《電磁場(chǎng)與電磁波》課程教學(xué)改革探索

《電磁場(chǎng)與電磁波》課程作為電子信息工程專(zhuān)業(yè)的基本課程之一，其在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中處于非常的重要的地位。選擇合適的教材，實(shí)施合適的教學(xué)方式，是提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要因素。

一、教材體系說(shuō)明

作為傳統(tǒng)課程，《電磁場(chǎng)與電磁波》現(xiàn)有的課程教材的版本較多，選用余地比較大，相關(guān)教學(xué)實(shí)施體系也可選擇。教材都涵蓋所要求的知識(shí)內(nèi)容， 但不同教材的知識(shí)體系說(shuō)明不同，在電磁場(chǎng)與電磁波相關(guān)知識(shí)體系的構(gòu)造上主要有兩種：一種是先靜態(tài)場(chǎng)后交變電磁場(chǎng)的知識(shí)體系，如高等教育出版社謝處方主編《電磁場(chǎng)與電磁波》（第3 版），逐步介紹靜電場(chǎng)、恒定磁場(chǎng)和時(shí)變電磁場(chǎng)，這種體系啟接“大學(xué)物理”課程，相對(duì)比較傳統(tǒng)，知識(shí)銜接較好，容易接受。但與“大學(xué)物理”中電磁學(xué)部分一樣純理論討論很多，學(xué)習(xí)中會(huì)感到枯燥。這種知識(shí)體系尊重一般認(rèn)知規(guī)律，從基本定律出發(fā)，從庫(kù)侖定律、畢奧—薩伐爾定律及法拉第電磁感應(yīng)定律，逐步推演靜態(tài)場(chǎng)的特性，過(guò)程費(fèi)時(shí)較多，因此時(shí)變電磁場(chǎng)內(nèi)容被壓縮。另一種是先交變場(chǎng)后靜態(tài)場(chǎng)并以交變場(chǎng)為主的教材體系，它從麥克斯韋方程組出發(fā)，先論述時(shí)變電磁場(chǎng)，然后把靜態(tài)場(chǎng)歸結(jié)為時(shí)變電磁場(chǎng)的特殊情況，放在最后再進(jìn)行研究。此類(lèi)知識(shí)體系遵從由一般到特殊的認(rèn)知規(guī)律，側(cè)重點(diǎn)偏于時(shí)變電磁場(chǎng)，要求較高，學(xué)生不易掌握，

對(duì)于課程教學(xué)過(guò)程而言，重要的是如何組織教學(xué)，整合與表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施課程教學(xué)完善與改革。近年來(lái)在專(zhuān)業(yè)課程普遍壓縮學(xué)時(shí)的大背景下，如何能夠抓住要點(diǎn)和難點(diǎn)，精細(xì)講解，突出工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容特色，其實(shí)現(xiàn)的的關(guān)鍵在于如何組織教學(xué)與實(shí)施計(jì)劃。

從我校教學(xué)實(shí)際出發(fā)，我們選用西安電子科技大學(xué)出版社王家禮《電磁場(chǎng)與電磁波》（第3 版）作為教材。全書(shū)內(nèi)容精練，概念清晰，語(yǔ)言流暢，注重實(shí)踐性與新穎性。為便于學(xué)習(xí)使用，書(shū)中安排有較多的例題?？勺鳛楦叩葘W(xué)校本科通信電子相關(guān)專(zhuān)業(yè)“電磁場(chǎng)與電磁波”課程教材。

二、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法研究

所選擇的教材是西安電子科技大學(xué)出版社王家禮《電磁場(chǎng)與電磁波》（第3 版），共分八章，內(nèi)容包括：矢量分析、靜電場(chǎng)、恒定電流的電場(chǎng)和磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)的解、時(shí)變電磁場(chǎng)、平面電磁波、電磁波的輻射及導(dǎo)行電磁波[1]。根據(jù)工科專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)制定教學(xué)大綱，然后依據(jù)大綱合理安排教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)進(jìn)度，逐次論述電磁場(chǎng)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中注意與“電磁學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的銜接，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整難度并在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中體現(xiàn)了時(shí)變電磁場(chǎng)理論內(nèi)容在整個(gè)課程中的重要性。

