《電磁場(chǎng)與電磁波》課程在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的教學(xué)改革

摘 要：本文針對(duì)當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的高速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)課程《電磁場(chǎng)與電磁波》的教學(xué)改革進(jìn)行了深入的探討與研究。首先，電磁場(chǎng)與電磁波首先建立在大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，然后通過(guò)基本電磁物理概念的梳理，引出電磁學(xué)的基礎(chǔ)——麥克斯韋方程。其次，聯(lián)系最新的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)微波天線技術(shù)的發(fā)展要求，引出電磁波的基本特性和傳播規(guī)律。最后，理論聯(lián)系實(shí)際地引入波導(dǎo)及傳輸線的特性。最終使學(xué)生掌握電磁場(chǎng)與電磁波在物聯(lián)網(wǎng)及信息時(shí)代的應(yīng)用背景和運(yùn)行的基本物理規(guī)律。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)；電磁波；微波；天線；教學(xué)方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.256

1 課程背景與現(xiàn)狀

我們現(xiàn)在處于一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，也處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，身邊的各種電子產(chǎn)品都能接入互聯(lián)網(wǎng)，包括筆記本、手機(jī)、智能手表、手環(huán)、液晶電視甚至空調(diào)、冰箱。對(duì)于這些接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備而言，不僅包括傳統(tǒng)的寬帶、光纖形式，也包括最新的無(wú)線接入形式，如WIFI，藍(lán)牙等等。因此這些設(shè)備都離不開(kāi)其中的一個(gè)關(guān)鍵部件——天線，而天線又是通過(guò)電磁波傳遞信號(hào)數(shù)據(jù)，因此，學(xué)習(xí)《電磁場(chǎng)與電磁波》這門(mén)課程是了解當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的《電磁場(chǎng)與電磁波》課程主要注重基本的數(shù)學(xué)和物理概念，缺少對(duì)時(shí)代背景的聯(lián)系，也缺少對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目的具體分析。因此，在傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)當(dāng)做出進(jìn)一步的全面改革，不僅從教師自身科學(xué)素養(yǎng)與工程經(jīng)驗(yàn)的角度，也要從備課方式、課程內(nèi)容的設(shè)置、課堂呈現(xiàn)方式以及作業(yè)布置的角度，去更新這門(mén)課程的教學(xué)方式。使學(xué)生在新的專(zhuān)業(yè)體系下，能夠掌握更豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和具備更高的專(zhuān)業(yè)知識(shí)素養(yǎng)，從而更好地面對(duì)新時(shí)代的發(fā)展要求。

2 教學(xué)改革內(nèi)容

談到教學(xué)改革，第一步應(yīng)當(dāng)是提高教師自身的科學(xué)素養(yǎng)及豐富自己的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)高等學(xué)校對(duì)教師的培養(yǎng)方式過(guò)多地強(qiáng)調(diào)科學(xué)論文的數(shù)量，忽視科學(xué)論文的質(zhì)量。另外，鼓勵(lì)更多的是“兩耳不聞窗外事、一心只讀圣賢書(shū)”的科研態(tài)度。在新的物聯(lián)網(wǎng)及信息時(shí)代，我們雖然也需要這類(lèi)關(guān)著門(mén)一心鉆入學(xué)術(shù)研究的老師，同樣也需要一批能夠承擔(dān)工程項(xiàng)目的老師，并且需要有敢擔(dān)當(dāng)能成事的魄力與能力。因此在新的多元考核方式和多元培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，將大學(xué)教師自身培養(yǎng)成為具有深層次科學(xué)素養(yǎng)及深厚工程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)者，能為課堂精彩內(nèi)容的呈現(xiàn)做一個(gè)很好的鋪墊，也同時(shí)刺激學(xué)生感到學(xué)以致用，進(jìn)而激發(fā)他們更加奮發(fā)向上，并愿意全身心投入到學(xué)習(xí)中。

教學(xué)改革的第二步就是備課的改革。在第一步的基礎(chǔ)上，教師積累了一定科學(xué)素養(yǎng)與工程經(jīng)驗(yàn)后，備課的工作不僅可以做得更專(zhuān)注，也可以做得更全面。通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波、微波天線、電波傳播等相關(guān)行業(yè)不同教科書(shū)的類(lèi)比與研究，通過(guò)不同工程項(xiàng)目實(shí)施所積累的工程經(jīng)驗(yàn)，可以全面梳理相關(guān)行業(yè)的各類(lèi)科學(xué)與工程應(yīng)用，在此基礎(chǔ)之上可以分析比較通過(guò)何種方式呈現(xiàn)能幫助學(xué)生融會(huì)貫通課程知識(shí)，最終將最適宜學(xué)生接受的內(nèi)容整理于課堂講稿與展示的PPT中，為課程的講授打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

教學(xué)改革的第三步就是授課的改革，授課是與學(xué)生面對(duì)面交心的開(kāi)始，是傳授知識(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何在這一步上提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的轉(zhuǎn)化能力也是十分重要的。因此，在課程的開(kāi)始環(huán)節(jié)，最好從一個(gè)工程實(shí)例引入，激發(fā)學(xué)生的好奇心，如何去解決這個(gè)工程實(shí)例，接著慢慢進(jìn)入到課程的正文中。并且理論聯(lián)系實(shí)際，指明具體工程項(xiàng)目對(duì)參數(shù)的要求形式，從這些參數(shù)出發(fā)介紹本章本節(jié)所要講授的具體內(nèi)容。另外，在課程的講授過(guò)程中，多采納提問(wèn)法，讓學(xué)生不再一股腦兒地被動(dòng)接收，而是邊思考邊吸收。再者，課件PPT的展示也要圖片與公式相結(jié)合，圖文并茂，否則很容易讓學(xué)生在公式的海洋中逐漸失去興趣，慢慢把上課變成一種老師和家長(zhǎng)的任務(wù)要求，而非主動(dòng)學(xué)習(xí)的路徑形式。

教學(xué)改革的最后一步是課后作業(yè)的布置。雖然表面上看起來(lái)作業(yè)不是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，但是在具體不同實(shí)施方法上，可以對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收產(chǎn)生迥異的效果。在傳統(tǒng)的作業(yè)形式中，多為公式推導(dǎo)或者生搬硬套地套用公式去進(jìn)行計(jì)算的形式。因此，針對(duì)新的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的要求，應(yīng)該用工程項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)等類(lèi)似形式，通過(guò)具體小項(xiàng)目的實(shí)施，再結(jié)合課后的習(xí)題，使學(xué)生掌握一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，能讓學(xué)生充分感受到學(xué)以致用，并且愿意將時(shí)間花在作業(yè)上面，減少大面積的抄襲現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在新的時(shí)代我們需要對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波課程進(jìn)行新的改革，其不僅僅是從課堂呈現(xiàn)的形式出發(fā)，也是從教師自身的角度出發(fā)，通過(guò)科研論文的研究和工程項(xiàng)目的鍛煉，去提高課堂教學(xué)水平。另外通過(guò)多種教學(xué)方式相結(jié)合的方式，圖文并茂地將知識(shí)要點(diǎn)傳授給學(xué)生，并且通過(guò)課后小項(xiàng)目加習(xí)題相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，最終使學(xué)生感到學(xué)以致用，并對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，最終提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：許麗潔（1987-），女，江蘇江陰人，博士研究生，講師，研究方向：微波天線。