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［摘要］“电磁场与电磁波”是电子信息类专业的一门专业基础课程，理论性较强，内容抽象，应用数学知识较多。文章从提高课堂教学效果、合理运用电子课件、精心编写实验内容三个方面对“电磁场与电磁波”课程的教学方法进行了探讨。
［关键词］电磁场与电磁波 课堂教学 电子课件 实验环节
［作者简介］陈宇（1980- ），女，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，博士，主要研究方向为通信与信息系统；崔炜（1978- ），女，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，博士，主要研究方向为数字信号处理；赵爽（1981- ），男，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，硕士，主要研究方向为通信与信息系统。（吉林 长春 130022）
［中图分类号］G42［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2011）12-0167-02
“电磁场与电磁波”是电子信息类本科专业的一门专业基础课程。课程的主要研究对象是电磁场的基本属性及其运动规律，波与物质的相互作用及信息的提取，电磁场系统的计算方法、仿真技术以及工程技术应用中的电磁场理论问题。通过本课程的教学，阐明电磁场的基本概念，基本规律和基本分析方法，掌握电磁场与电磁波的基本理论，获得应用理论解决问题的能力，以及相关的分析、计算方法。“电磁场与电磁波”课程由于理论性较强，概念较抽象，应用的数学知识较多，学生学起来枯燥乏味，容易失去学习的积极性。因此，需要教师在教学过程中，及时对课程的教学方法进行改革与优化。本文将从提高课堂教学效果、合理运用电子课件、精心编写实验内容三方面对“电磁场与电磁波”课程的教学方法展开探讨。
一、提高课堂教学效果
课堂教学是一门课程学习的核心，要提高“电磁场与电磁波”课程的课堂教学效果，要做到以下几方面。
1.激发学习兴趣，促成学习动机。“电磁场与电磁波”课程枯燥乏味，概念抽象，应用数学知识较多，因此，大部分同学对课程兴趣不大，主观学习的意愿不强。学习动机与学生的成绩紧密相关。近三年的“电磁场与电磁波”课程试卷分析表明，学生学习成绩两极分化比较严重。要提高学生的学习成绩，需要学生发挥主观能动性，需要学生有较强的学习动机，自发自觉地开展学习。要让学生深刻体会到，“电磁场与电磁波”作为一门专业基础课程，在后续专业课的学习中的重要性。还可以通过生活中应用到电磁场或者电磁波知识的典型例子，让学生了解这门课程能够解决的实际工程问题。启发学生具有正确的学习动机，增强学生的学习兴趣。
2.巧妙使用类比，善于归纳总结。在“电磁场与电磁波”课程教学中，抽象概念较多，若仅从某一概念的定义出发进行说明，不但枯燥乏味，学生也很难理解透彻。要用学生所熟知的事物来进行类比，把抽象的问题具象化，加强学生对教学内容的理解，培养学生在生活中观察和分析事物的能力。例如，在讲授亥姆霍兹定理时，可以这样类比：音响设备相当于某一矢量场的散度和旋度，不同环境的房间相当于边界条件，音响设备播放乐曲的音质相当于矢量场。在像录音棚一样隔音效果好的房间和窗上玻璃都不稳的隔音效果较差的房间内分别使用同一套音响设备，所听到的乐曲音质一定会有很大差别，这说明只有音响设备和房间条件完全相同的情况下所听到的乐曲音质才会完全一样，即除了矢量场的散度和旋度外，还需要边界条件才能唯一地确定一个矢量场。显然，将抽象的问题用形象的事物来类比，令学生记忆深刻，更容易理解与掌握。电磁学中的不少概念都存在着类同性，根据这一点可以在教学中使用类比法，起到举一反三的作用。
归纳总结也十分重要，每学完一章后，教师要按知识的逻辑关系进行归纳总结，这也是学生再认识的过程。归纳总结要重点突出，能反映相关概念规律间的联系与区别，展现知识网络，简明扼要。电磁学需要学生掌握的定理、公式比较多，教师应指导学生开拓思维，将类比与归纳总结相结合，使枯燥复杂的定理、公式便于理解、记忆和应用。
