试析电磁场电磁场与电磁波教学革新与实践中心

更新时间:2024-03-14 点赞:7066 浏览:22556 作者:用户投稿原创标记本站原创

摘 要:电磁场与电磁波课程是公认的难教难学的课程。分析症结,对症下药,采用适当的方式提高学生学习兴趣,增加学生对抽象理论知识的感性认知,并通过做实验、参与一些科研项目来辅助学生学习这门课程,对于改变教学的被动局面,提高教学效果都会有不错的帮助。
关键词:电磁场与电磁波教学;实践教学;教学改革
《电磁场与电磁波》、《电动力学》、《电磁场工程导论》等等课程都是以电磁场与电磁波理论为核心内容的课程,尽管名称不一致,但教学内容大体一致。“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。该课程是公认的难教难学的课程,学生觉得内容枯燥,理论抽象,数学公式繁多,物理现象看不见,摸不着,想不到。通常是老师不愿意教,学生不愿意学,是工科教学中的老大难问题。而这门课又是一门非常重要的课程,是之后《天波传播》、《微波技术》等课程的前导课,而且其中的分析、 推理方法对于后续的科研研究,尤其是基础研究都非常有帮助。
这么重要的课程,学生学习和重视的程度常常仅出于完成教学任务。通常开学几次课下来,学生变会觉得索然无趣,提不起精神,对这门课充满了畏惧和厌烦,一学期过得混混噩噩,疲于应付作业、考试,整门课结束后一无所获。对于这样的结果,既有这门课内在的原因,也有学生的外在原因,主要表现在如下几条:
(1) 这门课程理论性较强,揭示事物的底层规律,与现实中实际现象相距较远,学生感性认知度较差,增加了学习难度。
(2) 理论推导较多,需要用到微积分、极限定理等工程数学理论和一些矢量运算知识,如果前期课程中都没有解决好的话,那么这门课中又被赋以特定的含义,及相应的边值条件,学生就会学得更加混乱不堪了。
(3) 学生有急功近利的想法。学生想在短时间内学一门有用的技能,而电磁场更多的是讲述基本原理,提供一种思维方法。其实这些都是很重要的知识,但是距离实际的应用似乎很遥远,它带来的一种潜在的思维方式和理念不被学生所理解和认知。基于这种原因,学生对这门功课的重视程度都不够,或其重视程度只停留在是否可以通过考试,而不在于能否学到有用的东西。
(4) 教学手法过于单一。由于教学改革,目前这类课程的课时都有所压缩。在短时间要完成大量教学内容,因此课堂教授内容很紧凑。目前教学以教师为主导,课堂上也不可能为某个学生做过多的停留。学生一旦有知识点没有衔接上,就很容易无法继续下去,这样聚少成多,最后就导致无法为继的事态。
(5) 缺乏理论验证与实践相结合的过程。纯理论研究分析过程中,那些理论基础好,抽象思维能力强,数学基础好,可以较容易理解,反之则较为吃力。
针对以上学习《电磁场与电磁波》这门课程出现的问题,如果能够辅以科学的教学方法和相应的手段,对于改变教学的被动局面,提高教学效果都会有不错的帮助,具体改进方法如下:
(1) 对于这门课所涉及的数学工具,例如高等数学中的知识和矢量运算知识,要有专门时间复习。这虽然占用了一定课时,但是非常必要,正所谓“磨刀不误砍柴功”。如果在不能很好地运用这些数学工具来分析电磁场知识时,强行推进,会影响学生对知识的理解,或者对于一些知识强记硬背,导致摘自:毕业论文的格式{#GetFullDomain}
对问题了解不透彻,学习不扎实,影响学习效果和兴趣。因此拿出一定课时专门来强调数学知识是非常有必要的。
(2) 理论联系实际,提高学生学习兴趣。针对电磁场学习较为抽象,学生感官认知度较低,主要原因是课程所讲授的知识离实际生活特别遥远。主讲老师不妨从这里入手,找一些我们身边乃至自然界,科技界与这门课程中的知识相关联的地方,让这些摸不着,看不见的理论与看得见,摸得着事实相关联,阐述其工作原理,解释自然现象。让学生从表面现象看到本质。然后由此深入阐述知识点,这样就比较容易抓住学生好奇的心理,带他们进入理论氛围,真正从严谨科学的角度解释问题。通过这种手段,学生通常也会有恍然大悟的满足感,会有激发他们进行更深入探讨学习的。这就要求教师本身要事前下工夫,多收集一些资料,加以整理和归纳。也可以通过调动学生的积极性,让他们也去生活中挖掘事例,用课堂学到的理论知识来阐述,或者让他们就一些经典案例进行课堂或课外讨论等。通过这种方式让学生不再认为这门课是玄而又玄,高深莫测的课程,也不是老师一个人的独角戏,减少他们的心理抵触,让他们能够积极参与到课堂教学过程中来。
(3) 适当地根据课程内容,将一些适宜学生进行仿真实验的知识通过使用计算机辅助手段,让学生们自己把相应知识通过图形数值表现出来。并通过修改参数来体会由此引来的结论的变化,更深切地让学生体会电磁场知识之间的因果关联,从而从多种途径理解消化知识点所阐明的道理。计算机辅助手段是一种方便、易用的教学辅助手段,让学生很直观地得到一些结论、结果,而省去了中间复杂的计算过程。当有输入条件变化时,它也会很快给出相应的结果,能够让学生很容易领会电磁场中的边界条件,介质环境、电磁方向等因素给结果带来的影响,也就较容易把这些难懂,易混淆的概念区分开来。而且编程搭建数学模型的过程也是一个很好的梳理知识点,整理思路的过程,学生会在这样的仿真实验中有所收获。
(4) 与科研项目相结合,提高学生学习课程的信心。针对学生缺乏对这门课程对今后的专业培养,以及专业生涯有何帮助的了解时,如果教师能将一些科研项目同学生学习结合起来,将一些科研项目上的研究成果介绍给大家,甚至能将科研项目中难度较低,与教学知识点相关的项目内容提炼出来,让学生参与解决,就会让学生对这门课程有新的认识,不再以为这门课是对职业发展没有任何关系或帮助的课程,从而也激发学生学习这门课程的热情。
电磁场学习对于培养电信理论知识,学习分析处理方法,提升专业素养,并为后续的发展奠定坚实的基础。尤其是新的科技发展越来越高端,对现象的分析越来越深刻细致,我们越来越要追求事物本质现象,如果能把电磁场学好,学扎实,对将来的高端科技的基础研究是大有裨益的。
因此我们在教学过程中,除了要在本职工作中再下苦工,熟练我们的业务,还要了解目前电磁场课存在的问题,分析原因,并想出良好的解决对策。通过引入一些新的元素,例如实例、实践环节,科研项目引入等等来激发学生学习的兴趣,主动参与这门课程的学习,只有提升学生的学习热情,鼓励学生的积极参与,才能与教师形成良性互动,保证学生能够愉快地参与这门课程的学习,并有所斩获。
[参考文献]
陈宇,崔炜,赵爽.“电磁场与电磁波”课程教学方法探讨[J]. 教育与职业, 2011年4月下,第12期: 167-168
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