關于高職《電磁場與電磁波》課堂教學的探討

摘要：根據《電磁場與電磁波》實際教學中遇到的難題，探索解決困難的對策，總結該課程的實際教學對于高職課堂教學的啟示。

關鍵詞：電磁場與電磁波；難題；對策；啟示

廣播影視學院信息工程系高中起點的高職班之所以開設《電磁場與電磁波》課程，是為后續的專業課程《微波與天線》做理論基礎準備的。該課程是否學得好，基礎打得是否牢固，將直接影響以后專業課教學的正常進行，也關系到衛星數字技術等相關專業學生的學習質量，總之有著重要的意義。

課堂教學遇到的難題

該門課程雖是經典課程，然而對職業技術學院的?？粕_設該課程，必然遇到一些不可逾越的難題。

學生的數理基礎薄弱《電磁場與電磁波》以電磁學三大實驗定律（庫侖定律、畢奧—沙伐爾定律以及法拉第電磁感應定律）和兩個基本假說（有旋電場及位移電流）為基礎，歸納總結出麥克斯韋方程組，然后討論靜態場、時變場以及電磁波的傳播與輻射特性，該過程需要大量的數學、物理基礎知識。高職學院的學生雖然來自高考統招生。然而由于學校招生建檔線偏低，班上學生高考分數平均只有350分，個別學生的分數甚至不到300分，一些學生的數學基礎很差，對高中階段必備的數學知識，例如復數知識、直角坐標系概念及三角函數公式等都很模糊，有的學生甚至沒有接觸高中段的電磁學。大專生實際在校時間較短，只有兩年半的時間，許多必須掌握的數理基礎知識在大一時就沒有學好，有的課程根本沒有涉及，如場論、線性代數、常微分方程、《普通物理學》的電磁學部分等。學生本課程教學必須用到的數理知識儲備根本不夠，很多學生甚至沒有真正建立微積分的概念，更談不上用這些知識去分析問題與解決問題。如此，在沙灘上建高樓，難度很大。

學生對經典理論普遍興趣不高學生由于數理基礎差，聽課時的必備知識儲備不夠，新課聽不懂，作業無法做，從而影響到下次課的教學效果。如此惡性循環，很多學生的學習興趣迅速下降，個別學生開始厭學，出現課堂上開小差、睡覺甚至逃學的現象。

學生的自學能力普遍不強學生的學習主動性不夠，缺少獨立研讀教材、攻克科技難關的自覺性。如果教師課前不要求預習，課后又不檢查督促，大多數學生對教科書連摸也不愿意摸，作業根本不去做。

教學課時安排不足國內尚無適合高職高專使用的《電磁場與電磁波》相關簡明教材，我校使用的是成都電子科技大學謝處方教授新編教材的第三版。這本教材是教育部推薦的100本優秀教材之一，至少需要75個學時，而我們一學期最多只能安排60個學時，時間很緊。

解決難題的對策

面對在教學過程中遇到的難題，筆者經過反復思考并征求某些專家的意見，采取如下具體做法：

精簡教材，擇其所需《電磁場與電磁波》作為一門經典理論，以矢量分析為數學工具，知識點涵蓋電磁學的方方面面，內容十分豐富和深奧。教師在教學時對各個章節的內容不可能面面俱到，把本科教材內容濃縮成“壓縮餅干”。于是筆者對所用教材的章節內容進行了篩選，選擇的依據是：（1）關系本課程的基本的結構、理論、概念及公式（例如梯度、散度、旋度、麥克斯韋方程組等內容）不僅要講，而且要舍得花費時間和精力，講清講透。（2）與后續專業課程有聯系的內容（如電磁波傳播、波導、諧振腔、電和磁的對稱性等內容）一定要講，而且要講仔細、講完整。（3）對今后實際工作有實用價值的知識（例如波動方程、傳輸線理論、電磁波的輻射等內容），力爭講到，講好。（4）對于因為需要大量數學知識而無法講透的內容（例如動態矢量磁位，圓波導的場分布等），寧可舍棄不講或者只介紹結論省略推導演示過程。（5）與知識總脈絡聯系不太緊密的內容（例如格林函數等），盡量不涉及。

做好教授新課的準備工作教師在進行教學時常常需要一邊講新課，一邊補充介紹必備的數理知識，急用先學，立竿見影，有時甚至先占用一節課的時間補數理知識，然后才講新課。

理論與實踐互補例如，筆者在暫無微波實驗器材與電磁學實驗室的情況下，盡可能自己去尋找教具；為了讓學生對矩形波導裝置有直觀的認識，筆者讓同事去銅陵的生產廠取來一些波導管樣品；為了讓學生初步了解電視信號發射的基本概況，筆者帶領學生去大蜀山頂的電視發射臺參觀學習，以激發學生的學習興趣。

安排難度適中的課后習題由于教材上的習題絕大多數難度很大，學生無法獨立完成，筆者只好精講書上例題，然后自擬類似的習題讓學生按照教材上的解題思路，照葫蘆畫瓢去完成，以加強課堂教學的效果，達到應用與復習的目的。

做好課后的輔導工作對于學生的作業要認真批改，將課堂點評與課后輔導相結合，必要時提供參考答案，盡可能杜絕學生互相抄襲作業的現象。

實際教學的啟示

通過《電磁場與電磁波》課程的實際教學，筆者得到以下幾點啟示：

教師必須研究透徹教材對于該課的課堂教學不能做到面面俱到，更不能照本宣科，因此需要教師對教材的內容進行取舍。教師必須首先弄清該課程的歷史沿革和知識的總脈絡，只有融會貫通講課才能得心應手。筆者在此建議有關專家編寫供大專與高職教學使用的《電磁場與電磁波》簡明教材。

學生需要做好課堂筆記因為該課的教學無法完全按照教材的內容排列順序，課堂講授的跳躍性較大，補充的數理基礎知識也很多，因此，聽課時應要求學生做好筆記，這樣既可以提高學生的課上注意力，又有助于學生課下的復習與領會，了解知識脈絡。

注意教學方法根據學生現有的知識結構與實際掌握的程度，筆者建議采用有別于過去的教學方法：（1）淡化理論的縝密性要求，盡量減少數學推導，注重物理概念的理解。例如，由麥克斯韋方程組導出電流連續性方程的推導過程就不必在黑板上演示。（2）多采用比較法，對結構相似的定理、定義與公式（例如矢量的散度與旋度的比較、真空中靜電場與靜磁場的特性比較、介質中的電磁場特性比較等內容）進行綜合歸納，列出表格，對比相似點與差異點，以加深學生對于概念的理解與記憶。（3）盡可能利用資源，上好實驗課。實驗課無論對于調動學生的學習興趣，啟迪思維還是訓練動手能力都很有益處，并且有利于加強學生對于課堂教學知識的掌握與鞏固。實驗室設備尚不完備的院?？梢越栌眯值茉盒５膶嶒炇?，實行資源共享。（4）課下多與學生溝通，增進師生的感情以便活躍課堂氣氛。

嘗試實行學分制在實行“寬基礎、活模塊”的教改方案的同時，可以嘗試實行學分制，使每一位學生可以根據自己的志趣愛好與文理基礎，自主選擇專業方向與課程設置，學院對此應提供充足的專業課程挑選空間。

參考文獻：

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[3]馮林，楊顯清，等.電磁場與電磁波[M].北京：機械工業出版社，2004.