jù)教學(xué)的基本要求以及電子學(xué)人才培養(yǎng)的需要，課程組整合實(shí)驗(yàn)課程和教學(xué)內(nèi)容，形成從基礎(chǔ)訓(xùn)練到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使學(xué)生能夠在理論課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，由淺入深地學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)與電磁波的相關(guān)知識(shí)，為射頻電路設(shè)計(jì)、無(wú)線通信技術(shù)、光纖通信、衛(wèi)星通信等相關(guān)領(lǐng)域的課程學(xué)習(xí)和科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。為了適應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)室的要求，實(shí)驗(yàn)教材既有實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)內(nèi)容，又有實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次分明，既包括基本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)性部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也包括綜合性部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，添加探究創(chuàng)新的部分內(nèi)容，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，激發(fā)創(chuàng)造性的思維，達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.加強(qiáng)《電磁場(chǎng)與電磁波》課實(shí)驗(yàn)課和理論課的結(jié)合與滲透。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，讓理論課教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)，保證理論教學(xué)為實(shí)踐教學(xué)打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

3.利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立開放實(shí)驗(yàn)室。利用國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)中心的優(yōu)勢(shì)，建立開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以利用網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)自主預(yù)約，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)考核方法、儀器設(shè)備使用手冊(cè)、器件數(shù)據(jù)手冊(cè)等教學(xué)資源制成網(wǎng)絡(luò)課程上傳至網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生自主下載學(xué)習(xí)、交流，開闊思路。

五、優(yōu)秀課程教材及相關(guān)資料建設(shè)和選取

1.教材選用國(guó)家“十五”、“十一五”規(guī)劃等教材。①謝處方、饒克謹(jǐn)，《電磁場(chǎng)與電磁波》（第四版），北京：高等教育出版社，2006年普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。②蔡立娟、陳宇，《電磁場(chǎng)與電磁波實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，長(zhǎng)春理工大學(xué)校內(nèi)教材，2010年。

2.參考教材。①鐘順時(shí)，《電磁場(chǎng)基礎(chǔ)》，北京：清華大學(xué)出版社，2006年，21世紀(jì)高等學(xué)校電子信息工程型規(guī)劃教材；②焦其祥等，《電磁場(chǎng)與電磁波》，北京：科學(xué)出版社，2005年，21世紀(jì)高等院校教材；③王新穩(wěn)、李萍，《微波技術(shù)與天線》，北京：電子工業(yè)出版社，2002年，21世紀(jì)高等學(xué)校電子信息類教材；④馮慈璋，《電磁場(chǎng)》，北京：高等教育出版社，1999年，高等學(xué)校教材。

3.為了提高學(xué)生對(duì)理論課程的理解，課程梯隊(duì)提供大量的輔助教學(xué)資料。例如，制作《電磁場(chǎng)與電磁波》教學(xué)課件，推薦課外輔導(dǎo)書、指導(dǎo)光盤等，建立習(xí)題庫(kù)等。為了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)充知識(shí)面，學(xué)院資料室向?qū)W生全面開放。學(xué)院資料室現(xiàn)藏書兩萬(wàn)余冊(cè)，期刊一百余種，其中與本課程相關(guān)書籍或期刊500余種，許多參考書配有參考課件、光盤，可供學(xué)生課堂內(nèi)外使用，效果良好。另外，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源豐富，學(xué)生可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體課件，收集、閱讀相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣。

長(zhǎng)春理工大學(xué)《電磁場(chǎng)與電磁波》優(yōu)秀課課程組將繼續(xù)在教學(xué)中不斷摸索、前進(jìn)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，服務(wù)學(xué)生與社會(huì)。

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