3.创设问题情境，加强师生互动。著名物理学家韦斯科夫说：“科学不是死记硬背的知识、公式、名词，科学是好奇，是不断发现事物和不断询问‘为什么’。科学的目的是发问，他主要是询问的过程，而不是知识的获得。”因此，在课程教学中，教师不应再是传统意义上的知识传授者，而应该是学生的合作者、引导者。师生互动，充分调动学生学习积极性，激发学生求知欲和创造性。采用 “问题情境”教学法，可以在一定程度上改变传统的结论式的教学方法，激发学生积极性和求知欲。另外，问题情境创设应符合学生的生活实际，并具有鲜明的时代特征。比如，在讲授绪论时，由于电磁场与电磁波理论在实际工程中应用非常广泛，学生对这门课程在本专业领域所处的位置并不明确。可布置学生课后观看一部电磁理论应用比较多的电影，如《变形金刚》，要求学生找出影片中几处应用电磁理论的地方，挑出一处自己最感兴趣的应用写一篇小论文，说明该应用的组成、原理以及特点。并选出几篇比较有特色的论文让学生自己在课堂上讲解。情境教学法给课堂带来了新的活力，能够充分调动学生的学习积极性，培养学生独立分析、解决问题的能力。
二、合理运用电子课件
“电磁场与电磁波”课程中有许多内容比较抽象，如：电磁场的基本规律、时变电磁场、均匀平面波的传播、反射与透射和导行电磁波等，用传统教学方法讲授起来枯燥无味、学生不易理解和掌握。“电磁场与电磁波”课堂教学应遵循由感性到理性的原则。合理运用电子课件能够把抽象的内容形象化。通过使用图片、动画、视频等手段能够将抽象的理论直观地表现出来，增强了学生的感性认识，加强了对概念的理解程度和对知识点的记忆效果，有利于重点的突出和难点的突破。弥补了传统教学方式在直观性、立体感及动态效果方面的不足,为教学手段的更新提供了很好的平台。例如，在讲授电磁波的圆极化时，把电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹制作成Flash动画，能清楚地表明当电磁波右（左）旋圆极化时，电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向成右（左）手螺旋关系。特别是一些很难用语言来描述的概念和理论。可以利用Flash动画，虚拟现实形式模拟这些自然现象和规律，帮助学生认识和理解。例如，在讲授均匀平面波的全反射与全透射时，当电磁波从光密媒质入射到光疏媒质时，在分界面上发生的透射情况利用Flash将透射波的传播过程制作成动画，能清楚地表明透射波相位和振幅的变化，反映出透射波是表面波且在等相位面上是非均匀平面波。
三、精心编写实验内容
“电磁场与电磁波”是一门理论与实践结合密切的课程。实验教学环节应注重培养学生的工程实践能力和创新意识。因此，实验内容的编写不但应具有基础性、设计性和综合性，还要具有研究创新性。课程实验内容的编排包括硬件实验和软件仿真两大部分，要求学生在掌握理论知识的基础上，独立完成实验项目。硬件实验部分侧重基础理论知识的验证，如利用微波分光仪验证反射定律，迈克尔逊干涉实验，偏振实验等；软件仿真实验从微波传输线、微带线等小型仿真软件工具入手，如利用仿真软件完成传输线的基本参数的计算。另外，在实验教学过程中，除了进行验证性实验外，还应开展综合设计性实验，给学生发挥、创新的空间。如让学生独立完成射频/低通、高通和带通滤波器等基本器件的设计。这样学生综合应用所学的理论知识实现工程设计，使学生的知识结构、动手能力、创新思维均得到了全面提高。
“电磁场与电磁波”课程教学方法的丰富与改进是课程改革的一项重要任务，需要每一个教师认真探讨与研究。通过对课堂教学效果的提高、电子课件的合理运用、实验内容的编写三方面的探讨与改进，使学生积极主动地参与到教学活动中来，从而提高教学效果。
［参考文献］
［1］（美）J.布罗菲.激发学习动机［M］上海：华东师范大学出版社，2005.
［2］刘国权，赵光辉.高等教育心理学［M］.长春：吉林人民出版社，2003.
