工程實(shí)踐背景下電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)改革初探

李佩佩 張麗麗 彭 勃

（河南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003）

工程實(shí)踐背景下電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)改革初探

李佩佩 張麗麗 彭 勃

（河南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003）

討論在新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)展下，如何改革電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)的教學(xué)模式，探求比較全面的教學(xué)方法和手段，來培養(yǎng)全面的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)的人才，以適應(yīng)現(xiàn)代科技社會(huì)高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

電磁場(chǎng)與電磁波；工程實(shí)踐；教學(xué)改革

1．引言

21世紀(jì)的新經(jīng)濟(jì)是以高新技術(shù)和知識(shí)為支撐的，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求使工程實(shí)踐越來越綜合化和復(fù)雜化，因此對(duì)工程技術(shù)人才的素質(zhì)提出了更高的要求。1995年，美國(guó)白宮科學(xué)技術(shù)委員會(huì)發(fā)表的《科學(xué)與技術(shù)》白皮書中談到：“工業(yè)界應(yīng)該使大學(xué)重新獲得迎接存在于工業(yè)和國(guó)際市場(chǎng)中的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)的能力。反之，大學(xué)也應(yīng)使其工業(yè)界伙伴重新獲得訓(xùn)練有素、生氣勃勃的年輕人才和大學(xué)的科研成果，以利于美國(guó)工業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的、科技發(fā)展日新月異的世界上保持領(lǐng)先。”[1]由此可以看出即使在充滿著危機(jī)意識(shí)的美國(guó)教育界，也仍然感到人才的匱乏，滿足不了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前我國(guó)隨著高新技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)也日益體現(xiàn)出實(shí)踐、應(yīng)用、綜合和創(chuàng)新的特點(diǎn)，因此如何在新形勢(shì)下改革和探索電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)的教學(xué)模式與方法，以適應(yīng)科技社會(huì)高速發(fā)展的需要，如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，是我們高等教育工作者急需解決的課題。

1．1 工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

當(dāng)前我國(guó)急需熟悉現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)和掌握各種應(yīng)用能力的高級(jí)專業(yè)人才，專業(yè)人才最突出的特征就是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，也就是能夠理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐中，并且能夠解決現(xiàn)實(shí)工程所遇到的問題。我們高等教育當(dāng)前也應(yīng)該致力于培養(yǎng)應(yīng)用型的本科畢業(yè)生，使其在相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)技能等各方面能夠具有應(yīng)用復(fù)合性的綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)，以滿足和適應(yīng)社會(huì)崗位技術(shù)水平的提高和知識(shí)結(jié)構(gòu)多樣化的需要。因此高等教育在教學(xué)內(nèi)容上要以工程技術(shù)領(lǐng)域的需求為出發(fā)點(diǎn)，在滿足相關(guān)專業(yè)的學(xué)科理論的基本要求上，以現(xiàn)在工程上正在使用或有可能推廣使用的技術(shù)為主要教學(xué)內(nèi)容，課程設(shè)置上要具有應(yīng)用性、針對(duì)性和實(shí)用性。其中公共和專業(yè)的基礎(chǔ)課程內(nèi)容以適應(yīng)終身教育為主，而專業(yè)課程內(nèi)容則要求針對(duì)性和實(shí)用性，時(shí)刻與現(xiàn)代工業(yè)需要保持一致。在實(shí)踐性環(huán)節(jié)的設(shè)置上以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和智力技能為目的，使學(xué)生能夠有針對(duì)性地獲得較為系統(tǒng)的基本技能和專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練，切實(shí)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

1．2 電磁場(chǎng)與電磁波課程特點(diǎn)

在我們?nèi)粘Ｉ睢⑽锢硖綔y(cè)、通信、電子對(duì)抗等各個(gè)領(lǐng)域，微波技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，同時(shí)也越來越重要，因此與電磁相關(guān)的人才越來越受到社會(huì)青睞，作為電磁專業(yè)的基礎(chǔ)課，電磁場(chǎng)與電磁波課程的地位也越來越重要。怎樣上好電磁場(chǎng)與電磁波這門課，同時(shí)能夠理論聯(lián)系實(shí)際，滿足現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展需要是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。由于我國(guó)高等教育起步較晚，加上近來高等教育大眾化的趨勢(shì)帶來的教學(xué)資源緊缺，不免暴露了許多缺點(diǎn)，特別是理工科教育存在著以下幾方面的問題：專業(yè)教育的知識(shí)面窄，學(xué)生缺乏科研實(shí)踐和科研方法的訓(xùn)練，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，觀察能力，分析能力及表達(dá)能力的全面訓(xùn)練。再加上電磁場(chǎng)與電磁波課程知識(shí)體系中的理論公式復(fù)雜，電磁場(chǎng)的模型抽象以及電磁場(chǎng)本身不可見，學(xué)生很難理解課程上的知識(shí)更不用說是應(yīng)用于工程實(shí)踐。為了滿足當(dāng)前高等教育提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目的。我們對(duì)傳統(tǒng)的電磁場(chǎng)與電磁波教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革和探索。

