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摘要：《电磁场与电磁波》是高校电子信息工程、通信工程、电气工程等专业必修的一门重要技术基础课程。《微波与天线》作为该课程的后续专业课程也具有举足轻重的地位。目前我校《电磁场与电磁波》无法开设实验课，《微波与天线》暂时借用华中科技大学微波实验室开展实验教学，缺乏实验设备和仪器的现状长期制约我校在电磁场、微波、天线等方面的本科教學质量，新建电磁场微波实验室十分必要且迫在眉睫。我校电磁场微波实验室建设项目于2016年3月底申报，于5月上旬成功获批25万经费。该实验室全天候对外开放，实验项目十多个，受众面为所有电类本科生、研究生及热爱电磁场微波的学生，编写了实验指导书，指导学生进行了相关领域的生产实习和毕业设计，学生依托该实验室申请了开放基金多项，老师发表了相关高水平科研论文几篇。
关键词：电磁场与电磁波；微波与天线；电磁场微波实验室建设项目
一、项目建设的必要性和意义
《电磁场与电磁波》是高校电子信息工程、通信工程、电气工程等专业必修的一门重要技术基础课程。场论也是一些交叉学科的生长点和新兴边缘科学发展的基础。国外名校对《电磁场与电磁波》课程也格外重视，MIT分2学期100多学时开设了电磁场课程。《微波与天线》作为该课程的后续专业课程也具有举足轻重的地位。
长期以来一直没有一种能够直观表达和形象体验抽象的电磁场与电磁波知识点的实验方法和实验仪器装置，使得教师在该课程的教学活动中与学生互动少，学生对学习电磁场与电磁波这门课程普遍感到难：公式繁多、枯燥、抽象难以理解、不能学以致用。这也是长期困扰电磁场与电磁波教学环节的难点。所以实验教学的开设对学生理解系统理论知识显得尤为重要。
二、我校实验教学存在问题
我校电子信息工程和通信工程两个本科专业同时开设《电磁场与电磁波》和《微波与天线》课程，其中《电磁场与电磁波》（使用教材为王家礼等编著的《电磁场与电磁波》[1]）为专业主干课程，《微波与天线》为专业选修课程，实验学时均为8学时。
目前《电磁场与电磁波》无法开设实验课，《微波与天线》暂时借用华中科技大学微波实验室开展实验教学，缺乏实验设备和仪器的现状长期制约我校在电磁场、微波、天线等方面的本科教学质量，新建电磁场微波实验室十分必要且迫在眉睫。
该实验室可满足我院2个专业、8个班级、2门专业课程中电磁场与电磁波和微波与天线实验教学的需求。
三、实验方案
该设备可以完成电磁感应类实验、电磁波传播类实验、电磁波极化类实验、天线类实验、测量线测量微波参数实验等验证性、综合性实验二十多种[2]。
（一）模拟真空中测试
麦克斯韦电磁场理论的验证
了解电磁感应的原理及作用，掌握电磁波辐射的原理，电场与磁场的相互关系，通过制作感应器作为接收装置来验证电磁场的存在。
电磁波感应器（天线）的制作
通过计算，学生通过计算自主设计半波天线，V型天线，环形天线等简单的感应装置，并了解其特性。
电磁波的麦克尔逊干涉实验
了解电磁波在传输过程中的干涉现象和驻波现象的形成，及这些现象形成的条件，观测电磁波传输过程中波节点与波幅点的产生。
电磁波反射，穿透性实验
了解电磁波传输过程中经金属良导体的反射，及非金属材料的穿透性实验。
位移电流的测试及计算
了解位移电流的定义，定性体验电磁场中感应电流的存在，定量测试感应电流的大小。
（二）同轴线导体内测试
驻波比测试实验；
驻波相位L的测量；
反射系数的测试实验；
输入阻抗的测试实验；
电磁波波长（频率）的测试实验；
四、实验室建设过程
电磁场微波实验室建设项目于2016年3月底申报，经过院校的竞争角逐，于5月上旬成功获批25万经费。在暑假，经过学校招标办的招标，在校内专家的建议下，在三个厂家中选择了南京润众科技有限公司，购买了十套电磁场与波实验仪。
五、实验室综合绩效
2017年4月为我校电子信息工程专业14级3个班学生首次开设了《电磁场与电磁波》8学时实验课程。从上午9点一直进行到晚上7点多。实验课有2名专职老师以及几名研究生助教进行课程管理，还有南京润众工程师进行现场维护。课后经过调研，学生普遍认为经过实验教学加深了对这门课的理解，教学效果进入全院10%。
