朱衛(wèi)剛 曹文權(quán) 邵尉 劉濤

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“毫米波平面電大尺寸陣列天線技術(shù)研究”（61871399）

第一作者簡(jiǎn)介：朱衛(wèi)剛（1971-），男，漢族，河南滎陽(yáng)人，碩士，副教授。研究方向?yàn)殡姶艌?chǎng)與微波技術(shù)。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.021

摘? 要：構(gòu)建課程立體化教材是高校新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)“供給側(cè)”的核心任務(wù)。該文圍繞新工科專(zhuān)業(yè)的電磁類(lèi)課程立體化教材建設(shè)，聚焦學(xué)生電磁工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，分析已有教材的現(xiàn)狀，提出立體化教材的構(gòu)建原則，探討電磁類(lèi)課程主干教材、教輔材料、實(shí)驗(yàn)教材及課程媒體資源等的構(gòu)建思路、方法和途徑，為新工科專(zhuān)業(yè)其他課程的立體化教材建設(shè)提供有益參考。

關(guān)鍵詞：電磁類(lèi)課程；電磁工程應(yīng)用能力；立體化教材；新工科專(zhuān)業(yè)；教材建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）06-0090-04

Abstract： Constructing three-dimensional course teaching materials is the supply-side core task of establishing emerging engineering majors. This paper centers on the construction of three-dimensional teaching materials for electromagnetic courses of the communication engineering major of emerging engineering and focuses on the development of students' electromagnetic engineering application capabilities to analyze the status quo of the existing teaching materials， explore the thoughts and approaches on how to construct main teaching materials， supplementary teaching materials， experimental teaching materials， and media resources of electromagnetic courses， which provides some useful references for the construction of three-dimensional teaching materials for other courses of emerging engineering.

Keywords： electromagnetic course; electromagnetic engineering application capabilities; three-dimensional teaching materials; emerging engineering major; textbook construction

課程教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的知識(shí)載體，也是課堂教學(xué)的基本工具。新工科作為高等教育緊缺人才培養(yǎng)的重要抓手，是構(gòu)建中國(guó)特色、世界水平的工程教育體系，加快推進(jìn)中國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)的重要舉措[1]。高等院校新工科建設(shè)著眼現(xiàn)有學(xué)科專(zhuān)業(yè)體系進(jìn)行調(diào)整升級(jí)，瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域，推進(jìn)新工科建設(shè)，加快培養(yǎng)緊缺人才。教材建設(shè)作為新工科建設(shè)的組成部分，需要在普適性的認(rèn)識(shí)框架下， 結(jié)合新工科建設(shè)的具體情境，積極探索符合自身定位和發(fā)展特色的教材體系。提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高校教育的主旋律，課程立體化教材在促進(jìn)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用能力方面，也具有獨(dú)特的地位和作用，成為新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。

一? 課程教材現(xiàn)狀分析

（一）? 教材建設(shè)的基本情況

教材作為傳播知識(shí)的載體，是高等院校學(xué)科建設(shè)的重點(diǎn)。陸軍工程大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“我?！保┑碾姶蓬?lèi)課程建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，師資力量雄厚，相關(guān)教材編著成果豐碩。自2000年以來(lái)先后出版教材四部，主要包括《電磁場(chǎng)與電磁波》（電子工業(yè)出版社）、《天線與電波傳播》（機(jī)械工業(yè)出版社）、《電波與光波傳輸技術(shù)》（人民郵電出版社）及《現(xiàn)代微波工程測(cè)量》（電子工業(yè)出版社）等，系列教材一定程度體現(xiàn)了時(shí)代性，突出了系統(tǒng)性，強(qiáng)化了實(shí)用性，注重了通俗性，先后被列為高等院校通信與信息專(zhuān)業(yè)規(guī)劃教材和普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用，使學(xué)生系統(tǒng)理解了電磁場(chǎng)與電磁波、微波技術(shù)及天線技術(shù)相關(guān)理論，掌握了電磁場(chǎng)與微波技術(shù)在電磁工程中的典型應(yīng)用，受到了業(yè)界的好評(píng)。

（二）? 教材建設(shè)的內(nèi)在要求

隨著院校教育轉(zhuǎn)型和新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)的需要，需要對(duì)現(xiàn)有學(xué)科專(zhuān)業(yè)體系進(jìn)行調(diào)整升級(jí)，以瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域，推進(jìn)新工科建設(shè)，加快培養(yǎng)緊缺人才。我校的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，底蘊(yùn)深厚，一直是校內(nèi)重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)，教材建設(shè)成為電子信息類(lèi)緊缺人才培養(yǎng)的重要抓手，對(duì)于構(gòu)建有特色的工程教育體系，加快推進(jìn)學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)具有重要意義。在電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，電磁類(lèi)課程包括電磁場(chǎng)與波、微波技術(shù)基礎(chǔ)和天線與電波傳播三門(mén)課程，是研究宏觀電磁現(xiàn)象最重要的專(zhuān)業(yè)背景課，在培養(yǎng)學(xué)生電磁信息素養(yǎng)和工程應(yīng)用能力方面具有重要作用。此外，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，線上線下混合教學(xué)模式的推廣，紙質(zhì)教材向電子化教材轉(zhuǎn)化日趨明顯，多維度的立體化教材為培養(yǎng)學(xué)生電磁工程應(yīng)用能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和工具。

