電磁場(chǎng)與微波技術(shù)教學(xué)考試改革措施與效果

張典+崔雙+李智+華偉

摘要：電磁場(chǎng)與微波技術(shù)課程是電子學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論課程，公式多而復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。本文探討了利用課堂小測(cè)試來鞏固記憶；擴(kuò)展課外知識(shí)面來培養(yǎng)發(fā)散思維；通過學(xué)生自主出題來匯總共性問題；引入自主實(shí)驗(yàn)課程來充實(shí)理論學(xué)習(xí)；通過人文教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)這五個(gè)方面的教學(xué)改革，目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受知識(shí)的魅力，提高學(xué)生對(duì)這門課學(xué)習(xí)的熱情和積極性，使學(xué)生形成以“學(xué)習(xí)者”為中心的學(xué)習(xí)態(tài)度。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)與微波技術(shù)；人文教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）35-0099-03

國(guó)家非常重視大學(xué)生的培養(yǎng)，認(rèn)為大學(xué)生是推動(dòng)祖國(guó)未來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主力軍，是推動(dòng)未來新型創(chuàng)業(yè)的促引者。在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面，比較美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，我們還比較落后。從戰(zhàn)略角度上看，這將拉大我國(guó)同其他國(guó)家人才儲(chǔ)備的距離。不少高校將培養(yǎng)創(chuàng)新型人才放在了戰(zhàn)略的角度，并在培養(yǎng)方式上做出了一些有益的探索。然而仍有部分學(xué)生只是將高等教育作為獲得學(xué)歷證書、找到好工作的階梯，課程學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。這嚴(yán)重的浪費(fèi)了高校的教育資源，影響了我國(guó)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)，這也顯現(xiàn)出教育模式的改變對(duì)于激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性的重要性。為此，探索以學(xué)生為主體的教學(xué)改革模式成為必然。

四川大學(xué)校長(zhǎng)謝和平在《川大的教育》[1]一文中講到：人才的培養(yǎng)是大學(xué)的根本任務(wù)、價(jià)值追求和責(zé)任使命。四川大學(xué)作為一所綜合性大學(xué)，應(yīng)該辦成一所實(shí)施精英教育的學(xué)校，一所能夠培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生自由全面發(fā)展的學(xué)校，一所能提供每個(gè)學(xué)生找到真正適合自己教育的學(xué)校。綜合四川大學(xué)近年來在人才培養(yǎng)方面的探索與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)地提出了有特色的“四個(gè)觀”的人才培養(yǎng)理念、“三個(gè)全”的人才培養(yǎng)機(jī)制以及體現(xiàn)精英教育、個(gè)性化教育、全面發(fā)展的“323+X”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。這種創(chuàng)新型的教育體系就是要本科學(xué)生能夠盡早的感受本學(xué)科的前沿或者實(shí)際生動(dòng)的應(yīng)用，以此激發(fā)學(xué)生的科學(xué)感悟和創(chuàng)新能力。

本文作者結(jié)合自己的教學(xué)情況，對(duì)如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)模式[2]進(jìn)行了探索。

一、改變考察方式，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。”這句話道出了勤奮刻苦的重要性，對(duì)于目前的大學(xué)教育來說，這種精神仍不可丟掉。大學(xué)教育有著一個(gè)相對(duì)寬松的教育環(huán)境，這成就了一部分對(duì)學(xué)習(xí)渴望的學(xué)生，使他們獲得了很多的可能性和塑造性，但同樣的教育環(huán)境，也使部分學(xué)生產(chǎn)生了惰性，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。

《電磁場(chǎng)與微波技術(shù)》課程的探索，改變課程成績(jī)?cè)u(píng)定的組成，增加平時(shí)分組討論、演講的成績(jī)比例；提高基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)比例；要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)小組項(xiàng)目任務(wù)，并給予適當(dāng)?shù)募臃郑惶岣邔?duì)學(xué)生的要求，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度的檢查。從多個(gè)角度讓每一個(gè)學(xué)生從思想上重視起來，從而使他們都能真正地在這門學(xué)科上學(xué)到有用的知識(shí)，同時(shí)自身思維和人文素養(yǎng)都得到了提升。還有學(xué)生讀死書，不知變通，一定程度上限制了其更高層次的發(fā)展。這就要求教師要改變現(xiàn)有的教學(xué)模式，以適應(yīng)不斷變化的學(xué)生心理及教學(xué)大環(huán)境，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣。

