時(shí)間：2023-03-21 17:14:01
序論：在您撰寫電磁波課程論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一、工程實(shí)例教學(xué)實(shí)踐
《電磁場(chǎng)與電磁波》是電子信息類專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程，涉及大量的場(chǎng)論和矢量分析方面的數(shù)學(xué)知識(shí)，覆蓋內(nèi)容較廣，且有一定的深度。相對(duì)于應(yīng)用型課程，該課程的理論分析內(nèi)容較多，課程理解需要學(xué)生花費(fèi)較大的精力和時(shí)間，且需要能夠靜下心來思考電磁場(chǎng)問題，因此，對(duì)于工科學(xué)生來說普遍較難理解。然而，該課程講授的知識(shí)、理論和方法，在實(shí)際工程中具有一定的普適性，更容易與工程實(shí)例結(jié)合。以靜態(tài)場(chǎng)為例，靜態(tài)場(chǎng)是不隨時(shí)間變化的場(chǎng)，是時(shí)變場(chǎng)的特例，在靜態(tài)場(chǎng)部分的教學(xué)中主要做電容和互感的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，多導(dǎo)體的部分電容和互感是靜態(tài)場(chǎng)中非常重要的兩個(gè)概念。要求學(xué)生在掌握部分電容和互感的特性及測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用測(cè)試具體參數(shù)，對(duì)比測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果是否相吻合。再如麥克斯韋方程組，看似只是一組毫無新意、索然無味的方程，多數(shù)同學(xué)接觸到它都有一定的畏難情緒。但如果將“電磁隱形衣”“左手電磁材料”“磁懸浮”“無線電力傳輸”等實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合到課程教學(xué)中，課堂氛圍異?；钴S，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情大大提高，對(duì)實(shí)際工程實(shí)例的思考更加深入徹底，甚至有學(xué)生在此基礎(chǔ)上開始研究電磁理論新的應(yīng)用。
二、課堂教學(xué)與課外科技活動(dòng)結(jié)合
除課堂教學(xué)外，根據(jù)實(shí)際課堂教學(xué)內(nèi)容，定期給學(xué)生布置與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的作業(yè)，可以是科技小論文、工程實(shí)例中簡(jiǎn)單問題的解決方案、學(xué)生分組內(nèi)部科技小競(jìng)賽等，復(fù)雜的形式可以是參加校外知名企業(yè)的有獎(jiǎng)科技競(jìng)賽、區(qū)域性科技創(chuàng)新能力大賽等。此外，通過講解電磁場(chǎng)在實(shí)際工程中運(yùn)用的一些案例，以及讓學(xué)生由淺入深地了解到電磁應(yīng)用的廣闊性，避免了學(xué)生學(xué)習(xí)的盲目性，避免在學(xué)生中形成學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)無用論的觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 電磁場(chǎng)與電磁波 課程教學(xué)探究 現(xiàn)代信息技術(shù) 整合
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 省內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀分析
“卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃”要求學(xué)校培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)、具有社會(huì)責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)合作精神和卓越人才培養(yǎng)潛質(zhì)的優(yōu)秀學(xué)生。對(duì)于我校電信、電科專業(yè)學(xué)生而言，最好的平臺(tái)之一就是利用好每一年一度的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和物理創(chuàng)新大賽。而要想在各類大型競(jìng)賽中獲得成績(jī)，學(xué)生必需要有扎實(shí)的理論知識(shí)。其中電磁場(chǎng)與電磁波是高等院校通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。如何上好這門基礎(chǔ)課，給同學(xué)們提供扎實(shí)的理論指導(dǎo)，是卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃必然要求。信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，當(dāng)代教育技術(shù)的發(fā)展，給電磁場(chǎng)與電磁波課程的學(xué)習(xí)帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術(shù)與學(xué)科課程整合成為當(dāng)前教育研究的一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容。研究信息技術(shù)與電磁場(chǎng)與電磁波課程整合，對(duì)于整體優(yōu)化教學(xué)過程，深化高等教育改革，增進(jìn)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的信息技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和創(chuàng)新精神具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。作為一門探究性課程。我們將如何信息技術(shù)與電磁場(chǎng)與電磁波課程整合方面進(jìn)行了初步的探討。將“知識(shí)、能力、人格”的培養(yǎng)理念落實(shí)到具體教學(xué)環(huán)節(jié)中。推行啟發(fā)式、探究式、討論式、小制作等授課方式，將創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練貫穿于課程教學(xué)之中。
2 課程教學(xué)改革研究對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的作用和意義探究
（1）作為一門探究性課程，電磁場(chǎng)與電磁波課程是通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它以麥克斯韋方程為根本基礎(chǔ)構(gòu)建電磁理論的知識(shí)體系，它研究自然界中電磁現(xiàn)象和電磁過程。近年來材料、光子晶體等領(lǐng)域的理論研究和材料研發(fā)的突破給經(jīng)典電磁理論帶來了勃勃生機(jī)。
（2）另一方面，電磁場(chǎng)與電磁波課程對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)遺跡從事相關(guān)科學(xué)研究都具有基礎(chǔ)性的重要意義，對(duì)于學(xué)習(xí)其它相關(guān)專業(yè)（如通信技術(shù)、電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光學(xué)工程等）的課程也有重要影響。
（3）以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用是教育信息化的重要標(biāo)志。通過電磁場(chǎng)與電磁波課程的探究教學(xué)與當(dāng)代信息技術(shù)的整合與深化，使學(xué)生掌握電磁場(chǎng)與電磁波課程知識(shí)所涉及的相關(guān)科學(xué)方法，有效提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生知識(shí)拓展能力和自我學(xué)習(xí)能力。
3 課程教學(xué)探究的實(shí)施方案
3.1 具體研究對(duì)象和內(nèi)容
（1）我們將采用傳統(tǒng)板書、電子課件、網(wǎng)絡(luò)和視頻多種手段結(jié)合。課內(nèi)講授與課外討論和制作相結(jié)合、基礎(chǔ)理論教學(xué)與學(xué)科前沿講座結(jié)合，基本理論訓(xùn)練與科研實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合。（2）針對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波是理論基礎(chǔ)課的特點(diǎn)，課堂教學(xué)主要采用探究式課堂教學(xué)法：即每節(jié)課突出一個(gè)主題，講清論透；每個(gè)主題，通過多種形式的師生互動(dòng)，及時(shí)了解學(xué)生的疑難問題和創(chuàng)造欲望。（3）鼓勵(lì)和指導(dǎo)有能力的學(xué)生提早進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練、參加各類科技競(jìng)賽。將學(xué)生撰寫課程小論文融入教學(xué)全過程，從中選出有質(zhì)量的項(xiàng)目進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練。構(gòu)建多樣化應(yīng)用型人才，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力；完成本課的預(yù)期目的。（4）電磁場(chǎng)與電磁波也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其研究對(duì)象——場(chǎng)是區(qū)別于實(shí)物的物質(zhì)形態(tài)，具有抽象的特征。為避免課程教學(xué)的數(shù)學(xué)化，我們將充分應(yīng)用當(dāng)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，比如說應(yīng)用視頻教學(xué)資料增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，同時(shí)反過來應(yīng)用于當(dāng)代信息技術(shù)，充分發(fā)展學(xué)生的物理思維和物理探究能力。（5）我們將充分利用好點(diǎn)子競(jìng)賽等創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波的教學(xué)。
3.2 課堂教學(xué)改革研究擬達(dá)到的目標(biāo)
