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【摘 要】本文结合通信电子类学生培养目标，分析了“电磁场与电磁波”课程目前教学现状，引入合作式自主学习方法，改革培养模式，提高教学质量，激发大学生的创新意识。
【关键词】合作式自主学习 电磁场与电磁波教学 创新意识
1课题提出背景
《电磁场与电磁波》课程是高等工科电类的专业基础课，是在学习 “高等数学” “大学物理”等基础课而开设的，同时也为后续“微波技术”“天线技术”“电磁兼容技术”和“光纤通信”等课程奠定基础。课程的内容既包括学生在该专业领域中必须掌握的基本知识内容，也涉及众多交叉学科的基础。因此，《电磁场与电磁波》课程在电类专业教学体系中不可替代。通过阐述宏观电磁场的基本性质、规律和基本分析方法，培养学生具备运用“场”的观点对实际工程电磁场问题进行计算、分析的能力，是一些新型边缘学科良好的生长点，如电磁兼容、太赫兹应用等。因此，课程在工程应用中也具有举足轻重的作用。但是，在传统教学过程中，学生学习该课程中存在以下问题：
a.由于课程理论性强、抽象，需要对数学的基本知识和应用能力要求较高，因此学生常常难以将已学过的数学知识和电磁场内容很好结合；
b.学生没学过适量分析和场论，导致对于课程中“场”的基本概念，如散度、旋度、梯度等理解不够，影响对电磁场理论、MAXWELL方程组的学习；
c.学生感觉课程公式多，理论抽象，难以结合实际，称其为“老虎”课，拒之千里；
d.大部分学生学习“死学死记”，难以应用到教学实验环节中，理论脱离实践。
因此，传统教学模式很难适应社会的发展，在课程教学中，我们引入了合作式自主学习模式，改变原有死板的教学方法，取得了一定的成绩。
2 合作式自主学习模式
我国自90年代初期在课堂教学中就开始重视自主式学习方式。合作，作为新时代人必备一种素质，越来越多的教育专家和学者关注和研究着。孙子曰：“独学而无友，则孤陋而寡闻”“三人行必有我师”。自古以来就有学者提倡合作学习。美国教育心理学家经过上百次的研究发现，合作学习是学生学习获得成功的最有效方法之一。
2.1 教师角色和学生分组建模
a.教师多重角色扮演
在合作式学习中，教师不再是“知识的传授者”，而是具有“引导者”“学习活动组织者、指挥与决策者、管理与参与者以及学习活动的仲裁者”等多重角色。小组合作有效性直接取决于教师的作用发挥是否成功。
b.科学分组
首先，学期初，对一个班同学建立两个学习小组，布置大作业任务，提出要求。小组成员的确定需根据学生意向及特长选择；然后，设置研究内容要难度适度，以免打击学生积极性，但是要具备研究型、探索性和实用性。考虑到学生有考研和工作需求，利用学习过的工具MATALB软件设置一组重点研究传输线中电磁场的分布问题；二组重点研究介质球散射应用问题。
2.2教学组织过程
由于课程学时有限，在不影响正常授课过程的情况下，同时开展合作式自主学习工作。主要方式如下：
a.采用启发式教学方法
授课前，罗列要点，重点突出，条理清楚，并提出问题，给学生获得充分的独立思考时间和空间的基础上，学生主体性更强。
授课中，讲述问题快慢适中，详略得当，省去不必要繁琐的公式推导，把讨论焦点放到概念、建模和思维中。如MAXWELL方程组中穿插麦克斯韦假设漩涡电流、位移电流的小故事，增加学生学习兴趣；多注重对于每一讲内容实际应用背景的介绍，注重与学科前沿的联系，使学生明确学习目的；注重创新意识和创新能力的培养；坚持习题课教学。习题课是一种最传统、最方便、最易行的实践性教学形式，坚持讲练结合，合理安排习题课的实施时机和时间，精心设计好每一次习题课内容和形式，将会使学生在习题课上获得充分地实践与锻炼机会。讲述中注重突出两组研究内容所涉及的知识点，使学生有的放矢，学习和研究更加方便。
授课后，除了给学生布置作业外，通过课后辅导或网络答疑的方式，引导学生学习。
