朱彥軍 鄭秀萍

【摘 要】“工程電磁場”是電氣工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。教學(xué)中，由于課程內(nèi)容多，授課時間短等原因，使得這門課程的教與學(xué)存在著一些問題。本文結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)工作的實際，針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點對該課程的教學(xué)研究進(jìn)行了有益的探討與實踐。就如何提高這門課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量提出了合理的建議和措施。

【關(guān)鍵詞】工程電磁場;課堂教學(xué);教學(xué)研究

Teaching Research on Electromagnetic Engineering

ZHU Yan-jun ZHENG Xiu-ping

（College of Electronics and Information Engineering， Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan Shanxi 030024，China）

【Abstract】Electromagnetic engineering is a fundamental and compulsory course for students who major in electrical engineering. The extensive content and short-term curriculum pose problems to teaching and learning. In many years course instruction， we have explored and revised the teaching approach with regard to the characteristics of the course and the students involved. Based on these practice， we put forward feasible suggestions and measures to improve the teaching quality.

【Key words】Electromagnetic engineering;Teaching method;Teaching content

“工程電磁場”這門專業(yè)基礎(chǔ)課有著完善的理論基礎(chǔ)，廣泛的應(yīng)用背景。既能對自然、生活現(xiàn)象做出合理解釋亦能對復(fù)雜的電氣工程問題提供科學(xué)依據(jù)、說明。課程要求學(xué)生掌握“工程電磁場”的基本概念、基本規(guī)律、基本的計算方法和基本的分析問題方法。能夠運用理論知識解決一些關(guān)于工程電磁場的實際性工程問題。

作為電氣工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，由于課程特點[1]和現(xiàn)階段本科生自身的特性[2]，加深了這門課的教學(xué)難度。多年來該課被公認(rèn)為難教、難學(xué)，而且很多學(xué)校在教改中對這門課程壓縮課時嚴(yán)重，忽視了這門課在教學(xué)中專業(yè)基礎(chǔ)的位置，甚至將其定性為考查課，導(dǎo)致課程受重視程度不夠，沒有達(dá)到這門課程的教學(xué)要求。

本文依據(jù)太原科技大學(xué)和華科學(xué)院的教學(xué)實踐，結(jié)合教改的成果和課程發(fā)展的現(xiàn)狀。談?wù)勎覀兘萄惺业慕虒W(xué)經(jīng)驗和體會。

1 講好緒論課，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

好的緒論講解能打消學(xué)生的學(xué)習(xí)顧慮，淡化學(xué)生基礎(chǔ)差的心理陰影。樹立克服學(xué)習(xí)困難的決心。在緒論講解中可以介紹前人成果，總結(jié)學(xué)科現(xiàn)狀，展望未來發(fā)展，和同學(xué)探討學(xué)習(xí)方法，從而激起學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中與學(xué)生聊一些生產(chǎn)生活中的電磁現(xiàn)象：人體靜電、人體輝光、發(fā)電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機、熱核聚變裝置等等。讓學(xué)生在聽故事中培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。同時引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生靈活運用學(xué)到的知識分析問題、解決問題。適當(dāng)引入雷達(dá)、天線、電磁測量、磁力探傷、渦流探傷為后續(xù)課程做好鋪墊。

好的課程講解要求教師既要熟悉掌握教材的內(nèi)容，又要閱讀相關(guān)雜志、文獻(xiàn)，了解最新的發(fā)展動態(tài)，收集整理相關(guān)資料，更新教學(xué)內(nèi)容。此外教師還要鍛煉表達(dá)能力，提升講課藝術(shù)。這樣才能多角度調(diào)動學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

2 合理運用多媒體教學(xué)，[3]提高課堂教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)實踐表明，多媒體教學(xué)是不能取代板書教學(xué)的，只有合理運用多媒體，注重兩者優(yōu)勢互補，教師才能提高教學(xué)質(zhì)量，活躍課堂氣氛;學(xué)生才能緊跟教師思路，完成大容量課堂教學(xué)的任務(wù)。

“工程電磁場”這門課程的教學(xué)任務(wù)之一是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力和空間思維能力。在教學(xué)中我們采用板書與多媒體配合;平面圖形與立體三維圖形與動畫配合的教學(xué)方法，才能更好地完成這一任務(wù)。

如在講解正弦均勻平面波的傳播[4]時，正弦均勻平面波的傳播方向與電場、磁場方向三者相互垂直且滿足右手螺旋關(guān)系，有些學(xué)生很難想象波的空間傳播，如圖1。教師首先通過多媒體展示并講解電場、磁場、傳播方向三者相互垂直且滿足右手螺旋關(guān)系的傳播示意圖。這樣學(xué)生首先從視覺上有了一個正確的波的傳播概念，同時也激發(fā)了學(xué)生的好奇心。教材中講解波動方程推導(dǎo)步驟省略較多， 學(xué)生不易看懂。通過板書推導(dǎo)波動方程，學(xué)生思維活躍，課堂氛圍較好，能夠較好的掌握推到步驟。最后展示正弦均勻平面波傳播的動畫。這樣的一堂課從講課內(nèi)容來說，講課由簡入難;從思維角度來說，立體——抽象——立體。最終達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

