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[摘 要] 针对“电磁场与电磁波”在应用型本科教学中存在的突出问题,对该课程的授课对象、内容特点、教学方法等进行了详细的分析,提出了强化基础、主线教学、手段多样、结合应用等一些教学改进措施。
[关 键 词] 电磁场与电磁波;主线教学法;结合应用
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)25-0147-01
一、应用型本科电磁场课程教学特点
(一)电类应用型本科概述
应用型本科不是以科研办学定位,主要培养适应生产、管理第一线的高级技术应用型人才。具体来说就是要理论坚实、实践突出。在教学中,应围绕培养应用能力、设计能力、创新能力的人才而实施。电类课程中的所有专业基础课,皆有较深的理论性和很强的实践性,为专业课教学和完成毕业设计起到至关重要的作用,所以其教学效果不仅关系到本课程而且对后续学生的学习影响较大。
(二)“电磁场与电磁波”课程教学特点
“电磁场与电磁波”课程是所有电类专业基础课程之一,其理论已经成熟,体系完整,能选用的教材也多。但内容都较为抽象,数学推导过程偏多,真正适合于应用型本科教学的精品并不多,特别是应用了大量的数学公式运算和大学物理电磁概念,容易使基础稍差的二本院校和独立学院的学生产生畏惧情绪,一部分高数和物理学得不好的学生甚至会出现“仗未开打,信心已失”的现象。
二、应用型本科电磁场教学改革
(一)讲好绪论,激发兴趣
任何一门课程的教学都必须以上好绪论课作为良好的开端。但万事开头难,电磁场当然也不例外。绪论课对于激发学生学习电磁场的兴趣和热情相当关键,课中除了讲授电磁场理论的发展过程——经典电磁场理论阶段、计算电磁场理论阶段,要适当讲述其在整个电类专业学习中的作用、电磁场理论在实践中的应用等,引起学生对该课程的重视及兴趣。
(二)主线教学,纲目清晰
在教学中,我将电磁场内容进行了总结归纳,实施了主线教学法,取得了不错的效果。所谓主线教学是指根据电磁场课程特点和学生需求,理出整体解读的视点,并据此分层布点,逐点融通,层层推进,力求各点之间内通外联,实现局部教学目的與整体教学目标相契合,进而明晰学习思路的一种教学方式。
教学中,将该课程的主线具体定为“三度三大一组四传播”,即为:三度(梯、散、旋度)基础,三大实验定律(库仑、安培和法拉第电磁感应定律),一组积分与微分方程(麦克斯韦方程组积分和微分等式),四种传播(均匀平面波在无界空间的传播、多层媒介传播、导波系统传播与天线向空间的电磁波传播)。这样一来,学习中纲目非常清晰,哪些部分已掌握,哪些部分还需要重点攻关能心中有数。
(三)精选例题,辅助理解
在教学中,通过一系列典型题目将复杂的问题简化。如在介绍梯度的概念时,以地面上的温度场为标量场引入,温度随高度变化,山高已知,温差已定,三人登山,路径不同,运动中的温度变化率也不同,这样引入梯度概念学生感觉非常自然。再如介绍趋肤深度概念,通过引入海水的媒质参数和选用发射频率,代入参数运算,电磁波衰减一目了然。这样的例题还有好多。总之,讲例题,必须精挑细选。
(四)结合应用,设置疑问
电磁场课程为什么重要?原因之一就是在工程上获得广泛的应用。单讲理论,务必枯燥,思维起于疑问,举一些实际例子,使学生急于了解缘由并引入新的知识。金属外壳的汽车为什么能够防止雷击?可结合静电场的概念解释。屏蔽室金属厚度如何设计?良导体中的波传播常数可以计算得到。天线为什么有直线有螺旋?因为与电场传播的极化有关。类似的应用还有很多,需要我们日常积累、学习和搜集,在此不再赘述。
(五)组织小结,类比归纳
电磁场围绕着电磁波的量度、传播、辐射展开讨论。各章节之间既有联系又相互独立,在授课中,我认为章节小结比平常的讲课更重要。比如讲矢量分析时,标量和矢量的对比、梯度和散度的不同、高斯定理与斯托克斯定理的公式等这些教材上没有去归纳的内容,通过组织比较和对照,学生感觉容易理解多了。
总之,电磁场的教学是电类基础课的复杂系统工程之一。多媒体形象化教学、编写较为简单的Matlab程序、改革考核方法和开设实验课等也是教学必不可少的内容。我们还要对应用型本科教育进行不断的探索、创新,在教会学生知识的基础上,锻炼他们的分析和解决问题的能力,使其真正成为社会的应用型人才。
参考文献:
[1]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]孔令荣,朱霞,黄敏,等.“电磁场与电磁波”教学改革研究与实践[J].大学教育,2015(8):172-173.
