“互联网+”理念下电磁场与电磁波智慧课堂的构建与研究

赵玉荣　张帆

【摘 要】“互联网+”技术使得师生互动更多元化，注重因材施教，注重学生个性化发展，学生从传统的被动接受教育转化为主动寻求知识，通过交互式学习方式让学生成为学习的主体。电磁场与电磁波课程组不断尝试将二维码技术与移动学习模式合起来应用于教学之中，使教学突破时间和地点的限制，增加学生的学习兴趣，提高学习效率。

【关键词】电磁场与电磁波;互联网+;智慧课堂

中图分类号： TN911.3;O441 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）01-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.01.047

0 引言

基于移动学习、数据分析和“云+端”模式的应用，构建的信息化、智能化的课堂教学模式，同时借助互联网技术，按照学生毕业后从事职业所必需的能力和终身学习所必需的能力，优化电磁场与电磁波课程教学内容，使之既能适应求职之需，又能适应发展之需。探索新型智慧课堂教学模式，使互联网技术成为学生与知识的桥梁，实现对学生知识、能力、素质的综合培养，适应信息社会对高素质工程技术人才培养的需求。

1 课程简介

电磁场与电磁波课程历来是一门难学难教的课程，由于该课程理论性较强，而且数学能力要求比较高，同时该门课程还与高等数学、大学物理、复变函数等多门课程相关联，知识面要求较广，综合分析能力要求强，在传统教学中由于学生缺乏对知识的总结应用且又无法对实际系统进行感性认识，所以学生感到难学。可见这门课程对于理论和实践两个体系都有很高的要求。为此，在电磁场与电磁波课程的教学理念、教学内容、教学方法与手段、评价体系等诸多方面都必须进行全面改革与创新。

电磁场与电磁波课程的主要内容包括矢量分析、静态场分析、动态电磁场的概念、原理、分析方法和相关应用，电磁波在无界空间和有界空间中的传播，知识点涉及到时域，频域，复频域的重要问题，用到拉普拉斯，傅里叶变换等数学基础，而这些知识点所涉及到的解题步骤及其繁琐，同时还要求学生具有一定的空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力。总的来说来说其难点主要体现在要求学生具有较高的空间想象力和较强的数学计算能力。

2 研究目标

2.1 依托“互联网+”技术，推进面向“移动学习”的教学模式探索

针对当前高等教育中存在的教学手段陈旧和优质教学资源匮乏等问题，通过互联网技术来实现高校教学模式改革十分必要。移动学习（Mobile—Learning）是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式，是一种通过智能手机、平板电脑等智能终端进行的数字化活动，与数字化教学相比，移动教学不仅具备了数字化、多媒化、网络化、智能化的特征，而且还具备了其独特的优势：学习者不再局限在电脑前，可以“随时、随地、随身”，“短、平、快”地进行学习，移动学习系统如图3所示。这种崭新教学模式的出现重构了教学过程和师生关系，教师与学生的互動更为个性化。移动学习模式将学习的主动权交还给学生，提高学生学习的主动性，表达自己的见解、想法，进而培养其分析问题解决问题的能力，这种学习方式尤其对学生思维能力的培养有很大帮助。

2.2 提升教师教学智慧，促进教师专业成长

通过本课题研究，有目的、有计划地组织、指导、引领教师进行系统地学习、扎实地实践、深入地反思、自觉地积淀，进而提升宏大智慧，培育职业情怀，提高智慧教学的理论素养和实践能力，娴熟运用各种智慧的教学方式，逐步掌握适合自身的智慧教学课堂形态，提高自己整个课堂教学的智慧水平，形成属于自己的智慧教学特色，快速走上自觉、自主的专业成长之路，成为一个充满教学智慧的研究型教师。

2.3 开发学生学习智慧，实现学生个性发展

通过本课题研究，有目的、有计划地关注学生的课堂学习状态，在教师精心建构的充满智慧的课堂教学中，使学生自始至终以一种愉悦的心理状态、一种亢奋的探究热情参与到学习中去，从中拥有充满着智慧的求知空间，享受洋溢着智慧的学习生活，沉醉于散发着智慧气息的课堂氛围，进而尽情地挥洒智慧，充分地展现灵气，潜移默化地受到智慧的熏陶，习得智慧的学习方式，形成智慧的价值取向，建构完整的智慧人格，实现个性的充分发展。