在課堂教學(xué)中，突出學(xué)生的參與性，使他們主動(dòng)獲取而不是被動(dòng)接受科學(xué)結(jié)論，強(qiáng)調(diào)思維互動(dòng)，使學(xué)生感覺電磁場(chǎng)與電磁波發(fā)人深思，不難入門。作為電磁理論基礎(chǔ)的麥克斯韋方程是從大量個(gè)體電磁實(shí)驗(yàn)總結(jié)而得的“共性”規(guī)律。同時(shí)，電磁場(chǎng)與電磁波與其他物理學(xué)分支也具有“共性”和“個(gè)性”的關(guān)系。針對(duì)這一特點(diǎn)，教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生“相似性形象思維”，開展“抽象思維”，促成“頓悟思維”。學(xué)生感覺電磁場(chǎng)與電磁波思路清晰，容易理解。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，經(jīng)常采用課堂討論，由學(xué)生提問，在教師引導(dǎo)下大家討論，總結(jié)得出準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。由于分析“電磁場(chǎng)和電磁波”要在多維時(shí)空中抽象思維，課堂教學(xué)充分使用多媒體，盡力使用圖像和色彩搭配，使學(xué)生建立正確的物理圖像。
3.3 課堂教學(xué)改革研究擬解決的主要問題
（1）突出科學(xué)性和探究性。電磁場(chǎng)與電磁波探究式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教學(xué)中遵循“物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)—物理現(xiàn)象的描述—物理過程的分析—結(jié)果驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)測(cè)量”，再現(xiàn)科學(xué)研究過程，突出物理學(xué)實(shí)驗(yàn)性的特征。教學(xué)中注意知識(shí)拓展，充分聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用和現(xiàn)代科技發(fā)展，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和畢業(yè)生就業(yè)的適應(yīng)性。（2）重視物理思維和學(xué)生能力培養(yǎng)。課程教學(xué)中鍛煉“相似性形象思維”，提高“抽象思維”，促成“頓悟思維”。采用多媒體手段、有效使用圖示，幫助學(xué)生正確建立物理圖像，認(rèn)識(shí)物理過程。提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)他們的科學(xué)創(chuàng)新能力。（3）推進(jìn)個(gè)性化教育。探究式教學(xué)可以使具有不同基礎(chǔ)的學(xué)生各有所獲。課程網(wǎng)站的建立和電磁場(chǎng)與電磁波論壇的開通，也將有效推動(dòng)個(gè)性化教育的實(shí)施。
4 課堂教學(xué)改革研究的特色和應(yīng)用價(jià)值及推廣
4.1 特色
（1）通過網(wǎng)絡(luò)解答學(xué)生的問題，及時(shí)了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望。（2）通過課外閱讀、討論與講座擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，將有些問題安排給學(xué)生進(jìn)行課外閱讀和討論，提高學(xué)生獨(dú)立分析問題的能力。
4.2 創(chuàng)新點(diǎn)
（1）網(wǎng)絡(luò)與視頻教學(xué)可以擴(kuò)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，有些問題通過播放視頻，讓學(xué)生可以直觀地理解電磁現(xiàn)象基本規(guī)律的內(nèi)涵。（2）多種形式的師生互動(dòng)，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)造欲望。（3）科研實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，從學(xué)生課程論文中，挑選有質(zhì)量的項(xiàng)目進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練。 鼓勵(lì)和指導(dǎo)有能力的學(xué)生參加各級(jí)科研訓(xùn)練項(xiàng)目與科技競(jìng)賽。
4.3 應(yīng)用價(jià)值及推廣
（1）當(dāng)代教育技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)提供了傳統(tǒng)教學(xué)中所沒有的優(yōu)勢(shì)。通過播放演示實(shí)驗(yàn)中的與電磁場(chǎng)與電磁波現(xiàn)象相關(guān)的視頻資料，學(xué)生可以直觀地理解這些現(xiàn)象及其物理內(nèi)涵。（2）任課教師通過課后答疑和討論、電子郵件、學(xué)生QQ群，解答學(xué)生的問題，了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望，指導(dǎo)有能力的學(xué)生開展科研實(shí)踐訓(xùn)練、參加各類科技競(jìng)賽。這種教學(xué)方式不僅對(duì)提高學(xué)生的理解能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力都有相當(dāng)好的效果，同時(shí)也可以促進(jìn)本課程的教學(xué)改進(jìn)也很有益。（3）同時(shí)這種教學(xué)模式還可以推廣到其他物理類基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)于改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增強(qiáng)教學(xué)效果以及學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)理解都有很好的借鑒作用。
電磁場(chǎng)與電磁波是物理學(xué)發(fā)展比較成熟的一門學(xué)科，從電磁理論發(fā)展史看，章章節(jié)節(jié)中滲透著科學(xué)家的成功思想和方法，讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)這一點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理直覺和科學(xué)素質(zhì)是十分有益的，這也是本課程教學(xué)的一個(gè)目的。本課程教學(xué)的基本要求是：使學(xué)生系統(tǒng)而深入地掌握靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)理論，掌握電磁波的傳播和電磁場(chǎng)輻射規(guī)律，并能夠熟練運(yùn)用知識(shí)分析和解決相關(guān)電磁問題。
參考文獻(xiàn)
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“電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)”課程是本科通信專業(yè)學(xué)生重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程之一，電磁場(chǎng)理論數(shù)學(xué)公式繁多，概念抽象，電磁波看不到、摸不著，學(xué)生難以理解。在過去的理論教學(xué)實(shí)踐中，單靠課堂講解，很容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，而且，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，因此其實(shí)驗(yàn)課程顯得尤為重要。為適應(yīng)這一教學(xué)需要，我們開設(shè)了涉及電磁波空間波長(zhǎng)測(cè)量、極化和二次輻射等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課程，以電磁學(xué)基本定律為切入點(diǎn)，用場(chǎng)方程來描述場(chǎng)分布，重點(diǎn)反映空間交變場(chǎng)的一些最基本特性，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，以實(shí)驗(yàn)反哺理論教學(xué)，培養(yǎng)通信專業(yè)學(xué)生具備從事天線、微波電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試和工程應(yīng)用基本能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究意識(shí)，實(shí)現(xiàn)“讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)的手段和方法研究電磁規(guī)律”這個(gè)總體目標(biāo)。
一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
由于電磁場(chǎng)與微波類課程理論性強(qiáng)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的抽象思維能力，學(xué)生反映學(xué)習(xí)枯燥，因此，實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)難度較大。如何將看不見、摸不著的電磁場(chǎng)用形象生動(dòng)的方式展現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生更好地掌握微波的基本知識(shí)和測(cè)量方法，是本門實(shí)驗(yàn)課程面臨的最大挑戰(zhàn)。經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐，我們總結(jié)出兩種生動(dòng)、直觀的教學(xué)方法，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)熱情。
1.多媒體動(dòng)畫演示
教師提前準(zhǔn)備好關(guān)于電磁場(chǎng)與微波理論相關(guān)知識(shí)的一些多媒體動(dòng)畫（視頻或FLASH等），在開始實(shí)驗(yàn)前，給學(xué)生播放諸如電磁波的傳播、駐波的形成、極化特性等動(dòng)畫（視頻），直觀反映電磁波的特點(diǎn)，將枯燥的電磁波理論變得生動(dòng)，既能吸引注意力，又有助于學(xué)生對(duì)抽象基本概念的理解。
2.借助Matlab、HFSS等仿真軟件