圖 1 正弦均勻平面波的傳播

3 理論聯(lián)系實際，開闊學(xué)習(xí)視野

“工程電磁場”這門課程理論性性強，抽象。在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。在教學(xué)中應(yīng)該強調(diào)理論的準(zhǔn)確，思路的嚴(yán)緊，注重理論聯(lián)系實際。講課要貼近生活，貼近實踐。教學(xué)中多運用“工程電磁場”的理論解釋日常生活現(xiàn)象和工程實實例，鼓勵學(xué)生將抽象的理論知識與生產(chǎn)實際相聯(lián)系。

比如靜電場中可以講雷陣雨天氣的閃電現(xiàn)象，恒定電場中電焊拉弧現(xiàn)象，恒定磁場中電磁閥的原理，在講準(zhǔn)靜態(tài)電磁場中的渦流時可以加入電磁爐的原理，講平面電磁波時可以講收音機、電視機的信號發(fā)射、接收原理等等。通過現(xiàn)實生活中的實例，學(xué)生加深了對“工程電磁場”的理論認(rèn)識，培養(yǎng)了用“工程電磁場”的理論分析實際問題的能力。教師講課要理論聯(lián)系實際，學(xué)生學(xué)習(xí)要注意學(xué)以致用。

4 綜合創(chuàng)新型實驗教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)以致用

課程實驗是教師引導(dǎo)學(xué)生理解課程內(nèi)容，培養(yǎng)動手能力的教學(xué)單元。是學(xué)生接觸生產(chǎn)生活和工程應(yīng)用的手段。針對“工程電磁場”課程專業(yè)基礎(chǔ)性強，應(yīng)用廣泛的特點，以往的理論性實驗，應(yīng)用性實驗完全是教材提供教學(xué)大綱，提供實驗步驟。學(xué)生只要按部就班就能做出實驗結(jié)果。這種固定的實驗一做就是好多年，已經(jīng)談不上時代背景，學(xué)科發(fā)展了。

這種教材提供的實驗已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)在教學(xué)的需求。為了培養(yǎng)獨立、創(chuàng)新型學(xué)生，現(xiàn)代教學(xué)推薦學(xué)校開設(shè)綜合性創(chuàng)新實驗。實驗內(nèi)容的編寫應(yīng)根據(jù)本校電氣工程類專業(yè)的教學(xué)特點及實驗室設(shè)備情況。合理開發(fā)綜合創(chuàng)新型實驗，編寫實驗大綱。

綜合創(chuàng)新型實驗教學(xué)模式是一種模擬科學(xué)研究的新型教學(xué)模式，實驗與實踐有機的結(jié)合，在教學(xué)中以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)的課程知識，自學(xué)部分后續(xù)課程，自己搭建實驗平臺，驗證基礎(chǔ)理論，提高對知識的綜合運用能力與實踐能力。

例如：以30人的班為例，開發(fā)位置傳感器的綜合性創(chuàng)新實驗。我們提供了5種位置傳感器如圖2，學(xué)生按興趣分組，可以看出每組6人進(jìn)行接近式位置傳感器性能測試。

圖2 5種傳感器

要求：學(xué)生根據(jù)提供的5類傳感器運用相應(yīng)的電磁學(xué)原理，自學(xué)相關(guān)的傳感器知識。利用數(shù)電、模電知識設(shè)計外圍電路，檢測傳感器位置，書寫實驗報告，進(jìn)行實驗答辯。

實驗過程中有參加過電子設(shè)計大賽的學(xué)生，把傳感器整合到電動汽車上;參加機器人大賽的把傳感器整合到機器人上;喜歡航模的把傳感器整合到飛機上測量螺旋槳轉(zhuǎn)速;喜歡無線電的把傳感器測得信號以短信形式傳到手機上。這樣的實驗形式多樣，結(jié)果各異，達(dá)到了教學(xué)實驗的目的。

在這樣的課題學(xué)習(xí)中學(xué)生們一起探討問題，集思廣益。最終鞏固了電路、模電、數(shù)電的知識;同時發(fā)現(xiàn)了電磁場在工作、生活中的應(yīng)用前景;也為學(xué)生學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)打開了一扇新門。這樣的項目實驗充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的探索、求知的欲望。學(xué)生在項目中鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。他們把自己當(dāng)成科研人員，查資料、做實驗、編寫實驗報告，每個人的學(xué)習(xí)興趣都被最大限度調(diào)動。

5 結(jié)語

基于“工程電磁場”的教學(xué)特點，任課教師要不斷總結(jié)自己的教學(xué)心得，參考其他教師的成功經(jīng)驗，研究教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)手段，提高講課藝術(shù)來吸引學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力。教師要跟上專業(yè)發(fā)展的形勢，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識，提高自身素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生分析工程實例，鼓勵學(xué)生自學(xué)相關(guān)課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。合理運用多媒體和仿真工具輔助教學(xué)，積極引導(dǎo)學(xué)生獨立完成課程實驗。做到以課本教學(xué)為主，課程實驗為輔，培養(yǎng)能獨立分析問題、解決問題，有動手能力的大學(xué)生。

【參考文獻(xiàn)】

[1]田雨波，張貞凱.電磁場理論教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008（1）：11-12

[2]程婧.改革開放以來大學(xué)生思想政治教育若干問題研究[J].學(xué)術(shù)論壇，2010（3）：181-185

[3]孔德音，黃麗明.課堂教學(xué)中“多媒體教學(xué)法”的合理使用[J].中國輕工教育，2009（3）：63-64.

[4]馮慈璋.馬西奎工程電磁場導(dǎo)論[M].高等教育出版社，2003，2：220-222.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]