“電磁場與電磁波”課程在通信工程專業教學改革的探討與研究

蔡立晶　尚廷義　耿曉琪　孟艷君

摘要：“電磁場與電磁波”課程是通信工程專業一門重要的專業基礎課程。對該課程的難教難學現狀進行了一些思考，從教學方法與手段、內容體系結構、考核方式等方面進行了一系列的改革與實踐，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：教學改革；考核方式改革；“電磁場與電磁波”

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0115-02

電磁場理論為眾多交叉學科領域及新技術的理論基礎和重要的發源地。“電磁場與電磁波”課程涵蓋的內容是信息類專業學生應具備知識結構的重要組成部分，對于通信工程的學生尤為重要。“電磁場與電磁波”課程是通信工程專業的必修課程，開設此課程讓學生通曉和掌握電磁場與電磁波的基本規律、基本特性、分析方法及其應用，為后繼專業課程學習及今后的工作奠定必要基礎。

一、教師和學生明確課程的教學地位及教學目的

針對“電磁場與電磁波”課程難教難學的現狀，應從教師和學生兩個方面改進教學。教師要把課程的目標定位弄清楚，就是要使學生能夠掌握電磁場與電磁波的知識的同時，也要注重各種能力的培養（如邏輯推理、科學思維、創新意識等）。課堂教學是提高教學質量的關鍵，要加強教師本身的能力和素質，還要真心地熱愛教學工作，所以上課要有熱情，掌握節奏，有張有弛，要讓學生思考與老師同步。老師要準備好課堂教學，上課要突出“講”字，不能背書。課堂講解要留有懸念，講透就是失敗者了。電磁場與電磁波課程強化場與波的基本概念和基本理論，充分調動學生的學習積極性，引導學生認識知識的重要性，把學生的主觀能動性發揮出來。作為教師還應該關注科技動態，不斷充實自己，做到與時俱進。

學生方面，學生需理解電磁場理論，而不是簡單地了解。要充分認識電磁場與電磁波理論在現代通信中的重要性，努力克服困難來掌握電磁場與電磁波的基本理論知識，不斷提高自己的各種能力，才能在未來的學習和工作中具備一定的優勢。一名合格的電子、通信、信息工程類專業的大學生，應學好電磁場理論，以處理本專業中出現的最基本的電磁場問題。

二、電磁場與電磁波課程教學體系的變化

為了使學生學習電磁場與電磁波的課程變得容易些，教材前面補充了一些數學矢量分析和場論的內容，這樣就補充了學習場的分析方法、解決電磁場的數學基礎，能更好地建立場的概念。通過課程的學習，學生對宏觀電磁場與電磁波的基本概念和規律有深入完整的理解。掌握麥克斯韋方程組的含義及其應用，了解媒質的電磁特性及電磁邊界條件，學會定量計算簡單電磁場和電磁波問題的基本方法，具備對簡單工程電磁場問題的分析能力。教學中會遇到一些困難，如概念抽象、理解困難、公式多、運算難、數學基礎要求高、內容繁雜、信息量大、基礎理論與實際應用聯系的距離遠等。針對這些困難在教學內容上進行了相關的調整。改變以往電磁場分析和電磁波傳播理論兩大部分組成的內容，我們要建立電磁場和電磁波的整體概念，采用靜態和動態的混合教學模式，來突出電磁場的基本規律，歸納總結出宏觀電磁現象的普遍規律即經典麥克斯韋方程組，討論靜態場、時變場以及電磁波的傳播與輻射特性。教學圍繞基本知識點展開，從多個途徑、多個角度盡可能將科學內涵表述清楚。教師要重視緒論課，也就是第一堂課一定要講得精彩，牢牢抓住同學們的注意力，激發電磁場學習和探索的興趣和欲望。緒論課介紹電磁場相關內容，如什么是電磁場、電磁場理論的作用、電磁場理論的用途、發展、為什么學習電磁場課程、怎樣學好電磁場課程等。還要推薦參考書和相關網站，以及讀書時的注意事項。隨著科學技術的發展，電磁科學領域特別是電子與信息科學領域取得一系列重大成就，課程針對這些問題進行嘗試，如增加應用實例、科研成果，將能反映近代科學技術的成就和一些對學生有重要意義的工程內容，引入本門課程的課堂教學之中。