Matlab具備強(qiáng)大的計(jì)算、圖像處理功能，在電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，能發(fā)揮重要輔助作用。在做每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)前，可布置學(xué)生提前查找（或由教師直接給出）Matlab的代碼，將軟件仿真和硬件設(shè)備測(cè)試結(jié)合起來，既能軟、硬件互補(bǔ)，深入理解實(shí)驗(yàn)原理，又能解決微波設(shè)備價(jià)格昂貴，臺(tái)套數(shù)不足的難題。Ansoft Designer，Microwave，HFSS等電磁仿真軟件，能從不同的角度模擬天線等電磁元器件的特性參數(shù)、場(chǎng)分布，為教、學(xué)都提供了有力的軟件支撐。在仿真實(shí)驗(yàn)中，借助軟件可再現(xiàn)電磁波的動(dòng)態(tài)特性，包括：行波、駐波的三維動(dòng)態(tài)模擬，波導(dǎo)中電磁波的傳播和分布特性，偶極子天線的方向圖分布等，通過仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生形象逼真地了解電磁波的空間分布和傳播特性，達(dá)到硬件實(shí)驗(yàn)裝置無法實(shí)現(xiàn)的目的。
目前，我院將微波分光儀、電磁場(chǎng)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、射頻參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)三套硬件分別結(jié)合不同的軟件，進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生對(duì)于電磁基本概念、傳播特性、場(chǎng)分布等內(nèi)容，變得不再抽象，由畏難變得充滿興趣，積極性得到很大提高，能積極思考、提問，并能利用課后時(shí)間對(duì)思考題進(jìn)行軟件測(cè)試，學(xué)生對(duì)此類課程的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了極大轉(zhuǎn)變。
二、改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容
“電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)”課程是學(xué)生理解電磁場(chǎng)與微波天線技術(shù)理論的重要途徑，能有效彌補(bǔ)理論課堂講授的不足，有助于澄清理論課程學(xué)習(xí)中的模糊認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)，能形象、生動(dòng)的豐富場(chǎng)類課程的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改革將實(shí)現(xiàn)由單純驗(yàn)證型向設(shè)計(jì)研究型轉(zhuǎn)變，建立較完善的場(chǎng)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，逐步增加綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例，增設(shè)一些學(xué)生感興趣并富有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。將電磁仿真技術(shù)應(yīng)用于場(chǎng)類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，將抽象的場(chǎng)問題形象化，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，做到“實(shí)踐檢驗(yàn)理論，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)課程與理論課程相輔相成”。
1.對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在完成硬件實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，增加軟件仿真手段。通過硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可觀察測(cè)量到電磁波波長(zhǎng)、頻率、波腹、波節(jié)、反射、衍射、偏振、極化等電磁現(xiàn)象，深入體會(huì)邁克爾遜干涉、布拉格衍射等電磁特性，能加深對(duì)電磁波空間傳播特性的認(rèn)識(shí)和理解。與此同時(shí)，由于電磁波看不見，摸不著，傳播過程只能靠想象，引入Matlab軟件仿真手段，將使電磁現(xiàn)象鮮活的呈現(xiàn)出來，一目了然。學(xué)生可以從程序代碼和仿真結(jié)果圖兩方面與硬件實(shí)驗(yàn)結(jié)果做對(duì)比，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行各種函數(shù)后處理，得到所需的結(jié)果。例如電磁波的極化實(shí)驗(yàn)，硬件設(shè)備只能靠微安表感知是橢圓極化還是圓極化，引入Matlab程序，可直觀的看到電磁波傳播的過程、橢圓極化和圓極化的方向圖，與冷冰冰的儀器數(shù)據(jù)相比，Matlab的圖形具有更大的親和力。
2.對(duì)設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)，采取分小組、分功能模塊和電磁仿真軟件（Ansoft Designer、HFSS等）總體設(shè)計(jì)相結(jié)合的教學(xué)方法。結(jié)合學(xué)時(shí)，將每批同學(xué)分為若干課題小組，每個(gè)小組3-4人，由每位小組成員分工完成各個(gè)軟、硬件模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)而組合成整體，完成整個(gè)大綜合實(shí)驗(yàn)。例如做射頻圖像傳輸實(shí)驗(yàn)時(shí)，1人做射頻前端發(fā)射機(jī)軟件部分，1人做后端接收機(jī)軟件部分，另外2人合力完成硬件部分實(shí)驗(yàn)，最終4人共同提交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過搜集資料，小組成員討論，與教師討論完成課題期間，軟件參數(shù)、硬件傳輸?shù)戎T多問題需要不斷調(diào)試，才能得到預(yù)期的目的。無論實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何，這都能極大的鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。
傳統(tǒng)“電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)”所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為7個(gè)硬件單元驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，1個(gè)設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。我們改革的做法是每個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目配以電磁仿真軟件程序，并在有限學(xué)時(shí)下減少2-3個(gè)單元性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加1-2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)，增加實(shí)驗(yàn)難度、深度和實(shí)用性，例如減少電磁波反射衍射、定向耦合器、振蕩器設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線設(shè)計(jì)等軟、硬件設(shè)計(jì)，合并兩次課時(shí)為一次（4個(gè)學(xué)時(shí)），以課題小組的形式各自分別完成一個(gè)大綜合實(shí)驗(yàn)，從硬件和軟件角度設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)，加大了實(shí)驗(yàn)難度，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
三、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核要全面
實(shí)驗(yàn)課成績(jī)著重考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容的理解程度，考查學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問題的能力。因此，成績(jī)?cè)u(píng)定應(yīng)看重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、軟硬件能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、誤差等幾個(gè)方面，總體上呈現(xiàn)出兩頭小、中間大的正態(tài)分布趨勢(shì)。
1.預(yù)習(xí)情況
引入“仿真實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式，有效彌補(bǔ)了課內(nèi)學(xué)時(shí)不足，將學(xué)生預(yù)習(xí)情況按比例記入總成績(jī)，提前給學(xué)生布置下一次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間鉆研，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，建立好仿真軟件的模型，預(yù)料在實(shí)驗(yàn)室里可能會(huì)出現(xiàn)的問題，明確需要驗(yàn)證、觀測(cè)的現(xiàn)象、參數(shù)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
2.實(shí)驗(yàn)過程
教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)按互動(dòng)研討的方式實(shí)施，鼓勵(lì)學(xué)生勤思考，多提問，分析在軟件設(shè)計(jì)和硬件調(diào)試測(cè)量過程中出現(xiàn)的問題，記錄自己的心得體會(huì)，重點(diǎn)考察學(xué)生分析問題和解決問題的能力。教師根據(jù)學(xué)生的分析問題的能力和動(dòng)手解決能力評(píng)定成績(jī)，一是考核學(xué)生對(duì)一些常用儀器設(shè)備（示波器、選頻放大器等）的熟練使用程度，二是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，按一定比例記入總成績(jī)。
3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)占總評(píng)成績(jī)的50%以上，是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的全面總結(jié)，尤其是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄和思考題的認(rèn)真程度，反映出了學(xué)生做該次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)和質(zhì)量，所以要求學(xué)生不只是完成作業(yè)，還需把實(shí)驗(yàn)報(bào)告當(dāng)作一次科技論文寫作訓(xùn)練，力求數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)，概念準(zhǔn)確，分析合理，文字簡(jiǎn)明流暢，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，良好的職業(yè)習(xí)慣，扎實(shí)的科技論文寫作技能方面，都有良好的效果。