二、改變激勵(lì)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與榮譽(yù)感

電磁場(chǎng)與微波技術(shù)這門課程難度大，基本理論知識(shí)比較枯燥，以教師為中心的教學(xué)模式不易產(chǎn)生很好的教學(xué)效果。大學(xué)的任務(wù)是要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，這就更加要求大學(xué)生要有自主學(xué)習(xí)的能力。中國(guó)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力總體上是不比西歐學(xué)生差的，但是缺乏探索的習(xí)慣[3]。對(duì)于大學(xué)這樣一個(gè)教育環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)就有很大的實(shí)際意義，即引導(dǎo)學(xué)生把在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)擴(kuò)展到很多實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例上去。在這一過程中能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的意識(shí)，提高自己的分析能力，學(xué)會(huì)如何評(píng)估和利用資源。而自主學(xué)習(xí)的先入性條件，就是要學(xué)會(huì)搜索、評(píng)估資源并組織好信息以解決具體問題。專業(yè)基礎(chǔ)課程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入深層學(xué)習(xí)，引導(dǎo)中只有激發(fā)學(xué)生的興趣，才會(huì)增加學(xué)生對(duì)這門課程的自主學(xué)習(xí)積極性，才會(huì)逐步讓學(xué)生成長(zhǎng)起來，不斷自主的深入學(xué)習(xí)。

愛迪生說過一句話：“榮譽(yù)感是一種優(yōu)良的品質(zhì)，因而只有那些稟性高尚或受過良好教育的人才具備”。很多學(xué)生經(jīng)常會(huì)問“學(xué)這個(gè)有什么用”、“我學(xué)這個(gè)以后能干什么”等，學(xué)校只知道要學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，卻忽略了最重要的人文學(xué)科素養(yǎng)。教育的真正含義正如蘇霍姆林斯基所說的：“真正的教育者不僅傳授真理，而且向自己的學(xué)生傳授對(duì)待真理的態(tài)度，激發(fā)他們對(duì)于善良事物受到鼓舞和欽佩的情感，對(duì)于邪惡事物的不可容忍的態(tài)度。”就拿電磁場(chǎng)學(xué)科來說，自19世紀(jì)以來就開始被人們研究，這是一個(gè)浩大而持久的工程，每一個(gè)學(xué)習(xí)者都應(yīng)該對(duì)所學(xué)的課程產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的榮譽(yù)感，這樣才能真正的將自己帶入到課程中去。對(duì)于學(xué)科教師來講，通過一定的方式來增加學(xué)生對(duì)學(xué)科的榮譽(yù)感是一種責(zé)任和義務(wù)，無形中也可以提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)“教”和“育”的結(jié)合。同時(shí)為了引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我們?cè)黾有〗M項(xiàng)目設(shè)計(jì)的任務(wù)，使課程充滿趣味性、挑戰(zhàn)性，學(xué)生課下合作完成任務(wù)，并且在課堂上展示成果，教師和學(xué)生共同討論，逐步加深對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握。

1.利用小測(cè)驗(yàn)強(qiáng)化記憶，打好基礎(chǔ)。本門課程有很多的公式和結(jié)論，這些公式結(jié)論對(duì)以后的綜合深入學(xué)習(xí)很重要。而且這些公式的記憶不是短期能夠維持的，需要持續(xù)的記憶。這些數(shù)學(xué)公式的背后有著實(shí)際的物理意義，在課程中用專門時(shí)間給學(xué)生講解清楚其中的物理意義，學(xué)生能夠形成理解性記憶。根據(jù)艾賓浩斯記憶遺忘曲線，人們?cè)趯W(xué)習(xí)中的遺忘是有規(guī)律的，遺忘的進(jìn)程很快，并且先快后慢。從“記”到“憶”是有個(gè)過程的，這其中包括了識(shí)記、保持、再認(rèn)和回憶。要想做好學(xué)習(xí)的記憶工作，單純的注重當(dāng)時(shí)的記憶效果，而忽視了后期的保持和再認(rèn)，同樣是達(dá)不到良好的效果的。為此課程中我們抽出10分鐘來簡(jiǎn)單鞏固一下前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容。抽出一些要求掌握的公式及結(jié)論，讓學(xué)生默寫，完成后互相批改更正。在這樣的過程中，一方面督促了學(xué)生認(rèn)真花時(shí)間來學(xué)習(xí)這門課程中必要的基礎(chǔ)部分；另一方面，在相互批改更正的過程中，學(xué)生可以翻閱教材來更正別人錯(cuò)的內(nèi)容，同時(shí)也溫習(xí)了自己沒有掌握的內(nèi)容，達(dá)到了鞏固記憶的效果。將此次的測(cè)驗(yàn)作為一次成績(jī)考核，能夠讓學(xué)生認(rèn)真對(duì)待本課程。這種方法達(dá)到了預(yù)期的效果。反復(fù)的測(cè)試，學(xué)生就掌握了這些公式結(jié)論，為以后融會(huì)貫通地學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