三、教學方法改革

教師要有先進的教學思想，提高自身的業務能力，改進教學方法，增強課堂教學效果。重點培養學生學習興趣和愛好。在教學實踐中，應介紹本課程的定位、內容、特點、與其他課程的關系以及學習方法等。教師在上課時要有激情，必須真心地熱愛教學工作。教學過程不僅僅是傳授知識，更要重視學生能力的培養，如分析能力、運用能力和解決問題能力。學習要以思考為基礎，而思考是由懷疑和答案組成的。知道的越多懷疑就越多，于是問題也就增加了，所以發問會使人進步，問題和答案一樣重要。電磁場理論博大精深，傾畢生心血也未必能講好，教師應積極開展教改、教研活動，注意教學團隊的培養，要經常交流教學情況，討論課程的重點和難點。組織教學改革和教學研究等方面的研討，吸收并掌握國內外先進的教學理念，了解課程發展動態。講課過程就是自己學習的過程、發現知識缺陷的過程、提高進步的過程、享受人生的過程。教師要把發展學生獨立思考和判斷能力始終放在首位，而不應當把獲得專業知識放在首位。鼓勵學生追求知識，培養他們提出問題的習慣。加強教學過程中的互動效果和學生的參與程度，引導學生多思考，多問為什么，任意表達，敢于標新立異，打破陳規，懷疑一切。建設“電磁場與電磁波”網絡課程。網絡信息量大，可在課堂上實時地補充相關教學資料，圖文并茂，形象生動，學生不會疲倦。教師可以通過網絡課程的教學和輔導，豐富素材，使網絡課件內容具有前沿性、實用性、綜合性和系統性，有利于不斷提高課程教學質量。還要加強電子教材的制作，使電子教材資源的數量和質量得到提高，同時完善“電磁場與電磁波”試題庫、在線測試與答疑等。

四、考試方法的改革

針對該課程概念抽象、理論公式復雜、知識點多等特點，老師們在完成課程教學時，要制定合適的教學大綱，選定合適的教材，采用適合學生的教學方法和考試方式等，這樣對學生而言，既能學習知識又能培養能力。考試題不出難題、怪題，出些概念題、基本知識題。對于學習努力的學生，考試時得到高分是有利的，可以減少學生學習這門課程的恐懼心理，同時增加親近感，有付出就有回報，這樣就可以讓更多的學生選擇上電磁場課，客觀上普及了電磁場知識。而且好分數對就業有利，今后學生在工作中遇到電磁場問題時不回避，增加解決問題的信心。注重平時基本概念和分析計算方法的訓練及考核。加強平時環節，避免讓學生出現期末一考定乾坤的現象。需要我們考試采用多樣形式，閉卷筆試是一種常用考試手段，但不唯一。可以加強平時習題的訓練，來提高平時的成績，再如開展小測驗、教與學的交流、課堂教學討論等，每學期再加上期中考試，檢驗學生前半學期的學習效果，減輕學生期末考試的壓力。這樣平時作業占總成績的10%，平時表現5%，面試小測驗的成績占總成績的10%，期中考試成績占總成績的20%，加起來可達到45%，學生對期末考試的壓力將會大大減少，對待學習自己也會倍感輕松的。

五、結束語

“電磁場與電磁波”在通信工程專業建設中有著重要的地位。通過教學上的改革，使學生感到枯燥乏味的“電磁場與電磁波”課程教學變得生動有趣，充分調動學生的學習興趣。經過教學實踐和改革，有了滿足培養學生要求的“電磁場與電磁波”的教學內容、教學大綱、考試題庫等材料。通信工程專業的“電磁學與電磁波”是專業基礎課程，教師進行反復摸索，現已形成具有專業性、基礎性、前沿性的教學方法和教學手段，當然，還有不完善的地方，這需在今后的教學中繼續完善。對于學生而言，掌握好本課程的理論，需要從場與波的角度理解和掌握，對后續專業課程有很大的幫助，能夠深入分析與解釋物理現象的本質，學生學好“電磁場與電磁波”會對相關學科中不斷出現的新內容有一定的理解能力，有利于增強學生的創新能力。

參考文獻：

[1]雷菁，鄭林華，韓方景，丁宏.關于通信工程專業教學改革的幾點思考[J].高等教育研究學報，2001，24（2）：51-53.

[2]林相波，劉軍民.“電磁場與電磁波”課程教學中的幾點思考[J].電氣電子教學學報，2009，31（2）：95-96，101.

[3]曹斌照，許福永，梅中磊，李月娥.關于“電磁場理論”課程建設的探索與實踐[J].高等理科教育，2007，（5）：43-45.