刍议“电磁场与电磁波”教学改革实践
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作者:张鑫
[摘 要] “电磁场与电磁波”是一门通信工程类以及理工类电子工程的专业基础课，该课程将实践和理论进行有机结合，内容多、专业性强。但是在新课改背景下，要想提高“电磁场与电磁波”课程教学水平和教学质量，必须积极推动电磁波和电磁场教学改革。基于此，主要介绍了“电磁场与电磁波”课程的特点和教学中存在的问题，而且分析了“电磁场与电磁波”教学改革的有效措施，希望可以为有需要的人提供参考。
[关 键 词] 电磁场;电磁波;教学改革
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）25-0100-02
一、“电磁场与电磁波”课程的特点和教学中存在的问题
（一）课程特点
“电磁场与电磁波”属于专业基础课，具有一定的理论性，其内容主要包括电磁辐射、恒定磁场、矢量分析以及时变电磁场等。就电子信息工程专业的学生来讲，此课程是一门相当重要的基础专业课程。通过了解这门课程，学生能够为毕业后从事有关的工作奠定坚实的实践基础和理论基础，然而了解这门课程必须将逻辑推理及抽象思维进行有机结合，除了公式较为复杂、概念相当抽象，还必须有合理的数学推理过程，学生通常是很难理解的，所以怎样提升此课程的课堂教学水平是教师在改革实践过程中碰到的最大难题，该课题是需要积极研究和探讨的。
（二）教学中存在的问题
一般来说，“电磁场与电磁波”课程教学主要存在以下几个问题：（1）“电磁场与电磁波”传统的教学目的是直接将理论性知识灌输给学生，也就是指课程内容主要介绍“电磁场与电磁波”的定义，但是没有传授“电磁场与电磁波”“如何做”以及“怎么做”，教學侧重于理论知识，几乎没有谈到在实际中灵活运用理论知识。（2）整体来讲，教师在教学中仅仅使用多媒体技术中的幻灯片以及板书，整门课程完全照搬课本内容，学生长期处在被动接受的状态，并没有充分认识整个思考过程，教和学是相互分离的，这样对培养学生原创性思维会产生不利影响。（3）学生在学习中不仅提出电磁场内容过于抽象，不能直观生动地想象根本没有实体的电磁场，也无法类似于电路能够更加直观地测量，还提出课程内容是相当复杂的，有较强的理论性，且公式是较多的，一些地方必须合理运用工程应用数学。（4）“电磁场与电磁波”课程考核方法也存在诸多不足，通常主要运用传统的教学模式，也就是一刀切模式，换句话说，考试分数直接决定对学生学习能力的评定，并没有充分考虑到一些学生在学习基础方面存在的差异，而且侧重于强调考核理论知识的推理，只是通过考试试卷对学生了解知识的程度进行考核，不能充分体现出合理性以及有效性。
二、“电磁场与电磁波”教学改革的有效措施
（一）改革教学内容
在出台最新的教学计划前，此课程使用的课本是《电磁场理论》，这本书具有一定的基础性，侧重于理论知识，讲解该课程的是物理教师，但是电子科技专业的毕业生在深造以及就业等方面都侧重于应用电磁场，也就是将工程类型的电磁场问题有效解决。因此，修订完教学计划后，此专业使用的课本是《电磁场与电磁波》。对教学内容而言，必须做出一定调整，例如：高校物理专业的电池学已经全面讲授了介质以及真空中的电磁场感应情况以及静态场等，也大概讲授了麦克斯韦方程组。在讲解“电磁场与电磁波”时，只要分析静态场所具备的特性就能够节省学时，以学生为课堂教学的主体，尽可能采用提问的方法来传授，但是讲解电磁波反射以及分析时变电磁场的方式时，必须多花费一些时间。并且讲授这些内容时，必须添加适当的工程实例，使学生能够更加全面地了解知识，而且培养学生的应用能力。又比如：讲解“均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射”时，必须融入增透膜以及滤光片的应用和设计原理，让学生能够充分认识该课程的发展方向和研究领域，更好地培养学生在这个领域的学习兴趣以及进一步深层次研究的愿望。
（二）改革教学方法
（1）利用电脑仿真技术。因为“电磁场与电磁波”课程中公式是相当多的，课程教学内容是较为抽象的，仅仅依赖讲解，学生是难以提高学习效率的，所以必须运用微波电磁场分析软件CST以及HFSS等，例如：讲解波导元件时，电磁波在波导中传播是不容易理解的，公式也是不简单的，多数学生反映难以理解。（2）在适当的时机融入有关的视频。一般来说，视频能够充分调动学生学习的积极性和主动性，能够在课程刚开始时，在适当的时机融入“电磁场与电磁波”在不同领域的应用，主要包括自动化领域、电气领域以及军事领域等，使学生能感到“电磁场与电磁波”课程的重要作用。（3）将多媒体和板书进行有机结合。电磁场理论中有很多公式、数学推导也是较为复杂的、理论知识偏于抽象、具有一定的系统性，运用板书教学法，学生可以对理论公式的推导过程有准确的认识，但是让电磁场教学中公式推导以及概念占据很多时间，课堂学习气氛是十分死板的。如果采用PPT课件教学法，使课堂教学向点击鼠标转变，这样学生一时难以跟上教师的教学思路，所以教师讲授理论知识推导时，必须借助板书推演重要理论，而向学生分发分支理论以及细节理论，将其当作辅助手段，而且也能够附带一些电磁场学科资料，拓宽学生的知识视野，使学生具备更强的搜索信息能力。（4）定期或者不定期举办学术报告研讨会。使学生充分认识“电磁场与电磁波”的最新情况以及发展现状，掌握“电磁场与电磁波”技术的实际市场需求，认识“电磁场与电磁波”技术以及有关人才市场的具体需求，认识到“电磁场与电磁波”的就业发展前景，进而调动学生学习的积极性。（5）根据实际情况改善教学。“电磁场与电磁波”课程具有较强的理论性，和工程应用数学也有十分密切的联系，工程相当多，推导过程复杂，经常被认为是教学难点及重点。因此，教师在教学中必须摒弃传统的教学模式，重视实例的详细分析，而且必须设置思考题，激发学生的学习热情，还能够加强学生的思维训练。 （三）改革考核方法