该实验室全天候对外开放，实验项目十多个，受众面为所有电类本科生、研究生及热爱电磁场微波的学生，由大三本科生进行严格的实验室考勤管理。
实验教学内容繁多，因首次开课故在十几个实验中选择几个较容易上手操作的测量与验证性实验。仪器少（10台），学生多（80多个），采用分批及共用的方式解决。
实验教学方式的改进：因实验原理与操作、安装较复杂，我们将操作安装过程和实验步骤分模块做成多个视频文件供学生实验前浏览使用，以便学生做实验能尽快上手，保证实验的顺利进行。
实验教学体系的完善：该实验系列涉及很多小配件及各种缆线接头，向厂家反映一些部件存在的问题、要求配备十套木质盒子专门存放这些配件及缆线接头以便于管理以及要求多配备一些常用配件以备不时之需及实验室长期运转之需。我们将各种配件分门别类装入黑盒子和木质盒子中，并贴上标签。通过不断摸索，逐渐形成一套完善的实验教学体系。
编写了实验指导书，制作了实验报告供学生使用。
相关成果：建立了电类专业本科电磁场微波教学专业实验室；欲调研南京润众公司，拟进行“产、学、研”基地的合作，因天气原因未成行；指导学生进行了相关领域的生产实习和毕业设计，如“微波低噪声放大器的设计”、“矩形微带贴片天线的设计”、“微带带通滤波器的设计与实现”等，学生依托该实验室申请了开放基金多项；老师发表了相关高水平科研论文几篇。
2018年1月10号在校内专家组的审视下完成了汇报验收工作，并顺利通过校内专家的验收。
六、实验室存在问题与展望
最大问题：无独立实验室。共建实验室504大约180平米，是我系唯一一个本科生实验室，本科生的科技创新活动和毕业设计及一些实习均在该实验室完成。存在实验室杂乱，不便于管理的问题。仪器无法堆放，每次实验需要重新安装、搭配，大约需要40分钟，影响了实验的正常开展。欲给仪器配备相关盒子以便存放。
展望：该设备可以完成电磁感应类实验、电磁波传播类极化类实验、天线类实验、测量线测量微波参数实验等验证性综合性实验二十多种。拟开出更多实验供教学实习使用，指导学生完成更多开放基金项目。另外或许可以考虑在新的教学大纲修订中增加实验学时和授课学时让学生更深刻地理解枯燥难学的场论。
参考文献：
[1]电磁场与电磁波（第三版）.王家礼等.西安电子科技大学出版社.2009.08
[2]电磁场电磁波综合实训系统实验说明书.南京润众科技有限公司.2016.10
关键词：电磁场与电磁波；微波与天线；电磁场微波实验室建设项目
一、项目建设的必要性和意义
《电磁场与电磁波》是高校电子信息工程、通信工程、电气工程等专业必修的一门重要技术基础课程。场论也是一些交叉学科的生长点和新兴边缘科学发展的基础。国外名校对《电磁场与电磁波》课程也格外重视，MIT分2学期100多学时开设了电磁场课程。《微波与天线》作为该课程的后续专业课程也具有举足轻重的地位。
长期以来一直没有一种能够直观表达和形象体验抽象的电磁场与电磁波知识点的实验方法和实验仪器装置，使得教师在该课程的教学活动中与学生互动少，学生对学习电磁场与电磁波这门课程普遍感到难：公式繁多、枯燥、抽象难以理解、不能学以致用。这也是长期困扰电磁场与电磁波教学环节的难点。所以实验教学的开设对学生理解系统理论知识显得尤为重要。
二、我校实验教学存在问题
我校电子信息工程和通信工程两个本科专业同时开设《电磁场与电磁波》和《微波与天线》课程，其中《电磁场与电磁波》（使用教材为王家礼等编著的《电磁场与电磁波》[1]）为专业主干课程，《微波与天线》为专业选修课程，实验学时均为8学时。
目前《电磁场与电磁波》无法开设实验课，《微波与天线》暂时借用华中科技大学微波实验室开展实验教学，缺乏实验设备和仪器的现状长期制约我校在电磁场、微波、天线等方面的本科教学质量，新建电磁场微波实验室十分必要且迫在眉睫。
该实验室可满足我院2个专业、8个班级、2门专业课程中电磁场与电磁波和微波与天线实验教学的需求。
三、实验方案
