嚴(yán)彬　張祥莉　黃田野

“課程思政”緣起于對習(xí)近平總書記關(guān)于“用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守 好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”這一重要論述的深刻領(lǐng)會(huì)，植根于高校對思想政治工作規(guī)律、教書育人規(guī)律和學(xué)生成長規(guī)律的具體運(yùn)用，現(xiàn)已成為國家教育行政部門和各高校進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢下思想政治工作的重要指揮棒，也正逐步成為學(xué)術(shù)界關(guān)注探討和研究闡釋的重點(diǎn)熱點(diǎn)問題。課程思政是個(gè)新事物，目前仍處于起步起點(diǎn)階段，其內(nèi)涵邊界、核心要義、規(guī)律特點(diǎn)、實(shí)踐要求、建設(shè)路徑、工作評價(jià)等還需要不斷拓展和深化。因此，結(jié)合電子信息工程、通信工程及電氣工程等專業(yè)的必修課電磁場與電磁波，展開了如下幾點(diǎn)思考。

1 基于電磁發(fā)展史歷史人物的課程思政

教學(xué)的目的是育人。人的榜樣力量是無窮的?？v觀電磁發(fā)展史，幾個(gè)杰出人物的偉大貢獻(xiàn)功不可沒。1785年，法國科學(xué)家?guī)靵鲈趯?shí)驗(yàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了第一個(gè)電學(xué)定律（兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用規(guī)律）：庫侖定律，是靜電學(xué)理論建立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，使電學(xué)研究走上了理論研究的道路。丹麥的科學(xué)家奧斯特從1807年開始研究電磁之間的關(guān)系。1820年，他實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流以力作用于磁針，即電的磁效應(yīng)，從此第一次將電和磁聯(lián)系在一起。1820年底，法國科學(xué)家安培提出了磁力作用的規(guī)律——安培力定律，將奧斯特的發(fā)現(xiàn)上升為理論。英國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家法拉第敏銳地意識到，電可以對磁產(chǎn)生作用，磁也一定能夠?qū)﹄姰a(chǎn)生影響。1821年他開始探索磁生電的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過10年艱辛的實(shí)驗(yàn)，直到1831年他偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁棒插入導(dǎo)體線圈時(shí)，導(dǎo)線圈中就產(chǎn)生電流。這表明：動(dòng)磁產(chǎn)生了動(dòng)電，即著名的電磁感應(yīng)定律。并因此設(shè)計(jì)了世界上第一臺感應(yīng)發(fā)電機(jī)。

接著英國物理學(xué)家麥克斯韋（1831-1879）在法拉第等前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律。麥克斯韋電磁理論的基礎(chǔ)是庫侖定律、安培力定律 （或者畢奧-薩伐爾定律）及法拉第電磁感應(yīng)定律等三大實(shí)驗(yàn)定律。他發(fā)現(xiàn)電流連續(xù)性方程與安培環(huán)路定律經(jīng)過數(shù)學(xué)矢量分析推導(dǎo)存在矛盾。因此創(chuàng)造性地引入了“感生電場”、“位移電流”兩個(gè)概念，其核心思想是：變化的電場也要產(chǎn)生變化的磁場，并因此預(yù)言了電磁波的存在。并于1864年提出了一套偏微分方程來表達(dá)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律，稱為麥克斯韋方程組，是經(jīng)典電磁場理論的基本方程。麥克斯韋方程組與牛頓第二定律完美地解釋了物質(zhì)的波粒二象性。他的學(xué)術(shù)成就使他成為與牛頓和愛因斯坦齊名的偉大物理學(xué)家。麥克斯韋電磁場理論的創(chuàng)立并不是偶然的，其哲學(xué)思 想和數(shù)學(xué)理論奠定了他堅(jiān)實(shí)的科學(xué)研究基礎(chǔ)，能夠從自然規(guī)律中高度概括出整體與部分的辯證統(tǒng)一關(guān)系。正是這種外因和內(nèi)因的碰撞，使麥克斯韋在創(chuàng)立電磁理論上獲得了巨大成功。麥克斯韋的理論一經(jīng)問世，并不被世人乃至于學(xué)者們理解。年僅48歲的麥克斯韋以短暫的生命為電磁學(xué)書寫了不可磨滅的篇章，雖然他的功績生前并不被人們重視，直到1888年才被德國物理學(xué)家赫茲驗(yàn)證。赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，為無線通信的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