［3］郝新生，靳国庆.高等教育学［M］.长春：吉林人民出版社，2003.
［4］谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波［M］.北京：高等教育出版社，2006.
［关键词］电磁场与电磁波 课堂教学 电子课件 实验环节
［作者简介］陈宇（1980- ），女，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，博士，主要研究方向为通信与信息系统；崔炜（1978- ），女，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，博士，主要研究方向为数字信号处理；赵爽（1981- ），男，吉林长春人，长春理工大学电子信息工程学院，讲师，硕士，主要研究方向为通信与信息系统。（吉林 长春 130022）
［中图分类号］G42［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2011）12-0167-02
“电磁场与电磁波”是电子信息类本科专业的一门专业基础课程。课程的主要研究对象是电磁场的基本属性及其运动规律，波与物质的相互作用及信息的提取，电磁场系统的计算方法、仿真技术以及工程技术应用中的电磁场理论问题。通过本课程的教学，阐明电磁场的基本概念，基本规律和基本分析方法，掌握电磁场与电磁波的基本理论，获得应用理论解决问题的能力，以及相关的分析、计算方法。“电磁场与电磁波”课程由于理论性较强，概念较抽象，应用的数学知识较多，学生学起来枯燥乏味，容易失去学习的积极性。因此，需要教师在教学过程中，及时对课程的教学方法进行改革与优化。本文将从提高课堂教学效果、合理运用电子课件、精心编写实验内容三方面对“电磁场与电磁波”课程的教学方法展开探讨。
一、提高课堂教学效果
课堂教学是一门课程学习的核心，要提高“电磁场与电磁波”课程的课堂教学效果，要做到以下几方面。
1.激发学习兴趣，促成学习动机。“电磁场与电磁波”课程枯燥乏味，概念抽象，应用数学知识较多，因此，大部分同学对课程兴趣不大，主观学习的意愿不强。学习动机与学生的成绩紧密相关。近三年的“电磁场与电磁波”课程试卷分析表明，学生学习成绩两极分化比较严重。要提高学生的学习成绩，需要学生发挥主观能动性，需要学生有较强的学习动机，自发自觉地开展学习。要让学生深刻体会到，“电磁场与电磁波”作为一门专业基础课程，在后续专业课的学习中的重要性。还可以通过生活中应用到电磁场或者电磁波知识的典型例子，让学生了解这门课程能够解决的实际工程问题。启发学生具有正确的学习动机，增强学生的学习兴趣。
2.巧妙使用类比，善于归纳总结。在“电磁场与电磁波”课程教学中，抽象概念较多，若仅从某一概念的定义出发进行说明，不但枯燥乏味，学生也很难理解透彻。要用学生所熟知的事物来进行类比，把抽象的问题具象化，加强学生对教学内容的理解，培养学生在生活中观察和分析事物的能力。例如，在讲授亥姆霍兹定理时，可以这样类比：音响设备相当于某一矢量场的散度和旋度，不同环境的房间相当于边界条件，音响设备播放乐曲的音质相当于矢量场。在像录音棚一样隔音效果好的房间和窗上玻璃都不稳的隔音效果较差的房间内分别使用同一套音响设备，所听到的乐曲音质一定会有很大差别，这说明只有音响设备和房间条件完全相同的情况下所听到的乐曲音质才会完全一样，即除了矢量场的散度和旋度外，还需要边界条件才能唯一地确定一个矢量场。显然，将抽象的问题用形象的事物来类比，令学生记忆深刻，更容易理解与掌握。电磁学中的不少概念都存在着类同性，根据这一点可以在教学中使用类比法，起到举一反三的作用。
归纳总结也十分重要，每学完一章后，教师要按知识的逻辑关系进行归纳总结，这也是学生再认识的过程。归纳总结要重点突出，能反映相关概念规律间的联系与区别，展现知识网络，简明扼要。电磁学需要学生掌握的定理、公式比较多，教师应指导学生开拓思维，将类比与归纳总结相结合，使枯燥复杂的定理、公式便于理解、记忆和应用。