4.教學(xué)相長(zhǎng)
在實(shí)驗(yàn)過程前、后，鼓勵(lì)學(xué)生勤思考，多提問，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容和教師授課提出有創(chuàng)新性、建設(shè)性的意見，適當(dāng)記入總評(píng)成績(jī)。
四、建立開放實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)不足，這是各高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的一個(gè)共同的難題。由于微波設(shè)備臺(tái)套數(shù)的限制，學(xué)生分組完成“電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn)”課程中的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往感覺“一次實(shí)驗(yàn)2個(gè)學(xué)時(shí)”時(shí)間不夠，如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)實(shí)驗(yàn)，需要首先完成HFSS軟件設(shè)計(jì)，再進(jìn)行硬件的測(cè)試。顯然，2個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間不夠，因此實(shí)驗(yàn)室采取開放的方式，方便學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間自由進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。教師在制定教學(xué)方案時(shí)，可設(shè)置2-3個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前先查閱資料，設(shè)計(jì)好方案， 按2-4人為一個(gè)課題組，經(jīng)指導(dǎo)教師審查實(shí)驗(yàn)方案、可行性后，在實(shí)驗(yàn)室開放的數(shù)周時(shí)間內(nèi)，自由安排時(shí)間進(jìn)入到開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試和撰寫報(bào)告等。
【關(guān)鍵詞】電磁場(chǎng)；課程教學(xué)；科研
0引言
探討《電磁場(chǎng)》課程教學(xué)方法的論文已經(jīng)不少[1-4]，但是科研對(duì)《電磁場(chǎng)》課程的促進(jìn)作用的論文卻很少見。實(shí)際上，有些教師對(duì)于科研對(duì)電磁場(chǎng)教學(xué)（其他課程亦然）具有重大促進(jìn)作用并不太認(rèn)同；或者一些老師雖口頭上認(rèn)同科研對(duì)電磁場(chǎng)教學(xué)有促進(jìn)作用，但卻體會(huì)不深，思想上也不重視。筆者認(rèn)為科研對(duì)電磁場(chǎng)課程的促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1）科研可以使教師透徹理解知識(shí)點(diǎn)，授課更加準(zhǔn)確、自信；2）教學(xué)中增加科研前沿可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的融會(huì)貫通；3）科研前沿在課堂的滲透可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在愉快地學(xué)習(xí)；4）科研前沿在課堂的滲透可以培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣，潛移默化中鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)研究的殿堂。
1科研與電磁場(chǎng)教學(xué)
從教學(xué)來說，將課本枯燥的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用和國(guó)際前沿科學(xué)研究聯(lián)系起來，以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。電磁場(chǎng)課程不但學(xué)習(xí)困難，而且很多學(xué)生反映不知道學(xué)習(xí)這門課有何用處，這些問題嚴(yán)重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，我們?cè)谑谡n時(shí)要注意穿插電磁場(chǎng)知識(shí)在我們實(shí)際中的應(yīng)用，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)并不單單是枯燥的理論知識(shí)，這些知識(shí)都是指導(dǎo)實(shí)際的基礎(chǔ)，解決學(xué)生為什么要學(xué)的問題。除可適當(dāng)介紹電磁場(chǎng)在通信（手機(jī)、基站、衛(wèi)星等）、探測(cè)（探地雷達(dá)，石油探測(cè)等）、定位（各種雷達(dá)）和微波醫(yī)療等的應(yīng)用外，還可介紹具體知識(shí)的應(yīng)用。如當(dāng)講授電磁波對(duì)理想導(dǎo)體平面的垂直入射這一章節(jié)時(shí)，將會(huì)講到電磁波全部被理想導(dǎo)體（PEC）反射回來且反相（反射系數(shù)為Γ＝－1），此時(shí)可以引申這一特性在天線上的應(yīng)用。如圖1所示，在很多定向天線應(yīng)用中，經(jīng)常使用一塊金屬板作為反射板/地板，以將一半的能量反射回另一面，使波1和波2同相疊加，達(dá)到提高天線增益3dB及屏蔽背面物體的目的。因?yàn)槔硐雽?dǎo)體（PEC）的反相特性，需要把天線安放到距離地板1/4波長(zhǎng)，以得到波1和波2同相疊加。通過對(duì)授課內(nèi)容的拓展，可以使得學(xué)生明白所學(xué)知識(shí)并非無用處，而是在實(shí)際中大有用處的，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。圖1理想導(dǎo)體在天線上的應(yīng)用同時(shí)可適當(dāng)介紹本課程理論知識(shí)與國(guó)際前沿科學(xué)研究的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的熱情。介紹當(dāng)前國(guó)際前沿科學(xué)研究時(shí)，可將其嵌入到具體的關(guān)聯(lián)章節(jié)知識(shí)講授中，使學(xué)生明白課堂所學(xué)知識(shí)與當(dāng)前研究熱點(diǎn)的聯(lián)系。如在圖1講到的理想導(dǎo)體（PEC）作為天線的反射板/地板時(shí)，其需距離天線為1/4波長(zhǎng)，因此，其一個(gè)缺點(diǎn)就是體積太大。但現(xiàn)代微波系統(tǒng)不斷小型化的背景下，PEC作為反射板越來越不適用。當(dāng)前國(guó)際前沿研究的一個(gè)熱點(diǎn)人工磁導(dǎo)體（ArtificialMagneticConductor,AMC）可以解決這個(gè)問題[5]。如圖2所示，與PEC不同，AMC可以同相反射電磁波，因而天線與反射板之間的距離可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，整個(gè)天線系統(tǒng)的尺寸大大減小了。從而讓學(xué)生了解科學(xué)研究的前沿，提高學(xué)習(xí)的興趣。圖2人工磁導(dǎo)體在天線上的應(yīng)用如當(dāng)講授電磁波對(duì)介質(zhì)分界面的斜入射知識(shí)時(shí)，可列舉2013年浙江大學(xué)陳紅勝團(tuán)隊(duì)的最新研究成果：“隱身衣”[6]。如圖3所示，該前沿研究成果是一精致的六角形結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁波入射到結(jié)構(gòu)上時(shí)發(fā)生全透射現(xiàn)象（折射），經(jīng)過數(shù)次折射當(dāng)電磁波出射該結(jié)構(gòu)時(shí)，波的傳播路徑不變，就好像從來沒存在該結(jié)構(gòu)一樣，而放置于結(jié)構(gòu)中心的物體就被隱身了。這種學(xué)科前沿知識(shí)的介紹，讓學(xué)生明白了所學(xué)課本知識(shí)與科學(xué)研究的關(guān)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。圖3應(yīng)用電磁波對(duì)介質(zhì)分界面的斜入射知識(shí)的“隱身衣”俗話說興趣是學(xué)習(xí)的最好老師，適當(dāng)介紹電磁場(chǎng)理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和在國(guó)際科學(xué)研究前沿的應(yīng)用，可以活潑課堂教學(xué)，讓學(xué)生明白電磁場(chǎng)知識(shí)是怎樣在實(shí)際工程中應(yīng)用的，讓學(xué)生了解當(dāng)前科學(xué)研究前沿，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，大大提高課堂教學(xué)的效果。
2結(jié)束語
電磁場(chǎng)課程是教學(xué)和學(xué)習(xí)難度很大的一門課程，但也是十分重要的一門課程，搞好這樣一門課程的教學(xué)工作時(shí)每一個(gè)電磁場(chǎng)課程教師都需要認(rèn)真思考的問題。而科研對(duì)于搞好這樣一門課程的教學(xué)具有很大的促進(jìn)作用。我們應(yīng)將理論知識(shí)與工程實(shí)際和學(xué)科前沿相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和科學(xué)研究的熱情，為我國(guó)的科研事業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的人才。
作者:彭麟 姜興 仇玉杰 單位:桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院
【參考文獻(xiàn)】
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［2］張華美,徐立勤.《電磁場(chǎng)理論》課程教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].科技信息,2010(14):3.
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［4］彭麟,姜興.二本院校電磁場(chǎng)教學(xué)初探兼與美國(guó)大學(xué)教學(xué)比較[J].中國(guó)電力教育,2014(17):73-74.