该设备可以完成电磁感应类实验、电磁波传播类实验、电磁波极化类实验、天线类实验、测量线测量微波参数实验等验证性、综合性实验二十多种[2]。
（一）模拟真空中测试
麦克斯韦电磁场理论的验证
了解电磁感应的原理及作用，掌握电磁波辐射的原理，电场与磁场的相互关系，通过制作感应器作为接收装置来验证电磁场的存在。
电磁波感应器（天线）的制作
通过计算，学生通过计算自主设计半波天线，V型天线，环形天线等简单的感应装置，并了解其特性。
电磁波的麦克尔逊干涉实验
了解电磁波在传输过程中的干涉现象和驻波现象的形成，及这些现象形成的条件，观测电磁波传输过程中波节点与波幅点的产生。
电磁波反射，穿透性实验
了解电磁波传输过程中经金属良导体的反射，及非金属材料的穿透性实验。
位移电流的测试及计算
了解位移电流的定义，定性体验电磁场中感应电流的存在，定量测试感应电流的大小。
（二）同轴线导体内测试
驻波比测试实验；
驻波相位L的测量；
反射系数的测试实验；
输入阻抗的测试实验；
电磁波波长（频率）的测试实验；
四、实验室建设过程
电磁场微波实验室建设项目于2016年3月底申报，经过院校的竞争角逐，于5月上旬成功获批25万经费。在暑假，经过学校招标办的招标，在校内专家的建议下，在三个厂家中选择了南京润众科技有限公司，购买了十套电磁场与波实验仪。
五、实验室综合绩效
2017年4月为我校电子信息工程专业14级3个班学生首次开设了《电磁场与电磁波》8学时实验课程。从上午9点一直进行到晚上7点多。实验课有2名专职老师以及几名研究生助教进行课程管理，还有南京润众工程师进行现场维护。课后经过调研，学生普遍认为经过实验教学加深了对这门课的理解，教学效果进入全院10%。
该实验室全天候对外开放，实验项目十多个，受众面为所有电类本科生、研究生及热爱电磁场微波的学生，由大三本科生进行严格的实验室考勤管理。
实验教学内容繁多，因首次开课故在十几个实验中选择几个较容易上手操作的测量与验证性实验。仪器少（10台），学生多（80多个），采用分批及共用的方式解决。
实验教学方式的改进：因实验原理与操作、安装较复杂，我们将操作安装过程和实验步骤分模块做成多个视频文件供学生实验前浏览使用，以便学生做实验能尽快上手，保证实验的顺利进行。
实验教学体系的完善：该实验系列涉及很多小配件及各种缆线接头，向厂家反映一些部件存在的问题、要求配备十套木质盒子专门存放这些配件及缆线接头以便于管理以及要求多配备一些常用配件以备不时之需及实验室长期运转之需。我们将各种配件分门别类装入黑盒子和木质盒子中，并贴上标签。通过不断摸索，逐渐形成一套完善的实验教学体系。
编写了实验指导书，制作了实验报告供学生使用。
相关成果：建立了电类专业本科电磁场微波教学专业实验室；欲调研南京润众公司，拟进行“产、学、研”基地的合作，因天气原因未成行；指导学生进行了相关领域的生产实习和毕业设计，如“微波低噪声放大器的设计”、“矩形微带贴片天线的设计”、“微带带通滤波器的设计与实现”等，学生依托该实验室申请了开放基金多项；老师发表了相关高水平科研论文几篇。
2018年1月10号在校内专家组的审视下完成了汇报验收工作，并顺利通过校内专家的验收。
六、实验室存在问题与展望
最大问题：无独立实验室。共建实验室504大约180平米，是我系唯一一个本科生实验室，本科生的科技创新活动和毕业设计及一些实习均在该实验室完成。存在实验室杂乱，不便于管理的问题。仪器无法堆放，每次实验需要重新安装、搭配，大约需要40分钟，影响了实验的正常开展。欲给仪器配备相关盒子以便存放。
展望：该设备可以完成电磁感应类实验、电磁波传播类极化类实验、天线类实验、测量线测量微波参数实验等验证性综合性实验二十多种。拟开出更多实验供教学实习使用，指导学生完成更多开放基金项目。另外或许可以考虑在新的教学大纲修订中增加实验学时和授课学时让学生更深刻地理解枯燥难学的场论。
参考文献：
[1]电磁场与电磁波（第三版）.王家礼等.西安电子科技大学出版社.2009.08
[2]电磁场电磁波综合实训系统实验说明书.南京润众科技有限公司.2016.10