芻議“電磁場與電磁波”教學(xué)改革實踐

張鑫

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?“電磁場與電磁波”是一門通信工程類以及理工類電子工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程將實踐和理論進行有機結(jié)合，內(nèi)容多、專業(yè)性強。但是在新課改背景下，要想提高“電磁場與電磁波”課程教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，必須積極推動電磁波和電磁場教學(xué)改革。基于此，主要介紹了“電磁場與電磁波”課程的特點和教學(xué)中存在的問題，而且分析了“電磁場與電磁波”教學(xué)改革的有效措施，希望可以為有需要的人提供參考。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?電磁場;電磁波;教學(xué)改革

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）25-0100-02

一、“電磁場與電磁波”課程的特點和教學(xué)中存在的問題

（一）課程特點

“電磁場與電磁波”屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，具有一定的理論性，其內(nèi)容主要包括電磁輻射、恒定磁場、矢量分析以及時變電磁場等。就電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來講，此課程是一門相當重要的基礎(chǔ)專業(yè)課程。通過了解這門課程，學(xué)生能夠為畢業(yè)后從事有關(guān)的工作奠定堅實的實踐基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)，然而了解這門課程必須將邏輯推理及抽象思維進行有機結(jié)合，除了公式較為復(fù)雜、概念相當抽象，還必須有合理的數(shù)學(xué)推理過程，學(xué)生通常是很難理解的，所以怎樣提升此課程的課堂教學(xué)水平是教師在改革實踐過程中碰到的最大難題，該課題是需要積極研究和探討的。

（二）教學(xué)中存在的問題

一般來說，“電磁場與電磁波”課程教學(xué)主要存在以下幾個問題：（1）“電磁場與電磁波”傳統(tǒng)的教學(xué)目的是直接將理論性知識灌輸給學(xué)生，也就是指課程內(nèi)容主要介紹“電磁場與電磁波”的定義，但是沒有傳授“電磁場與電磁波”“如何做”以及“怎么做”，教學(xué)側(cè)重于理論知識，幾乎沒有談到在實際中靈活運用理論知識。（2）整體來講，教師在教學(xué)中僅僅使用多媒體技術(shù)中的幻燈片以及板書，整門課程完全照搬課本內(nèi)容，學(xué)生長期處在被動接受的狀態(tài)，并沒有充分認識整個思考過程，教和學(xué)是相互分離的，這樣對培養(yǎng)學(xué)生原創(chuàng)性思維會產(chǎn)生不利影響。（3）學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅提出電磁場內(nèi)容過于抽象，不能直觀生動地想象根本沒有實體的電磁場，也無法類似于電路能夠更加直觀地測量，還提出課程內(nèi)容是相當復(fù)雜的，有較強的理論性，且公式是較多的，一些地方必須合理運用工程應(yīng)用數(shù)學(xué)。（4）“電磁場與電磁波”課程考核方法也存在諸多不足，通常主要運用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，也就是一刀切模式，換句話說，考試分數(shù)直接決定對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的評定，并沒有充分考慮到一些學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)方面存在的差異，而且側(cè)重于強調(diào)考核理論知識的推理，只是通過考試試卷對學(xué)生了解知識的程度進行考核，不能充分體現(xiàn)出合理性以及有效性。

二、“電磁場與電磁波”教學(xué)改革的有效措施

（一）改革教學(xué)內(nèi)容

在出臺最新的教學(xué)計劃前，此課程使用的課本是《電磁場理論》，這本書具有一定的基礎(chǔ)性，側(cè)重于理論知識，講解該課程的是物理教師，但是電子科技專業(yè)的畢業(yè)生在深造以及就業(yè)等方面都側(cè)重于應(yīng)用電磁場，也就是將工程類型的電磁場問題有效解決。因此，修訂完教學(xué)計劃后，此專業(yè)使用的課本是《電磁場與電磁波》。對教學(xué)內(nèi)容而言，必須做出一定調(diào)整，例如：高校物理專業(yè)的電池學(xué)已經(jīng)全面講授了介質(zhì)以及真空中的電磁場感應(yīng)情況以及靜態(tài)場等，也大概講授了麥克斯韋方程組。在講解“電磁場與電磁波”時，只要分析靜態(tài)場所具備的特性就能夠節(jié)省學(xué)時，以學(xué)生為課堂教學(xué)的主體，盡可能采用提問的方法來傳授，但是講解電磁波反射以及分析時變電磁場的方式時，必須多花費一些時間。并且講授這些內(nèi)容時，必須添加適當?shù)墓こ虒嵗箤W(xué)生能夠更加全面地了解知識，而且培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。又比如：講解“均勻平面波對多層介質(zhì)分界面的垂直入射”時，必須融入增透膜以及濾光片的應(yīng)用和設(shè)計原理，讓學(xué)生能夠充分認識該課程的發(fā)展方向和研究領(lǐng)域，更好地培養(yǎng)學(xué)生在這個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣以及進一步深層次研究的愿望。

