电磁场与微波技术教学考试改革措施与效果

张典+崔双+李智+华伟

摘要：电磁场与微波技术课程是电子学领域的基础理论课程，公式多而复杂，学生学习难度大。本文探讨了利用课堂小测试来巩固记忆；扩展课外知识面来培养发散思维；通过学生自主出题来汇总共性问题；引入自主实验课程来充实理论学习；通过人文教学来培养学生的学习素养这五个方面的教学改革，目的是让学生在学习中感受知识的魅力，提高学生对这门课学习的热情和积极性，使学生形成以“学习者”为中心的学习态度。

关键词：电磁场与微波技术；人文教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）35-0099-03

国家非常重视大学生的培养，认为大学生是推动祖国未来创新创业的主力军，是推动未来新型创业的促引者。在创新型人才培养方面，比较美国、德国、日本等发达国家，我们还比较落后。从战略角度上看，这将拉大我国同其他国家人才储备的距离。不少高校将培养创新型人才放在了战略的角度，并在培养方式上做出了一些有益的探索。然而仍有部分学生只是将高等教育作为获得学历证书、找到好工作的阶梯，课程学习动力不足。这严重的浪费了高校的教育资源，影响了我国创新型人才培养战略的实现，这也显现出教育模式的改变对于激发学生的兴趣和积极性的重要性。为此，探索以学生为主体的教学改革模式成为必然。

四川大学校长谢和平在《川大的教育》[1]一文中讲到：人才的培养是大学的根本任务、价值追求和责任使命。四川大学作为一所综合性大学，应该办成一所实施精英教育的学校，一所能够培养每个学生自由全面发展的学校，一所能提供每个学生找到真正适合自己教育的学校。综合四川大学近年来在人才培养方面的探索与实现，系统地提出了有特色的“四个观”的人才培养理念、“三个全”的人才培养机制以及体现精英教育、个性化教育、全面发展的“323+X”创新人才培养模式。这种创新型的教育体系就是要本科学生能够尽早的感受本学科的前沿或者实际生动的应用，以此激发学生的科学感悟和创新能力。

本文作者结合自己的教学情况，对如何提高学生学习的兴趣和积极性，实现以学习者为中心的学习模式[2]进行了探索。

一、改变考察方式，培养学生学习的积极性

“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。”这句话道出了勤奋刻苦的重要性，对于目前的大学教育来说，这种精神仍不可丢掉。大学教育有着一个相对宽松的教育环境，这成就了一部分对学习渴望的学生，使他们获得了很多的可能性和塑造性，但同样的教育环境，也使部分学生产生了惰性，学习动力不足。

《电磁场与微波技术》课程的探索，改变课程成绩评定的组成，增加平时分组讨论、演讲的成绩比例；提高基础实验课程的成绩比例；要求学生自主设计小组项目任务，并给予适当的加分；提高对学生的要求，加强对学生知识掌握程度的检查。从多个角度让每一个学生从思想上重视起来，从而使他们都能真正地在这门学科上学到有用的知识，同时自身思维和人文素养都得到了提升。还有学生读死书，不知变通，一定程度上限制了其更高层次的发展。这就要求教师要改变现有的教学模式，以适应不断变化的学生心理及教学大环境，使学生体会到学习的乐趣。

二、改变激励机制，激发学生的学习兴趣与荣誉感

电磁场与微波技术这门课程难度大，基本理论知识比较枯燥，以教师为中心的教学模式不易产生很好的教学效果。大学的任务是要培养创新型人才，这就更加要求大学生要有自主学习的能力。中国学生的自主学习能力总体上是不比西欧学生差的，但是缺乏探索的习惯[3]。对于大学这样一个教育环境，鼓励学生自主学习就有很大的实际意义，即引导学生把在课堂上学习到的知识扩展到很多实际应用的实例上去。在这一过程中能夠培养学生独立思考的意识，提高自己的分析能力，学会如何评估和利用资源。而自主学习的先入性条件，就是要学会搜索、评估资源并组织好信息以解决具体问题。专业基础课程引导学生进入深层学习，引导中只有激发学生的兴趣，才会增加学生对这门课程的自主学习积极性，才会逐步让学生成长起来，不断自主的深入学习。