2.4 发挥出智慧课堂教学的优势特色，培养适应技术发展的高素质人才

智慧课堂就是要最大程度地发挥课堂教学的功能和作用，在单位时间内，即在课堂有限的教学时间内最完美地实现教育教学的三维目标整合，实现高效教学。其优势特色是：在教学程序的设计和运行过程中， 整合各种教育资源，促进学生积极参与和主动探究;在学习环境管理上，努力实现师生平等交流，合理调控课堂学习情绪;在对学生的评价上，促进全体学生的个性张扬、智慧发展和能力锻炼。

3 研究内容与要解决的教学问题

针对应用课程建设的困惑，如课程教学内容趋同、课程教学资源趋于同质、理论教学与实践教学剥离、教学方法枯燥和考核方式单一，为了使学生能够在这门课程中学习到更多有用的知识，有效提高教学效率，结合问题提出以下思考：

（1）课程教学资源趋于同质现象

课程教学资源是课程的重要组成部分，而有时课程教学大纲与人才培养方案非同步制订，大多由任课教师根据选用教材而制订，教材已不再是课程的教学资源，反而成为课程的主宰。所有这些导致了大多选用知名高校的教材、实验等教学资源，放松甚至放弃校内教学资源的研究与建设，从而加剧了课程教学资源的趋同现象。

构建该立体化教材体系：首先通过不同形式教材的结合或者搭配进行教学寻求最合适的教学内容。再次通过对相关专业课程的梳理，提取《电磁场与电磁波》在这些课程中的应用，并将相关知识点进行模块化的设计，以课程中的实际应用作为切入点，将本课程融入其中进行教学，编写相关讲义与指导书，并逐步完善，最终目标是编写一本应用型教材。

（2）理论教学与实践教学相剥离

选修部分仿真实验：本身这门课程无实践教学学时，结合后续课程和学生的学习任务适当增加实验仿真，让看不见摸不着的理论更具有说服力。在课堂教学中引入Matlab、HFSS等仿真软件，利用软件仿真将电磁场定理模型、分布特性可视化，简化推导计算过程，优化课程结构、节省课时的同时提高了教学效果。学校专门开设《Matlab及应用》这门课程，在软件学习的同时，安排相应的仿真实验，使两门课程的内容能够相辅相成，提高学生的学习兴趣和积极性。

（3）教学方法枯燥单一现象

在教学过程中，改变以前单纯的“以教师为主”的讲授式的教学方法，在实际的教学过程中，采用多种教学方法，如：案例教学、演示教学、问题式教学、启发式教学、分组讨论、等等。在课程教学中要能充分调动学生的学习积极性，促使学生之间在学习上进行相互交流，不断提高教学效果。

4 主要特色

（1）围绕行业特色和就业需求探索“互联网+”理念下的智慧课堂教学模式

通信产业的发展突飞猛进，知识更新快，教学内容要不断地跟踪和适应行业、企业发展趋势，教学方法要充分重视学生的创新和应用能力培养，体现专业特色增强应用能力。互联网具有广域、跨界等特点，可以将人类最先进最丰富的知识传播到世界的每一个角落，为教育资源的整合与分享提供了前所未有的便利，借助互联网技术，按照学生毕业后从事职业所必需的能力和终身学习所必需的能力，优化教学内容，使之既能适应求职之需，又能适应发展之需;探索新型教学模式，使互联网技术成为学生与知识的桥梁。

（2）即时高效的实现个性化教学

智慧课堂教学模式通过无线网络能够方便快捷的自动连结与手机教学APP对应的教学资源，取代了冗长web 网址或大量信息的输入，大大提高了学习效率。并且通过智慧课堂的网络数字资源平台可以将知识点“小块化、零碎化”，许多独立的学习信息单独存取，例如一张图片，一个音频，一段视频等，学习内容更加细化，学习者可以有选择地进行筛选，目的更加明确，个性化程度更高。

（3）手机教学APP助力教学玩转“大数据”

手机教学APP应用于高校多媒体教学是对高校教学模式的扩充，将学生自主学习能力的培养和学习主体地位凸显，针对学生的学习管理建立及时、准确的管理和评价系统。首先，通过手机教学APP能够记录学生学号、登录、下载、阅览、互动的每一次记录，通过数据分析，为该学生推送其需要的学习热点内容，实现个性化。其次，对上述记录进行深层次整理分析，判研出该学生学习状态、进度等指标，为个性化指导提供依据，同时也为授课老师的干预提供了数据反馈，以更好地展开教学工作满足学生的知识需求。

（4）“纸媒﹢电媒”构建新型在线学习模式

传统的课堂教学与互联网在线学习的有效融合，实现了互联网技术、教学微视频资源、传统的纸质教科书和多媒体课件的有效合一，满足了互联网时代下学生从线下学习到多元化学习的渐变需求。

【参考文献】

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