2.分組項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，擴(kuò)展知識(shí)打開思路。采用分組討論、查閱資料、結(jié)合實(shí)際等方法，還原了課程的真實(shí)感，避免學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生距離感。俗話說：“興趣是最好的老師”，從教育心理學(xué)的角度來說，學(xué)習(xí)興趣是一個(gè)人傾向于認(rèn)識(shí)、研究而獲得某種知識(shí)的心理特征，是可以推動(dòng)人們求知的一種內(nèi)在力量。學(xué)生對(duì)學(xué)科有興趣，就會(huì)持續(xù)地專心致志地鉆研它，從而提高學(xué)習(xí)效果，即通過調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心、創(chuàng)造愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。因此，我們給學(xué)生一些關(guān)于電磁場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)合適的題目，例如結(jié)合直流交流以及場(chǎng)分布知識(shí)分析三峽輸電問題，利用遙感遙測(cè)、雷達(dá)天線的實(shí)際應(yīng)用來加深對(duì)平面波入射反射以及極化等概念的理解。讓學(xué)生分組查閱資料，從中提取課堂中基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。查閱資料，自主思考，這是創(chuàng)新型大學(xué)生以自我為中心學(xué)習(xí)的必要條件。先給學(xué)生指引幾個(gè)方向，避免學(xué)生因沒有經(jīng)驗(yàn)而感到迷茫。讓每組學(xué)生講述自己查閱的資料以及討論交流的想法，學(xué)生在面對(duì)全班學(xué)生的演講時(shí)，會(huì)十分重視，所以會(huì)多花些功夫在這些準(zhǔn)備工作上面，多思考一些，讓自己表現(xiàn)得更加優(yōu)秀。這也能夠使得每個(gè)小組的資料得以交流，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的表達(dá)和交流的能力，讓學(xué)生體驗(yàn)講解者身份，潛移默化地使學(xué)生形成以自我為中心的學(xué)習(xí)觀念。對(duì)于查閱資料詳細(xì)認(rèn)真，有自己獨(dú)特見解的小組，應(yīng)適當(dāng)?shù)募臃知?jiǎng)勵(lì)，來調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性。需要注意的是，為了杜絕出現(xiàn)組內(nèi)成員渾水摸魚、濫竽充數(shù)的現(xiàn)象，必須給組內(nèi)每個(gè)成員分清任務(wù)，并在小組演講中予以分別展示。

3.學(xué)生自我總結(jié)，匯總題目。俗話說：“業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。”在有了一定的學(xué)習(xí)積累后，就必須通過思考來提升自己。我們讓學(xué)生自己出題，類似于一種分層次性的作業(yè)性質(zhì)的復(fù)習(xí)和對(duì)已學(xué)知識(shí)的總結(jié)思考，要求學(xué)生安下心來思考問題，把自己認(rèn)為容易出錯(cuò)的題挑選出來，傳遞給其他同學(xué)，檢查知識(shí)缺陷，查缺補(bǔ)漏。另一方面，學(xué)生提出的問題，考慮問題的角度與教師提出的問題不一樣，并且學(xué)生的錯(cuò)誤也具有普遍性，因此要重點(diǎn)復(fù)習(xí)出過錯(cuò)的題，這樣的復(fù)習(xí)不僅具有針對(duì)性，而且也有助于增加學(xué)生之間的交流討論。

四川大學(xué)有自己的課程中心，我們把學(xué)生出的習(xí)題進(jìn)一步整理成題庫(kù)，放到課程中心，設(shè)置成試卷的形式，做完自動(dòng)給出分?jǐn)?shù)和答案，同時(shí)網(wǎng)上的資源豐富，方便學(xué)生自由查閱和測(cè)試，提高了學(xué)習(xí)的效率。在學(xué)生完成這些自測(cè)題的同時(shí)，選出自己認(rèn)為出題比較好的試卷，我們將給予這些出自測(cè)題的學(xué)生額外獎(jiǎng)勵(lì)分。同時(shí)教師也可以給課程中心也上傳一些資料，增加一些電磁場(chǎng)學(xué)科比較前沿的知識(shí)，讓學(xué)生能夠及時(shí)的了解本學(xué)科最新的動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。這些前沿的資料不僅能夠拓展課堂上未展開講解的知識(shí)，還可以增加學(xué)生自己閱讀探究的興趣。