電磁場(chǎng)與電磁報(bào)作為一門傳統(tǒng)的工程專業(yè)課程，是一個(gè)純理論課程，課程內(nèi)容抽象，局限在一個(gè)狹小的范圍，而且與實(shí)際工程不相關(guān)，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。要解決變現(xiàn)有教學(xué)上的問題就需要將加強(qiáng)電磁場(chǎng)與電磁波理論基礎(chǔ)知識(shí)、方法和技術(shù)的培養(yǎng)，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，以組織學(xué)生參加課外活動(dòng)和專業(yè)競(jìng)賽則作為輔助，來強(qiáng)化學(xué)生自主創(chuàng)新能力、溝通能力、同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。

2．教學(xué)思路與方法

既然高等學(xué)校的人才培養(yǎng)應(yīng)該以工程實(shí)踐為目的，因此課程教學(xué)改革的核心應(yīng)該是“工程實(shí)踐”。

2．1 課程內(nèi)容方面

首先從課程內(nèi)容上面，要理清教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。關(guān)鍵是明確教學(xué)目的與要求，對(duì)該課程在學(xué)生知識(shí)體系中地位與作用要有充分的認(rèn)識(shí)。其次，因?yàn)殡姶艌?chǎng)與電磁波課程內(nèi)容概念抽象，數(shù)學(xué)建模要求較高，這就要求任課教師在課堂講授時(shí)，同時(shí)以案例、問題、項(xiàng)目為中心組織教學(xué)，注重學(xué)生的主動(dòng)參與，在教學(xué)方式上由老師給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景或提出問題，學(xué)生通過自己的查找資料或進(jìn)行調(diào)查研究得出一定的結(jié)果。用科學(xué)的教學(xué)方法傳授知識(shí)，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和使用其解決問題的思想方法，從而使課堂教學(xué)更貼近學(xué)生將來必然要面臨的真實(shí)問題。同時(shí)現(xiàn)在本科課程大多使用多媒體，由于多媒體教學(xué)的特殊性，教師授課若只盯著電腦屏幕，就會(huì)與學(xué)生缺乏交流。因此在教學(xué)中將多媒體手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法相合，適時(shí)適度使用多媒體手段，活躍了課堂氣氛，使學(xué)生在教學(xué)過程中處于主要地位，能有效地從學(xué)生那兒得到學(xué)習(xí)情況的反饋信息，提高了教學(xué)效果。

2．2 實(shí)踐能力培養(yǎng)

應(yīng)用技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)則通過增加課外大作業(yè)、實(shí)訓(xùn)和開展與學(xué)科教學(xué)相融合的專題研究，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技能與創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)。開展與學(xué)科教學(xué)相融合的專題研究的根本目的是為了彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，它與課堂教學(xué)是相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的共生體。而研究性學(xué)習(xí)正是以此為切入點(diǎn)，并作為主要的教學(xué)目標(biāo)。

(1)通過開展電磁場(chǎng)與電磁波相關(guān)專題的研究活動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)電磁場(chǎng)與電磁波對(duì)新世紀(jì)新技術(shù)發(fā)展的派生和帶動(dòng)作用，了解該課程在現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展中的重要性．并能分析和解決日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中所遇到的最基本的實(shí)際問題，獲得用電磁理論分析和處理一些基本問題的能力。

(2)專題的選擇上，要重點(diǎn)突出科學(xué)與社會(huì)實(shí)踐技術(shù)相結(jié)合的方面，要求學(xué)生能夠通過自己查閱資料，分析問題和解決問題，采用小組合作的方式，相互分享和交流研究成果，完成課題的研究、分析、建模和數(shù)學(xué)分析，最終提出解決方案，同時(shí)能夠分析解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，改進(jìn)方法。

3．結(jié)束語

實(shí)踐證明，研究性學(xué)習(xí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)了學(xué)生之間的相互交流和語言表達(dá)能力，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力。拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，加強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)行開放式辦學(xué)，面向社會(huì)，面向工程實(shí)踐，適應(yīng)社會(huì)的需要。

[1]田逸．美國(guó)大學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)及其對(duì)我國(guó)的啟示[D].湖南：湖南師范大學(xué)．

[2]許碧惠．"電磁場(chǎng)與電磁波"課程的教學(xué)思考[J]．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31，(3)．

[3]楊其濱．地方綜合性大學(xué)構(gòu)建"研究性學(xué)習(xí)"體系的意義及對(duì)策[J]．黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，29，(8)．

[4]丁蘭．高校理工類教材建設(shè)探索—基于《電磁場(chǎng)與電磁波》[D].南京：南京師范大學(xué)，2006．

Teaching Reform of Electromagnetic Field and Electromagnetic Wave Based on Engineering Practice

Li Peipei Zhang Lili Peng Bo
(Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,Henan)

This paper discusses the reform of the electromagnetic field and electromagnetic wave curriculum teaching mode，searches for the comprehensive teaching methods and means,in order to cultivate high-quality talents with innovative spirit and practice ability,to adapt to the need of high speed development of science and technology in modern society.

electromagnetic field and electromagnetic wave；engineering practice；teaching reform

李佩佩，女，河南洛陽(yáng)人，碩士研究生，講師，研究方向：通信與信息系統(tǒng)。