1.加强期末综合考核
在教学活动中考试是最关键的环节，是对教学效果进行评估的关键因素。很多学校都采取传统的考核方法，主要是将考试成绩划分成不同的部分，一部分是平时成绩，另一部分是卷面成绩，分别各占30%和70%。因为“电磁场与电磁波”课程对数学提出相当高的要求，传统的考核方法已经无法将学生对知识的了解程度正确反映出来，也无法大大提升学生的综合能力。因此，该课程在期末考试时，不仅要结合平时成绩以及卷面成绩，还需要学生写一篇作文，主要内容是学生对教师上课提出的个人建议，还有对该课程的看法，如果不能正确理解一些问题，必须增强自己对该方面的了解，而且了解该课程在实际生活中的灵活应用。让平时成绩只占25%，作文占35%，期末考试成绩占40%。运用1∶4∶5的考核方法，该考核方法使考核具有较强的灵活性，減少闭卷考试所占的比例，引导学生将理论和实际相结合，激发学生学习该课程的热情，让学生从被动学习转变为主动思考，进而提高学生学习该课程的兴趣。
2.合理布置课下作业
长期以来，教师的主要难题是课后作业，这些年的作业题以课后练习题为主，学生可以从网站上以及相关的参考书上发现习题的准确答案。就实际作业情况来讲，学生作业和参考资料书的答案是类似的，所以很可能有抄袭的嫌疑，而且抄袭者并不是只有一个人，这样就无法获得显著的复习巩固成效。
3.加强平时成绩考核
平面成绩在以前的总成绩考核中只是占据35%，卷面成绩占据65%，卷面成绩也就是期末考试成绩，即固定考核成绩的方法。一些非固定成绩，也就是平时成绩，有较强的灵活性，考核方式也是非固定的，很多教师都是依赖课后布置作业，对作业进行批改时打出平时成绩，但教学过程中容易发现，学生的作业与答案并没有很大区别，难以区分出哪个学生是付出努力的，只是依赖书写工整，难以了解学生是否用功，更加无法得出学生了解知识的程度，对学生准确把握教学知识也会产生不利影响。并且要求学生必须写一篇学期论文，也就是关于课程观点的论文。通常，一个学生的成绩并不是由单方面来决定，而是由不同的方面共同来决定，主要包括理论成绩、期末考试成绩以及平时成绩等，这样不仅对学生平时成绩进行科学的考核，而且可以激发学生的求知欲，使学生可以更加深刻地感受学习在于平时，只是依赖考试前的临时应付一般无法获得显著的效果。
（四）教学改革实践成果
利用对“电磁场与电磁波”课程教学内容和教学目标的进一步优化，让学生能够加深对课程的了解，进而节省很多学习时间，防止学生在学习过程中进入复杂的数理公式推导中，使学生在课程教学中获取大量的工程实例，进而从根本上达成本科院校的应用型人才培养目标。通过改革教学模式，可以加深实际和理论知识间的联系，防止学生纠结于此课程中一些没有意义的知识，着重讲究工程的具体应用;改革教学方式，营造良好的课堂学习氛围，也有利于培养学生的动手实践能力;改革课程考核方法，也可以激发学生的学习热情，鼓励学生积极参与到课堂教学中，这样就能够培养学生良好的学习习惯。
近年来，“电磁场与电磁波”课程达标率已经超过97%，优秀率大概有35%，更多的毕业生在今后走入社会愿意选择从事有关的工作。并且在某设计大赛中，很多学生都选择这个方向的科技研发设计，由于其属于创新设计，所以在大赛中获得良好的成绩。并且这个方向的考研率也得到大幅度提升，自从2014届以来，已经有很多学生将硕士研究生报考方向放在“电磁场与电磁波”技术方向，而且有40名学生已经考进我国重点大学的“电磁场与电磁波”技术专业。大概有65%的学生主动参加这门课程的讨论式学习，一些学生在我国以及其他国家科技期刊上已经发表多篇科研论文。我国许多高校对“电磁场与电磁波”课程进行教学改革，不仅有利于端正学生的学习态度，而且可以帮助学生培养动手实践能力以及创新思维能力，提高学生的工作能力和素质。
总而言之，当前“电磁场与电磁波”教学中仍旧出现一些对教学水平有影响的因素，比如教学模式和教学内容守旧、教学设施不完善等。为了更好地响应我国“十三五”规划提出的促进现代化教育和人才强国以及人力资源强国建设研究，必须对我国当前的教学模式以及教学方法做出进一步改善，提升课堂教学水平，进而为培养将来的创新复合型人才打下良好的基础。
参考文献：
[1]孙晓东，朱笛，缪竟鸿，等.《电磁场与电磁波》课程教学改革与实践[J].当代教育实践与教学研究，2018（5）：68-69.
[2]石峰，王国东.电磁场与电磁波教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2017（5）：69-72.
编辑 马燕萍
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