電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)探究〔〕:

摘要：根據(jù)電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，提出了"引導(dǎo)式";講授、"直觀式";演示、"開放式";模擬等教學(xué)形式與思路，對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)展創(chuàng)新性的探究，致力于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)步學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新思維，增強(qiáng)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)與電磁波；教學(xué)方法；教學(xué)改革

本文引用格式：李小燕，等.電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(79):277-279.

ResearchonElectromagneticFieldandElectromagneticWaveTeaching

LIXiao-yan1,ZHENGJin-kui2

(1.CollegeofElectronicsandInformationScience,FujianJiangxiauniversity,Fujian,China；2.SchoolofContinuingEducation,FujianBusinessuniversity,Fujian,China)

Abstract：Thecharacteristicsoftheteachingcontentsofelectromagneticfieldandelectromagneticwaveareanalyzedinthispaper.Thentheteachingmodelandthoughtofteaching,demonstrationandsimulationwerediscussed.Thisinnovativeexplorationofcurriculumteachingmethodscanstimulatestudents"enthusiasmforlearning,improvestudents"professionalinnovativethinking,andenhancetheteachingeffect.

Keywords：Electromagneticfieldandelectromagneticwave;Teachingmethods;Teachingreform

一引言

針對(duì)高等學(xué)校電子信息類專業(yè)本科生而言，"電磁場(chǎng)與電磁波";是一門專業(yè)必修根底課，是該專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備知識(shí)構(gòu)造的重要組成局部，因此讓學(xué)生可以更好的掌握課程的教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)的重點(diǎn)。然而該門課程具有理論性強(qiáng)、概念復(fù)雜且抽象及數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁多等多個(gè)特點(diǎn)，被認(rèn)為是一門教師難教且學(xué)生難學(xué)的一門課程。為此，如何進(jìn)步該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,一直是教學(xué)改革探究和理論中的重要課題。

教學(xué)方法包括教授方法和學(xué)習(xí)方法兩個(gè)方面，是教學(xué)過程中教師與學(xué)生為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)要求，在教學(xué)活動(dòng)中所采取的行為方式的總稱。它的一個(gè)本質(zhì)特點(diǎn)是受到特定教學(xué)內(nèi)容的制約。因此，本文根據(jù)電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，提出了"引導(dǎo)式";講授形式，"直觀式";演示方法，"開放式";的模擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)形式與思路，對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)展創(chuàng)新性的探究，以期吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)步該課程的教學(xué)質(zhì)量與效果。

二"引導(dǎo)式";講授形式

電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)內(nèi)容多，多數(shù)院校課時(shí)安排為48~56學(xué)時(shí)，時(shí)間非常緊湊。因此，教師如何在較緊時(shí)間內(nèi)做到講好講完教學(xué)內(nèi)容且讓學(xué)生容易掌握呢？教育學(xué)認(rèn)為課堂上教師是處于主導(dǎo)地位，講授法是教師教學(xué)中必用的教學(xué)方法之一。所謂講授法是教師通過口頭語言向?qū)W生傳授知識(shí)、培養(yǎng)才能、進(jìn)展思想教育的方法，不能籠統(tǒng)的認(rèn)為該方法就是"填鴨式";的方法，如何施行好講授法到達(dá)教學(xué)效果才是關(guān)鍵：一是考慮教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)；二是考慮講授的技巧。以電磁場(chǎng)與電磁波課程中第一章矢量分析為例，該章節(jié)可謂是全書學(xué)習(xí)的一個(gè)輔助，是后期求解電磁場(chǎng)問題的數(shù)學(xué)方法，很多概念是需要教師通過講授的方法講解透徹，并選擇適量的討論課題或習(xí)題加以輔助學(xué)生掌握。如該章中等值面與方向?qū)?shù)這兩個(gè)概念，假設(shè)只簡(jiǎn)單復(fù)述"在標(biāo)量場(chǎng)中，使標(biāo)量函數(shù)u獲得一樣數(shù)值的點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)空間曲面，稱為標(biāo)量場(chǎng)的等值面";以及"方向?qū)?shù)是標(biāo)量場(chǎng)u在點(diǎn)M處沿著L方向?qū)﹂g隔的變化率";這兩個(gè)概念[1-3]，很難讓學(xué)生對(duì)其概念有明晰的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上兩個(gè)概念有聯(lián)絡(luò)，講解過程中需引導(dǎo)學(xué)生考慮兩者之間的關(guān)聯(lián)。教學(xué)過程中可以設(shè)置兩個(gè)問題進(jìn)展引導(dǎo)，一是"剛剛所定義的等值面它隨空間的變化情況是怎么樣的？";，起到把等值面這個(gè)概念過渡到方向?qū)?shù)這個(gè)概念的作用；二是"我們?yōu)槭裁磳?duì)上面這個(gè)問題感興趣？";，可以舉例來闡述清楚這其中的物理意義，如"很多物理現(xiàn)象就是發(fā)生在不同的等值面之間，如重力做功以及氣象學(xué)中的等溫面等";；讓學(xué)生更好地掌握這兩個(gè)概念。再如第五章中第二節(jié)"電磁波的極化";，教師適當(dāng)拋出"什么是波的極化？為什么要研究波的極化？怎樣描繪波的極化？怎么樣區(qū)分波的極化方式？";這四個(gè)關(guān)鍵的問題，層層遞進(jìn)引導(dǎo)，讓學(xué)生充分掌握這節(jié)課的教學(xué)目的。另外教師必須在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)組織好教學(xué)，掌握好講授的節(jié)奏。講授過程中要留給學(xué)生考慮的空間，或者讓學(xué)生參與問題討論，可一定程度進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三"直觀式";演示方法

