“電磁場與電磁波”與“電磁學”的區別與銜接

王斌　郝宏剛　阮巍　譚菲

摘 要 “電磁場與電磁波”與“大學物理·電磁學”是高校電子類專業所開設的兩門重要課程，前者是專業基礎課，后者是公共基礎，但由于二者課程定位不同，存在較大差異。本文從教學內容、教學方法和教學銜接等方面分析了它們的區別與聯系，討論了教學中的銜接問題，對提高教學效率、保證教學質量具有一定的參考價值。

關鍵詞 電磁場與電磁波 電磁學 區別 教學銜接

中圖分類號：G648.2 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）15-0004-02

一、引言

“大學物理”是我國高等院校理工科類非物理專業的必修基礎課，其主要目的是為后續的專業課學習打下基礎。“電磁場與電磁波” 是高等院校電子類和通信類專業的重要專業基礎課程，主要學習電磁場與電磁波的基本屬性、運動規律及相應工程應用等內容，但前期基礎就是“大學物理.電磁學”（后簡稱“電磁學”）的核心內容，但在知識內容的深度、廣度及實用性方面都有加深和拓展，同時也存在內容重疊的部分。為了避免“電磁場與電磁波”在教學過程中與“電磁學”中知識內容的重復，讓學生更好地學好“電磁場與電磁波”課程的核心內容，應分析 “電磁學”與“電磁場與電磁波”的區別，并規劃好二者的教學銜接問題，提高教學效率，保證教學質量。

二、教學銜接問題

“電磁場與電磁波”與“電磁學”這兩門課程從內容上來看都會涉及到電磁運動基本理論和電磁波相關理論，從研究的對象來看，本質區別不大。但是由于它們在教學目標上的區別，導致教學內容上也存在很大的差異，因此我們應在教學方法、教學重點和教學思路上區別對待，并做好教學銜接，提高教學效率，改善教學效果。

1.教學目標的銜接。“電磁學”課程一般在大學一年級開設，其作為一門通識性基礎課程，主要對電場、磁場、電磁波的基本概念、基本規律和基本方法進行學習和理解，為學生以后專業課程的學習打下堅實的基礎。“電磁場與電磁波”是工科類高校電子工程、信息工程、通信工程等專業學生的必修課程，是信息技術的理論基礎，是電子信息大類專業學生的基礎知識部分。在課程定位上，其作為專業基礎課，將為后續“微波技術”“射頻通信電路”“電信傳輸理論”等專業課的學習奠定基礎。因此，相對于“電磁學”這門公共基礎課而言，其教學目標不同。通過該課程的學習，讓學生建立電磁場的概念，認識電磁場的物質性，掌握電磁場運動的基本規律，理解麥克斯韋方程的表達形式及其物理意義，并讓學生掌握一些典型電磁場問題的數學建模與求解，使學生能夠用“場”的觀點去思考、分析和計算一些簡單的電磁場基本問題。這將對學生的數學功底、邏輯推理、理性思維能力有一定的拓展。可以說，兩門課程在教學目標上是一個由低到高的層次遞進關系。

2.教學內容的銜接。從教學內容上看，“電磁學”課程介紹了靜電場的基本性質、穩恒磁場的基本規律、電磁感應的基本規律，并簡單地引出麥克斯韋方程組，至于時變電磁場、平面電磁波、傳輸線、波導、天線等問題均未涉及。故它只是從“靜態”的觀點對電磁場的基本問題進行講解，使學生從整體上對電磁場有一個初步認識。而“電磁場與電磁波”作為電子信息大類專業不可或缺的專業基礎課，內容豐富的同時，難度也有所增加。它包括“電磁場”與“電磁波”兩大部分的核心內容。“電磁場”部分是在“電磁學”課程的基礎上，運用矢量分析描述靜電場、恒定電流場和靜磁場的基本物理概念，在總結基本實驗定律的基礎上給出時變電磁場的基本規律，引出邊界條件，學習靜電場問題的求解方法，如鏡像法、分離變量法等。“電磁波”部分主要介紹電磁波在真空和介質中的傳播規律以及天線的基本理論。具體內容包括平面電磁波、傳輸線理論、導行電磁波以及電磁波輻射等部分。即這部分內容主要從“動態”角度描述和分析電磁波。可見，在教學內容上，“電磁場與電磁波”課程相對于“電磁學”課程不是簡單的重復，而是知識體系的遞進關系。

3.教學方法的銜接。“電磁學”課程的知識相對簡單，很多概念和規律都是在實驗基礎上，通過學生的感性認識后抽象出物理模型而建立起來的。而“電磁場與電磁波”課程卻側重于利用矢量分析和場論等數學工具，對物理模型所滿足的物理規律進行嚴格的理論推導，得出合理的結論，形成完整的理論知識體系。因此，在教學中我們應該有意識地引導學生從“形象思維”向“抽象思維”轉變與過渡，引導他們通過理性的思考、嚴密的分析、邏輯的推理來學習和理解電磁波傳播的內在規律。在理論學習的同時，輔助以一些仿真（HFSS、CST、MATLAB等）和演示驗證性實驗，加強對電磁波現象和規律的理解。這樣才能在教學方法上對兩門課程進行良好的銜接，改善教學效果。

三、結語

本文從教學目標、教學內容、教學方法上分析“電磁場與電磁波”與“電磁學”兩門課程的區別，找出它們之間的切入點，在教學過程中對兩門課程進行良好的銜接、承前啟后，使學生在知識上自然過渡，樹立學習的信心，提高“電磁場與電磁波”課程的教學效率， 保證課程的教學質量，具有一定的參考價值。

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基金項目：重慶郵電大學校級教改項目 （XWTJG1401）。

（責任編輯 曾 卉）