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【摘 要】在分析目前《电磁场与电磁波》课程教学面临的困难的基础上，提出从理论和实践两方面着手提高教学质量的方法。理论方面严抓数学基础，巧用应用背影；实践方面注重创新精神的培养，同时结合仿真实验与综合型、开放性实践的实施。实践证明这样多管齐下能非常明显的提高教学质量。
【关键词】电磁场与电磁波；教学改革；理论与实践
引言
《电磁场与电磁波》课程是电子信息类专业和通信工程类专业一门重要的专业基础课，主要研究电磁场和电磁波的基本规律、基本性质、基本分析方法及其工程应用，它是一些交叉学科（如： 生物电磁学、微波化学）的生长点和新兴边缘学科（如： 计算电磁学、负折射率介质） 发展的基础[1]。《电磁场与电磁波》课程，因为其具有数学要求高、公式繁多、推导繁琐等特点，且电磁波又看不见、摸不着，学生学的过程中表现出很困惑。因此，如何使课堂教学生动形象，激发学生的学习兴趣，培养学生的综合能力，是教师面临的重要问题。本文从理论和实践两方面就这些问题进行了研究与探索。
一、理论教学改革
1、牢抓数学基础
《电磁场与电磁波》课程的数学基础要求高，涉及到矢量分析、微积分、微分方程等数学工具，方法灵活。学生虽然在大学一、二年级学习过高等数学等相关课程，但是到了三年级学习本课程时相应的数学知识已经比较生疏，无法达到学习本课程要求。从以往的教学经验来看，很多学生之所以在学习本课程时感到困难，就是因为数学基础不牢。因此在课程开始的时候必须强化学习一些必要的数学知识，尤其是散度、旋度、梯度等矢量场分析的内容以及微分方程求解方面的知识，并注意将这些数学知识和本课程中的物理概念联系起来，为本课程的学习打下扎实的基础。
2、多种教学手段结合的教学方式
好的教学方法是保证教学质量的前提，教学手段的灵活多样化是提高教学质量的根本。《电磁场与电磁波》由于其抽象、复杂，仅靠描述和板书是很难讲解清楚的。采用多媒体教学方式，如图片、视频、FLASH 动画以及MATLAB 动画等手段进行直观的演示，把复杂抽象的内容用生动形象的方式表达出来，图文并茂、形象直观，以帮助学生对学习内容的理解。在运用这些现代教学手段时，应尽量采用动态交互式方法，对不同的边界条件、不同的介质里，电磁场在空间的分布及传播进行演示，采用MATLAB 可以较好地完成这工作，这也对教师素质提出了较高的要求。另外由于本课程是理论课，公式推导较多，因此在教学课时较少的情况时，可挑选合适的公式进行详细的推导讲解，这时就应该以板书为主，投影为辅。学生对那些复杂公式的接受与理解需要一定的时间，在板书的时候，既给了学生时间去理解，同时又引导学生思路，还可随时互动，可以达到比较好的教学效果。
3、教学过程中增加应用背景
现代教学理念中的功能教学理念认为，动机是引发人行为的原因或机理。学生的学习动机是推动学生努力学习的直接动力，动机发生的第一位因素是需要。因此，如果能够让学生清晰地了解到所学习的电磁场的有关知识是今后走上工作岗位的需要，就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。另外，《电磁场与电磁波》理论具有广泛的应用背景，在现代电子技术中，从通讯、广播、导航，到雷达、遥感、测控，甚至家用电器、工业自动化、电力设施、交通运输、医疗卫生等都离不开电磁场的发射、控制、传播和接收[2]。如何让学生既感受到最新发展的脉搏，又能饶有兴趣地学习相对乏味的基础理论，成为教学成败的关键，这就要求教师尽最大努力将新技术、新工艺、新材料等注入到课程中，让学生领略电磁场理论的强大生命力，了解电磁场在诸多领域中的重要作用和意义，这样也会激发学生的学习热情、主动性和创造性。如在课堂上利用电磁场的基本理论和学生一起讨论喷墨式打印机的工作原理，提问学生飞机为什么会隐身，磁悬浮列车有哪些优点，微波炉中为什么不能用金属器皿等诸多问题，使学生充分认识该课程的重要性，提高学习的主动性，取得了良好的教学效果。
二、实践教学改革
