“電磁場與電磁波”課程在通信工程專業(yè)教學(xué)改革的探討與研究

蔡立晶　尚廷義　耿曉琪　孟艷君

摘要：“電磁場與電磁波”課程是通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。對該課程的難教難學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了一些思考，從教學(xué)方法與手段、內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)、考核方式等方面進(jìn)行了一系列的改革與實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；考核方式改革；“電磁場與電磁波”

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）17-0115-02

電磁場理論為眾多交叉學(xué)科領(lǐng)域及新技術(shù)的理論基礎(chǔ)和重要的發(fā)源地?！半姶艌雠c電磁波”課程涵蓋的內(nèi)容是信息類專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對于通信工程的學(xué)生尤為重要?！半姶艌雠c電磁波”課程是通信工程專業(yè)的必修課程，開設(shè)此課程讓學(xué)生通曉和掌握電磁場與電磁波的基本規(guī)律、基本特性、分析方法及其應(yīng)用，為后繼專業(yè)課程學(xué)習(xí)及今后的工作奠定必要基礎(chǔ)。

一、教師和學(xué)生明確課程的教學(xué)地位及教學(xué)目的

針對“電磁場與電磁波”課程難教難學(xué)的現(xiàn)狀，應(yīng)從教師和學(xué)生兩個(gè)方面改進(jìn)教學(xué)。教師要把課程的目標(biāo)定位弄清楚，就是要使學(xué)生能夠掌握電磁場與電磁波的知識(shí)的同時(shí)，也要注重各種能力的培養(yǎng)（如邏輯推理、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)等）。課堂教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，要加強(qiáng)教師本身的能力和素質(zhì)，還要真心地?zé)釔劢虒W(xué)工作，所以上課要有熱情，掌握節(jié)奏，有張有弛，要讓學(xué)生思考與老師同步。老師要準(zhǔn)備好課堂教學(xué)，上課要突出“講”字，不能背書。課堂講解要留有懸念，講透就是失敗者了。電磁場與電磁波課程強(qiáng)化場與波的基本概念和基本理論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)的重要性，把學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮出來。作為教師還應(yīng)該關(guān)注科技動(dòng)態(tài)，不斷充實(shí)自己，做到與時(shí)俱進(jìn)。

學(xué)生方面，學(xué)生需理解電磁場理論，而不是簡單地了解。要充分認(rèn)識(shí)電磁場與電磁波理論在現(xiàn)代通信中的重要性，努力克服困難來掌握電磁場與電磁波的基本理論知識(shí)，不斷提高自己的各種能力，才能在未來的學(xué)習(xí)和工作中具備一定的優(yōu)勢。一名合格的電子、通信、信息工程類專業(yè)的大學(xué)生，應(yīng)學(xué)好電磁場理論，以處理本專業(yè)中出現(xiàn)的最基本的電磁場問題。

二、電磁場與電磁波課程教學(xué)體系的變化

為了使學(xué)生學(xué)習(xí)電磁場與電磁波的課程變得容易些，教材前面補(bǔ)充了一些數(shù)學(xué)矢量分析和場論的內(nèi)容，這樣就補(bǔ)充了學(xué)習(xí)場的分析方法、解決電磁場的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能更好地建立場的概念。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對宏觀電磁場與電磁波的基本概念和規(guī)律有深入完整的理解。掌握麥克斯韋方程組的含義及其應(yīng)用，了解媒質(zhì)的電磁特性及電磁邊界條件，學(xué)會(huì)定量計(jì)算簡單電磁場和電磁波問題的基本方法，具備對簡單工程電磁場問題的分析能力。教學(xué)中會(huì)遇到一些困難，如概念抽象、理解困難、公式多、運(yùn)算難、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、內(nèi)容繁雜、信息量大、基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系的距離遠(yuǎn)等。針對這些困難在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)整。改變以往電磁場分析和電磁波傳播理論兩大部分組成的內(nèi)容，我們要建立電磁場和電磁波的整體概念，采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的混合教學(xué)模式，來突出電磁場的基本規(guī)律，歸納總結(jié)出宏觀電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律即經(jīng)典麥克斯韋方程組，討論靜態(tài)場、時(shí)變場以及電磁波的傳播與輻射特性。教學(xué)圍繞基本知識(shí)點(diǎn)展開，從多個(gè)途徑、多個(gè)角度盡可能將科學(xué)內(nèi)涵表述清楚。教師要重視緒論課，也就是第一堂課一定要講得精彩，牢牢抓住同學(xué)們的注意力，激發(fā)電磁場學(xué)習(xí)和探索的興趣和欲望。緒論課介紹電磁場相關(guān)內(nèi)容，如什么是電磁場、電磁場理論的作用、電磁場理論的用途、發(fā)展、為什么學(xué)習(xí)電磁場課程、怎樣學(xué)好電磁場課程等。還要推薦參考書和相關(guān)網(wǎng)站，以及讀書時(shí)的注意事項(xiàng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁科學(xué)領(lǐng)域特別是電子與信息科學(xué)領(lǐng)域取得一系列重大成就，課程針對這些問題進(jìn)行嘗試，如增加應(yīng)用實(shí)例、科研成果，將能反映近代科學(xué)技術(shù)的成就和一些對學(xué)生有重要意義的工程內(nèi)容，引入本門課程的課堂教學(xué)之中。

