陳新蕾　邢蕾　徐千

【摘 要】為了優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，我們將電磁場(chǎng)仿真技術(shù)作為學(xué)科拓展課程對(duì)非電子信息類專業(yè)開設(shè)。本文總結(jié)了我們?cè)趯?shí)際的教學(xué)中遇到的困難和采取的應(yīng)對(duì)措施，可以為該課程教學(xué)效果的提高提供幫助。

【關(guān)鍵詞】電磁場(chǎng)仿真技術(shù)；學(xué)科拓展課；教學(xué)思考

未來社會(huì)需要高素質(zhì)的綜合型人才，這樣才能具有較強(qiáng)的就業(yè)適應(yīng)能力。為了培養(yǎng)綜合型人才，需要拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，因此學(xué)校在本科人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了學(xué)科拓展課程。

多個(gè)理工學(xué)科的學(xué)習(xí)和研究都有可能會(huì)與電磁學(xué)打交道，但是電磁學(xué)問題普遍具有非常抽象和難以理解的特點(diǎn)，而利用數(shù)值方法對(duì)電磁學(xué)問題進(jìn)行模擬仿真是理解電磁學(xué)物理現(xiàn)象的有效途徑，學(xué)習(xí)掌握這方面的知識(shí)對(duì)于優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓寬他們的視野很有幫助，也為他們后續(xù)的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。作者們響應(yīng)學(xué)校號(hào)召，根據(jù)自己的專業(yè)領(lǐng)域開設(shè)了《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》這門學(xué)科拓展課。在課程開設(shè)前，我們對(duì)課程做了認(rèn)真的規(guī)劃，但是在實(shí)際的教學(xué)中，我們又遇到了不少意想不到的問題。本文總結(jié)了我們?cè)趯?shí)際開設(shè)《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》這門學(xué)科拓展課中遇到的困難和采取的對(duì)應(yīng)策略，為改進(jìn)這門課的教學(xué)效果提供幫助。

1 教學(xué)中遇到的問題

1.1 學(xué)生缺乏專業(yè)基礎(chǔ)

由于素質(zhì)拓展課是面向外院的一種選修課，這勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生來自于非電子信息類的專業(yè)。比如，我們這學(xué)期的學(xué)生就有理學(xué)院的學(xué)生，自動(dòng)化學(xué)院的學(xué)生，還有材料學(xué)院的學(xué)生等。《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》特別適合于已經(jīng)學(xué)過《電磁場(chǎng)理論》這門電子信息類專業(yè)必修課的學(xué)生學(xué)習(xí)，而上課的學(xué)生均沒有學(xué)過該課程，這給電磁場(chǎng)仿真技術(shù)的學(xué)習(xí)帶來困難。

1.2 老師對(duì)學(xué)生的專業(yè)不了解

由于選課的隨機(jī)性較大，這導(dǎo)致學(xué)生來自不同專業(yè)。作為老師，我們希望所開設(shè)的《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》可以對(duì)學(xué)生的專業(yè)有所幫助，這就要求我們要了解學(xué)生的專業(yè)背景，尋找這門課能與他們所學(xué)專業(yè)可以結(jié)合的地方。但是，術(shù)業(yè)有專攻，我們對(duì)自己的專業(yè)領(lǐng)域認(rèn)識(shí)較深，而對(duì)其它專業(yè)認(rèn)識(shí)較淺，這給我們因材施教帶來困難。

1.3 部分同學(xué)注意力不集中

部分學(xué)生對(duì)必修課比較重視，而對(duì)學(xué)科拓展選修課不太重視，上課注意力不集中。有的學(xué)生是因?yàn)閯e的素質(zhì)拓展課落選，而又為了達(dá)到畢業(yè)要求才選了這門課。這部分學(xué)生本來對(duì)這門課就興趣不大，所以上課的時(shí)候注意力容易不集中。眾所周知麥克斯韋方程是非常抽象和復(fù)雜的，導(dǎo)致《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》這門課難度較高，這容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣而上課走神。