1. 理清課程教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)中必須突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。教師想要在教學(xué)過(guò)程中做好這一點(diǎn)，首先要明確每一章每一節(jié)的教學(xué)目的和具體要求。在《電磁場(chǎng)與電磁波》課程研討中，我們明確認(rèn)識(shí)該課程在整個(gè)知識(shí)體系中的重要性，教學(xué)中調(diào)整了部分內(nèi)容，將導(dǎo)行電磁波的相關(guān)章節(jié)要素后移到《微波技術(shù)》等后續(xù)課程中講解，以便在現(xiàn)有的短學(xué)時(shí)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程條件下突出對(duì)時(shí)變電磁場(chǎng)理論內(nèi)容的討論。

2. 理順解決重點(diǎn)和難點(diǎn)的思路與方法

教師采用具體的教學(xué)方法、教學(xué)手段來(lái)體現(xiàn)，用尊重科學(xué)理論的態(tài)度和方法來(lái)傳授講解知識(shí)，讓學(xué)生能夠有效接受和消化，同時(shí)潛移默化地傳授給學(xué)生解決問(wèn)題的四項(xiàng)方法，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自身的創(chuàng)新能力。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中我們按照教學(xué)大綱所定的基準(zhǔn)，充分研究教材延承的教學(xué)思想，依托教材加上教師自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)特長(zhǎng)，保留教材中教學(xué)易教與學(xué)習(xí)易掌握的內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)講解，并對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合與調(diào)整。

三、完善課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)

由于條件有限我院開(kāi)出《電磁場(chǎng)與電磁波》課程但是實(shí)驗(yàn)設(shè)備很不完善， 尚未開(kāi)出課程的全部實(shí)驗(yàn)。在聯(lián)系交流，討論教學(xué)活動(dòng)中，我們調(diào)研其它高校開(kāi)設(shè)了《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的具體實(shí)施情況，了解所選用的教材及教學(xué)情況。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置《電磁場(chǎng)與電磁波》課程配套的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。選擇使用MATLAB仿真軟件。布置合適的題目讓學(xué)生上機(jī)實(shí)踐， 通過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件建模與軟件仿真， 增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的自主學(xué)習(xí)和探索科學(xué)的能力?！峨姶艌?chǎng)與電磁波》課程仿真實(shí)驗(yàn)中注重基礎(chǔ)理論知識(shí)，強(qiáng)化工程概念和工程實(shí)踐方法，針對(duì)基本原理設(shè)置基本型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，幫助學(xué)生解掌握課程的重要知識(shí)，并在課程實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)踐，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程改革還從系統(tǒng)應(yīng)用的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，讓學(xué)生完成關(guān)鍵單元電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并積極研究電磁場(chǎng)與電磁波的各類(lèi)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探性學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)的改革探索。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分類(lèi)為基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型性實(shí)驗(yàn)和研究提高型實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容由教師統(tǒng)一安排，主要內(nèi)容是對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證研究和正確操作方法進(jìn)行掌握。其中對(duì)電磁場(chǎng)的參數(shù)與特性的基本測(cè)量方法的訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的規(guī)范操作，以及正確采集、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。與綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是以教學(xué)理論內(nèi)容為基礎(chǔ)，并與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合。以電子與傳統(tǒng)物理學(xué)科進(jìn)行交叉，讓學(xué)生從更高層次認(rèn)識(shí)與掌握電磁場(chǎng)理論知識(shí)，提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)的綜合運(yùn)用及工程實(shí)踐能力。教師依托科學(xué)研究和應(yīng)用實(shí)際，提出專(zhuān)業(yè)問(wèn)題和適合學(xué)生研究的方向，引導(dǎo)學(xué)生參與到課題研究中并以開(kāi)展項(xiàng)目研究的方式，將教學(xué)與科研結(jié)合，以達(dá)到培養(yǎng)自主研究、創(chuàng)新發(fā)展的教育目的。

四、教學(xué)改革總結(jié)

我們重視《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的基礎(chǔ)性，從教材選擇，內(nèi)容增減，教學(xué)方式及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐方法等方面進(jìn)行探討，開(kāi)展《電磁場(chǎng)電磁波》課程教學(xué)改革。教學(xué)過(guò)程中理清課程教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，理順解決重點(diǎn)和難點(diǎn)的思路與方法，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，改進(jìn)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

基金項(xiàng)目：江西省教育廳項(xiàng)目（GJJ14743），江西省教育廳項(xiàng)目（JXJG131723）。

（作者單位：九江學(xué)院）