4.強(qiáng)化動(dòng)手能力培養(yǎng)，引入自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為了配合理論課程建設(shè)和當(dāng)前科研發(fā)展的方向，電磁場(chǎng)與微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的引入是十分必要的。實(shí)驗(yàn)課程是教學(xué)的延伸，是理論與實(shí)踐的紐帶，不僅能夠讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，深化理解并真正掌握理論知識(shí)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本理論解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)“理論教學(xué)—實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”循序漸進(jìn)的教學(xué)目的[4]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由理論課任課教師和實(shí)驗(yàn)室教師共同確定，由實(shí)驗(yàn)室教師承擔(dān)具體的教學(xué)指導(dǎo)任務(wù)，主要介紹微波系統(tǒng)的認(rèn)知與調(diào)整和單端口網(wǎng)絡(luò)阻抗測(cè)量和匹配，并且指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生需要了解微波測(cè)試系統(tǒng)、認(rèn)知微波儀器與元件、連接與調(diào)試測(cè)量系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間安排上，我們采用先修完理論課程再參加實(shí)驗(yàn)的教學(xué)安排，這樣可以使學(xué)生在具有一定理論的基礎(chǔ)上更好地參與實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室以學(xué)生為主導(dǎo)，學(xué)生可以隨時(shí)與助教教師安排實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)彈性增大，使學(xué)生由“被動(dòng)實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)為“主動(dòng)實(shí)驗(yàn)”。利用四川大學(xué)電子信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)微波技術(shù)領(lǐng)域的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，例如在微波網(wǎng)絡(luò)部分，利用實(shí)驗(yàn)了解阻抗與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的關(guān)系，自主選擇自己需要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，都取得了良好的效果。

5.鍛煉演講表達(dá)能力，提高學(xué)科人文素養(yǎng)。學(xué)習(xí)不僅是說“這個(gè)知識(shí)我知道，然后羅列的理論公式”，而且需要教育學(xué)生思想的寬度，從學(xué)科中理解科學(xué)的追求以及人對(duì)科學(xué)的認(rèn)知。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)上有著被動(dòng)的依賴性，往往只是簡(jiǎn)單的依著書本思維模式進(jìn)行，并不能很好的對(duì)其進(jìn)行自我吸收和理解，這往往會(huì)導(dǎo)致記憶的短暫、不連續(xù)，不利用本學(xué)科的邏輯性的、有效性的學(xué)習(xí)。讓學(xué)生通過對(duì)項(xiàng)目作業(yè)的設(shè)計(jì)完成情況制作PPT、進(jìn)行課堂演講等方式，分享對(duì)電磁場(chǎng)學(xué)科某個(gè)興趣點(diǎn)知識(shí)的形象理解方式及對(duì)深度的擴(kuò)展探索。一方面學(xué)生通過演講的方式將自己對(duì)知識(shí)的自我理解分享給大家，可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力；學(xué)生會(huì)更好地組織語言來充實(shí)自己的演講趣味性和有效性，會(huì)課下搜集資料，思考知識(shí)的寬度，提高自我的人文素養(yǎng)。另一方面聆聽其他同學(xué)的分享可以啟發(fā)自己在學(xué)習(xí)思考上的不足，學(xué)習(xí)別人思考上的長(zhǎng)處；或者使缺乏自主思考的學(xué)生產(chǎn)生一種知識(shí)自我消化理解的意識(shí)。通過這個(gè)多重交互式的分享與溝通，每一位同學(xué)都可以獲得更多學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和表達(dá)能力的鍛煉，使自己的不足之處得以快速?gòu)浹a(bǔ)。

通過多種形式的全過程考核，讓學(xué)生不再為考試而學(xué)習(xí)，同時(shí)也增強(qiáng)他們多方面的學(xué)習(xí)研究能力，鍛煉學(xué)生的學(xué)科人文修養(yǎng)，使學(xué)生能夠以有方向的學(xué)習(xí)者的姿態(tài)繼續(xù)學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

無論是從國(guó)家戰(zhàn)略、學(xué)校發(fā)展、教師的自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，還是從學(xué)生長(zhǎng)本領(lǐng)的角度來看，都有必要在這信息快速發(fā)展的時(shí)代讓學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力有所提高，以適應(yīng)社會(huì)的要求，以適合未來發(fā)展。電磁場(chǎng)與微波技術(shù)，作為一門電子通信的專業(yè)課，認(rèn)真學(xué)習(xí)它，是極其有必要的事情。作為教育工作者，我們有責(zé)任、有義務(wù)認(rèn)真思索其教學(xué)改進(jìn)措施，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提升教學(xué)效果，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝和平.川大的教育[J].高等理科教育，2012，（02）：1-13.

[2]Terry Doyle.如何培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)者——?jiǎng)?chuàng)建以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)環(huán)境[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2014，（08）.

[3]張立新，李霄翔.中國(guó)—西歐學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力對(duì)比調(diào)查研究[J].外語界，2004，（04）：15-23.

[4]王子立，謝銀芳.電磁場(chǎng)與微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)探討[J].中國(guó)科教創(chuàng)新刊，2007，（07）：128.