關(guān)鍵詞：工程電磁場(chǎng)教學(xué)；科研項(xiàng)目；教學(xué)效果
作者簡(jiǎn)介：朱希安（1962-），男，黑龍江訥河人，北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，教授。（北京 100101）
基金項(xiàng)目：本文系北京信息科技大學(xué)2012年度教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012JGYB17）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）02-0062-02
工程電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)與電磁波課程分別是電子信息工程和通信工程專業(yè)的專業(yè)骨干課程。為了使學(xué)生能夠?qū)W好和掌握這門課程，該門課程的教師費(fèi)勁了心機(jī)，想盡了辦法，總的看教學(xué)效果都不夠理想。究其原因，一方面是該類課程的學(xué)習(xí)的確困難，數(shù)學(xué)公式繁多，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，同時(shí)電磁場(chǎng)與電磁波既看不見又摸不著，要求學(xué)生要有較好的空間想象力，加之教學(xué)方法主要以理論教學(xué)為主，沒有相應(yīng)的科研課題與之對(duì)應(yīng)，學(xué)生得不到感性認(rèn)知，造成學(xué)習(xí)該門課程的目的不夠明確，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性欠缺，影響了后續(xù)的微波技術(shù)、電磁兼容等課程的學(xué)習(xí)，甚至影響了考研。為此急需將理論課程的學(xué)習(xí)與科研項(xiàng)目相結(jié)合，探索這類課程教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的方法、具體實(shí)施的步驟、理論課與實(shí)踐課的學(xué)時(shí)比例等問題，為該類課程的教學(xué)改革積累經(jīng)驗(yàn)，提供第一手資料。
一、本科教學(xué)與科研項(xiàng)目結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)
1.有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自覺性
工程電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)與電磁波課程的講授是諸多課程教學(xué)的難點(diǎn)之一。在教授該門課程的過程中，經(jīng)常有學(xué)生問老師學(xué)習(xí)該門課程究竟有什么用？對(duì)以后找工作有什么幫助？每當(dāng)遇到這樣的問題，即使老師講了許多應(yīng)用實(shí)例，學(xué)生仍很難得到感性認(rèn)知?；谏鲜鰧?shí)際情況，北京信息科技大學(xué)專門設(shè)立了研究課題。課題以國(guó)家科技重大專項(xiàng)中的瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究作為基礎(chǔ)，從2010級(jí)及2011級(jí)電子信號(hào)工程專業(yè)及通信工程專業(yè)的本科生中優(yōu)選5～10名左右的學(xué)生參與該項(xiàng)目的具體研究，以求使他們能夠提高對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波學(xué)習(xí)的興趣，增加該門課程的感性認(rèn)識(shí)，深刻地理解和掌握本門課程學(xué)習(xí)的目的和意義，提高學(xué)習(xí)的自覺性。同時(shí)，為探索本課程教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)的改革積累經(jīng)驗(yàn)。
2.更好地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力
科研項(xiàng)目所研究的內(nèi)容都是本學(xué)科、本專業(yè)急需解決的問題，具有很強(qiáng)的綜合性，并在某種程度上需要?jiǎng)?chuàng)新。學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，利用已學(xué)過的知識(shí)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地解決問題，可以培養(yǎng)、鍛煉獨(dú)立工作的能力。由于科研項(xiàng)目研究的都是本學(xué)科最前沿的問題，學(xué)生難免會(huì)遇到?jīng)]有學(xué)過的理論或遇到?jīng)]有涉及的實(shí)際問題，這會(huì)激發(fā)學(xué)生的自學(xué)熱情及挑戰(zhàn)困難的勇氣和創(chuàng)新精神?？蒲许?xiàng)目涉及的內(nèi)容廣泛，需要項(xiàng)目組成員間的緊密協(xié)作和良好的溝通，在此過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神，提高處理問題、解決問題的能力和溝通能力。
3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)
科研項(xiàng)目通常是分割成許多相互聯(lián)系和相互滲透的子課題。學(xué)生承擔(dān)的部分內(nèi)容是項(xiàng)目的有機(jī)組成部分，如果學(xué)生由于自身的原因完不成指導(dǎo)教師所布置的畢業(yè)設(shè)計(jì)，某種程度上就會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目完成的進(jìn)度。學(xué)生迫于這方面的考慮就會(huì)增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，起早貪黑，刻苦鉆研，克服困難，完成任務(wù)。
二、具體的實(shí)施過程和方法
1.學(xué)生的優(yōu)選
在教師的指導(dǎo)下，優(yōu)選出的本科學(xué)生與研究生多次見面、溝通，探討課題的研究?jī)?nèi)容、研究難點(diǎn)和與電磁場(chǎng)與電磁波類課程的關(guān)系，使學(xué)生真正了解所學(xué)課程的用武之地，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺性。例如：研究生的研究課題中有：重疊回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維正演解釋方法研究、中心回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維正演解釋方法研究、瞬變電磁信號(hào)消噪方法研究、中心回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維縱向電導(dǎo)解釋方法研究等。通過上述過程，從研究生的研究課題中，減少研究?jī)?nèi)容和研究難度，確定本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。例如：瞬變電磁信號(hào)小波閾值消噪方法研究、瞬變電磁信號(hào)不同小波分解層次消噪對(duì)比分析、瞬變電磁信號(hào)獨(dú)立成分分析消噪方法研究、瞬變電磁重疊回線裝置均勻半空間視電阻率的研究、瞬變電磁中心回線裝置均勻半空間視電阻率的研究、基于小波閾值的瞬變電磁信號(hào)去噪方法研究、不同小波基的瞬變電磁信號(hào)消噪對(duì)比分析等都是從研究生課題中縮減內(nèi)容和減少難度確定的。
2.指導(dǎo)過程的有效性
學(xué)生選定后，對(duì)教師而言即開始了教學(xué)與研究項(xiàng)目結(jié)合、提升教學(xué)效果的實(shí)踐工作。教師從授課計(jì)劃到教學(xué)方法的改進(jìn)，乃至教學(xué)管理部門——教務(wù)處的管理模式都應(yīng)該有相應(yīng)的調(diào)整。整個(gè)過程的每個(gè)環(huán)節(jié)均直接影響該項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量。教師應(yīng)做到嚴(yán)格要求、整體把握、指導(dǎo)具體、科學(xué)有效。
在學(xué)生參加課題研究和上課的同時(shí)，教師應(yīng)指導(dǎo)研究生與本科學(xué)生做好確定方案，在研究生的指導(dǎo)下查找相關(guān)的文獻(xiàn)，擬補(bǔ)參與課題研究所需知識(shí)的不足，以便學(xué)生盡早進(jìn)入工作狀態(tài)。文獻(xiàn)檢索與應(yīng)用是科學(xué)研究的必備能力之一。合理利用文獻(xiàn)資料是了解前人成果、避免低水平重復(fù)的必要手段。然而，考慮到學(xué)生的能力和精力有限，加之大三時(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)也較繁重，進(jìn)行大規(guī)模的資料檢索工作不太現(xiàn)實(shí)，筆者的做法是指定部分關(guān)鍵性的專著和論文，要求學(xué)生查找和閱讀，以便他們迅速進(jìn)入狀態(tài)，少走彎路。
3.與考研方向相結(jié)合，促進(jìn)考研率的提高
出于就業(yè)形勢(shì)的壓力和繼續(xù)深造的要求，很大一部分學(xué)生要參加考研。由于考研復(fù)習(xí)外語和數(shù)學(xué)與參加課題研究的時(shí)間有一定的沖突，處理不好會(huì)影響學(xué)生對(duì)參加課題時(shí)間和精力的投入。如果能將課題研究與學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和考研后的研究方向相結(jié)合則可最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課題研究的積極性。而且，如果他們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)和研究的內(nèi)容就是他們碩士階段的研究方向，這對(duì)于考研的專業(yè)課考試和復(fù)試階段的口試都有極大的幫助，因此學(xué)生會(huì)投入極大的熱情和盡最大的努力學(xué)好電磁場(chǎng)與電磁波這類課程，高質(zhì)量地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。例如，筆者2013年度所帶的兩個(gè)學(xué)生所作的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是《瞬變電磁信號(hào)獨(dú)立成分分析消噪方法研究》和《瞬變電磁重疊回線裝置均勻半空間視電阻率的研究》。由于這兩個(gè)學(xué)生所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容既與本人的科研項(xiàng)目結(jié)合，也是他們考研后導(dǎo)師的研究方向，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中兩個(gè)學(xué)生非常地努力，克服了種種困難，出色地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯獲得了優(yōu)秀成績(jī)。同時(shí)，考研的專業(yè)課成績(jī)和復(fù)試的成績(jī)?cè)诳忌忻星懊?，分別順利地被北京郵電大學(xué)和中科院錄取為碩士研究生，所撰寫的科研論文經(jīng)筆者修改后也發(fā)表在核心期刊上。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)與考研研究方向結(jié)合，取得了較好的效果。