b.提倡互动式教学，促进学生的积极性和提高自信心
在研究内容布置一段时间之后，定期组织两组汇报。汇报完毕由学生自由提问，针对两组学习进度，教师提问。易掌握学习情况，并相互交流学习成果，教师及时引导，确保学习稳步进行。
在交流过程中，结合教学内容，亦可扩充其他知识。比如说，讲授导行电磁波后，鼓励学生自己利用如MATLAB等仿真软件去分析矩形波导、圆波导，培养学生去积极地运用已经掌握的工具及理论方法分析实际问题的能力。
c.妥善处理重点和难点
教学内容中的重点和难点是教学内容的精髓，如果处理不当会使学生思维受阻，注意力分散，时间一长就会产生越来越多的疑问，造成学习障碍，从而对学习失去兴趣和信心。因而一定要加强对教材内容体系的把握、加深对教材内容的理解，综合采取多种教学方法，妥善处理重点和难点。
尤其在研究内容布置初期，学生对课程内容知识掌握程度不够，在学习过程中，难免会碰到陌生内容。因此，教师合理安排研究进度非常重要，安排如下：在矢量分析和场论部分，让学生掌握直角坐标系、球面坐标系建立，能够正确对研究内容中传输线和介质球体建模；在MAXWELL方程组部分，熟练掌握电磁场基本定律和时变电磁场的边界条件，能够正确建立传输线和介质球传输线方程，并且正确建立边界条件；在平面电磁波部分，能够正确分析电磁波入射到传输线及介质球后的传播特性，等等。通过上面细化过程，合理安排研究进度，有条不紊，按部就班，为小组合作奠定坚实基础。
d.丰富的沟通方式
为了进一步地方便学生学习讨论，在校精品课程网站中建立了课程主页，同时任课教师也开通了该课程的网络教学、网络答疑、教学论坛等内容，真正做到学生们有问题及时解决，有效地将网络教育与课堂教学有机结合起来。同时，便于学生们在教学环节的各个方面提意见或建议，使学生们参与到课程建设中来，进一步促进本课程建设工作。 e.科学合理评价
评价具有导向功能，合理评价直接影响合作式自主学习的效果。在评价过程中，以每组整体表现和成绩作为评价依据，坚持使评价贯穿于整个讨论活动中，形成性评价与终结性评价相结合，便于激励学生学习积极性。
2.3综合效果评价
两小组取得的研究成果分别如下：
合作式自主学习模式测试取得了很好的成绩，具体有：
a.按照不同形式给学生小组分配任务，既有助于发挥个体独创性，又增强学生协作意识，在轻松愉快的氛围中学习知识。
b.组织各小组间交流，让学生勇于展现自我，开阔思路。
c.教师适时引导，大大减少学生对传统“填鸭式”教学的抵触感，改善教学质量。
d.增强课程学习兴趣
通过合作式自主学习小组一个学期的学习，很多学生选择了MATLAB软件分析天线特性的题目，大大地增强了学习兴趣；部分考研学生有意选择电磁场方向，为继续深造奠定基础。
e.加强创新理念
在小组讨论学习过程中，在查阅资料后，开拓了学生设计思路。取得的研究成果强化课程建设深度，进一步提高了教学质量。
3结束语
作为新型的国家课程改革提倡的教学方法之一，合作学习呈现出来的无疑是一个亮点，也是《电磁场与电磁波》课程提高教学质量，培养创新理念非常有效的一个教学方法。引入合作式自主学习模式后，提高了学生学习的积极性，加深了学生对该课程抽象知识的认识，学生初步具有一定的设计能力，为今后走向工作岗位或者继续深造奠定基础。同时，提高了该课程的教学水平，为建立高素质的教学队伍，不断提高教学质量奠定基础。
【参考文献】
［1］杨春花. 合作式学习研究[J]. 教育教学研究，2012（2）.
［2］陈友华，王玲等. 合作式学习中自主学习能力的培养[J]. 云南农业大学学报（社会科学版），2010 （5）.
［3］夏祖学等. 《电磁场与电磁波》课程教改实践探讨[J].实验科学与技术，2012 （3）.
［4］田秀荣等. 电磁场与电磁波课程教学改革探索[J]. 安徽工业大学学报（社会科学版），2010（1）.
