電磁場與微波技術教學考試改革措施與效果

張典+崔雙+李智+華偉

摘要：電磁場與微波技術課程是電子學領域的基礎理論課程，公式多而復雜，學生學習難度大。本文探討了利用課堂小測試來鞏固記憶；擴展課外知識面來培養發散思維；通過學生自主出題來匯總共性問題；引入自主實驗課程來充實理論學習；通過人文教學來培養學生的學習素養這五個方面的教學改革，目的是讓學生在學習中感受知識的魅力，提高學生對這門課學習的熱情和積極性，使學生形成以“學習者”為中心的學習態度。

關鍵詞：電磁場與微波技術；人文教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）35-0099-03

國家非常重視大學生的培養，認為大學生是推動祖國未來創新創業的主力軍，是推動未來新型創業的促引者。在創新型人才培養方面，比較美國、德國、日本等發達國家，我們還比較落后。從戰略角度上看，這將拉大我國同其他國家人才儲備的距離。不少高校將培養創新型人才放在了戰略的角度，并在培養方式上做出了一些有益的探索。然而仍有部分學生只是將高等教育作為獲得學歷證書、找到好工作的階梯，課程學習動力不足。這嚴重的浪費了高校的教育資源，影響了我國創新型人才培養戰略的實現，這也顯現出教育模式的改變對于激發學生的興趣和積極性的重要性。為此，探索以學生為主體的教學改革模式成為必然。

四川大學校長謝和平在《川大的教育》[1]一文中講到：人才的培養是大學的根本任務、價值追求和責任使命。四川大學作為一所綜合性大學，應該辦成一所實施精英教育的學校，一所能夠培養每個學生自由全面發展的學校，一所能提供每個學生找到真正適合自己教育的學校。綜合四川大學近年來在人才培養方面的探索與實現，系統地提出了有特色的“四個觀”的人才培養理念、“三個全”的人才培養機制以及體現精英教育、個性化教育、全面發展的“323+X”創新人才培養模式。這種創新型的教育體系就是要本科學生能夠盡早的感受本學科的前沿或者實際生動的應用，以此激發學生的科學感悟和創新能力。

本文作者結合自己的教學情況，對如何提高學生學習的興趣和積極性，實現以學習者為中心的學習模式[2]進行了探索。

一、改變考察方式，培養學生學習的積極性

“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。”這句話道出了勤奮刻苦的重要性，對于目前的大學教育來說，這種精神仍不可丟掉。大學教育有著一個相對寬松的教育環境，這成就了一部分對學習渴望的學生，使他們獲得了很多的可能性和塑造性，但同樣的教育環境，也使部分學生產生了惰性，學習動力不足。

《電磁場與微波技術》課程的探索，改變課程成績評定的組成，增加平時分組討論、演講的成績比例；提高基礎實驗課程的成績比例；要求學生自主設計小組項目任務，并給予適當的加分；提高對學生的要求，加強對學生知識掌握程度的檢查。從多個角度讓每一個學生從思想上重視起來，從而使他們都能真正地在這門學科上學到有用的知識，同時自身思維和人文素養都得到了提升。還有學生讀死書，不知變通，一定程度上限制了其更高層次的發展。這就要求教師要改變現有的教學模式，以適應不斷變化的學生心理及教學大環境，使學生體會到學習的樂趣。

二、改變激勵機制，激發學生的學習興趣與榮譽感

電磁場與微波技術這門課程難度大，基本理論知識比較枯燥，以教師為中心的教學模式不易產生很好的教學效果。大學的任務是要培養創新型人才，這就更加要求大學生要有自主學習的能力。中國學生的自主學習能力總體上是不比西歐學生差的，但是缺乏探索的習慣[3]。對于大學這樣一個教育環境，鼓勵學生自主學習就有很大的實際意義，即引導學生把在課堂上學習到的知識擴展到很多實際應用的實例上去。在這一過程中能夠培養學生獨立思考的意識，提高自己的分析能力，學會如何評估和利用資源。而自主學習的先入性條件，就是要學會搜索、評估資源并組織好信息以解決具體問題。專業基礎課程引導學生進入深層學習，引導中只有激發學生的興趣，才會增加學生對這門課程的自主學習積極性，才會逐步讓學生成長起來，不斷自主的深入學習。