三、教學(xué)方法改革

教師要有先進(jìn)的教學(xué)思想，提高自身的業(yè)務(wù)能力，改進(jìn)教學(xué)方法，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愛好。在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)介紹本課程的定位、內(nèi)容、特點(diǎn)、與其他課程的關(guān)系以及學(xué)習(xí)方法等。教師在上課時(shí)要有激情，必須真心地?zé)釔劢虒W(xué)工作。教學(xué)過程不僅僅是傳授知識(shí)，更要重視學(xué)生能力的培養(yǎng)，如分析能力、運(yùn)用能力和解決問題能力。學(xué)習(xí)要以思考為基礎(chǔ)，而思考是由懷疑和答案組成的。知道的越多懷疑就越多，于是問題也就增加了，所以發(fā)問會(huì)使人進(jìn)步，問題和答案一樣重要。電磁場理論博大精深，傾畢生心血也未必能講好，教師應(yīng)積極開展教改、教研活動(dòng)，注意教學(xué)團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)，要經(jīng)常交流教學(xué)情況，討論課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。組織教學(xué)改革和教學(xué)研究等方面的研討，吸收并掌握國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念，了解課程發(fā)展動(dòng)態(tài)。講課過程就是自己學(xué)習(xí)的過程、發(fā)現(xiàn)知識(shí)缺陷的過程、提高進(jìn)步的過程、享受人生的過程。教師要把發(fā)展學(xué)生獨(dú)立思考和判斷能力始終放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把獲得專業(yè)知識(shí)放在首位。鼓勵(lì)學(xué)生追求知識(shí)，培養(yǎng)他們提出問題的習(xí)慣。加強(qiáng)教學(xué)過程中的互動(dòng)效果和學(xué)生的參與程度，引導(dǎo)學(xué)生多思考，多問為什么，任意表達(dá)，敢于標(biāo)新立異，打破陳規(guī)，懷疑一切。建設(shè)“電磁場與電磁波”網(wǎng)絡(luò)課程。網(wǎng)絡(luò)信息量大，可在課堂上實(shí)時(shí)地補(bǔ)充相關(guān)教學(xué)資料，圖文并茂，形象生動(dòng)，學(xué)生不會(huì)疲倦。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)和輔導(dǎo)，豐富素材，使網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)容具有前沿性、實(shí)用性、綜合性和系統(tǒng)性，有利于不斷提高課程教學(xué)質(zhì)量。還要加強(qiáng)電子教材的制作，使電子教材資源的數(shù)量和質(zhì)量得到提高，同時(shí)完善“電磁場與電磁波”試題庫、在線測試與答疑等。

四、考試方法的改革

針對該課程概念抽象、理論公式復(fù)雜、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn)，老師們在完成課程教學(xué)時(shí)，要制定合適的教學(xué)大綱，選定合適的教材，采用適合學(xué)生的教學(xué)方法和考試方式等，這樣對學(xué)生而言，既能學(xué)習(xí)知識(shí)又能培養(yǎng)能力?？荚囶}不出難題、怪題，出些概念題、基本知識(shí)題。對于學(xué)習(xí)努力的學(xué)生，考試時(shí)得到高分是有利的，可以減少學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的恐懼心理，同時(shí)增加親近感，有付出就有回報(bào)，這樣就可以讓更多的學(xué)生選擇上電磁場課，客觀上普及了電磁場知識(shí)。而且好分?jǐn)?shù)對就業(yè)有利，今后學(xué)生在工作中遇到電磁場問題時(shí)不回避，增加解決問題的信心。注重平時(shí)基本概念和分析計(jì)算方法的訓(xùn)練及考核。加強(qiáng)平時(shí)環(huán)節(jié)，避免讓學(xué)生出現(xiàn)期末一考定乾坤的現(xiàn)象。需要我們考試采用多樣形式，閉卷筆試是一種常用考試手段，但不唯一?？梢约訌?qiáng)平時(shí)習(xí)題的訓(xùn)練，來提高平時(shí)的成績，再如開展小測驗(yàn)、教與學(xué)的交流、課堂教學(xué)討論等，每學(xué)期再加上期中考試，檢驗(yàn)學(xué)生前半學(xué)期的學(xué)習(xí)效果，減輕學(xué)生期末考試的壓力。這樣平時(shí)作業(yè)占總成績的10%，平時(shí)表現(xiàn)5%，面試小測驗(yàn)的成績占總成績的10%，期中考試成績占總成績的20%，加起來可達(dá)到45%，學(xué)生對期末考試的壓力將會(huì)大大減少，對待學(xué)習(xí)自己也會(huì)倍感輕松的。

五、結(jié)束語

“電磁場與電磁波”在通信工程專業(yè)建設(shè)中有著重要的地位。通過教學(xué)上的改革，使學(xué)生感到枯燥乏味的“電磁場與電磁波”課程教學(xué)變得生動(dòng)有趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐和改革，有了滿足培養(yǎng)學(xué)生要求的“電磁場與電磁波”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、考試題庫等材料。通信工程專業(yè)的“電磁學(xué)與電磁波”是專業(yè)基礎(chǔ)課程，教師進(jìn)行反復(fù)摸索，現(xiàn)已形成具有專業(yè)性、基礎(chǔ)性、前沿性的教學(xué)方法和教學(xué)手段，當(dāng)然，還有不完善的地方，這需在今后的教學(xué)中繼續(xù)完善。對于學(xué)生而言，掌握好本課程的理論，需要從場與波的角度理解和掌握，對后續(xù)專業(yè)課程有很大的幫助，能夠深入分析與解釋物理現(xiàn)象的本質(zhì)，學(xué)生學(xué)好“電磁場與電磁波”會(huì)對相關(guān)學(xué)科中不斷出現(xiàn)的新內(nèi)容有一定的理解能力，有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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