摘 要:新時(shí)代下科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,《電磁場與電磁波》傳統(tǒng)教學(xué)方法已不再適應(yīng),本文針對(duì)該課程進(jìn)行了深入的改革研究?;谠撜n程晦澀難懂卻又十分重要的特性,本文從多個(gè)方面對(duì)該課程進(jìn)行了系統(tǒng)的討論:課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀;課程教學(xué)內(nèi)容的改革;課程教學(xué)方式與手段的改革;課程考核方式的改革;最后進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)。從初步的實(shí)踐結(jié)果表明,這些改革對(duì)學(xué)生的邏輯和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有非常大的幫助,更提高了教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:新時(shí)代;電磁場與電磁波;特點(diǎn);改革
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.212
1 課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀
《電磁場與電磁波》是許多電類專業(yè)(如電氣工程及其自動(dòng)化和電子通信工程等)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程主要描述了電磁場與電磁波的基本特性、原理以及分析計(jì)算方法,它和相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程如電磁干擾與兼容、微波原理、電子通信等密切相關(guān),學(xué)科地位極其重要。該課程物理概念抽象,理論性強(qiáng),公式繁雜,對(duì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)要求也較高,往往在教學(xué)過程中會(huì)出現(xiàn)教師難教和學(xué)生難學(xué)的問題,甚至出現(xiàn)畏難情緒,如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高本課的教學(xué)質(zhì)量,始終是該課程教學(xué)改革亟待探索的課題。
如今的《電磁場與電磁波》教學(xué)方式單一化,往往是老師只采取板書形式或者PPT幻燈片的形式,按照滿堂灌的教學(xué)手段,而學(xué)生往往是從頭到尾記筆記,缺乏系統(tǒng)的理解與思考,容易逐漸失去對(duì)該課程的興趣,慢慢地將上課任務(wù)化。
2 課程教學(xué)內(nèi)容的改革
在該專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)過程中,教材的內(nèi)容以及體系是教學(xué)的基礎(chǔ),傳統(tǒng)《電磁場與電磁波》課程往往采用單一課本教材,內(nèi)容冗雜,內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)亦有不足。在教學(xué)內(nèi)容的改革中,首先對(duì)課本教材內(nèi)容進(jìn)行甄選,改革課程的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu),現(xiàn)采用如下理論教學(xué)體系(三部分):(1)矢量分析與場論→電磁現(xiàn)象的基本概念、規(guī)律和方法→麥克斯韋方程組;(2)介質(zhì)的極化、磁化和色散→介質(zhì)中的麥克斯韋方程組→邊界條件和邊界問題求解→平面電磁波和導(dǎo)行電磁波;(3)靜態(tài)場→動(dòng)態(tài)場→電磁理論交叉領(lǐng)域。
其次,新時(shí)代下互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展,借助新時(shí)代的產(chǎn)物能更好地具體化該課程的物理概念以及簡化計(jì)算等,有助于提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果,因此進(jìn)一步夯實(shí)課程內(nèi)容,在改革中引入了相關(guān)軟件的介紹與學(xué)習(xí),如Matlab, HFSS, ADS等軟件。
3 課程教學(xué)方式與手段的改革
新時(shí)代下,科學(xué)的教學(xué)不能仍然采用單一的傳統(tǒng)方式——板書或者PPT幻燈片,很多抽象的概念很難用這種方式來描述清楚,為此,在教學(xué)方式的改革中,保留部分板書和PPT形式的基礎(chǔ)上利用多媒體(視頻)、Matlab和HFSS等現(xiàn)代工具進(jìn)行演示,例如電磁場的極化特性和電磁波的傳播等,在圖像和動(dòng)畫的方式下原本復(fù)雜枯燥的內(nèi)容變得豐富形象,另外還能利用Matlab編寫簡單的程序,簡化數(shù)值運(yùn)算。
滿堂灌的教學(xué)手段已不再適應(yīng)新時(shí)代下的教學(xué),需要結(jié)合多樣的教學(xué)手段幫助學(xué)生理解消化知識(shí)點(diǎn)。在本課程的改革中,注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng),在課堂的教學(xué)過程中適時(shí)地提出一些較靈活的問題,甚至開展課堂討論。在教學(xué)過程中,額外引入實(shí)際案例講解相關(guān)的電磁知識(shí)點(diǎn),例如在講解電磁波輻射和接受的時(shí)候可以舉例隱形飛機(jī)和雷達(dá)等,如此多變化的教學(xué)手段既豐富了教學(xué)內(nèi)容,又能提高學(xué)生的主動(dòng)性,幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,牢牢地掌握重點(diǎn)知識(shí)。
4 課程考核方式的改革
傳統(tǒng)的課程考核往往是由兩部分組成:30分的平時(shí)分以及70分的期末卷面成績折算分,但是該課程由于理論性強(qiáng),概念較為抽象,如此單一的考核并不能反映學(xué)生對(duì)該課程真實(shí)的掌握情況,因此,本次教改摒棄了傳統(tǒng)的考評(píng)機(jī)制,重新制定了如下更為合理的考核方式:20%的平時(shí)作業(yè)成績,10%的上課表現(xiàn),20%的實(shí)驗(yàn)分和50%的期末卷面分。其中實(shí)驗(yàn)部分為指定學(xué)生運(yùn)用Matlab和HFSS軟件演示相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),并根據(jù)完成情況打分。如此的考核方式既能幫助學(xué)生很好地掌握所學(xué)知識(shí),還能從多方面培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)。
5 結(jié)語
《電磁場與電磁波》課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,許多專業(yè)課的學(xué)習(xí)都依托該課程所涉及的內(nèi)容,因此本課程在電類專業(yè)中有著至關(guān)重要的地位。所以,對(duì)于本課程的教學(xué)更應(yīng)該重視,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不再適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展,必須取其精華去其糟粕并加以改革創(chuàng)新,本次教改研究經(jīng)過本人的實(shí)踐,教學(xué)效果大為改善,學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性提升,新時(shí)代下的一系列教學(xué)改革創(chuàng)新為《電磁場與電磁波》課程的教學(xué)注入了新的活力。
參考文獻(xiàn):
[1]凌濱,鄧艷,馬梅.“電磁場與電磁波”課程教學(xué)方法創(chuàng)新的研究[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào),2015,34(10):64-65.
[2]孔令榮,王昊,朱霞,黃敏.“電磁場與電磁波”教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].大學(xué)教育,2015(08):172-173.
[3]谷宇,錢倩.“電磁場與波”課程的教學(xué)改革研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(03):28-29+58.
[4]代秋芳,王衛(wèi)星,劉洪山,羅霞,謝家興.“電磁場與電磁波”實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(02):94-95+98.
[5]馬鳳英,弓巧俠,蘇建坡.“電磁場與電磁波”教學(xué)改革探索和實(shí)踐[J].中國電力教育,2013(36):99-100.
[6]唐慧,張士兵,陳建新,周立衡.“電磁場與電磁波”教學(xué)改革實(shí)踐與探討[J].科技信息,2011(03):15-16.
[7]楊紅軍,運(yùn)高謙.“電磁場與電磁波”課程教學(xué)改革的探索[J].中國電力教育,2010(16):72-73.
[8]石峰,王國東.電磁場與電磁波教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].中國電力教育,2017(05):69-72.
作者簡介:張鋼(1988-),男,江蘇鹽城人,博士研究生,講師,研究方向:無線射頻電路。