4.建立有效的溝通聯(lián)系制度
參加教師的科研項(xiàng)目研究是鍛煉學(xué)生各方面能力的一次極好的機(jī)會(huì)。然而，由于本科生初次接觸這類實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)過程，難免有些不適應(yīng)，建立有效的溝通和聯(lián)系制度顯得十分必要。在上課的同時(shí)，又要參加科研實(shí)踐，對(duì)學(xué)生的要求較高。筆者的做法是建立研究生與學(xué)生討論的例會(huì)制度，堅(jiān)持每周兩次研究生與本科學(xué)生會(huì)面，其中一次為指導(dǎo)教師答疑解惑時(shí)間，另一次為詳細(xì)討論、總結(jié)交流會(huì)。每位同學(xué)都要在會(huì)上對(duì)前一階段的電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)中所遇到的問題進(jìn)行總結(jié)，并把課程中所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與研究課題的內(nèi)容關(guān)聯(lián)，找出課程中哪些是基礎(chǔ)知識(shí)、哪些是研究課題中遇到的問題以及解決課題某些難題的需要自學(xué)和補(bǔ)充的知識(shí)，提出來讓大家討論。在討論時(shí)，指導(dǎo)教師傾聽、引導(dǎo)和總結(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生間的自主交流。這樣既可實(shí)時(shí)掌握課程的教學(xué)效果和學(xué)生課題研究的參與程度及進(jìn)展情況，也可以使學(xué)生間了解彼此的體會(huì)，相互促進(jìn)，形成良好的學(xué)習(xí)、科研氛圍。筆者近幾年的實(shí)踐表明，例會(huì)制度是行之有效的，取得了一定的效果。
5.強(qiáng)調(diào)規(guī)范化管理和檢查制度
對(duì)研究生指導(dǎo)本科生參加研究項(xiàng)目、促進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)的過程要規(guī)范組織管理和操作程序，明確責(zé)任，理順關(guān)系，制定完善的規(guī)章制度，使管理科學(xué)化、規(guī)范化。在這個(gè)過程中，指導(dǎo)教師要督促和指導(dǎo)學(xué)生按照規(guī)范化的程序保質(zhì)、保量按時(shí)地完成各階段的任務(wù)。具體地講，每個(gè)參加課題研究的學(xué)生要寫一個(gè)實(shí)踐報(bào)告，總結(jié)參加課題的收獲和電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)的體會(huì)與方法，供本屆和下一屆學(xué)生參考以及教師授課時(shí)講解。
三、收獲與體會(huì)
本次研究以提高工程電磁場(chǎng)導(dǎo)論和電磁場(chǎng)與電磁波的教學(xué)效果為出發(fā)點(diǎn)，以國(guó)家科技重大專項(xiàng)中的瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究作為依托，探索和研究本類課程教學(xué)的理論與實(shí)踐方法，以求通過學(xué)生參加項(xiàng)目的實(shí)施和研究過程，提高對(duì)本門類課程學(xué)習(xí)的積極性和認(rèn)清學(xué)習(xí)與掌握該類課程的重要性以及與后續(xù)課程學(xué)習(xí)（例如，天線和微波課程的學(xué)習(xí)）、考研、畢業(yè)后從事相關(guān)領(lǐng)域工作的相關(guān)性。通過優(yōu)選的5～10名2010級(jí)及2011級(jí)學(xué)生參加瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究項(xiàng)目，跟蹤和評(píng)價(jià)學(xué)生參加實(shí)際的研究項(xiàng)目對(duì)本類課程學(xué)習(xí)和教學(xué)效果提高的促進(jìn)作用，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，為改進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)，奠定基礎(chǔ)。通過本次實(shí)踐研究得到了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：
理論教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合是科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)成果的途徑，是科研與教學(xué)相互作用、促進(jìn)教學(xué)水平提高和學(xué)生獲取課程內(nèi)容感性知識(shí)的有效手段，有助于提高該類課程學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自覺性，提高教學(xué)效果。
在本項(xiàng)目的實(shí)踐過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神、責(zé)任意識(shí)，挑戰(zhàn)困難的勇氣和創(chuàng)新精神，獨(dú)立地解決問題的能力和溝通能力等。同時(shí)，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，提前開設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，摸索行之有效的畢業(yè)設(shè)計(jì)科學(xué)和規(guī)范的管理方法、正確指導(dǎo)、有效溝通方法，促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提升。此外，在項(xiàng)目的研究過程中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本校的眷戀度，提高考研第一志愿報(bào)考本校本專業(yè)的比例，提高本專業(yè)的考研率。
通過本項(xiàng)目的實(shí)施探索課程教學(xué)改革的有效途徑和方法，形成一套行之有效的管理辦法，為該類課程的教學(xué)提供示范。
探索學(xué)科建設(shè)成果轉(zhuǎn)化為本科人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)的機(jī)制與途徑，在此成果的基礎(chǔ)上凝練新的學(xué)科方向，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)。
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關(guān)鍵字：Mathematica，電動(dòng)力學(xué)，課堂教學(xué)
中圖分類號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
引言
大學(xué)高等教育通常致力于培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、有較強(qiáng)實(shí)踐能力和拓展?jié)摿?、富有?chuàng)新精神的本科人才。其中理工科專業(yè)要求學(xué)生系統(tǒng)掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，并具有較強(qiáng)的數(shù)理基礎(chǔ)。近些年，大學(xué)普遍擴(kuò)招，生源質(zhì)量下降，學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，冷門專業(yè)情況更是嚴(yán)重，不少學(xué)生往往因?qū)I(yè)知識(shí)在數(shù)學(xué)計(jì)算上的復(fù)雜及相關(guān)定理、概念和過程的抽象等問題而失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致專業(yè)課的教學(xué)學(xué)習(xí)效果不夠理想[1]。
基于此種情況，已有不少人把多種現(xiàn)代教育技術(shù)如Matlab，Java，Mathematica等軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中[2， 3]，使現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、優(yōu)化課堂、提高課堂效率等方面取得了較好的效果。Mathematica是一款科學(xué)計(jì)算軟件，其很好地結(jié)合了數(shù)值和符號(hào)計(jì)算引擎、圖形系統(tǒng)、編程語言、文本系統(tǒng)以及與其他應(yīng)用程序的高級(jí)連接。很多功能在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)處于世界領(lǐng)先地位，截至2014年，它也是世界上使用最廣泛的數(shù)學(xué)軟件之一。普遍認(rèn)為Mathematica的標(biāo)志著現(xiàn)代科技計(jì)算的開始，它是世界上通用計(jì)算系統(tǒng)中最強(qiáng)大的系統(tǒng)。自從1988以來，它已經(jīng)對(duì)科技和其它領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)的運(yùn)用方式產(chǎn)生了深刻的影響，并且在國(guó)外教學(xué)工作中獲得了廣泛的應(yīng)用[4， 5]。從google學(xué)術(shù)搜索中搜尋Mathematica以及Education相關(guān)條目，有近十萬條結(jié)果。從高中到研究生數(shù)以百計(jì)的課程都使用它，并有多本關(guān)于Mathematica教學(xué)的圖書出版，涵蓋多門專業(yè)教學(xué)。Karim等人[5]甚至還基于Mathematica軟件開展了遠(yuǎn)程教學(xué)。而在我國(guó)，雖然教師們對(duì)于現(xiàn)代化手段在教學(xué)中的應(yīng)用很早就開展了研究，但是一直以來不夠重視，特別是Mathematica軟件在教學(xué)中的應(yīng)用和國(guó)際相比還處于初級(jí)階段，還沒有得到廣大教師的足夠重視和普遍使用。這從google學(xué)術(shù)檢索中就可以發(fā)現(xiàn)，Mathematica與教育教學(xué)等詞條相關(guān)的論文搜索結(jié)果還不到三千條。相關(guān)教學(xué)論文數(shù)量不夠充分，內(nèi)容也還很不深入，相關(guān)中文教材也處于缺乏狀態(tài)，并且這些研究主要分布于大學(xué)物理以及數(shù)學(xué)分析這兩門課程[2， 3， 6]。對(duì)于Mathematica在數(shù)學(xué)、物理等數(shù)學(xué)要求較高的大學(xué)各專業(yè)核心課程教學(xué)中的應(yīng)用工作還未深入展開，而物理、電子等系核心專業(yè)課之一――電動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)要求遠(yuǎn)比普通理工科專業(yè)高，因此本文欲在前人研究基礎(chǔ)上，以電動(dòng)力學(xué)部分難點(diǎn)的教學(xué)工作為例，展開深入分析，力圖引入Mathematica軟件輔助教學(xué)，消除學(xué)生對(duì)復(fù)雜公式的畏懼感，直觀準(zhǔn)確地展示各種物理圖像，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)有良好的進(jìn)步。