爱迪生说过一句话：“荣誉感是一种优良的品质，因而只有那些禀性高尚或受过良好教育的人才具备”。很多学生经常会问“学这个有什么用”、“我学这个以后能干什么”等，学校只知道要学生学习知识，却忽略了最重要的人文学科素养。教育的真正含义正如苏霍姆林斯基所说的：“真正的教育者不仅传授真理，而且向自己的学生传授对待真理的态度，激发他们对于善良事物受到鼓舞和钦佩的情感，对于邪恶事物的不可容忍的态度。”就拿电磁场学科来说，自19世纪以来就开始被人们研究，这是一个浩大而持久的工程，每一个学习者都应该对所学的课程产生一种强烈的荣誉感，这样才能真正的将自己带入到课程中去。对于学科教师来讲，通过一定的方式来增加学生对学科的荣誉感是一种责任和义务，无形中也可以提高学生的人文素养，真正实现“教”和“育”的结合。同时为了引导学生自主学习，我们增加小组项目设计的任务，使课程充满趣味性、挑战性，学生课下合作完成任务，并且在课堂上展示成果，教师和学生共同讨论，逐步加深对理论知识的理解与掌握。

1.利用小测验强化记忆，打好基础。本门课程有很多的公式和结论，这些公式结论对以后的综合深入学习很重要。而且这些公式的记忆不是短期能够维持的，需要持续的记忆。这些数学公式的背后有着实际的物理意义，在课程中用专门时间给学生讲解清楚其中的物理意义，学生能够形成理解性记忆。根据艾宾浩斯记忆遗忘曲线，人们在学习中的遗忘是有规律的，遗忘的进程很快，并且先快后慢。从“记”到“忆”是有个过程的，这其中包括了识记、保持、再认和回忆。要想做好学习的记忆工作，单纯的注重当时的记忆效果，而忽视了后期的保持和再认，同样是达不到良好的效果的。为此课程中我们抽出10分钟来简单巩固一下前面学习的内容。抽出一些要求掌握的公式及结论，让学生默写，完成后互相批改更正。在这样的过程中，一方面督促了学生认真花时间来学习这门课程中必要的基础部分；另一方面，在相互批改更正的过程中，学生可以翻阅教材来更正别人错的内容，同时也温习了自己没有掌握的内容，达到了巩固记忆的效果。将此次的测验作为一次成绩考核，能够让学生认真对待本课程。这种方法达到了预期的效果。反复的测试，学生就掌握了这些公式结论，为以后融会贯通地学习打下了基础。

2.分组项目设计任务，扩展知识打开思路。采用分组讨论、查阅资料、结合实际等方法，还原了课程的真实感，避免学生对课程产生距离感。俗话说：“兴趣是最好的老师”，从教育心理学的角度来说，学习兴趣是一个人倾向于认识、研究而获得某种知识的心理特征，是可以推动人们求知的一种内在力量。学生对学科有兴趣，就会持续地专心致志地钻研它，从而提高学习效果，即通过调动学生的好奇心、创造愉悦的学习环境来提高学生学习的自主性。因此，我们给学生一些关于电磁场的实际应用，设计合适的题目，例如结合直流交流以及场分布知识分析三峡输电问题，利用遥感遥测、雷达天线的实际应用来加深对平面波入射反射以及极化等概念的理解。让学生分组查阅资料，从中提取课堂中基础知识点。查阅资料，自主思考，这是创新型大学生以自我为中心学习的必要条件。先给学生指引几个方向，避免学生因没有经验而感到迷茫。让每组学生讲述自己查阅的资料以及讨论交流的想法，学生在面对全班学生的演讲时，会十分重视，所以会多花些功夫在这些准备工作上面，多思考一些，让自己表现得更加优秀。这也能够使得每个小组的资料得以交流，扩大学生的知识面，同时也锻炼了学生的表达和交流的能力，让学生体验讲解者身份，潜移默化地使学生形成以自我为中心的学习观念。对于查阅资料详细认真，有自己独特见解的小组，应适当的加分奖励，来调动学生的积极主动性。需要注意的是，为了杜绝出现组内成员浑水摸鱼、滥竽充数的现象，必须给组内每个成员分清任务，并在小组演讲中予以分别展示。

3.学生自我总结，汇总题目。俗话说：“业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。”在有了一定的学习积累后，就必须通过思考来提升自己。我们让学生自己出题，类似于一种分层次性的作业性质的复习和对已学知识的总结思考，要求学生安下心来思考问题，把自己认为容易出错的题挑选出来，传递给其他同学，检查知识缺陷，查缺补漏。另一方面，学生提出的问题，考虑问题的角度与教师提出的问题不一样，并且学生的错误也具有普遍性，因此要重点复习出过错的题，这样的复习不仅具有针对性，而且也有助于增加学生之间的交流讨论。