[关 键 词] 电磁场与电磁波;主线教学法;结合应用
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2017)25-0147-01
一、应用型本科电磁场课程教学特点
(一)电类应用型本科概述
应用型本科不是以科研办学定位,主要培养适应生产、管理第一线的高级技术应用型人才。具体来说就是要理论坚实、实践突出。在教学中,应围绕培养应用能力、设计能力、创新能力的人才而实施。电类课程中的所有专业基础课,皆有较深的理论性和很强的实践性,为专业课教学和完成毕业设计起到至关重要的作用,所以其教学效果不仅关系到本课程而且对后续学生的学习影响较大。
(二)“电磁场与电磁波”课程教学特点
“电磁场与电磁波”课程是所有电类专业基础课程之一,其理论已经成熟,体系完整,能选用的教材也多。但内容都较为抽象,数学推导过程偏多,真正适合于应用型本科教学的精品并不多,特别是应用了大量的数学公式运算和大学物理电磁概念,容易使基础稍差的二本院校和独立学院的学生产生畏惧情绪,一部分高数和物理学得不好的学生甚至会出现“仗未开打,信心已失”的现象。
二、应用型本科电磁场教学改革
(一)讲好绪论,激发兴趣
任何一门课程的教学都必须以上好绪论课作为良好的开端。但万事开头难,电磁场当然也不例外。绪论课对于激发学生学习电磁场的兴趣和热情相当关键,课中除了讲授电磁场理论的发展过程——经典电磁场理论阶段、计算电磁场理论阶段,要适当讲述其在整个电类专业学习中的作用、电磁场理论在实践中的应用等,引起学生对该课程的重视及兴趣。
(二)主线教学,纲目清晰
在教学中,我将电磁场内容进行了总结归纳,实施了主线教学法,取得了不错的效果。所谓主线教学是指根据电磁场课程特点和学生需求,理出整体解读的视点,并据此分层布点,逐点融通,层层推进,力求各点之间内通外联,实现局部教学目的與整体教学目标相契合,进而明晰学习思路的一种教学方式。
教学中,将该课程的主线具体定为“三度三大一组四传播”,即为:三度(梯、散、旋度)基础,三大实验定律(库仑、安培和法拉第电磁感应定律),一组积分与微分方程(麦克斯韦方程组积分和微分等式),四种传播(均匀平面波在无界空间的传播、多层媒介传播、导波系统传播与天线向空间的电磁波传播)。这样一来,学习中纲目非常清晰,哪些部分已掌握,哪些部分还需要重点攻关能心中有数。
(三)精选例题,辅助理解
在教学中,通过一系列典型题目将复杂的问题简化。如在介绍梯度的概念时,以地面上的温度场为标量场引入,温度随高度变化,山高已知,温差已定,三人登山,路径不同,运动中的温度变化率也不同,这样引入梯度概念学生感觉非常自然。再如介绍趋肤深度概念,通过引入海水的媒质参数和选用发射频率,代入参数运算,电磁波衰减一目了然。这样的例题还有好多。总之,讲例题,必须精挑细选。
(四)结合应用,设置疑问
电磁场课程为什么重要?原因之一就是在工程上获得广泛的应用。单讲理论,务必枯燥,思维起于疑问,举一些实际例子,使学生急于了解缘由并引入新的知识。金属外壳的汽车为什么能够防止雷击?可结合静电场的概念解释。屏蔽室金属厚度如何设计?良导体中的波传播常数可以计算得到。天线为什么有直线有螺旋?因为与电场传播的极化有关。类似的应用还有很多,需要我们日常积累、学习和搜集,在此不再赘述。
(五)组织小结,类比归纳
电磁场围绕着电磁波的量度、传播、辐射展开讨论。各章节之间既有联系又相互独立,在授课中,我认为章节小结比平常的讲课更重要。比如讲矢量分析时,标量和矢量的对比、梯度和散度的不同、高斯定理与斯托克斯定理的公式等这些教材上没有去归纳的内容,通过组织比较和对照,学生感觉容易理解多了。
总之,电磁场的教学是电类基础课的复杂系统工程之一。多媒体形象化教学、编写较为简单的Matlab程序、改革考核方法和开设实验课等也是教学必不可少的内容。我们还要对应用型本科教育进行不断的探索、创新,在教会学生知识的基础上,锻炼他们的分析和解决问题的能力,使其真正成为社会的应用型人才。
参考文献:
[1]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]孔令荣,朱霞,黄敏,等.“电磁场与电磁波”教学改革研究与实践[J].大学教育,2015(8):172-173.