縱觀電磁發(fā)展史進(jìn)展，基本都為歐洲發(fā)達(dá)國家科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，激勵(lì)我們要發(fā)憤圖強(qiáng)，懂得科學(xué)研究的艱辛，領(lǐng)悟科學(xué)研究的規(guī)律。

2 基于科學(xué)觀方法論的探索

科學(xué)的盡頭是哲學(xué)，從科學(xué)觀方法論的高度去引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生從要我學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槲乙獙W(xué)。電磁場與電磁波這門課因?yàn)槌橄笮?、公式繁多一直以來被老師、學(xué)生定義為難教難學(xué)。對該課程融入多年來教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)顯得尤為重要。縱觀電磁發(fā)展史歷程，是一個(gè)“理論-實(shí)踐-理論-實(shí)踐...”的周而復(fù)始的螺旋式上升的過程。也可理解為毛澤東思想關(guān)于“實(shí)踐、認(rèn)識、再實(shí)踐、再認(rèn)識，循環(huán)往復(fù)以至無窮”的實(shí)踐論論斷。就場論而言，是特殊到一般的發(fā)現(xiàn)歷程，符合人類的一般發(fā)展認(rèn)知規(guī)律。首先靜電場和靜磁場相互獨(dú)立，毫無關(guān)聯(lián)，彼此對偶。接著陸續(xù)發(fā)展到動(dòng)磁場產(chǎn)生動(dòng)電場，動(dòng)電場產(chǎn)生動(dòng)磁場，二者相互聯(lián)系，密不可分，并由場產(chǎn)生了波。波按照有無源可分為（無源）空間波、導(dǎo)行波和（有源）天線波。有源波的分析比無源波難。天線波的分析需要用到2個(gè)輔助動(dòng)態(tài)位函數(shù)。

時(shí)變電磁場是本課程的核心與重點(diǎn)，是場論的總結(jié)，是電磁波的開端。麥克斯韋方程組是時(shí)變電磁場的重中之重。深刻理解麥克斯韋方程組顯得尤其重要。麥克斯韋方程組由4個(gè)近乎完美的數(shù)學(xué)方程構(gòu)成，包括2個(gè)旋度方程和2個(gè)散度方程。2個(gè)旋度方程為核心方程，表示時(shí)變電磁場互相激發(fā)。方程組解釋了場由源激發(fā)，等式的右邊為源，左邊為激發(fā)的場。2個(gè)散度方程揭示了空間不存在磁荷以及電場由電荷激發(fā)，也解釋了磁力線閉合以及電力線發(fā)散的道理。另外，麥克斯韋方程組揭示了場與媒質(zhì)的相互作用關(guān)系。在簡單媒質(zhì)（線性、均勻、各向同性媒質(zhì)）中，電場的2個(gè)矢量、磁場的2個(gè)矢量和電流場的2個(gè)矢量之間會(huì)呈現(xiàn)線性關(guān)系。任何問題一定要由簡單到復(fù)雜分析建模。電磁場問題會(huì)先從簡單媒質(zhì)、無源區(qū)入手分析。

3 基于授課老師自身教學(xué)能力進(jìn)行課程思政

本系該課程授課老師均為985高校博士畢業(yè)，平易近人。該課程48學(xué)時(shí)，8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)是該課程的獨(dú)特之處，配套了25萬的十套電磁場電磁波實(shí)驗(yàn)儀設(shè)備，使抽象的電磁場課程由看不見到看得見，由抽象變?yōu)榫唧w。實(shí)驗(yàn)配有指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、視頻講解、助教指導(dǎo)。因設(shè)備有限，采用分組合作形式。授課有學(xué)校督導(dǎo)觀摩，采用線上線下混合教學(xué)方式。教學(xué)資源豐富，有十多本國內(nèi)外參考書，網(wǎng)上北交大、西電等優(yōu)秀同行慕課教學(xué)資源。試題庫豐富多變。教學(xué)與科研相結(jié)合，指導(dǎo)本科生從事電磁場領(lǐng)域科研活動(dòng)，并發(fā)表T2級高水平論文，獲全院好評。

總之，通過挖掘《電磁場與電磁波》課程中的哲學(xué)要素，可以從物質(zhì)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的角度深入了解電磁波的性質(zhì)，形成科學(xué)的世界觀和方法論;基于杰出歷史人物的課程思政，可以傳播正能量，發(fā)揚(yáng)愛國精神;結(jié)合教師的自身執(zhí)教能力進(jìn)行課程思政，可以讓學(xué)生在潛移默化和興趣中快速成長。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張洪欣.《電磁場與電磁波》課程思政實(shí)施方法探索.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2021（6）：30-32