《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的教學(xué)研究

齊英鑫 張恒碩 趙宇

摘 要：《電磁場(chǎng)與電磁波》課程是通信工程專(zhuān)業(yè)、電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課程，具有特別重要的地位。但是，該課程長(zhǎng)期保持教學(xué)方法呆板單一、教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味等傳統(tǒng)教學(xué)形式，不符合現(xiàn)代通信發(fā)展迅猛發(fā)展的需要，也不適合該課程的特點(diǎn)。本文對(duì)電磁場(chǎng)理論課程研究型教學(xué)改革進(jìn)行探索，提出以"實(shí)用性"為核心的新型教學(xué)模式結(jié)合類(lèi)比教學(xué)，可以較好地提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：《電磁場(chǎng)育電磁波》：實(shí)用性：類(lèi)比教學(xué)

一、引言

《電磁場(chǎng)與電磁波》課程是一門(mén)電子工程、通信工程和網(wǎng)絡(luò)工程等電子通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課，目前該課程的教學(xué)特點(diǎn)、教學(xué)現(xiàn)狀具體分析如下：

電磁場(chǎng)理論以高等數(shù)學(xué)和物理學(xué)為基礎(chǔ)，課程理論性強(qiáng)，概念抽象，公式繁多，數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力、抽象思維能力和邏輯推理能力，因此歷來(lái)被公認(rèn)為是一門(mén)難教難學(xué)的課程。驗(yàn)設(shè)備不配套，實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入大，院校缺乏開(kāi)設(shè)電磁場(chǎng)與電磁波實(shí)驗(yàn)的條件，理論與實(shí)踐脫節(jié)；隨著近幾年的教學(xué)改革，此類(lèi)課程的課時(shí)被大幅壓縮，有的學(xué)時(shí)分配減少約三分之一，教學(xué)自由度受到很大限制。該課程被學(xué)生視為天書(shū)，被列為大學(xué)階段難學(xué)的課程前列。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善“老師講得津津有味，學(xué)生聽(tīng)得昏昏欲睡”的局面，急需對(duì)這門(mén)課程的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過(guò)幾年的不懈努力，不斷總結(jié)完善，將多種教學(xué)手段綜合運(yùn)用，積累了一些有利于該課程的教學(xué)方法。

二、類(lèi)比教學(xué)是一種比較教學(xué)，對(duì)象是幾種不同的教學(xué)內(nèi)容，它們必須有先后，是用已學(xué)的課程知識(shí)來(lái)導(dǎo)入新課知識(shí)，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有參照，易于接受。在“電磁場(chǎng)與電磁波”課程中引入類(lèi)比的教學(xué)策略，不但可以提高教學(xué)效率，從教學(xué)效果看，學(xué)員也相對(duì)容易接受新知識(shí)。但教師在教學(xué)中處理教學(xué)內(nèi)容時(shí)，需要注意簡(jiǎn)繁有度、重點(diǎn)突出，調(diào)動(dòng)學(xué)生的聯(lián)想記憶、想象力等能力，通過(guò)類(lèi)比方法掌握新知識(shí)點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中教師不僅要重視定理、定義、公式的灌輸，還要重視物理現(xiàn)象的演示和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)和電磁波的興趣。傳統(tǒng)的粉筆加黑板的教學(xué)模式，結(jié)合多媒體教學(xué)中投影切換給學(xué)生留下思考的余地，必須結(jié)合適當(dāng)?shù)耐ｎD，教師如何將新的教學(xué)條件和最新科技成果應(yīng)用到《電磁場(chǎng)理論》這門(mén)老課程之中去是一個(gè)急需破解的課題。

三、從“實(shí)用性”出發(fā)，結(jié)合電磁場(chǎng)工程實(shí)例提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

課堂教學(xué)講授過(guò)程中研究性教學(xué)模式的探索：從“實(shí)用性”出發(fā)，結(jié)合電磁場(chǎng)工程實(shí)例進(jìn)行課堂教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中，密切結(jié)合實(shí)際例子介紹基本概念和原理，對(duì)于提高學(xué)生興趣非常有效。例如講解電磁波在介質(zhì)中的透射、穿透深度時(shí)，結(jié)合目前在日常生活中普遍應(yīng)用的微波爐，微波對(duì)食物加熱的原理是：多食物如面包、蒸雞蛋、爆米花等對(duì)于微波來(lái)說(shuō)是有耗媒質(zhì)，微波穿透這些食物時(shí)，在食物內(nèi)部的微波損耗就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚F(xiàn)在發(fā)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(shí)，結(jié)合現(xiàn)在的第三代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，為了增加頻帶內(nèi)的通信容量，通信系統(tǒng)可以使用兩個(gè)正交的線(xiàn)極化，能使通常單極化的系統(tǒng)容量增加一倍。如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)雷達(dá)波的隱身？潛艇在水下為什么不能采用微波通信？雷達(dá)的工作原理是什么？這些問(wèn)題都與學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)息息相關(guān)，能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。其次，選擇的問(wèn)題應(yīng)與實(shí)際生活緊密結(jié)合。比如在學(xué)習(xí)跨步電壓這部分內(nèi)容時(shí)，教師引入“河北一奶牛場(chǎng)頻遭雷擊，奶牛死傷人無(wú)事”的新聞，讓學(xué)生去分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，再引出相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于像為什么磁卡會(huì)消磁？磁盤(pán)為什么能存儲(chǔ)信息？為什么不能在飛機(jī)上開(kāi)手機(jī)等這類(lèi)貼近生活實(shí)際的問(wèn)題，來(lái)激發(fā)學(xué)生的求知欲望，通過(guò)尋找這些問(wèn)題的答案，理解和掌握相關(guān)的知識(shí)，使學(xué)生在一種輕松愉快的氣氛中學(xué)習(xí)新知識(shí)，不僅積極性高，而且印象深刻。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 電磁場(chǎng)理論得到越來(lái)越廣泛和深入的應(yīng)用， 并在學(xué)科相互交叉滲透過(guò)程中， 成為某些新興邊緣學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)（如生物電磁學(xué)， 環(huán)境電磁學(xué)，微波化學(xué)等）。這就需要教師掌握各種最新行業(yè)研究進(jìn)展， 及時(shí)在課堂補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)上述的實(shí)踐過(guò)程， 可以顯著提高課堂教學(xué)效果

四、小結(jié)

近幾年來(lái)本校在《電磁場(chǎng)與電磁波》課程中進(jìn)行了研究型教學(xué)改革的實(shí)踐，已經(jīng)取得了初步的教學(xué)效果。最突出的一個(gè)體會(huì)，就是同學(xué)們不再是趕鴨式教育或灌輸式教育，而是充分發(fā)揮學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性顯著提高，教學(xué)效果顯著改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁毅， 汪柏年. 電磁場(chǎng)理論教學(xué)中非邏輯思維方法的運(yùn)用[J]. 沈陽(yáng)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（19）：87-88.

[2]閆敬文， 潘鑫聰. 微波技術(shù)與天線(xiàn)課程EIP-CDIO 融合教學(xué)方法[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（32）：79-80.

[3]張起晶， 孫桂芝， 邊莉. 電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)改革研究[J].黑龍江教育，2011，（10）：47-48.

[4]陳文波.以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)法在電磁場(chǎng)理論教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育 2014（18）44-45

作者簡(jiǎn)介：

齊英鑫 （1973-）男 吉林省安圖縣人，副教授，從事電磁場(chǎng)與微波的研究。