1 應(yīng)用
本文研究目的旨在借助于Mathematica軟件將學(xué)生從復(fù)雜的微分偏微分方程求解過程中解放出來，并用圖形和動(dòng)畫直觀展示各重點(diǎn)難點(diǎn)，從而降低專業(yè)課的學(xué)習(xí)難度，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的目的，并使學(xué)生初步掌握Mathematica軟件的使用方法，提高他們學(xué)習(xí)新事物的能力。
電動(dòng)力學(xué)是很多大學(xué)專業(yè)的主干課程之一，如電子、信息、通信、物理等學(xué)科。其主要內(nèi)容就是麥克斯韋方程組的來由及其在各種條件下的具體應(yīng)用。此處我們以電磁波的傳播為例，在瞬變條件下，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)，形成在空間傳播的電磁波。單從字面描述以及電磁波方程來看，較為抽象。學(xué)生一般很難理解。通過使用Mathematica軟件，我們可以將平面電磁波的傳播用圖1展示。從圖1中可以清晰看出平面電磁波的幾個(gè)特性：1，平面電磁波是橫波；2，電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及傳播方向三者是相互垂直的； 3，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是同位相。
圖1是靜態(tài)圖，實(shí)際上，通過圖2所示代碼，我們還可以用動(dòng)畫演示電磁波的傳播。圖2所示代碼形式簡(jiǎn)潔，接近于自然語言，這樣就讓學(xué)生無須較高的編程水平即可自行編寫代碼，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。圖2所示代碼會(huì)生成一個(gè)簡(jiǎn)潔易懂，易于操作的界面，可以通過設(shè)置循環(huán)播放，良好地演示電磁波的傳播。通過“waves”按鈕可以分別演示不同個(gè)數(shù)的完整波形，時(shí)間軸可以快速或慢速地動(dòng)態(tài)演示電磁波的傳播過程，讓學(xué)生輕松理解電磁波傳播過程。
除了平面電磁波在無界空間的自由傳播之外，平面電磁波在兩塊平行板之間的傳播，也能形象清晰地展示。如圖3所示，此圖可以大大加深學(xué)生對(duì)電磁波傳播的理解，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。誠(chéng)然此圖所需代碼較為復(fù)雜，不僅需要相關(guān)的電動(dòng)力學(xué)知識(shí)，還必須熟悉偏微分方程求解理論，此外對(duì)Mathematica軟件的使用熟悉程度也有要求，學(xué)生難以短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成，需要進(jìn)一步的訓(xùn)練之后才可能完成。類似的內(nèi)容可以讓學(xué)生課后完成，作為考核內(nèi)容，這樣可避免學(xué)生過于依賴該軟件而忽視數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要性。
總而言之，Mathematica應(yīng)用到電動(dòng)力學(xué)課堂教學(xué)中，能讓教學(xué)過程更生動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)理解。
2 結(jié)束語
當(dāng)前我國(guó)大學(xué)專業(yè)課教學(xué)中，數(shù)學(xué)分析軟件的使用還處于初級(jí)階段。學(xué)生薄弱的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)課較高的數(shù)學(xué)分析要求是專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中的主要矛盾之一。本文著力于解決由學(xué)生薄弱的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和抽象的專業(yè)概念所引起的在專業(yè)課學(xué)習(xí)上的困難，讓學(xué)生開闊視野，并培養(yǎng)學(xué)生利用工具軟件的能力。從而可以將專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中的復(fù)雜數(shù)學(xué)問題交給專業(yè)數(shù)學(xué)分析軟件Mathematica來進(jìn)行，學(xué)生只需掌握基本的數(shù)學(xué)原理，了解相關(guān)知識(shí)，配合Mathematica豐富的互動(dòng)界面和圖形顯示功能，就能達(dá)到更充分更深層次理解內(nèi)容本質(zhì)的目的。本文重點(diǎn)有機(jī)銜接了電動(dòng)力學(xué)與Mathematica軟件，通過Mathematica在電動(dòng)力學(xué)課堂教學(xué)上的使用，達(dá)到加強(qiáng)基本理論教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新精神，而且避免了學(xué)生過于依賴該軟件而置數(shù)學(xué)于不顧的情況。對(duì)于電動(dòng)力學(xué)課程中的主要內(nèi)容，可以建立一系列相應(yīng)的數(shù)值程序，進(jìn)而開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)性的課件，輔助課堂教學(xué)，這將會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用。
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關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)；理論教學(xué)；課程評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）07-0222-02
一、教學(xué)現(xiàn)狀
“電磁場(chǎng)原理”作為電氣類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)選修課，旨在將電路、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理等課程的內(nèi)在聯(lián)系用數(shù)學(xué)物理方程的形式進(jìn)行理論整合。并通過教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和理論推導(dǎo)能力[1]。
學(xué)生和教師在教學(xué)交互過程中最集中的矛盾點(diǎn)在于，學(xué)生認(rèn)為課程抽象難懂、高度依賴課堂的講授過程、沒有課后的相應(yīng)預(yù)習(xí)與反饋，導(dǎo)致課堂教學(xué)活動(dòng)以后，學(xué)生對(duì)電磁理論知識(shí)的理解處于一種似懂非懂的狀態(tài)，不能靈活運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)解釋實(shí)踐中遇到的電磁現(xiàn)象。一般認(rèn)為，合適的教學(xué)方法，以及適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最有效方法[2]。為了解決這一矛盾，提高教學(xué)的趣味性、直觀性，提升學(xué)生對(duì)教學(xué)活動(dòng)的關(guān)注度，在課堂上引入了多媒體教學(xué)手段[3-4]，并使用各種工程軟件[4]將試驗(yàn)結(jié)論圖表化。事實(shí)上，這在很大程度上降低了理論教學(xué)的要求，側(cè)重于簡(jiǎn)單、應(yīng)用、結(jié)論性的內(nèi)容，而對(duì)理論推導(dǎo)過程中的技巧性和邏輯演繹部分卻是一帶而過，而這些往往是這門課程的精華所在，體現(xiàn)的是前人對(duì)已有知識(shí)的創(chuàng)造性應(yīng)用，而這些正是當(dāng)代大學(xué)生所缺乏的。因此，通常采用多媒體技術(shù)與板書教學(xué)相結(jié)合[5]的授課形式。
所以，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，如何讓學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)理論體系理解得更深刻、掌握得更充分，并能催生出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力就是一個(gè)值得研究的課題。當(dāng)代大學(xué)生對(duì)課程分?jǐn)?shù)異常敏感，因此，通過對(duì)課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革，在理論教學(xué)活動(dòng)中適度給予學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”的靈活度，讓學(xué)生在課程實(shí)施框架內(nèi)進(jìn)行理論、實(shí)踐的自由發(fā)揮，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的能力，從而達(dá)到加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容理解的目的。
二、“自主學(xué)習(xí)”的評(píng)價(jià)原則
課程評(píng)價(jià)方式的改變不僅要適應(yīng)學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，充分考慮到生源質(zhì)量（學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、分析問題的能力[6]，特別是微積分和矢量幾何知識(shí)）等因素，同時(shí)也要考慮電磁場(chǎng)原理這門課程在校內(nèi)的發(fā)展沿革，適應(yīng)電氣類專業(yè)的當(dāng)前需求，在學(xué)校的要求、專業(yè)的需求、教學(xué)的成果三者之間取得平衡。通過教學(xué)內(nèi)容的整合、教學(xué)方法的改變[7]，達(dá)到提高學(xué)生理論素養(yǎng)和實(shí)踐能力的教學(xué)目的。武漢輕工大學(xué)《關(guān)于課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式改革的指導(dǎo)性意見》明確提出，要改變課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式單一、重結(jié)果輕過程的現(xiàn)象，采用多次、不同形式的評(píng)價(jià)方式，綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)及學(xué)習(xí)效果。
