新時代《電磁場與電磁波》課程教學改革研究

摘 要：新時代下科學技術快速發展，《電磁場與電磁波》傳統教學方法已不再適應，本文針對該課程進行了深入的改革研究。基于該課程晦澀難懂卻又十分重要的特性，本文從多個方面對該課程進行了系統的討論：課程的特點及教學現狀；課程教學內容的改革；課程教學方式與手段的改革；課程考核方式的改革；最后進行系統性的總結。從初步的實踐結果表明，這些改革對學生的邏輯和創新能力的培養有非常大的幫助，更提高了教學效果。

關鍵詞：新時代；電磁場與電磁波；特點；改革

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

1 課程的特點及教學現狀

《電磁場與電磁波》是許多電類專業（如電氣工程及其自動化和電子通信工程等）學生必修的一門重要的專業基礎課程，該課程主要描述了電磁場與電磁波的基本特性、原理以及分析計算方法，它和相關專業的后續課程如電磁干擾與兼容、微波原理、電子通信等密切相關，學科地位極其重要。該課程物理概念抽象，理論性強，公式繁雜，對數學的基礎要求也較高，往往在教學過程中會出現教師難教和學生難學的問題，甚至出現畏難情緒，如何提升學生的學習興趣，提高本課的教學質量，始終是該課程教學改革亟待探索的課題。

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

2 課程教學內容的改革

在該專業基礎課的教學過程中，教材的內容以及體系是教學的基礎，傳統《電磁場與電磁波》課程往往采用單一課本教材，內容冗雜，內容體系結構亦有不足。在教學內容的改革中，首先對課本教材內容進行甄選，改革課程的內容體系結構，現采用如下理論教學體系（三部分）：（1）矢量分析與場論→電磁現象的基本概念、規律和方法→麥克斯韋方程組；（2）介質的極化、磁化和色散→介質中的麥克斯韋方程組→邊界條件和邊界問題求解→平面電磁波和導行電磁波；（3）靜態場→動態場→電磁理論交叉領域。

其次，新時代下互聯網計算機技術迅速發展，借助新時代的產物能更好地具體化該課程的物理概念以及簡化計算等，有助于提高同學們的學習效果，因此進一步夯實課程內容，在改革中引入了相關軟件的介紹與學習，如Matlab， HFSS， ADS等軟件。

3 課程教學方式與手段的改革

新時代下，科學的教學不能仍然采用單一的傳統方式——板書或者PPT幻燈片，很多抽象的概念很難用這種方式來描述清楚，為此，在教學方式的改革中，保留部分板書和PPT形式的基礎上利用多媒體（視頻）、Matlab和HFSS等現代工具進行演示，例如電磁場的極化特性和電磁波的傳播等，在圖像和動畫的方式下原本復雜枯燥的內容變得豐富形象，另外還能利用Matlab編寫簡單的程序，簡化數值運算。

滿堂灌的教學手段已不再適應新時代下的教學，需要結合多樣的教學手段幫助學生理解消化知識點。在本課程的改革中，注重創新思維的培養，在課堂的教學過程中適時地提出一些較靈活的問題，甚至開展課堂討論。在教學過程中，額外引入實際案例講解相關的電磁知識點，例如在講解電磁波輻射和接受的時候可以舉例隱形飛機和雷達等，如此多變化的教學手段既豐富了教學內容，又能提高學生的主動性，幫助學生理論聯系實際，牢牢地掌握重點知識。

4 課程考核方式的改革

傳統的課程考核往往是由兩部分組成：30分的平時分以及70分的期末卷面成績折算分，但是該課程由于理論性強，概念較為抽象，如此單一的考核并不能反映學生對該課程真實的掌握情況，因此，本次教改摒棄了傳統的考評機制，重新制定了如下更為合理的考核方式：20%的平時作業成績，10%的上課表現，20%的實驗分和50%的期末卷面分。其中實驗部分為指定學生運用Matlab和HFSS軟件演示相關的知識點，并根據完成情況打分。如此的考核方式既能幫助學生很好地掌握所學知識，還能從多方面培養學生的個人素質。

5 結語

《電磁場與電磁波》課程是一門重要的專業基礎課，許多專業課的學習都依托該課程所涉及的內容，因此本課程在電類專業中有著至關重要的地位。所以，對于本課程的教學更應該重視，傳統的教學方式已經不再適應新時代的發展，必須取其精華去其糟粕并加以改革創新，本次教改研究經過本人的實踐，教學效果大為改善，學生學習主動性提升，新時代下的一系列教學改革創新為《電磁場與電磁波》課程的教學注入了新的活力。

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