應用型本科“電磁場與電磁波”教學淺探

仲愛民

[摘 要] 針對“電磁場與電磁波”在應用型本科教學中存在的突出問題，對該課程的授課對象、內容特點、教學方法等進行了詳細的分析，提出了強化基礎、主線教學、手段多樣、結合應用等一些教學改進措施。

[關 鍵 詞] 電磁場與電磁波；主線教學法；結合應用

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）25-0147-01

一、應用型本科電磁場課程教學特點

（一）電類應用型本科概述

應用型本科不是以科研辦學定位，主要培養(yǎng)適應生產、管理第一線的高級技術應用型人才。具體來說就是要理論堅實、實踐突出。在教學中，應圍繞培養(yǎng)應用能力、設計能力、創(chuàng)新能力的人才而實施。電類課程中的所有專業(yè)基礎課，皆有較深的理論性和很強的實踐性，為專業(yè)課教學和完成畢業(yè)設計起到至關重要的作用，所以其教學效果不僅關系到本課程而且對后續(xù)學生的學習影響較大。

（二）“電磁場與電磁波”課程教學特點

“電磁場與電磁波”課程是所有電類專業(yè)基礎課程之一，其理論已經成熟，體系完整，能選用的教材也多。但內容都較為抽象，數(shù)學推導過程偏多，真正適合于應用型本科教學的精品并不多，特別是應用了大量的數(shù)學公式運算和大學物理電磁概念，容易使基礎稍差的二本院校和獨立學院的學生產生畏懼情緒，一部分高數(shù)和物理學得不好的學生甚至會出現(xiàn)“仗未開打，信心已失”的現(xiàn)象。

二、應用型本科電磁場教學改革

（一）講好緒論，激發(fā)興趣

任何一門課程的教學都必須以上好緒論課作為良好的開端。但萬事開頭難，電磁場當然也不例外。緒論課對于激發(fā)學生學習電磁場的興趣和熱情相當關鍵，課中除了講授電磁場理論的發(fā)展過程——經典電磁場理論階段、計算電磁場理論階段，要適當講述其在整個電類專業(yè)學習中的作用、電磁場理論在實踐中的應用等，引起學生對該課程的重視及興趣。

（二）主線教學，綱目清晰

在教學中，我將電磁場內容進行了總結歸納，實施了主線教學法，取得了不錯的效果。所謂主線教學是指根據電磁場課程特點和學生需求，理出整體解讀的視點，并據此分層布點，逐點融通，層層推進，力求各點之間內通外聯(lián)，實現(xiàn)局部教學目的與整體教學目標相契合，進而明晰學習思路的一種教學方式。

教學中，將該課程的主線具體定為“三度三大一組四傳播”，即為：三度（梯、散、旋度）基礎，三大實驗定律（庫侖、安培和法拉第電磁感應定律），一組積分與微分方程（麥克斯韋方程組積分和微分等式），四種傳播（均勻平面波在無界空間的傳播、多層媒介傳播、導波系統(tǒng)傳播與天線向空間的電磁波傳播）。這樣一來，學習中綱目非常清晰，哪些部分已掌握，哪些部分還需要重點攻關能心中有數(shù)。

（三）精選例題，輔助理解

在教學中，通過一系列典型題目將復雜的問題簡化。如在介紹梯度的概念時，以地面上的溫度場為標量場引入，溫度隨高度變化，山高已知，溫差已定，三人登山，路徑不同，運動中的溫度變化率也不同，這樣引入梯度概念學生感覺非常自然。再如介紹趨膚深度概念，通過引入海水的媒質參數(shù)和選用發(fā)射頻率，代入參數(shù)運算，電磁波衰減一目了然。這樣的例題還有好多。總之，講例題，必須精挑細選。

（四）結合應用，設置疑問

電磁場課程為什么重要？原因之一就是在工程上獲得廣泛的應用。單講理論，務必枯燥，思維起于疑問，舉一些實際例子，使學生急于了解緣由并引入新的知識。金屬外殼的汽車為什么能夠防止雷擊？可結合靜電場的概念解釋。屏蔽室金屬厚度如何設計？良導體中的波傳播常數(shù)可以計算得到。天線為什么有直線有螺旋？因為與電場傳播的極化有關。類似的應用還有很多，需要我們日常積累、學習和搜集，在此不再贅述。

（五）組織小結，類比歸納

電磁場圍繞著電磁波的量度、傳播、輻射展開討論。各章節(jié)之間既有聯(lián)系又相互獨立，在授課中，我認為章節(jié)小結比平常的講課更重要。比如講矢量分析時，標量和矢量的對比、梯度和散度的不同、高斯定理與斯托克斯定理的公式等這些教材上沒有去歸納的內容，通過組織比較和對照，學生感覺容易理解多了。

總之，電磁場的教學是電類基礎課的復雜系統(tǒng)工程之一。多媒體形象化教學、編寫較為簡單的Matlab程序、改革考核方法和開設實驗課等也是教學必不可少的內容。我們還要對應用型本科教育進行不斷的探索、創(chuàng)新，在教會學生知識的基礎上，鍛煉他們的分析和解決問題的能力，使其真正成為社會的應用型人才。

參考文獻：

[1]謝處方，饒克謹.電磁場與電磁波（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]孔令榮，朱霞，黃敏，等.“電磁場與電磁波”教學改革研究與實踐[J].大學教育，2015（8）：172-173.