《電磁場與電磁波》課程在物聯網時代的教學改革

摘 要：本文針對當今物聯網時代的高速發展，對傳統課程《電磁場與電磁波》的教學改革進行了深入的探討與研究。首先，電磁場與電磁波首先建立在大學數學的基礎上，然后通過基本電磁物理概念的梳理，引出電磁學的基礎——麥克斯韋方程。其次，聯系最新的物聯網時代對微波天線技術的發展要求，引出電磁波的基本特性和傳播規律。最后，理論聯系實際地引入波導及傳輸線的特性。最終使學生掌握電磁場與電磁波在物聯網及信息時代的應用背景和運行的基本物理規律。

關鍵詞：電磁場；電磁波；微波；天線；教學方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.256

1 課程背景與現狀

我們現在處于一個物聯網的時代，也處在一個信息爆炸的時代，身邊的各種電子產品都能接入互聯網，包括筆記本、手機、智能手表、手環、液晶電視甚至空調、冰箱。對于這些接入互聯網的設備而言，不僅包括傳統的寬帶、光纖形式，也包括最新的無線接入形式，如WIFI，藍牙等等。因此這些設備都離不開其中的一個關鍵部件——天線，而天線又是通過電磁波傳遞信號數據，因此，學習《電磁場與電磁波》這門課程是了解當今物聯網時代背景的基礎。

傳統的《電磁場與電磁波》課程主要注重基本的數學和物理概念，缺少對時代背景的聯系，也缺少對實際工程項目的具體分析。因此，在傳統課程的基礎上，我們應當做出進一步的全面改革，不僅從教師自身科學素養與工程經驗的角度，也要從備課方式、課程內容的設置、課堂呈現方式以及作業布置的角度，去更新這門課程的教學方式。使學生在新的專業體系下，能夠掌握更豐富的專業知識和具備更高的專業知識素養，從而更好地面對新時代的發展要求。

2 教學改革內容

談到教學改革，第一步應當是提高教師自身的科學素養及豐富自己的實際工程經驗。傳統高等學校對教師的培養方式過多地強調科學論文的數量，忽視科學論文的質量。另外，鼓勵更多的是“兩耳不聞窗外事、一心只讀圣賢書”的科研態度。在新的物聯網及信息時代，我們雖然也需要這類關著門一心鉆入學術研究的老師，同樣也需要一批能夠承擔工程項目的老師，并且需要有敢擔當能成事的魄力與能力。因此在新的多元考核方式和多元培養模式的基礎上，將大學教師自身培養成為具有深層次科學素養及深厚工程經驗的學者，能為課堂精彩內容的呈現做一個很好的鋪墊，也同時刺激學生感到學以致用，進而激發他們更加奮發向上，并愿意全身心投入到學習中。

教學改革的第二步就是備課的改革。在第一步的基礎上，教師積累了一定科學素養與工程經驗后，備課的工作不僅可以做得更專注，也可以做得更全面。通過對電磁場與電磁波、微波天線、電波傳播等相關行業不同教科書的類比與研究，通過不同工程項目實施所積累的工程經驗，可以全面梳理相關行業的各類科學與工程應用，在此基礎之上可以分析比較通過何種方式呈現能幫助學生融會貫通課程知識，最終將最適宜學生接受的內容整理于課堂講稿與展示的PPT中，為課程的講授打下一個良好的基礎。

教學改革的第三步就是授課的改革，授課是與學生面對面交心的開始，是傳授知識的關鍵環節。如何在這一步上提高學生對所學知識的轉化能力也是十分重要的。因此，在課程的開始環節，最好從一個工程實例引入，激發學生的好奇心，如何去解決這個工程實例，接著慢慢進入到課程的正文中。并且理論聯系實際，指明具體工程項目對參數的要求形式，從這些參數出發介紹本章本節所要講授的具體內容。另外，在課程的講授過程中，多采納提問法，讓學生不再一股腦兒地被動接收，而是邊思考邊吸收。再者，課件PPT的展示也要圖片與公式相結合，圖文并茂，否則很容易讓學生在公式的海洋中逐漸失去興趣，慢慢把上課變成一種老師和家長的任務要求，而非主動學習的路徑形式。

教學改革的最后一步是課后作業的布置。雖然表面上看起來作業不是一個十分重要的環節，但是在具體不同實施方法上，可以對學生對知識的吸收產生迥異的效果。在傳統的作業形式中，多為公式推導或者生搬硬套地套用公式去進行計算的形式。因此，針對新的物聯網時代的要求，應該用工程項目的實現等類似形式，通過具體小項目的實施，再結合課后的習題，使學生掌握一個完整的設計過程，能讓學生充分感受到學以致用，并且愿意將時間花在作業上面，減少大面積的抄襲現象。

3 結語

總而言之，在新的時代我們需要對電磁場與電磁波課程進行新的改革，其不僅僅是從課堂呈現的形式出發，也是從教師自身的角度出發，通過科研論文的研究和工程項目的鍛煉，去提高課堂教學水平。另外通過多種教學方式相結合的方式，圖文并茂地將知識要點傳授給學生，并且通過課后小項目加習題相結合的方式對學生進行考核，最終使學生感到學以致用，并對學習產生興趣，最終提高課程的教學質量。

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作者簡介：許麗潔（1987-），女，江蘇江陰人，博士研究生，講師，研究方向：微波天線。