新時(shí)代《電磁場(chǎng)與電磁波》課程教學(xué)改革研究

摘 要：新時(shí)代下科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，《電磁場(chǎng)與電磁波》傳統(tǒng)教學(xué)方法已不再適應(yīng)，本文針對(duì)該課程進(jìn)行了深入的改革研究?；谠撜n程晦澀難懂卻又十分重要的特性，本文從多個(gè)方面對(duì)該課程進(jìn)行了系統(tǒng)的討論：課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀；課程教學(xué)內(nèi)容的改革；課程教學(xué)方式與手段的改革；課程考核方式的改革；最后進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)。從初步的實(shí)踐結(jié)果表明，這些改革對(duì)學(xué)生的邏輯和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有非常大的幫助，更提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：新時(shí)代；電磁場(chǎng)與電磁波；特點(diǎn)；改革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.212

1 課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

《電磁場(chǎng)與電磁波》是許多電類(lèi)專(zhuān)業(yè)（如電氣工程及其自動(dòng)化和電子通信工程等）學(xué)生必修的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要描述了電磁場(chǎng)與電磁波的基本特性、原理以及分析計(jì)算方法，它和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的后續(xù)課程如電磁干擾與兼容、微波原理、電子通信等密切相關(guān)，學(xué)科地位極其重要。該課程物理概念抽象，理論性強(qiáng)，公式繁雜，對(duì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)要求也較高，往往在教學(xué)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)教師難教和學(xué)生難學(xué)的問(wèn)題，甚至出現(xiàn)畏難情緒，如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高本課的教學(xué)質(zhì)量，始終是該課程教學(xué)改革亟待探索的課題。

如今的《電磁場(chǎng)與電磁波》教學(xué)方式單一化，往往是老師只采取板書(shū)形式或者PPT幻燈片的形式，按照滿堂灌的教學(xué)手段，而學(xué)生往往是從頭到尾記筆記，缺乏系統(tǒng)的理解與思考，容易逐漸失去對(duì)該課程的興趣，慢慢地將上課任務(wù)化。

2 課程教學(xué)內(nèi)容的改革

在該專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)過(guò)程中，教材的內(nèi)容以及體系是教學(xué)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程往往采用單一課本教材，內(nèi)容冗雜，內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)亦有不足。在教學(xué)內(nèi)容的改革中，首先對(duì)課本教材內(nèi)容進(jìn)行甄選，改革課程的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)采用如下理論教學(xué)體系（三部分）：（1）矢量分析與場(chǎng)論→電磁現(xiàn)象的基本概念、規(guī)律和方法→麥克斯韋方程組；（2）介質(zhì)的極化、磁化和色散→介質(zhì)中的麥克斯韋方程組→邊界條件和邊界問(wèn)題求解→平面電磁波和導(dǎo)行電磁波；（3）靜態(tài)場(chǎng)→動(dòng)態(tài)場(chǎng)→電磁理論交叉領(lǐng)域。

其次，新時(shí)代下互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，借助新時(shí)代的產(chǎn)物能更好地具體化該課程的物理概念以及簡(jiǎn)化計(jì)算等，有助于提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果，因此進(jìn)一步夯實(shí)課程內(nèi)容，在改革中引入了相關(guān)軟件的介紹與學(xué)習(xí)，如Matlab， HFSS， ADS等軟件。

3 課程教學(xué)方式與手段的改革

新時(shí)代下，科學(xué)的教學(xué)不能仍然采用單一的傳統(tǒng)方式——板書(shū)或者PPT幻燈片，很多抽象的概念很難用這種方式來(lái)描述清楚，為此，在教學(xué)方式的改革中，保留部分板書(shū)和PPT形式的基礎(chǔ)上利用多媒體（視頻）、Matlab和HFSS等現(xiàn)代工具進(jìn)行演示，例如電磁場(chǎng)的極化特性和電磁波的傳播等，在圖像和動(dòng)畫(huà)的方式下原本復(fù)雜枯燥的內(nèi)容變得豐富形象，另外還能利用Matlab編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序，簡(jiǎn)化數(shù)值運(yùn)算。

滿堂灌的教學(xué)手段已不再適應(yīng)新時(shí)代下的教學(xué)，需要結(jié)合多樣的教學(xué)手段幫助學(xué)生理解消化知識(shí)點(diǎn)。在本課程的改革中，注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，在課堂的教學(xué)過(guò)程中適時(shí)地提出一些較靈活的問(wèn)題，甚至開(kāi)展課堂討論。在教學(xué)過(guò)程中，額外引入實(shí)際案例講解相關(guān)的電磁知識(shí)點(diǎn)，例如在講解電磁波輻射和接受的時(shí)候可以舉例隱形飛機(jī)和雷達(dá)等，如此多變化的教學(xué)手段既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又能提高學(xué)生的主動(dòng)性，幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，牢牢地掌握重點(diǎn)知識(shí)。

4 課程考核方式的改革

傳統(tǒng)的課程考核往往是由兩部分組成：30分的平時(shí)分以及70分的期末卷面成績(jī)折算分，但是該課程由于理論性強(qiáng)，概念較為抽象，如此單一的考核并不能反映學(xué)生對(duì)該課程真實(shí)的掌握情況，因此，本次教改摒棄了傳統(tǒng)的考評(píng)機(jī)制，重新制定了如下更為合理的考核方式：20%的平時(shí)作業(yè)成績(jī)，10%的上課表現(xiàn)，20%的實(shí)驗(yàn)分和50%的期末卷面分。其中實(shí)驗(yàn)部分為指定學(xué)生運(yùn)用Matlab和HFSS軟件演示相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并根據(jù)完成情況打分。如此的考核方式既能幫助學(xué)生很好地掌握所學(xué)知識(shí)，還能從多方面培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

《電磁場(chǎng)與電磁波》課程是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，許多專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)都依托該課程所涉及的內(nèi)容，因此本課程在電類(lèi)專(zhuān)業(yè)中有著至關(guān)重要的地位。所以，對(duì)于本課程的教學(xué)更應(yīng)該重視，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不再適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展，必須取其精華去其糟粕并加以改革創(chuàng)新，本次教改研究經(jīng)過(guò)本人的實(shí)踐，教學(xué)效果大為改善，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性提升，新時(shí)代下的一系列教學(xué)改革創(chuàng)新為《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的教學(xué)注入了新的活力。

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作者簡(jiǎn)介：張鋼（1988-），男，江蘇鹽城人，博士研究生，講師，研究方向：無(wú)線射頻電路。