3.创设问题情境，加强师生互动。著名物理学家韦斯科夫说：“科学不是死记硬背的知识、公式、名词，科学是好奇，是不断发现事物和不断询问‘为什么’。科学的目的是发问，他主要是询问的过程，而不是知识的获得。”因此，在课程教学中，教师不应再是传统意义上的知识传授者，而应该是学生的合作者、引导者。师生互动，充分调动学生学习积极性，激发学生求知欲和创造性。采用 “问题情境”教学法，可以在一定程度上改变传统的结论式的教学方法，激发学生积极性和求知欲。另外，问题情境创设应符合学生的生活实际，并具有鲜明的时代特征。比如，在讲授绪论时，由于电磁场与电磁波理论在实际工程中应用非常广泛，学生对这门课程在本专业领域所处的位置并不明确。可布置学生课后观看一部电磁理论应用比较多的电影，如《变形金刚》，要求学生找出影片中几处应用电磁理论的地方，挑出一处自己最感兴趣的应用写一篇小论文，说明该应用的组成、原理以及特点。并选出几篇比较有特色的论文让学生自己在课堂上讲解。情境教学法给课堂带来了新的活力，能够充分调动学生的学习积极性，培养学生独立分析、解决问题的能力。
二、合理运用电子课件
“电磁场与电磁波”课程中有许多内容比较抽象，如：电磁场的基本规律、时变电磁场、均匀平面波的传播、反射与透射和导行电磁波等，用传统教学方法讲授起来枯燥无味、学生不易理解和掌握。“电磁场与电磁波”课堂教学应遵循由感性到理性的原则。合理运用电子课件能够把抽象的内容形象化。通过使用图片、动画、视频等手段能够将抽象的理论直观地表现出来，增强了学生的感性认识，加强了对概念的理解程度和对知识点的记忆效果，有利于重点的突出和难点的突破。弥补了传统教学方式在直观性、立体感及动态效果方面的不足,为教学手段的更新提供了很好的平台。例如，在讲授电磁波的圆极化时，把电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹制作成Flash动画，能清楚地表明当电磁波右（左）旋圆极化时，电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向成右（左）手螺旋关系。特别是一些很难用语言来描述的概念和理论。可以利用Flash动画，虚拟现实形式模拟这些自然现象和规律，帮助学生认识和理解。例如，在讲授均匀平面波的全反射与全透射时，当电磁波从光密媒质入射到光疏媒质时，在分界面上发生的透射情况利用Flash将透射波的传播过程制作成动画，能清楚地表明透射波相位和振幅的变化，反映出透射波是表面波且在等相位面上是非均匀平面波。
三、精心编写实验内容
“电磁场与电磁波”是一门理论与实践结合密切的课程。实验教学环节应注重培养学生的工程实践能力和创新意识。因此，实验内容的编写不但应具有基础性、设计性和综合性，还要具有研究创新性。课程实验内容的编排包括硬件实验和软件仿真两大部分，要求学生在掌握理论知识的基础上，独立完成实验项目。硬件实验部分侧重基础理论知识的验证，如利用微波分光仪验证反射定律，迈克尔逊干涉实验，偏振实验等；软件仿真实验从微波传输线、微带线等小型仿真软件工具入手，如利用仿真软件完成传输线的基本参数的计算。另外，在实验教学过程中，除了进行验证性实验外，还应开展综合设计性实验，给学生发挥、创新的空间。如让学生独立完成射频/低通、高通和带通滤波器等基本器件的设计。这样学生综合应用所学的理论知识实现工程设计，使学生的知识结构、动手能力、创新思维均得到了全面提高。
“电磁场与电磁波”课程教学方法的丰富与改进是课程改革的一项重要任务，需要每一个教师认真探讨与研究。通过对课堂教学效果的提高、电子课件的合理运用、实验内容的编写三方面的探讨与改进，使学生积极主动地参与到教学活动中来，从而提高教学效果。
［参考文献］
［1］（美）J.布罗菲.激发学习动机［M］上海：华东师范大学出版社，2005.
［2］刘国权，赵光辉.高等教育心理学［M］.长春：吉林人民出版社，2003.
［3］郝新生，靳国庆.高等教育学［M］.长春：吉林人民出版社，2003.
［4］谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波［M］.北京：高等教育出版社，2006.