［5］吕芳，辛莉等. 电磁场与电磁波[M]. 南京：东南大学出版社，2009.
【关键词】合作式自主学习 电磁场与电磁波教学 创新意识
1课题提出背景
《电磁场与电磁波》课程是高等工科电类的专业基础课，是在学习 “高等数学” “大学物理”等基础课而开设的，同时也为后续“微波技术”“天线技术”“电磁兼容技术”和“光纤通信”等课程奠定基础。课程的内容既包括学生在该专业领域中必须掌握的基本知识内容，也涉及众多交叉学科的基础。因此，《电磁场与电磁波》课程在电类专业教学体系中不可替代。通过阐述宏观电磁场的基本性质、规律和基本分析方法，培养学生具备运用“场”的观点对实际工程电磁场问题进行计算、分析的能力，是一些新型边缘学科良好的生长点，如电磁兼容、太赫兹应用等。因此，课程在工程应用中也具有举足轻重的作用。但是，在传统教学过程中，学生学习该课程中存在以下问题：
a.由于课程理论性强、抽象，需要对数学的基本知识和应用能力要求较高，因此学生常常难以将已学过的数学知识和电磁场内容很好结合；
b.学生没学过适量分析和场论，导致对于课程中“场”的基本概念，如散度、旋度、梯度等理解不够，影响对电磁场理论、MAXWELL方程组的学习；
c.学生感觉课程公式多，理论抽象，难以结合实际，称其为“老虎”课，拒之千里；
d.大部分学生学习“死学死记”，难以应用到教学实验环节中，理论脱离实践。
因此，传统教学模式很难适应社会的发展，在课程教学中，我们引入了合作式自主学习模式，改变原有死板的教学方法，取得了一定的成绩。
2 合作式自主学习模式
我国自90年代初期在课堂教学中就开始重视自主式学习方式。合作，作为新时代人必备一种素质，越来越多的教育专家和学者关注和研究着。孙子曰：“独学而无友，则孤陋而寡闻”“三人行必有我师”。自古以来就有学者提倡合作学习。美国教育心理学家经过上百次的研究发现，合作学习是学生学习获得成功的最有效方法之一。
2.1 教师角色和学生分组建模
a.教师多重角色扮演
在合作式学习中，教师不再是“知识的传授者”，而是具有“引导者”“学习活动组织者、指挥与决策者、管理与参与者以及学习活动的仲裁者”等多重角色。小组合作有效性直接取决于教师的作用发挥是否成功。
b.科学分组
首先，学期初，对一个班同学建立两个学习小组，布置大作业任务，提出要求。小组成员的确定需根据学生意向及特长选择；然后，设置研究内容要难度适度，以免打击学生积极性，但是要具备研究型、探索性和实用性。考虑到学生有考研和工作需求，利用学习过的工具MATALB软件设置一组重点研究传输线中电磁场的分布问题；二组重点研究介质球散射应用问题。
2.2教学组织过程
由于课程学时有限，在不影响正常授课过程的情况下，同时开展合作式自主学习工作。主要方式如下：
a.采用启发式教学方法
授课前，罗列要点，重点突出，条理清楚，并提出问题，给学生获得充分的独立思考时间和空间的基础上，学生主体性更强。
授课中，讲述问题快慢适中，详略得当，省去不必要繁琐的公式推导，把讨论焦点放到概念、建模和思维中。如MAXWELL方程组中穿插麦克斯韦假设漩涡电流、位移电流的小故事，增加学生学习兴趣；多注重对于每一讲内容实际应用背景的介绍，注重与学科前沿的联系，使学生明确学习目的；注重创新意识和创新能力的培养；坚持习题课教学。习题课是一种最传统、最方便、最易行的实践性教学形式，坚持讲练结合，合理安排习题课的实施时机和时间，精心设计好每一次习题课内容和形式，将会使学生在习题课上获得充分地实践与锻炼机会。讲述中注重突出两组研究内容所涉及的知识点，使学生有的放矢，学习和研究更加方便。
授课后，除了给学生布置作业外，通过课后辅导或网络答疑的方式，引导学生学习。
b.提倡互动式教学，促进学生的积极性和提高自信心
