电磁场与电磁波课程教革的

【摘 要 】电磁场与电磁波是电子信息工程和电子科学与技术专业必修的一门基础理论课程.本文针对《电磁场与电磁波》课程的特点,分析该课程的教学中容易出现的问题,根据电磁场理论在现代科技中的实际应用,分别对该课程的教法和学法等方面进行了探讨,希望能对同行在该课程的日后教学中有所启发.

【关 键 词 】电磁场与电磁波 教学方法与手段 教学改革

【基金项目】本文获：桂林电子科技大学“电磁场与微波技术核心课程教学科研团队”立项项目（项目编号：JGZ201157）,新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目（项目编号：2012JGA138）及桂林电子科技大学教育教学改革项目（项目编号：JGB201304）资助.

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0103-01

一、《电磁场与电磁波》课程的特点

1.是电子信息类专业的一门专业基础课

“《电磁场与电磁波》课程兼顾理学和工学两方面,是电子信息类专业开设的一门十分重要的专业基础课”,在专业课和基础课之间起到承上启下的桥梁作用.它在内容体系、教学手段和方法等方面的教学要求相当严格,使学生在逻辑思维方面得到严格的训练,为他们进行后续课程的学习奠定了良好的专业基础,因而对学生专业素质的培养和提高起着至关重要的作用.

2.理论性强,内容抽象,教学水平要求高

该课程的主要内容是介绍电磁场与电磁波的基本特性,侧重于电磁波,电磁场部分是在《电磁学》的基础上运用矢量分析的方法,与高等数学中的微积分知识点紧密相联,且对于不同坐标系场量的表达也不一样,导致公式繁杂,推导时非常烦琐,而电磁波部分所讲的均匀平面波、平面波的极化等都对学生的数学水平以及空间想象能力都有着很高的要求,因而抽象难懂、不易学.虽然,在学习该课程前,学生已经学过微积分知识以及场论,但由于种种原因,学生学得比较肤浅,再加上学生分析问题能力不够强,常常感觉这门课程不容易理解和学会,由此将该课程称为“天书”.针对该学科这种特点,我们就要对该课程对教学方法进行改进,尽量避免烦琐的数学公式的推导,让学生注重物理规律,使课堂教学形象生动,并突出该课程的实用性,提高学生的学习兴趣,进而提高教学效果.

二、《电磁场与电磁波》课程在教学中容易出现的问题

1.教师当作数学教,学生当作数学学,使得学生产生畏难情绪

由于该课程与高等数学中的微积分知识点紧密相联,且对于不同坐标系场量的表达也不一样,公式繁杂,推导时非常烦琐,再加上电磁现象比较复杂和抽象,具有看不见摸不着的特点,且很难找到实物模型,所以学生普遍认为“难学”,久而久之,就会失去耐心.部分教师,尤其是青年教师,往往注重数学计算,而忽略了其物理意义的阐释,容易使该课程变成数学课,这就更增加了学生学习的畏难情绪.

2.注重理论传授,弱化了其在实际中的应用,让学生感觉无用,降低了学生学习的主动性

不少教师在讲课时,由于教学时数或者认识的偏差往往注重理论基础知识的传授,而忽略这些知识与实际应用的联系,结果容易让学生产生“学习这门课有何用”的疑惑,不能调动起学生的学习积极性.此外,由于不能感受到该理论在解决实际问题中的巨大威力,因而也不能调动学生运用电磁场理论分析问题解决问题的主动性,进而影响了学生解决问题能力的提高.

三、对该课程教法和学法进行探讨

作为该专业课的主讲老师要随时怎么发表展变化对自己的教学内容、方法、手段进行及时的改进、补充或者完善,尽量避免烦琐的数学公式的推导,让学生注重物理规律,使课堂教学形象生动,并突出该课程的实用性,使学生的学习兴趣得以提高,教学效果得到改善.

1.引入适度的不确定性调动学生探寻式思考,做到学以致用

在解决问题时,多安排一些不确定性,让学生自己分析和解决问题,而概念性的问题则少一些不确定性.现在的学生学习功利性很强,认为将来对就业有用以及对实际有用的内容就学,对实际意义不大的就不学.

2.采用实验启发式教学法引导学生通过对实验现象的理论分析得出自己的结论,增强学生对有关抽象规律的感性认识,降低学习难度

3.充分利用多媒体课件,板书与现代教学手段相结合

充分利用多媒体课件,包括电子教案、视频、FLASH动画、实物照片等用动画和图形的方式展示出来,是一些很抽象,很难理解的一些内容包括介质的极化和磁化、电磁波的传播、反射和透射等内容,学生通过多媒体课件就有了感性认识,提高了他们的学习兴趣.但是,由于使用多媒体教学的特殊性,教师授课若只盯着电脑屏幕,就会缺少与学生的沟通,让学生觉得自己成了教学设备的奴隶,教师也无亲切的感觉.

4.采用现代电磁场仿真工具进行仿真,把学生从繁琐的数学推到公式中解脱出来

科技发展到今天,我们应该用最有效的方法,即计算机仿真.计算机仿真,其实就是一种模拟实验,它具有分析精度高、速度快等特点,不仅仅在教学,而且在电磁场器件设计中也被经常采用.我们都知道传统的天线设计方法总是由设计师根据天线的分析理论以及自己的经验通过编程进行数值计算的方法来确定天线的各参数,这样做花费的时间多,精度也低,而且设计周期长,而采用现代电磁场仿真工具如DS（Ad?鄄vanced Design System）、HFSS（High Frequency Structure Simulator）电磁仿真软件等以现代计算机为基础的电磁场数值分析方法必将成为一种选择.

5.加强前面知识的回顾和应用,有利于学习的连贯性.

“电磁场与电磁波”课程难学难教,而掌握本课程的理论基础知识,对电子信息工程与通信工程专业的学生来说又非常重要.针对学生的情况,课堂讲解时争取做到三讲：不讲、少讲和精讲：对重要的公式和定理给出详细的讲解和数学推导,而对一些复杂繁琐的公式及其推导等做到少讲或者不讲.我们就要鼓励学生主动学习、积极思考.

总之,作为《电磁场与电磁波》课程教师应结合实际进行教学,力争使学生做到学以致用.在教学过程中举一些发生在身边的实例,使学生普遍对电磁场与电磁波课程很感兴趣,学生有了强烈的求知,通过对电磁场与电磁波课的讲授,学生明白了原因,学习兴趣也增强了.在教学过程中采用实验启发式教学法,使学生的观察能力、分析推理能力、归纳总结能力、理解和应用能力都得到了提高,使得本来无形的物理过程变得有声有色.这样既可以激发学生的学习兴趣,搞活教学气氛,又能提高教学效果.