愛迪生說過一句話：“榮譽感是一種優良的品質，因而只有那些稟性高尚或受過良好教育的人才具備”。很多學生經常會問“學這個有什么用”、“我學這個以后能干什么”等，學校只知道要學生學習知識，卻忽略了最重要的人文學科素養。教育的真正含義正如蘇霍姆林斯基所說的：“真正的教育者不僅傳授真理，而且向自己的學生傳授對待真理的態度，激發他們對于善良事物受到鼓舞和欽佩的情感，對于邪惡事物的不可容忍的態度。”就拿電磁場學科來說，自19世紀以來就開始被人們研究，這是一個浩大而持久的工程，每一個學習者都應該對所學的課程產生一種強烈的榮譽感，這樣才能真正的將自己帶入到課程中去。對于學科教師來講，通過一定的方式來增加學生對學科的榮譽感是一種責任和義務，無形中也可以提高學生的人文素養，真正實現“教”和“育”的結合。同時為了引導學生自主學習，我們增加小組項目設計的任務，使課程充滿趣味性、挑戰性，學生課下合作完成任務，并且在課堂上展示成果，教師和學生共同討論，逐步加深對理論知識的理解與掌握。

1.利用小測驗強化記憶，打好基礎。本門課程有很多的公式和結論，這些公式結論對以后的綜合深入學習很重要。而且這些公式的記憶不是短期能夠維持的，需要持續的記憶。這些數學公式的背后有著實際的物理意義，在課程中用專門時間給學生講解清楚其中的物理意義，學生能夠形成理解性記憶。根據艾賓浩斯記憶遺忘曲線，人們在學習中的遺忘是有規律的，遺忘的進程很快，并且先快后慢。從“記”到“憶”是有個過程的，這其中包括了識記、保持、再認和回憶。要想做好學習的記憶工作，單純的注重當時的記憶效果，而忽視了后期的保持和再認，同樣是達不到良好的效果的。為此課程中我們抽出10分鐘來簡單鞏固一下前面學習的內容。抽出一些要求掌握的公式及結論，讓學生默寫，完成后互相批改更正。在這樣的過程中，一方面督促了學生認真花時間來學習這門課程中必要的基礎部分；另一方面，在相互批改更正的過程中，學生可以翻閱教材來更正別人錯的內容，同時也溫習了自己沒有掌握的內容，達到了鞏固記憶的效果。將此次的測驗作為一次成績考核，能夠讓學生認真對待本課程。這種方法達到了預期的效果。反復的測試，學生就掌握了這些公式結論，為以后融會貫通地學習打下了基礎。

2.分組項目設計任務，擴展知識打開思路。采用分組討論、查閱資料、結合實際等方法，還原了課程的真實感，避免學生對課程產生距離感。俗話說：“興趣是最好的老師”，從教育心理學的角度來說，學習興趣是一個人傾向于認識、研究而獲得某種知識的心理特征，是可以推動人們求知的一種內在力量。學生對學科有興趣，就會持續地專心致志地鉆研它，從而提高學習效果，即通過調動學生的好奇心、創造愉悅的學習環境來提高學生學習的自主性。因此，我們給學生一些關于電磁場的實際應用，設計合適的題目，例如結合直流交流以及場分布知識分析三峽輸電問題，利用遙感遙測、雷達天線的實際應用來加深對平面波入射反射以及極化等概念的理解。讓學生分組查閱資料，從中提取課堂中基礎知識點。查閱資料，自主思考，這是創新型大學生以自我為中心學習的必要條件。先給學生指引幾個方向，避免學生因沒有經驗而感到迷茫。讓每組學生講述自己查閱的資料以及討論交流的想法，學生在面對全班學生的演講時，會十分重視，所以會多花些功夫在這些準備工作上面，多思考一些，讓自己表現得更加優秀。這也能夠使得每個小組的資料得以交流，擴大學生的知識面，同時也鍛煉了學生的表達和交流的能力，讓學生體驗講解者身份，潛移默化地使學生形成以自我為中心的學習觀念。對于查閱資料詳細認真，有自己獨特見解的小組，應適當的加分獎勵，來調動學生的積極主動性。需要注意的是，為了杜絕出現組內成員渾水摸魚、濫竽充數的現象，必須給組內每個成員分清任務，并在小組演講中予以分別展示。

3.學生自我總結，匯總題目。俗話說：“業精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。”在有了一定的學習積累后，就必須通過思考來提升自己。我們讓學生自己出題，類似于一種分層次性的作業性質的復習和對已學知識的總結思考，要求學生安下心來思考問題，把自己認為容易出錯的題挑選出來，傳遞給其他同學，檢查知識缺陷，查缺補漏。另一方面，學生提出的問題，考慮問題的角度與教師提出的問題不一樣，并且學生的錯誤也具有普遍性，因此要重點復習出過錯的題，這樣的復習不僅具有針對性，而且也有助于增加學生之間的交流討論。