在研究内容布置一段时间之后，定期组织两组汇报。汇报完毕由学生自由提问，针对两组学习进度，教师提问。易掌握学习情况，并相互交流学习成果，教师及时引导，确保学习稳步进行。
在交流过程中，结合教学内容，亦可扩充其他知识。比如说，讲授导行电磁波后，鼓励学生自己利用如MATLAB等仿真软件去分析矩形波导、圆波导，培养学生去积极地运用已经掌握的工具及理论方法分析实际问题的能力。
c.妥善处理重点和难点
教学内容中的重点和难点是教学内容的精髓，如果处理不当会使学生思维受阻，注意力分散，时间一长就会产生越来越多的疑问，造成学习障碍，从而对学习失去兴趣和信心。因而一定要加强对教材内容体系的把握、加深对教材内容的理解，综合采取多种教学方法，妥善处理重点和难点。
尤其在研究内容布置初期，学生对课程内容知识掌握程度不够，在学习过程中，难免会碰到陌生内容。因此，教师合理安排研究进度非常重要，安排如下：在矢量分析和场论部分，让学生掌握直角坐标系、球面坐标系建立，能够正确对研究内容中传输线和介质球体建模；在MAXWELL方程组部分，熟练掌握电磁场基本定律和时变电磁场的边界条件，能够正确建立传输线和介质球传输线方程，并且正确建立边界条件；在平面电磁波部分，能够正确分析电磁波入射到传输线及介质球后的传播特性，等等。通过上面细化过程，合理安排研究进度，有条不紊，按部就班，为小组合作奠定坚实基础。
d.丰富的沟通方式
为了进一步地方便学生学习讨论，在校精品课程网站中建立了课程主页，同时任课教师也开通了该课程的网络教学、网络答疑、教学论坛等内容，真正做到学生们有问题及时解决，有效地将网络教育与课堂教学有机结合起来。同时，便于学生们在教学环节的各个方面提意见或建议，使学生们参与到课程建设中来，进一步促进本课程建设工作。 e.科学合理评价
评价具有导向功能，合理评价直接影响合作式自主学习的效果。在评价过程中，以每组整体表现和成绩作为评价依据，坚持使评价贯穿于整个讨论活动中，形成性评价与终结性评价相结合，便于激励学生学习积极性。
2.3综合效果评价
两小组取得的研究成果分别如下：
合作式自主学习模式测试取得了很好的成绩，具体有：
a.按照不同形式给学生小组分配任务，既有助于发挥个体独创性，又增强学生协作意识，在轻松愉快的氛围中学习知识。
b.组织各小组间交流，让学生勇于展现自我，开阔思路。
c.教师适时引导，大大减少学生对传统“填鸭式”教学的抵触感，改善教学质量。
d.增强课程学习兴趣
通过合作式自主学习小组一个学期的学习，很多学生选择了MATLAB软件分析天线特性的题目，大大地增强了学习兴趣；部分考研学生有意选择电磁场方向，为继续深造奠定基础。
e.加强创新理念
在小组讨论学习过程中，在查阅资料后，开拓了学生设计思路。取得的研究成果强化课程建设深度，进一步提高了教学质量。
3结束语
作为新型的国家课程改革提倡的教学方法之一，合作学习呈现出来的无疑是一个亮点，也是《电磁场与电磁波》课程提高教学质量，培养创新理念非常有效的一个教学方法。引入合作式自主学习模式后，提高了学生学习的积极性，加深了学生对该课程抽象知识的认识，学生初步具有一定的设计能力，为今后走向工作岗位或者继续深造奠定基础。同时，提高了该课程的教学水平，为建立高素质的教学队伍，不断提高教学质量奠定基础。
【参考文献】
［1］杨春花. 合作式学习研究[J]. 教育教学研究，2012（2）.
［2］陈友华，王玲等. 合作式学习中自主学习能力的培养[J]. 云南农业大学学报（社会科学版），2010 （5）.
［3］夏祖学等. 《电磁场与电磁波》课程教改实践探讨[J].实验科学与技术，2012 （3）.
［4］田秀荣等. 电磁场与电磁波课程教学改革探索[J]. 安徽工业大学学报（社会科学版），2010（1）.
［5］吕芳，辛莉等. 电磁场与电磁波[M]. 南京：东南大学出版社，2009.