（二）改革教學(xué)方法

（1）利用電腦仿真技術(shù)。因為“電磁場與電磁波”課程中公式是相當多的，課程教學(xué)內(nèi)容是較為抽象的，僅僅依賴講解，學(xué)生是難以提高學(xué)習(xí)效率的，所以必須運用微波電磁場分析軟件CST以及HFSS等，例如：講解波導(dǎo)元件時，電磁波在波導(dǎo)中傳播是不容易理解的，公式也是不簡單的，多數(shù)學(xué)生反映難以理解。（2）在適當?shù)臅r機融入有關(guān)的視頻。一般來說，視頻能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，能夠在課程剛開始時，在適當?shù)臅r機融入“電磁場與電磁波”在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括自動化領(lǐng)域、電氣領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域等，使學(xué)生能感到“電磁場與電磁波”課程的重要作用。（3）將多媒體和板書進行有機結(jié)合。電磁場理論中有很多公式、數(shù)學(xué)推導(dǎo)也是較為復(fù)雜的、理論知識偏于抽象、具有一定的系統(tǒng)性，運用板書教學(xué)法，學(xué)生可以對理論公式的推導(dǎo)過程有準確的認識，但是讓電磁場教學(xué)中公式推導(dǎo)以及概念占據(jù)很多時間，課堂學(xué)習(xí)氣氛是十分死板的。如果采用PPT課件教學(xué)法，使課堂教學(xué)向點擊鼠標轉(zhuǎn)變，這樣學(xué)生一時難以跟上教師的教學(xué)思路，所以教師講授理論知識推導(dǎo)時，必須借助板書推演重要理論，而向?qū)W生分發(fā)分支理論以及細節(jié)理論，將其當作輔助手段，而且也能夠附帶一些電磁場學(xué)科資料，拓寬學(xué)生的知識視野，使學(xué)生具備更強的搜索信息能力。（4）定期或者不定期舉辦學(xué)術(shù)報告研討會。使學(xué)生充分認識“電磁場與電磁波”的最新情況以及發(fā)展現(xiàn)狀，掌握“電磁場與電磁波”技術(shù)的實際市場需求，認識“電磁場與電磁波”技術(shù)以及有關(guān)人才市場的具體需求，認識到“電磁場與電磁波”的就業(yè)發(fā)展前景，進而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。（5）根據(jù)實際情況改善教學(xué)?！半姶艌雠c電磁波”課程具有較強的理論性，和工程應(yīng)用數(shù)學(xué)也有十分密切的聯(lián)系，工程相當多，推導(dǎo)過程復(fù)雜，經(jīng)常被認為是教學(xué)難點及重點。因此，教師在教學(xué)中必須摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)模式，重視實例的詳細分析，而且必須設(shè)置思考題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還能夠加強學(xué)生的思維訓(xùn)練。

（三）改革考核方法

1.加強期末綜合考核

在教學(xué)活動中考試是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是對教學(xué)效果進行評估的關(guān)鍵因素。很多學(xué)校都采取傳統(tǒng)的考核方法，主要是將考試成績劃分成不同的部分，一部分是平時成績，另一部分是卷面成績，分別各占30%和70%。因為“電磁場與電磁波”課程對數(shù)學(xué)提出相當高的要求，傳統(tǒng)的考核方法已經(jīng)無法將學(xué)生對知識的了解程度正確反映出來，也無法大大提升學(xué)生的綜合能力。因此，該課程在期末考試時，不僅要結(jié)合平時成績以及卷面成績，還需要學(xué)生寫一篇作文，主要內(nèi)容是學(xué)生對教師上課提出的個人建議，還有對該課程的看法，如果不能正確理解一些問題，必須增強自己對該方面的了解，而且了解該課程在實際生活中的靈活應(yīng)用。讓平時成績只占25%，作文占35%，期末考試成績占40%。運用1∶4∶5的考核方法，該考核方法使考核具有較強的靈活性，減少閉卷考試所占的比例，引導(dǎo)學(xué)生將理論和實際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的熱情，讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀伎迹M而提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣。