2 采取的措施

2.1 多位老師上課

由于學(xué)生來自于不同的專業(yè)，具有不同的學(xué)科背景。為了更好地讓我們的《電磁場(chǎng)仿真技術(shù)》課對(duì)學(xué)生的專業(yè)有幫助，我們采用教學(xué)團(tuán)隊(duì)的形式來上這門課。我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)共有三位老師，雖然都是同一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，但是研究方向不同，所具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)也有較大差異。老師的這種差異恰恰可以讓整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)具有更寬廣的知識(shí)結(jié)構(gòu)，利用不同老師的長處能更好地為學(xué)生服務(wù)，滿足不同專業(yè)學(xué)生的興趣點(diǎn)。

2.2 調(diào)整授課內(nèi)容和順序

在這門課的前期規(guī)劃時(shí)，我們打算以時(shí)域有限差分方法和頻域矩量法這兩種經(jīng)典算法為切入點(diǎn)，講述如何對(duì)電磁學(xué)問題進(jìn)行仿真和求解，并讓學(xué)生通過編寫簡(jiǎn)單的仿真程序以真正理解電磁仿真技術(shù)的原理，最后了解基于這兩種算法的商用仿真軟件。但在教學(xué)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)晦澀難懂電磁仿真原理又并不太感興趣，為了提高學(xué)生的興趣和教學(xué)效果，我們調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容和順序。將純粹的理論講解部分壓縮到總課時(shí)的1/4，并且放在整個(gè)課程的最后，我們?cè)谡n程的前3/4部分主要講授如何使用商業(yè)電磁仿真軟件解決各種實(shí)際工程問題。對(duì)于素質(zhì)拓展課，我們認(rèn)為采用這種“先應(yīng)用后理論”的教學(xué)順序更為合理?！跋葢?yīng)用”可以讓電磁仿真和實(shí)際工程問題聯(lián)系在一起，目的在于提高學(xué)生的興趣，盡快讓這門課與學(xué)生們的專業(yè)背景結(jié)合起來。“后理論”的目的是對(duì)“先應(yīng)用”的補(bǔ)充，掌握一點(diǎn)理論可以更好地應(yīng)用，也增加了該課程的理論深度。針對(duì)材料學(xué)院的學(xué)生，我們還特意介紹了特殊材料制成的微波器件，使其對(duì)材料學(xué)科在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用有了深入了解。

2.3 改進(jìn)授課方式和手段

由于多種原因?qū)е虏糠謱W(xué)生對(duì)這門課興趣不足，聽課注意力不集中。為了提高學(xué)生們的興趣，加強(qiáng)教學(xué)效果，我們改進(jìn)了授課方式和手段。在授課過程中，我們會(huì)特意選擇一些實(shí)際生活中所接觸到的電磁仿真的例子，例如路由器、電視機(jī)、收音機(jī)和汽車上所使用的天線等，使電磁仿真問題來源于生活，更能引起學(xué)生的興趣。在授課方式上，我們不單單使用幻燈片，還會(huì)插播一些視頻，比如拆解手機(jī)以介紹手機(jī)天線、如何增加手機(jī)天線的信號(hào)強(qiáng)度等。將生活中的天線帶入課堂，例如對(duì)講機(jī)中使用的單極子天線，讓學(xué)生們通過觀看實(shí)物模型來掌握知識(shí)。從視覺、聽覺、觸覺多方位吸引學(xué)生的注意力，加強(qiáng)教學(xué)效果。由于學(xué)生較少，我們有條件讓學(xué)生帶著自己的筆記本到課堂，讓他們裝上仿真軟件一邊學(xué)一邊做，既容易抓住他們的注意力，又能讓他們學(xué)習(xí)完之后馬上獲得應(yīng)用上的感性認(rèn)識(shí)。

2.4 采用合適的考核方式

學(xué)校要求學(xué)科拓展課的平時(shí)成績占總成績的比例不低于60%。對(duì)于平時(shí)成績，我們?cè)诔椴檎n堂出勤率的基礎(chǔ)上，主要考察學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)能力的表現(xiàn)。告訴學(xué)生我們的考查方式，可以提高學(xué)生平時(shí)上課時(shí)的到課率、注意力、以及學(xué)習(xí)效果。

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