《工程電磁學》課程教學改革與實踐

閆淑霞 史偉光 徐微 丁麗婭 郭華

摘要：《工程電磁學》是通信工程等電子類相關專業的一門專業基礎課程，是電子領域相關知識體系中的重要組成部分。本文結合作者多年教學經驗，總結課程教學中存在的問題，并針對該課程的特點，對教學內容和教學方法提出改革。

關鍵詞：工程電磁學；教學模式；教學改革

一、 引言

在現代生活中，電磁場與電磁波相關知識的應用無處不在。《工程電磁學》是通信工程等電子類相關專業的一門專業基礎課程，是電子領域相關知識體系中的重要組成部分。該課程是其他電子類專業課程的理論基礎，學習好該課程對學生掌握后續專業知識起到重要作用。因此，《工程電磁學》在通信工程專業教學體系中具有不可替代的重要地位。

《工程電磁學》課程內容多、課時量有限、課容量大，如何提高學生課上和課下的學習質量成為亟須解決的問題。我們不僅需要對課堂教學內容進行改革，還需要對教學模式進行改進，由“單一理論講授”變為“多種方法綜合”，使得傳統的教學模式與新穎的現代教學模式相結合，發揮教師主導作用的同時，提高學生自身的學習興趣。

二、 教學中存在的問題

與其他專業基礎課相比，《工程電磁學》具有數學公式多和概念抽象的特征，這導致提高教學質量難度增大。首先，《工程電磁學》綜合性強，要求學生基礎扎實過硬。該課程不僅僅介紹了一些概念定理，而是綜合了《矢量分析》《電路》《大學物理》等諸多學科知識，對學生的知識儲備要求較高。其次，本課程理論性強，概念高度抽象，現階段授課時主要依賴現有的數學工具來解釋某些物理現象，大量的公式推演運算和抽象的語言描繪使學生感到枯燥厭倦，課堂顯得單調乏味，降低了學生的學習興趣和動力，甚至導致部分學生產生畏懼心理。再次，本課程重難點多，相關知識點的連貫性較強，一旦出現沒有理解的知識點，將會影響后續內容的學習，久而久之影響了學生對整個課程的學習掌握。我院《工程電磁學》課程的教學班由4個自然班組成，人數多時可達100名以上，由于學生水平基礎不同，在數學基礎、學習能力和自覺性方面有較大的差異，因材施教十分困難，教師與學生互動較少，課堂氣氛沉悶，難免造成教與學的乏味。除此之外，由于課時數量的限制，本課程除了安排2～3次習題課外，其他時間都用于講課，基本上處于“滿堂灌”的狀態，使電磁場抽象的物理概念難于理解。

三、 課程教學探討和改革

針對《工程電磁學》理論性強、內容枯燥、課時量有限的特點，本文在教學內容、教學方法兩個方面對本課程進行改革。

1. 在教學內容方面，摒棄“照本宣科”，注重本課程與其他課程的聯系，并與實際應用相結合，幫助學生形成知識體系。

首先，本課程是以學習《高等數學》《大學物理》等課程為基礎，為后續專業課程（如《微波技術》《光纖通信》等）提供理論依據而開設的課程。在教學內容上，要與已學知識做好聯系和區分，同時為后續課程做好理論鋪墊，鞏固并擴展學生知識體系，幫助學生對專業知識的整體把握。

其次，本課程的教學內容應與實際應用相結合，幫助學生理解課本中的抽象概念，并能用書本中的知識解釋實際中的應用，達到學以致用的效果。

2. 在教學方法上，摒棄“單一理論講授”，提倡“多種方法綜合”的教學方法，增加教師與學生的課堂互動，提高課堂教學質量。

首先，多媒體課件與黑板板書相結合。“工程電磁學”課程是一門數學推導和公式較多的課程。黑板板書的方法能將理論推導部分介紹清楚，但是不利于學生對知識結構的整體把握；而采用圖片、動畫、視頻等多媒體形式教學能將抽象的理論直觀地表現出來，彌補實踐環節的不足，但是不利于學生對公式概念細節的理解記憶。因此，需要多媒體課件與黑板板書合理結合，幫助學生對所學內容的深入理解和整體把握。

其次，利用Matlab等可視化軟件增強學生的空間感和形象思維能力。工程電磁學中介紹的電場磁場、電磁輻射等概念都具有復雜的空間分布，而且在現實生活中是不可見的。授課時若僅用語言描述或者板書展示，學生很難真正理解掌握，與無法用理論知識解決實際問題。借助Matlab等軟件強大的工程計算能力和圖形處理能力，能將理論公式或實驗數據在空間的分布和規律直觀地描繪出來，幫助學生直觀地理解和分析問題。

再次，開展學生講課活動。學生在老師的引導下通過搜集、分析資料和課堂分享的方式參與課堂教學。該方式不僅能加深學生對電磁場和電磁波知識點的理解和掌握，也便于緩解理論課堂教學的乏味，提升課堂教與學的效果。

四、 結束語

本文通過對《工程電磁學》課程在教學內容和教學方法的改進，使得傳統的教學模式與新穎的現代教學模式相結合，發揮教師主導作用，提高學生自身的學習興趣，促進學生自主學習、自主研究、協作交流，培養實用型人才。

參考文獻：

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[3]李智華，陸培祥.電磁學理論教學與實驗如何有效結合的思考[J].物理與工程，2017，27（1）：73-76.

作者簡介：

閆淑霞，講師，天津市，天津工業大學電子與信息工程學院；

史偉光，講師，天津市，天津工業大學電子與信息工程學院；

徐微，副教授，天津市，天津工業大學電子與信息工程學院；

丁麗婭，講師，天津市，天津工業大學電子與信息工程學院；

郭華，講師，天津市，天津工業大學電子與信息工程學院。