《電磁場與電磁波》課程的教學研究

齊英鑫 張恒碩 趙宇

摘 要：《電磁場與電磁波》課程是通信工程專業、電子類專業的專業必修課程，具有特別重要的地位。但是，該課程長期保持教學方法呆板單一、教學內容枯燥乏味等傳統教學形式，不符合現代通信發展迅猛發展的需要，也不適合該課程的特點。本文對電磁場理論課程研究型教學改革進行探索，提出以"實用性"為核心的新型教學模式結合類比教學，可以較好地提高教學質量和教學效果。

關鍵詞：《電磁場育電磁波》：實用性：類比教學

一、引言

《電磁場與電磁波》課程是一門電子工程、通信工程和網絡工程等電子通信類專業的重要學科基礎課，目前該課程的教學特點、教學現狀具體分析如下：

電磁場理論以高等數學和物理學為基礎，課程理論性強，概念抽象，公式繁多，數學推導繁瑣，需要學生具有較強的空間想象能力、抽象思維能力和邏輯推理能力，因此歷來被公認為是一門難教難學的課程。驗設備不配套，實驗設備投入大，院校缺乏開設電磁場與電磁波實驗的條件，理論與實踐脫節；隨著近幾年的教學改革，此類課程的課時被大幅壓縮，有的學時分配減少約三分之一，教學自由度受到很大限制。該課程被學生視為天書，被列為大學階段難學的課程前列。為激發學生的學習興趣，改善“老師講得津津有味，學生聽得昏昏欲睡”的局面，急需對這門課程的教學方法進行改進。經過幾年的不懈努力，不斷總結完善，將多種教學手段綜合運用，積累了一些有利于該課程的教學方法。

二、類比教學是一種比較教學，對象是幾種不同的教學內容，它們必須有先后，是用已學的課程知識來導入新課知識，使學生學習起來有參照，易于接受。在“電磁場與電磁波”課程中引入類比的教學策略，不但可以提高教學效率，從教學效果看，學員也相對容易接受新知識。但教師在教學中處理教學內容時，需要注意簡繁有度、重點突出，調動學生的聯想記憶、想象力等能力，通過類比方法掌握新知識點。在實際教學中教師不僅要重視定理、定義、公式的灌輸，還要重視物理現象的演示和實驗，使學生產生對學習電磁場和電磁波的興趣。傳統的粉筆加黑板的教學模式，結合多媒體教學中投影切換給學生留下思考的余地，必須結合適當的停頓，教師如何將新的教學條件和最新科技成果應用到《電磁場理論》這門老課程之中去是一個急需破解的課題。

三、從“實用性”出發，結合電磁場工程實例提高學生學習興趣

課堂教學講授過程中研究性教學模式的探索：從“實用性”出發，結合電磁場工程實例進行課堂教學，提高學生學習興趣。在教學過程中，密切結合實際例子介紹基本概念和原理，對于提高學生興趣非常有效。例如講解電磁波在介質中的透射、穿透深度時，結合目前在日常生活中普遍應用的微波爐，微波對食物加熱的原理是：多食物如面包、蒸雞蛋、爆米花等對于微波來說是有耗媒質，微波穿透這些食物時，在食物內部的微波損耗就轉變為熱量，現在發展到更高頻率的光波爐，所以加熱效果更好；講解極化定義時，結合現在的第三代無線通信系統，為了增加頻帶內的通信容量，通信系統可以使用兩個正交的線極化，能使通常單極化的系統容量增加一倍。如何實現目標對雷達波的隱身？潛艇在水下為什么不能采用微波通信？雷達的工作原理是什么？這些問題都與學生所學的專業息息相關，能夠激發起學生的學習熱情。其次，選擇的問題應與實際生活緊密結合。比如在學習跨步電壓這部分內容時，教師引入“河北一奶牛場頻遭雷擊，奶牛死傷人無事”的新聞，讓學生去分析該現象產生的原因，再引出相關教學內容，對于像為什么磁卡會消磁？磁盤為什么能存儲信息？為什么不能在飛機上開手機等這類貼近生活實際的問題，來激發學生的求知欲望，通過尋找這些問題的答案，理解和掌握相關的知識，使學生在一種輕松愉快的氣氛中學習新知識，不僅積極性高，而且印象深刻。隨著科學技術的發展， 電磁場理論得到越來越廣泛和深入的應用， 并在學科相互交叉滲透過程中， 成為某些新興邊緣學科的生長點（如生物電磁學， 環境電磁學，微波化學等）。這就需要教師掌握各種最新行業研究進展， 及時在課堂補充，經過上述的實踐過程， 可以顯著提高課堂教學效果

四、小結

近幾年來本校在《電磁場與電磁波》課程中進行了研究型教學改革的實踐，已經取得了初步的教學效果。最突出的一個體會，就是同學們不再是趕鴨式教育或灌輸式教育，而是充分發揮學生在課堂教學中的主體地位，學生學習的積極性顯著提高，教學效果顯著改善。

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作者簡介：

齊英鑫 （1973-）男 吉林省安圖縣人，副教授，從事電磁場與微波的研究。