2.合理布置課下作業(yè)

長期以來，教師的主要難題是課后作業(yè)，這些年的作業(yè)題以課后練習(xí)題為主，學(xué)生可以從網(wǎng)站上以及相關(guān)的參考書上發(fā)現(xiàn)習(xí)題的準確答案。就實際作業(yè)情況來講，學(xué)生作業(yè)和參考資料書的答案是類似的，所以很可能有抄襲的嫌疑，而且抄襲者并不是只有一個人，這樣就無法獲得顯著的復(fù)習(xí)鞏固成效。

3.加強平時成績考核

平面成績在以前的總成績考核中只是占據(jù)35%，卷面成績占據(jù)65%，卷面成績也就是期末考試成績，即固定考核成績的方法。一些非固定成績，也就是平時成績，有較強的靈活性，考核方式也是非固定的，很多教師都是依賴課后布置作業(yè)，對作業(yè)進行批改時打出平時成績，但教學(xué)過程中容易發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的作業(yè)與答案并沒有很大區(qū)別，難以區(qū)分出哪個學(xué)生是付出努力的，只是依賴書寫工整，難以了解學(xué)生是否用功，更加無法得出學(xué)生了解知識的程度，對學(xué)生準確把握教學(xué)知識也會產(chǎn)生不利影響。并且要求學(xué)生必須寫一篇學(xué)期論文，也就是關(guān)于課程觀點的論文。通常，一個學(xué)生的成績并不是由單方面來決定，而是由不同的方面共同來決定，主要包括理論成績、期末考試成績以及平時成績等，這樣不僅對學(xué)生平時成績進行科學(xué)的考核，而且可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生可以更加深刻地感受學(xué)習(xí)在于平時，只是依賴考試前的臨時應(yīng)付一般無法獲得顯著的效果。

（四）教學(xué)改革實踐成果

利用對“電磁場與電磁波”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標的進一步優(yōu)化，讓學(xué)生能夠加深對課程的了解，進而節(jié)省很多學(xué)習(xí)時間，防止學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進入復(fù)雜的數(shù)理公式推導(dǎo)中，使學(xué)生在課程教學(xué)中獲取大量的工程實例，進而從根本上達成本科院校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標。通過改革教學(xué)模式，可以加深實際和理論知識間的聯(lián)系，防止學(xué)生糾結(jié)于此課程中一些沒有意義的知識，著重講究工程的具體應(yīng)用;改革教學(xué)方式，營造良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力;改革課程考核方法，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，鼓勵學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中，這樣就能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

近年來，“電磁場與電磁波”課程達標率已經(jīng)超過97%，優(yōu)秀率大概有35%，更多的畢業(yè)生在今后走入社會愿意選擇從事有關(guān)的工作。并且在某設(shè)計大賽中，很多學(xué)生都選擇這個方向的科技研發(fā)設(shè)計，由于其屬于創(chuàng)新設(shè)計，所以在大賽中獲得良好的成績。并且這個方向的考研率也得到大幅度提升，自從2014屆以來，已經(jīng)有很多學(xué)生將碩士研究生報考方向放在“電磁場與電磁波”技術(shù)方向，而且有40名學(xué)生已經(jīng)考進我國重點大學(xué)的“電磁場與電磁波”技術(shù)專業(yè)。大概有65%的學(xué)生主動參加這門課程的討論式學(xué)習(xí)，一些學(xué)生在我國以及其他國家科技期刊上已經(jīng)發(fā)表多篇科研論文。我國許多高校對“電磁場與電磁波”課程進行教學(xué)改革，不僅有利于端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，而且可以幫助學(xué)生培養(yǎng)動手實踐能力以及創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生的工作能力和素質(zhì)。

總而言之，當前“電磁場與電磁波”教學(xué)中仍舊出現(xiàn)一些對教學(xué)水平有影響的因素，比如教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容守舊、教學(xué)設(shè)施不完善等。為了更好地響應(yīng)我國“十三五”規(guī)劃提出的促進現(xiàn)代化教育和人才強國以及人力資源強國建設(shè)研究，必須對我國當前的教學(xué)模式以及教學(xué)方法做出進一步改善，提升課堂教學(xué)水平，進而為培養(yǎng)將來的創(chuàng)新復(fù)合型人才打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[2]石峰，王國東.電磁場與電磁波教學(xué)改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2017（5）：69-72.

編輯 馬燕萍