“自主學(xué)習(xí)”的目的在于促進(jìn)學(xué)生的課外閱讀和工程實(shí)踐；評(píng)價(jià)的原則是以過程考核和能力考核作為學(xué)生知識(shí)掌握的評(píng)價(jià)依據(jù)，因此在教學(xué)評(píng)價(jià)的時(shí)效性和針對(duì)性上與以往的評(píng)價(jià)方式有很大不同。電磁設(shè)備和無線通訊技術(shù)的大范圍普及，也為“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)方式的建立提供了良好的支撐，在學(xué)習(xí)了位移電流和坡印亭方程的數(shù)學(xué)模型后，學(xué)生可以在課堂的小組討論和課后的小論文作業(yè)中舉出相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例，解釋移動(dòng)設(shè)備無線充電、手機(jī)工作時(shí)會(huì)發(fā)熱的原理，使抽象理論和具體應(yīng)用無縫對(duì)接，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思考能力，同時(shí)也考查學(xué)生對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。通過教學(xué)過程中的“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)，做到對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的全覆蓋。
“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)方式是以培養(yǎng)能力為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)機(jī)制，弱化了期末考試的評(píng)分比重，加大了對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查力度，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生的課后閱讀及思考、工程實(shí)踐能力的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)。
三、“自主學(xué)習(xí)”的評(píng)價(jià)內(nèi)容
“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)的目的是為了提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的深度以及應(yīng)用理論知識(shí)到實(shí)際工程問題中的能力。因此，在教學(xué)開始的第一堂課，就要清楚地向?qū)W生闡明“自主學(xué)習(xí)”的評(píng)價(jià)內(nèi)容，并在發(fā)放給學(xué)生的“課程教學(xué)實(shí)施方案”中進(jìn)行文字說明。在教學(xué)過程中，針對(duì)知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行的測(cè)評(píng)前，須告知學(xué)生采用的評(píng)價(jià)方式和時(shí)段，需要閱讀的參考文獻(xiàn)資料和需要準(zhǔn)備的其他輔助器材。在評(píng)價(jià)完成后，及時(shí)向?qū)W生反饋評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)和評(píng)語，讓學(xué)生了解自己的知識(shí)掌握情況。評(píng)價(jià)內(nèi)容一般包括以下6個(gè)方面。
評(píng)價(jià)內(nèi)容（1）：課后作業(yè)（占平時(shí)成績(jī)30%）。①每一章節(jié)課堂學(xué)習(xí)完成后，要求學(xué)生能夠自主推導(dǎo)這一章節(jié)中具有結(jié)論意義的數(shù)學(xué)物理方程，并解釋這一（組）方程的適用條件和物理意義，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶，作為課后作業(yè)的第一部分；②任課教師出一道典型應(yīng)用題，要求學(xué)生能夠根據(jù)已知條件模擬計(jì)算實(shí)際工作中可能遇到的問題，并給出具體的數(shù)值結(jié)果，考查學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
評(píng)價(jià)內(nèi)容（2）：分組討論（占平時(shí)成績(jī)30%）。①對(duì)于電磁場(chǎng)（包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電場(chǎng)、恒定磁場(chǎng)、時(shí)諧場(chǎng)等），要求學(xué)生以5―6人為一個(gè)小組，在學(xué)習(xí)完課程內(nèi)容后，任選其中一項(xiàng)作為題目，以多媒體報(bào)告的形式用課堂知識(shí)解釋一種觀測(cè)到的物理現(xiàn)象或者提出一種新型應(yīng)用技術(shù)的可能性；②每個(gè)報(bào)告的r間不超過5分鐘，總的耗時(shí)不超過兩節(jié)課。
評(píng)價(jià)內(nèi)容（3）：小論文（占平時(shí)成績(jī)30%）。①每個(gè)討論小組根據(jù)分組討論的結(jié)果，結(jié)合多媒體報(bào)告的內(nèi)容，在參考近五年外文相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上形成小論文；②小論文應(yīng)該有明確的結(jié)論性陳述，對(duì)涉及到的電磁理論模型有詳細(xì)說明，要求字?jǐn)?shù)不少于2000字，內(nèi)容理論結(jié)合實(shí)際，引用的外文文獻(xiàn)和多媒體報(bào)告內(nèi)容相關(guān)。
評(píng)價(jià)內(nèi)容（4）：加分環(huán)節(jié)（占總成績(jī)的10%）。如果學(xué)生能夠根據(jù)電磁理論，設(shè)計(jì)并自主動(dòng)手制作一種已有（如電刷）或者某種新型傳感器，則予以加分鼓勵(lì)。
評(píng)價(jià)內(nèi)容（5）：處罰。對(duì)于在作業(yè)、分組討論、小論文環(huán)節(jié)明顯應(yīng)付或者抄襲、舞弊的記零分，不予成績(jī)。
u價(jià)內(nèi)容（6）：平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成。課后作業(yè)30%、分組討論30%、小論文30%、考勤10%；平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的50%；加分環(huán)節(jié)的10分為總成績(jī)的10%。
“自主學(xué)習(xí)”的評(píng)價(jià)內(nèi)容可以針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、也可以針對(duì)一個(gè)章節(jié)來進(jìn)行，總體上覆蓋課程體系中的所有知識(shí)點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在教學(xué)大綱的所列部分進(jìn)行自由發(fā)揮，也支持學(xué)生依據(jù)興趣，針對(duì)諸如高壓輸電線電磁輻射、室內(nèi)WIFI電磁輻射屏蔽等現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)分析、構(gòu)想解決方案，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和探索的能力。通過這種評(píng)價(jià)方式，教師掌握學(xué)生每一階段的知識(shí)掌握情況，學(xué)生則通過評(píng)價(jià)的反饋分?jǐn)?shù)，了解自己的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀況。評(píng)價(jià)內(nèi)容既體現(xiàn)了學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)成果，也反映了學(xué)生團(tuán)隊(duì)的分工協(xié)作能力。
四、“自主學(xué)習(xí)”的評(píng)價(jià)效果
在電氣專業(yè)的電磁場(chǎng)原理教學(xué)中，嘗試進(jìn)行“自主學(xué)習(xí)”的課程評(píng)價(jià)，并通過平行班的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行“自主學(xué)習(xí)”的班級(jí)不及格學(xué)生非常少，高分學(xué)生增加；學(xué)生總評(píng)成績(jī)的分布也更加科學(xué)合理，趨于正態(tài)分布；而平行班的成績(jī)分布則趨于梯形；學(xué)生在教務(wù)系統(tǒng)中對(duì)教師的評(píng)價(jià)也較平行班的要高，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式持積極肯定的態(tài)度，認(rèn)為通過課程學(xué)習(xí)，掌握了電磁理論的基礎(chǔ)性、原理性的知識(shí)，并能夠?qū)?shí)際問題進(jìn)行分析和解釋?？傮w而言，“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)體系的教學(xué)效果是積極的。
五、結(jié)語
通過實(shí)施“自主學(xué)習(xí)”評(píng)價(jià)的方案，緩解了學(xué)生對(duì)理論教學(xué)的畏懼情緒，在不降低理論教學(xué)要求的前提下，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)互動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的搜集、整理、分析和邏輯推演，將抽象的電磁理論和具體的工業(yè)產(chǎn)品、物理現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論緊密的聯(lián)系起來，在激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
六、致謝
本文的研究?jī)?nèi)容得到了武漢輕工大學(xué)“課程評(píng)價(jià)方式改革試點(diǎn)”項(xiàng)目的資助，編號(hào)為2016088。
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