《电磁场与电磁波》实验教学环节是本課程的重要组成部分。在讲授理论知识的时候，尽量与实践相结合。实践性教学不仅可以验证课堂教学的效果，而且能够提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，增强学生的工程实践能力和创造能力。下面从三个方面探讨实验教学改革：
1、树立新的教学理念、重视学生能力及创新精神的培养
授之以鱼，莫若授之以渔。传统的高等理工科教育课程过分注重内容本身，忽视获得知识的过程和科学研究方法；强调知识本身的逻辑，轻视学生习惯的心理逻辑和人类获得这些知识的历史线索，这些都不利于培养学生的学习能力和研究能力。在实际授课过程中，教师应该在教会学生学习方法、指明学习方向的基础上，充分调动学生自身的积极性去主动学习；应当实现以学生的个性发展、创新能力的培养和全面素质的提高为取向的教学目标， 即确立以学生为本的教学价值观。在科技革命的新条件下，现有知识更新速度非常快，而电子通信专业的本科学生毕业后从事工作的多样性使得高校不可能把学生毕业后长时期胜任工作所必需的全部知识教给他们，也不可能教给他们那些现在还没有出现毕业之后才出现的知识。因此，高等教育应立足于学生的终身教育，着眼于学生的发展，注重学生学习能力的培养、强调科学方法的教育。
2、仿真实验
目前大多数综合院校由于专业设置和经费等原因，《电磁场与电磁波》相关的实验设备还比较缺乏或较少，因此软件仿真便成了一个不错的选择。Matlab具有丰富的计算功能和科学计算数据的可视化能力，它可以将数据以多种图形形式加以表现。我们将其引入电磁场的课堂教学中，将抽象的场可视化，可以模拟设计各种电磁波波导结构和电磁波的辐射装置，并能动态模拟电磁波的传播特性，把逻辑严密的理论计算和形象生动的可视化图形有机结合起来。利用MATLAB进行《电磁场与电磁波》可视化教学[3]，加强信息技术和多媒体课件等现代化教学手段在高等教育中的应用，对于强化学生对复杂《电磁场与电磁波》问题的理解及改善授课效果是十分必要的。同时增加课堂教学的信息量，并把课堂理论学习和工程实践有机结合起来。另外，可布置合适的题目让学生上机实践，通过数学建模、仿真、修正参数等过程，增强其独立探索解决实际问题的能力，这也是培养学生综合素质为目的的教学改革需要。 3、设立综合型和开放性实验
建立综合型的实践教学体系，使实验教学和理论课程相互贯通，强化学生的动手能力，提高系统设计能力和创新能力[4]。综合型实验涉及多门课程的知识，需要学生通过查阅参考书和上网查资料，将其所学的知识综合应用于实验方案的设计中。并且在学生对多种实现方案的自由选择的过程中，锻炼了学生独立获取知识的能力及分析问题和解决问题的能力。所以，开展综合型实验有利于培养学生的创新思维。
另外还可组织学生到现代化电子企业参观实习及操作实践，以锻炼其实际操作能力。此外，还应鼓励高年级优秀学生参加科研课题，从事前沿学科的研究及新技术应的开发，承担具体任务，进一步锻炼学生的创新能力。
三、结束语
《电磁场与电磁波》课程是一门理论性非常强且很难学的一门课程，在实际授课过程中，本人在理论方面紧抓数学基础，巧妙结合应用背景以激发学生的学习兴趣，并且将理论与实践相结合，进行仿真及开放性实验，取得了良好的教学效果。在整个教学过程中显著提高了学生分析和解决问题的能力，另外学生的创新能力也得到了逐步地培养和提高。21世纪是科技迅猛发展的时代，是竞争日益激烈的时代， 所以我们必须注重将学生培养成高素质人才以适应社会的发展。
参考文献：
[1]谢处方，等.电磁场与电磁波（4 版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]张惠娟.工程电磁场与电磁波基础[M].北京： 机械工业出版社，2009.
[3]郭佩英，兰华，佟克，等.基于MATLAB电磁场分析与计算[J].东北电力学院学报，2004，24（6）：92-96.
[4]潘锦.电磁场教学中的挑战与新实验建设[J].南京： 电气电子教学学报，2008（ 5） ： 54-55.
