电磁场与电磁波教学改革探索

孔祥倩

【摘要】电磁场与电磁波是电子信息科学与技术、通信工程专业必修课，该课程涉及多学科交叉领域的知识，理论要求高。面对一些专业知识基础差的同学该如何进行教学是本次研究重点。针对这些问题，以及2020年新冠肺炎影响导致的大批量线上学习过程，为培养与时俱进的应用型本科人才，论文在讲授方法上结合互联网在线平台技术，授课前讲授部分基础知识以及分享与应用有紧密关系的技术，提高了学生的学习效果。

【关键词】电磁场与电磁波;教学内容;在线教学;教学改革

电磁场与电磁波课程的定位

自然界中，电磁现象十分常见，从很早以前就是被科学家关心和研究的物理现象。电磁场理论应用领域十分宽广且研究内容极其丰富。它的诞生也标志着一个崭新的时代：信息时代的到来。无线电报、广播、电视、雷达、卫星通信导航定位等高科技产品就是以此为基础发展而来。该课程以高等数学、大学物理等课程为基础理论，涉及到光、电、信号传输等技术。《电磁场与电磁波》具有非常重要的专业基础课程公共平台作用和地位。

1电磁场与电磁波课程教学中的问题

“电磁场与电磁波”是电子与信息技术类专业的必修课程，是理工科专业课程的桥梁。其教学目的是掌握宏观电磁场与电磁波的基本属性、运动规律和基本分析方法;了解宏觀电磁场与电磁波的主要应用领域及其工作原理。目前，我校开设的《电磁场与电磁波》课程总学时为48学时，全部为理论学时。所用教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材《电磁场与电磁波》（第四版）。

由于本文课程用到很多高等数学及大学物理等方面的知识，概念抽象、公式多且复杂，所以只靠教师讲授使很难收到较好的效果，必须过行多方位、多层次的教学方式。另外，还存在这些问题：1）由于我校学生基础知识薄弱，教师在讲课过程中需要一步一步做公式推导，耗费大量时间;2）电磁场与电磁波属于抽象物质，学生对于一些抽象概念很难理解，易失去兴趣。3）由于本身的学时有限导致本门课程未开设实验，让学生对课程内容理解少了最重要最关键的一个方面。

2课程教学改革探索

为了提高教学效果，从一下几个方面改进。

2.1提前准备

电磁场与电磁波这门课程，本身就是概念抽象公式复杂不易理解，因此讲授前应该向学生讲清本课程的特点及难点。如果发现学生基础确实较差，那么第一章矢量分析作为工具也要重点讲解。

2.2化抽象为具象，提高学习兴趣

在第一堂课上课时，要将电磁场与电磁波联系实际生活，手机、电脑、微波炉、广播、电视、雷达围绕在各位同学身边的全部都是电磁场与电磁波的影子。以及微波炉到底对人体有没有辐射，孕妇是不是不能用手机，是不是会受到辐射等问题，另外可以让学生查一下最新的领域技术动态和前沿应用，引发学生对电磁场电磁波的兴趣及思考。

2.3采用多种教学方式

在黑板与板书的教学方式下，现代教学加入多媒体、幻灯片的方式，幻灯片展示课程内容是当前主要的教学手段。在讲完重点公式后尽量跟上相关习题，掌握公式的运用。新课程讲授前，需要向同学回顾上节课重点内容，非常重要的公式，例如麦克斯韦方程组等等可以让学生默写加深记忆。还用一些图片或者动画辅助，比如矢量场的通量与散度、环流与旋度等用图让学生理解抽象概念，利用动画向大家展示出电磁波的传播方式及特点。在2020年，由于新冠肺炎疫情影响，响应国家号召，各大高校开展线上教学，也对教学方式有了一定的改进。如何进行线上教学，尤其是电磁场电磁波这样概念性强的课程。首先，要选择适当的授课平台，因为像电磁场电磁波这样的课程让学生网上自主学习基本上是效果不佳的，因此需要选择一些延迟少，能连麦，无滞后，操作简单，无需审核实现快速上课的平台。还需要一些辅助工具，课前预习资料下达、上课签到、随堂小测试（选择/简答/填空）、随机点名、等等达到把控学生进度，保证每一步学生都是紧跟教师思路，每个公式推导都是理解的。

2.4软件辅助

在教学过程中，利用一些基本的学科软件作辅助，及仿真平台。例如matlab，通过matlab软件绘制电磁场三维方向轨迹，绘制电磁波传播形式，了解波的传播方向及出传播特点。

2.5实验改革

目前，因为学时有限，但是教学理论内容较多，我校暂时没有开设电磁场电磁波实验。但是正是因为理论太过抽象复杂才需要实验加以辅助理解。实验部分可以做以下实验：电磁波反射实验来了解电磁波反射原理及现象，自由空间中电磁波参量的测量，了解干涉原理。像单缝衍射实验这些在大学物理实验中都做过的可以让大家重做以加深理解。在完成基础性及综合性实验的基础上，学生还可申请开展科学研究性比较强，难度比较大的设计性实验。

3结论

电磁场与电磁波是一门理论概念抽象，推导过程复杂的学科，但是作为电子信息与科学技术、通信工程等专业的必修课，同学们必须学会这门课程。在本次研究中，结合学生知识储备情况，化抽象为具象，改革教学手段，辅助教学软件及实验使同学们对这门课程达到更好理解与掌握。随着创新时代的到来，在教学方面，以及学生对学科知识应用方面有了更高的要求，电磁场与电磁波这门课程改革将继续不断深入下去。

参考文献：

[1]马昱春，鲍丽薇，武永卫.互联网思维下的 MOOC 课程涉及—以组合数学课程为例[J].计算机教育，2016.（11）：76-78.

[2]靳艳辉.电磁场与电磁波教学改革探讨[J].中国学术期刊电子出版社，1994-2013.

本文由内蒙古大学创业学院科研基金资助。