四川大學有自己的課程中心，我們把學生出的習題進一步整理成題庫，放到課程中心，設置成試卷的形式，做完自動給出分數和答案，同時網上的資源豐富，方便學生自由查閱和測試，提高了學習的效率。在學生完成這些自測題的同時，選出自己認為出題比較好的試卷，我們將給予這些出自測題的學生額外獎勵分。同時教師也可以給課程中心也上傳一些資料，增加一些電磁場學科比較前沿的知識，讓學生能夠及時的了解本學科最新的動態和發展方向。這些前沿的資料不僅能夠拓展課堂上未展開講解的知識，還可以增加學生自己閱讀探究的興趣。

4.強化動手能力培養，引入自主設計實驗。為了配合理論課程建設和當前科研發展的方向，電磁場與微波技術實驗課程的引入是十分必要的。實驗課程是教學的延伸，是理論與實踐的紐帶，不僅能夠讓學生在實驗中激發學習的興趣和熱情，深化理解并真正掌握理論知識，而且可以培養學生運用基本理論解決實際問題的能力，實現“理論教學—實驗環節”循序漸進的教學目的[4]。實驗內容由理論課任課教師和實驗室教師共同確定，由實驗室教師承擔具體的教學指導任務，主要介紹微波系統的認知與調整和單端口網絡阻抗測量和匹配，并且指導學生做實驗。學生需要了解微波測試系統、認知微波儀器與元件、連接與調試測量系統。在實驗課程的時間安排上，我們采用先修完理論課程再參加實驗的教學安排，這樣可以使學生在具有一定理論的基礎上更好地參與實驗課程的設計。同時實驗室以學生為主導，學生可以隨時與助教教師安排實驗的時間，實驗彈性增大，使學生由“被動實驗”轉為“主動實驗”。利用四川大學電子信息專業實驗中心的實驗平臺，鼓勵學生對電磁場微波技術領域的問題進行實驗研究，例如在微波網絡部分，利用實驗了解阻抗與網絡參數的關系，自主選擇自己需要的實驗內容，設計實驗方法，都取得了良好的效果。

5.鍛煉演講表達能力，提高學科人文素養。學習不僅是說“這個知識我知道，然后羅列的理論公式”，而且需要教育學生思想的寬度，從學科中理解科學的追求以及人對科學的認知。很多學生在學習上有著被動的依賴性，往往只是簡單的依著書本思維模式進行，并不能很好的對其進行自我吸收和理解，這往往會導致記憶的短暫、不連續，不利用本學科的邏輯性的、有效性的學習。讓學生通過對項目作業的設計完成情況制作PPT、進行課堂演講等方式，分享對電磁場學科某個興趣點知識的形象理解方式及對深度的擴展探索。一方面學生通過演講的方式將自己對知識的自我理解分享給大家，可以鍛煉學生的表達能力；學生會更好地組織語言來充實自己的演講趣味性和有效性，會課下搜集資料，思考知識的寬度，提高自我的人文素養。另一方面聆聽其他同學的分享可以啟發自己在學習思考上的不足，學習別人思考上的長處；或者使缺乏自主思考的學生產生一種知識自我消化理解的意識。通過這個多重交互式的分享與溝通，每一位同學都可以獲得更多學習經驗和表達能力的鍛煉，使自己的不足之處得以快速彌補。

通過多種形式的全過程考核，讓學生不再為考試而學習，同時也增強他們多方面的學習研究能力，鍛煉學生的學科人文修養，使學生能夠以有方向的學習者的姿態繼續學習。

三、結語

無論是從國家戰略、學校發展、教師的自我價值的實現，還是從學生長本領的角度來看，都有必要在這信息快速發展的時代讓學生的綜合實踐能力和創新能力有所提高，以適應社會的要求，以適合未來發展。電磁場與微波技術，作為一門電子通信的專業課，認真學習它，是極其有必要的事情。作為教育工作者，我們有責任、有義務認真思索其教學改進措施，促進學生學習積極性，提升教學效果，為學生終身學習打下牢固的基礎。

參考文獻：

[1]謝和平.川大的教育[J].高等理科教育，2012，（02）：1-13.

[2]Terry Doyle.如何培養終身學習者——創建以學習者為中心的教學環境[M].廣州：華南理工大學出版社，2014，（08）.

[3]張立新，李霄翔.中國—西歐學生自主學習能力對比調查研究[J].外語界，2004，（04）：15-23.

[4]王子立，謝銀芳.電磁場與微波技術實驗課程建設探討[J].中國科教創新刊，2007，（07）：128.