《工程电磁学》课程教学改革与实践

闫淑霞 史伟光 徐微 丁丽娅 郭华

摘要：《工程电磁学》是通信工程等电子类相关专业的一门专业基础课程，是电子领域相关知识体系中的重要组成部分。本文结合作者多年教学经验，总结课程教学中存在的问题，并针对该课程的特点，对教学内容和教学方法提出改革。

关键词：工程电磁学；教学模式；教学改革

一、 引言

在现代生活中，电磁场与电磁波相关知识的应用无处不在。《工程电磁学》是通信工程等电子类相关专业的一门专业基础课程，是电子领域相关知识体系中的重要组成部分。该课程是其他电子类专业课程的理论基础，学习好该课程对学生掌握后续专业知识起到重要作用。因此，《工程电磁学》在通信工程专业教学体系中具有不可替代的重要地位。

《工程电磁学》课程内容多、课时量有限、课容量大，如何提高学生课上和课下的学习质量成为亟须解决的问题。我们不仅需要对课堂教学内容进行改革，还需要对教学模式进行改进，由“单一理论讲授”变为“多种方法综合”，使得传统的教学模式与新颖的现代教学模式相结合，发挥教师主导作用的同时，提高学生自身的学习兴趣。

二、 教学中存在的问题

与其他专业基础课相比，《工程电磁学》具有数学公式多和概念抽象的特征，这导致提高教学质量难度增大。首先，《工程电磁学》综合性强，要求学生基础扎实过硬。该课程不仅仅介绍了一些概念定理，而是综合了《矢量分析》《电路》《大学物理》等诸多学科知识，对学生的知识储备要求较高。其次，本课程理论性强，概念高度抽象，现阶段授课时主要依赖现有的数学工具来解释某些物理现象，大量的公式推演运算和抽象的语言描绘使学生感到枯燥厌倦，课堂显得单调乏味，降低了学生的学习兴趣和动力，甚至导致部分学生产生畏惧心理。再次，本课程重难点多，相关知识点的连贯性较强，一旦出现没有理解的知识点，将会影响后续内容的学习，久而久之影响了学生对整个课程的学习掌握。我院《工程电磁学》课程的教学班由4个自然班组成，人数多时可达100名以上，由于学生水平基础不同，在数学基础、学习能力和自觉性方面有较大的差异，因材施教十分困难，教师与学生互动较少，课堂气氛沉闷，难免造成教与学的乏味。除此之外，由于课时数量的限制，本课程除了安排2～3次习题课外，其他时间都用于讲课，基本上处于“满堂灌”的状态，使电磁场抽象的物理概念难于理解。

三、 课程教学探讨和改革

针对《工程电磁学》理论性强、内容枯燥、课时量有限的特点，本文在教学内容、教学方法两个方面对本课程进行改革。

1. 在教学内容方面，摒弃“照本宣科”，注重本课程与其他课程的联系，并与实际应用相结合，帮助学生形成知识体系。

首先，本课程是以学习《高等数学》《大学物理》等课程为基础，为后续专业课程（如《微波技术》《光纤通信》等）提供理论依据而开设的课程。在教学内容上，要与已学知识做好联系和区分，同时为后续课程做好理论铺垫，巩固并扩展学生知识体系，帮助学生对专业知识的整体把握。

其次，本课程的教学内容应与实际应用相结合，帮助学生理解课本中的抽象概念，并能用书本中的知识解释实际中的应用，达到学以致用的效果。

2. 在教学方法上，摒弃“单一理论讲授”，提倡“多种方法综合”的教学方法，增加教师与学生的课堂互动，提高课堂教学质量。

首先，多媒体课件与黑板板书相结合。“工程电磁学”课程是一门数学推导和公式较多的课程。黑板板书的方法能将理论推导部分介绍清楚，但是不利于学生对知识结构的整体把握；而采用图片、动画、视频等多媒体形式教学能将抽象的理论直观地表现出来，弥补实践环节的不足，但是不利于学生对公式概念细节的理解记忆。因此，需要多媒体课件与黑板板书合理结合，帮助学生对所学内容的深入理解和整体把握。

其次，利用Matlab等可视化软件增强学生的空间感和形象思维能力。工程电磁学中介绍的电场磁场、电磁辐射等概念都具有复杂的空间分布，而且在现实生活中是不可见的。授课时若仅用语言描述或者板书展示，学生很难真正理解掌握，与无法用理论知识解决实际问题。借助Matlab等软件强大的工程计算能力和图形处理能力，能将理论公式或实验数据在空间的分布和规律直观地描绘出来，帮助学生直观地理解和分析问题。

再次，开展学生讲课活动。学生在老师的引导下通过搜集、分析资料和课堂分享的方式参与课堂教学。该方式不仅能加深学生对电磁场和电磁波知识点的理解和掌握，也便于缓解理论课堂教学的乏味，提升课堂教与学的效果。

四、 结束语

本文通过对《工程电磁学》课程在教学内容和教学方法的改进，使得传统的教学模式与新颖的现代教学模式相结合，发挥教师主导作用，提高学生自身的学习兴趣，促进学生自主学习、自主研究、协作交流，培养实用型人才。

参考文献：

[1]郭玮，路兴强，李月华.“工程电磁场”课程研究性学习的实践研究[J].教育现代化，2017（3）：60-61.

[2]朱彦军，郑秀萍.“工程电磁场”教学研究[J].科技视界，2014（34）：86.

[3]李智华，陆培祥.电磁学理论教学与实验如何有效结合的思考[J].物理与工程，2017，27（1）：73-76.

作者简介：

闫淑霞，讲师，天津市，天津工业大学电子与信息工程学院；

史伟光，讲师，天津市，天津工业大学电子与信息工程学院；

徐微，副教授，天津市，天津工業大学电子与信息工程学院；

丁丽娅，讲师，天津市，天津工业大学电子与信息工程学院；

郭华，讲师，天津市，天津工业大学电子与信息工程学院。