作者简介：
熊美英（1983-），女，講师，研究方向：电磁场与电磁波、智能天线、通信原理。
课题项目：
1.江西省教育厅教改课题：电子信息类卓越工程师下的《电磁场与电磁波》教学改革研究与实践（课题编号：JXJG-13-17-23）。
2.江西省教育厅科学技术研究项目：稳定分布噪声背景下的诱发电位宽特征域分析及应用（课题编号：GJJ14721）。
【关键词】电磁场与电磁波；教学改革；理论与实践
引言
《电磁场与电磁波》课程是电子信息类专业和通信工程类专业一门重要的专业基础课，主要研究电磁场和电磁波的基本规律、基本性质、基本分析方法及其工程应用，它是一些交叉学科（如： 生物电磁学、微波化学）的生长点和新兴边缘学科（如： 计算电磁学、负折射率介质） 发展的基础[1]。《电磁场与电磁波》课程，因为其具有数学要求高、公式繁多、推导繁琐等特点，且电磁波又看不见、摸不着，学生学的过程中表现出很困惑。因此，如何使课堂教学生动形象，激发学生的学习兴趣，培养学生的综合能力，是教师面临的重要问题。本文从理论和实践两方面就这些问题进行了研究与探索。
一、理论教学改革
1、牢抓数学基础
《电磁场与电磁波》课程的数学基础要求高，涉及到矢量分析、微积分、微分方程等数学工具，方法灵活。学生虽然在大学一、二年级学习过高等数学等相关课程，但是到了三年级学习本课程时相应的数学知识已经比较生疏，无法达到学习本课程要求。从以往的教学经验来看，很多学生之所以在学习本课程时感到困难，就是因为数学基础不牢。因此在课程开始的时候必须强化学习一些必要的数学知识，尤其是散度、旋度、梯度等矢量场分析的内容以及微分方程求解方面的知识，并注意将这些数学知识和本课程中的物理概念联系起来，为本课程的学习打下扎实的基础。
2、多种教学手段结合的教学方式
好的教学方法是保证教学质量的前提，教学手段的灵活多样化是提高教学质量的根本。《电磁场与电磁波》由于其抽象、复杂，仅靠描述和板书是很难讲解清楚的。采用多媒体教学方式，如图片、视频、FLASH 动画以及MATLAB 动画等手段进行直观的演示，把复杂抽象的内容用生动形象的方式表达出来，图文并茂、形象直观，以帮助学生对学习内容的理解。在运用这些现代教学手段时，应尽量采用动态交互式方法，对不同的边界条件、不同的介质里，电磁场在空间的分布及传播进行演示，采用MATLAB 可以较好地完成这工作，这也对教师素质提出了较高的要求。另外由于本课程是理论课，公式推导较多，因此在教学课时较少的情况时，可挑选合适的公式进行详细的推导讲解，这时就应该以板书为主，投影为辅。学生对那些复杂公式的接受与理解需要一定的时间，在板书的时候，既给了学生时间去理解，同时又引导学生思路，还可随时互动，可以达到比较好的教学效果。
3、教学过程中增加应用背景
现代教学理念中的功能教学理念认为，动机是引发人行为的原因或机理。学生的学习动机是推动学生努力学习的直接动力，动机发生的第一位因素是需要。因此，如果能够让学生清晰地了解到所学习的电磁场的有关知识是今后走上工作岗位的需要，就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。另外，《电磁场与电磁波》理论具有广泛的应用背景，在现代电子技术中，从通讯、广播、导航，到雷达、遥感、测控，甚至家用电器、工业自动化、电力设施、交通运输、医疗卫生等都离不开电磁场的发射、控制、传播和接收[2]。如何让学生既感受到最新发展的脉搏，又能饶有兴趣地学习相对乏味的基础理论，成为教学成败的关键，这就要求教师尽最大努力将新技术、新工艺、新材料等注入到课程中，让学生领略电磁场理论的强大生命力，了解电磁场在诸多领域中的重要作用和意义，这样也会激发学生的学习热情、主动性和创造性。如在课堂上利用电磁场的基本理论和学生一起讨论喷墨式打印机的工作原理，提问学生飞机为什么会隐身，磁悬浮列车有哪些优点，微波炉中为什么不能用金属器皿等诸多问题，使学生充分认识该课程的重要性，提高学习的主动性，取得了良好的教学效果。
二、实践教学改革
《电磁场与电磁波》实验教学环节是本課程的重要组成部分。在讲授理论知识的时候，尽量与实践相结合。实践性教学不仅可以验证课堂教学的效果，而且能够提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，增强学生的工程实践能力和创造能力。下面从三个方面探讨实验教学改革：