很多學(xué)生都有這樣的問題"這門課我學(xué)來做什么？我不知道它們有什么用";，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣銳減。電磁場(chǎng)與電磁波課程教學(xué)內(nèi)容抽象，純粹采用理論教授，學(xué)生容易陷入上述問題的怪圈當(dāng)中。如何解決這個(gè)問題？可多呈現(xiàn)理論知識(shí)的應(yīng)用性。

電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用廣泛，按照用途可分為三大類應(yīng)用，一是能量傳遞，如電機(jī)、變壓器等；二是信息傳輸，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等；三是未知探測(cè)手段，如導(dǎo)航、遙感等。教學(xué)過程中可以理論結(jié)合實(shí)際，巧用實(shí)例教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)效果【4】。根據(jù)章節(jié)內(nèi)容選擇適宜的實(shí)例〔如表1〕，輔以多種演示方式，讓學(xué)生有直觀的理解和掌握。另外，教師應(yīng)注意科技開展前沿，將最新的研究動(dòng)態(tài)和研究成果補(bǔ)充到教學(xué)中去，以增強(qiáng)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和前沿性。

四"開放式";的模擬實(shí)驗(yàn)

多媒體技術(shù)是近年來教學(xué)中不可缺少的一種教學(xué)手段，而其中計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)又是其中之熱門。對(duì)于理論性較強(qiáng)的電磁場(chǎng)與電磁波課程而言，適當(dāng)并乖巧地使用相關(guān)的軟件，〔如Matlab，F(xiàn)lash等〕進(jìn)展教學(xué)活動(dòng)是進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量和效果的有效手段。同時(shí)，采用開放式的課堂，讓學(xué)生參與編程計(jì)算與實(shí)驗(yàn)?zāi)M，可以對(duì)所學(xué)知識(shí)有直觀的感受，可以進(jìn)步學(xué)生的理論才能以及學(xué)習(xí)興趣。

例如矢量分析中散度、旋度等的計(jì)算。利用Matlab軟件中運(yùn)算函數(shù)計(jì)算，輔助學(xué)生掌握矢量分析方法。

五完畢語

電磁場(chǎng)與電磁波具有獨(dú)特的課程特點(diǎn)，將"引導(dǎo)式";講授、"直觀式";演示、"開放式";模擬教學(xué)方法與詳細(xì)實(shí)例有機(jī)結(jié)合，有助于抽象思維形象化，開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的高速開展，為了更好增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際才能，增強(qiáng)知識(shí)轉(zhuǎn)化才能，課堂教學(xué)形式應(yīng)與時(shí)代的開展相結(jié)合，將來應(yīng)進(jìn)一步探究出更多適宜學(xué)情并能發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性的教學(xué)方法，使該門專業(yè)必修課在電子信息工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系上真正成為創(chuàng)新才能培養(yǎng)的重要一環(huán)。

參考文獻(xiàn)

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【3】謝亞楠.電磁場(chǎng)理論[M].北京:高等教育出版社,2022.

【4】周宏威,張少如,黃曉舟,王金聰,孫麗萍.電磁場(chǎng)課程理論及理論教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探究,202