四川大学有自己的课程中心，我们把学生出的习题进一步整理成题库，放到课程中心，设置成试卷的形式，做完自动给出分数和答案，同时网上的资源丰富，方便学生自由查阅和测试，提高了学习的效率。在学生完成这些自测题的同时，选出自己认为出题比较好的试卷，我们将给予这些出自测题的学生额外奖励分。同时教师也可以给课程中心也上传一些资料，增加一些电磁场学科比较前沿的知识，让学生能够及时的了解本学科最新的动态和发展方向。这些前沿的资料不仅能够拓展课堂上未展开讲解的知识，还可以增加学生自己阅读探究的兴趣。

4.强化动手能力培养，引入自主设计实验。为了配合理论课程建设和当前科研发展的方向，电磁场与微波技术实验课程的引入是十分必要的。实验课程是教学的延伸，是理论与实践的纽带，不仅能够让学生在实验中激发学习的兴趣和热情，深化理解并真正掌握理论知识，而且可以培养学生运用基本理论解决实际问题的能力，实现“理论教学—实验环节”循序渐进的教学目的[4]。实验内容由理论课任课教师和实验室教师共同确定，由实验室教师承担具体的教学指导任务，主要介绍微波系统的认知与调整和单端口网络阻抗测量和匹配，并且指导学生做实验。学生需要了解微波测试系统、认知微波仪器与元件、连接与调试测量系统。在实验课程的时间安排上，我们采用先修完理论课程再参加实验的教学安排，这样可以使学生在具有一定理论的基础上更好地参与实验课程的设计。同时实验室以学生为主导，学生可以随时与助教教师安排实验的时间，实验弹性增大，使学生由“被动实验”转为“主动实验”。利用四川大学电子信息专业实验中心的实验平台，鼓励学生对电磁场微波技术领域的问题进行实验研究，例如在微波网络部分，利用实验了解阻抗与网络参数的关系，自主选择自己需要的实验内容，设计实验方法，都取得了良好的效果。

5.锻炼演讲表达能力，提高学科人文素养。学习不仅是说“这个知识我知道，然后罗列的理论公式”，而且需要教育学生思想的宽度，从学科中理解科学的追求以及人对科学的认知。很多学生在学习上有着被动的依赖性，往往只是简单的依着书本思维模式进行，并不能很好的对其进行自我吸收和理解，这往往会导致记忆的短暂、不连续，不利用本学科的逻辑性的、有效性的学习。让学生通过对项目作业的设计完成情况制作PPT、进行课堂演讲等方式，分享对电磁场学科某个兴趣点知识的形象理解方式及对深度的扩展探索。一方面学生通过演讲的方式将自己对知识的自我理解分享给大家，可以锻炼学生的表达能力；学生会更好地组织语言来充实自己的演讲趣味性和有效性，会课下搜集资料，思考知识的宽度，提高自我的人文素养。另一方面聆听其他同学的分享可以启发自己在学习思考上的不足，学习别人思考上的长处；或者使缺乏自主思考的学生产生一种知识自我消化理解的意識。通过这个多重交互式的分享与沟通，每一位同学都可以获得更多学习经验和表达能力的锻炼，使自己的不足之处得以快速弥补。

通过多种形式的全过程考核，让学生不再为考试而学习，同时也增强他们多方面的学习研究能力，锻炼学生的学科人文修养，使学生能够以有方向的学习者的姿态继续学习。

三、结语

无论是从国家战略、学校发展、教师的自我价值的实现，还是从学生长本领的角度来看，都有必要在这信息快速发展的时代让学生的综合实践能力和创新能力有所提高，以适应社会的要求，以适合未来发展。电磁场与微波技术，作为一门电子通信的专业课，认真学习它，是极其有必要的事情。作为教育工作者，我们有责任、有义务认真思索其教学改进措施，促进学生学习积极性，提升教学效果，为学生终身学习打下牢固的基础。

参考文献：

[1]谢和平.川大的教育[J].高等理科教育，2012，（02）：1-13.

[2]Terry Doyle.如何培养终身学习者——创建以学习者为中心的教学环境[M].广州：华南理工大学出版社，2014，（08）.

[3]张立新，李霄翔.中国—西欧学生自主学习能力对比调查研究[J].外语界，2004，（04）：15-23.

[4]王子立，谢银芳.电磁场与微波技术实验课程建设探讨[J].中国科教创新刊，2007，（07）：128.