1、树立新的教学理念、重视学生能力及创新精神的培养
授之以鱼，莫若授之以渔。传统的高等理工科教育课程过分注重内容本身，忽视获得知识的过程和科学研究方法；强调知识本身的逻辑，轻视学生习惯的心理逻辑和人类获得这些知识的历史线索，这些都不利于培养学生的学习能力和研究能力。在实际授课过程中，教师应该在教会学生学习方法、指明学习方向的基础上，充分调动学生自身的积极性去主动学习；应当实现以学生的个性发展、创新能力的培养和全面素质的提高为取向的教学目标， 即确立以学生为本的教学价值观。在科技革命的新条件下，现有知识更新速度非常快，而电子通信专业的本科学生毕业后从事工作的多样性使得高校不可能把学生毕业后长时期胜任工作所必需的全部知识教给他们，也不可能教给他们那些现在还没有出现毕业之后才出现的知识。因此，高等教育应立足于学生的终身教育，着眼于学生的发展，注重学生学习能力的培养、强调科学方法的教育。
2、仿真实验
目前大多数综合院校由于专业设置和经费等原因，《电磁场与电磁波》相关的实验设备还比较缺乏或较少，因此软件仿真便成了一个不错的选择。Matlab具有丰富的计算功能和科学计算数据的可视化能力，它可以将数据以多种图形形式加以表现。我们将其引入电磁场的课堂教学中，将抽象的场可视化，可以模拟设计各种电磁波波导结构和电磁波的辐射装置，并能动态模拟电磁波的传播特性，把逻辑严密的理论计算和形象生动的可视化图形有机结合起来。利用MATLAB进行《电磁场与电磁波》可视化教学[3]，加强信息技术和多媒体课件等现代化教学手段在高等教育中的应用，对于强化学生对复杂《电磁场与电磁波》问题的理解及改善授课效果是十分必要的。同时增加课堂教学的信息量，并把课堂理论学习和工程实践有机结合起来。另外，可布置合适的题目让学生上机实践，通过数学建模、仿真、修正参数等过程，增强其独立探索解决实际问题的能力，这也是培养学生综合素质为目的的教学改革需要。 3、设立综合型和开放性实验
建立综合型的实践教学体系，使实验教学和理论课程相互贯通，强化学生的动手能力，提高系统设计能力和创新能力[4]。综合型实验涉及多门课程的知识，需要学生通过查阅参考书和上网查资料，将其所学的知识综合应用于实验方案的设计中。并且在学生对多种实现方案的自由选择的过程中，锻炼了学生独立获取知识的能力及分析问题和解决问题的能力。所以，开展综合型实验有利于培养学生的创新思维。
另外还可组织学生到现代化电子企业参观实习及操作实践，以锻炼其实际操作能力。此外，还应鼓励高年级优秀学生参加科研课题，从事前沿学科的研究及新技术应的开发，承担具体任务，进一步锻炼学生的创新能力。
三、结束语
《电磁场与电磁波》课程是一门理论性非常强且很难学的一门课程，在实际授课过程中，本人在理论方面紧抓数学基础，巧妙结合应用背景以激发学生的学习兴趣，并且将理论与实践相结合，进行仿真及开放性实验，取得了良好的教学效果。在整个教学过程中显著提高了学生分析和解决问题的能力，另外学生的创新能力也得到了逐步地培养和提高。21世纪是科技迅猛发展的时代，是竞争日益激烈的时代， 所以我们必须注重将学生培养成高素质人才以适应社会的发展。
参考文献：
[1]谢处方，等.电磁场与电磁波（4 版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]张惠娟.工程电磁场与电磁波基础[M].北京： 机械工业出版社，2009.
[3]郭佩英，兰华，佟克，等.基于MATLAB电磁场分析与计算[J].东北电力学院学报，2004，24（6）：92-96.
[4]潘锦.电磁场教学中的挑战与新实验建设[J].南京： 电气电子教学学报，2008（ 5） ： 54-55.
作者简介：
熊美英（1983-），女，講师，研究方向：电磁场与电磁波、智能天线、通信原理。
课题项目：
1.江西省教育厅教改课题：电子信息类卓越工程师下的《电磁场与电磁波》教学改革研究与实践（课题编号：JXJG-13-17-23）。
2.江西省教育厅科学技术研究项目：稳定分布噪声背景下的诱发电位宽特征域分析及应用（课题编号：GJJ14721）。