（三）? 教材轉(zhuǎn)型的迫切需要

我?，F(xiàn)有的電磁類(lèi)課程教材由于教學(xué)內(nèi)容跨度時(shí)間長(zhǎng)，課程銜接不緊，在培養(yǎng)學(xué)生電磁工程實(shí)踐能力時(shí)，出現(xiàn)了理論與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)現(xiàn)象。此外，課程教學(xué)內(nèi)容涉及了大量抽象概念、復(fù)雜的公式推導(dǎo)，課程教學(xué)也出現(xiàn)了難教難學(xué)的困境。具體表現(xiàn)為：一是面對(duì)課程抽象內(nèi)容和繁雜公式，實(shí)踐教學(xué)方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，自發(fā)學(xué)習(xí)電磁理論的內(nèi)在動(dòng)力不足，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)；二是教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏電磁工程應(yīng)用領(lǐng)域的最新研究成果；三是實(shí)踐教學(xué)中個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少，學(xué)生動(dòng)手鍛煉的機(jī)會(huì)不足，而且項(xiàng)目實(shí)踐的時(shí)間偏短，不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)；四是電磁工程應(yīng)用背景需求定位不準(zhǔn)，軟件虛擬仿真支撐偏弱，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題所需的綜合能力形成了限制?；谏鲜隼щy和問(wèn)題，急需對(duì)現(xiàn)有的教材內(nèi)容體系進(jìn)行改革和轉(zhuǎn)型，也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的迫切需要。

二? 立體化教材的構(gòu)建原則

（一）? 堅(jiān)持教材內(nèi)容與崗位需求相一致

為了破解電磁類(lèi)課程難教難學(xué)的困境，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，課程配套的教材建設(shè)應(yīng)著眼于理論和實(shí)踐的有機(jī)融合，突出教材內(nèi)容的有效性、科學(xué)性和前沿性，構(gòu)建成為多層次的立體化的教材體系。在教材的內(nèi)容和組織上，要注重邏輯體系和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，遵循“面向需求，源于崗位”的設(shè)計(jì)思路，按照電磁波從發(fā)射、傳播、接收的流程，將各章節(jié)的內(nèi)容有序組織起來(lái)，將教材內(nèi)容模塊體系化，實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容的形象化，打通不同知識(shí)點(diǎn)的壁壘，建立多重學(xué)習(xí)通道和立體的學(xué)習(xí)空間。

（二）? 堅(jiān)持?jǐn)?shù)字資源與教學(xué)目標(biāo)相一致

隨著多媒體信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字資源日趨多樣化。如微課、慕課、多媒體動(dòng)畫(huà)及三維虛擬仿真等，逐漸滲透到課程的教學(xué)中?，F(xiàn)在的數(shù)字教學(xué)資源呈現(xiàn)了“亂花漸欲迷人眼”的現(xiàn)象，如何將這些數(shù)字資源與教材內(nèi)容相契合，服務(wù)課程的教學(xué)目標(biāo)成為教材建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此外，課程教學(xué)方法和手段日漸豐富，教學(xué)模式呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)[3]，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)、線上教學(xué)、驗(yàn)證性試驗(yàn)、開(kāi)放試驗(yàn)和綜合性試驗(yàn)層出不窮，各層次教學(xué)環(huán)節(jié)中的項(xiàng)目教學(xué)法、案例式教學(xué)、探究式教學(xué)等教學(xué)方法交叉運(yùn)用，使得教材體系建設(shè)必須反映教學(xué)體系的多維度變化，也應(yīng)不斷更新完善，與時(shí)俱進(jìn)地適應(yīng)教學(xué)改革，立體化教材的深度構(gòu)建也迫在眉睫。

（三）? 堅(jiān)持新工科建設(shè)與創(chuàng)新相一致

為了適應(yīng)新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)，立體化教材應(yīng)堅(jiān)持繼承與創(chuàng)新相一致的原則。過(guò)去出版教材的內(nèi)容應(yīng)有選擇地繼承和吸收，并對(duì)新教材進(jìn)行創(chuàng)新。教材建設(shè)可以在四個(gè)維度展開(kāi)：一是主干教材建設(shè)。主干教材的課程知識(shí)的載體，是學(xué)生學(xué)習(xí)不可或缺的工具。二是實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教材是學(xué)生提升實(shí)踐能力的重要手段，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教材有步驟、有計(jì)劃地實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際聯(lián)系，推動(dòng)學(xué)生動(dòng)手能力的提升。三是課后學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)建設(shè)。教學(xué)指導(dǎo)書(shū)是主干教材的補(bǔ)充，對(duì)于學(xué)生課后消化學(xué)習(xí)的內(nèi)容具有重要作用，在答疑解惑中具有不可替代的作用。四是課程的資源庫(kù)建設(shè)。要充分發(fā)揮線上教學(xué)靈活多變的特點(diǎn)，通過(guò)線上資源庫(kù)建設(shè)和推送，促進(jìn)學(xué)生線上與線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

（四）? 堅(jiān)持表現(xiàn)形式與技術(shù)手段發(fā)展相一致

在線上和線下混合式教學(xué)模式的普及下，許多學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣電子閱讀和信息技術(shù)環(huán)境，傳統(tǒng)單一的紙質(zhì)教材，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在教學(xué)模式的需要，新的教學(xué)理念、方法和手段已經(jīng)發(fā)生了很大變化。編寫(xiě)紙質(zhì)教材，制作多媒體課件，利用各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)手機(jī)終端、PAD平板，通過(guò)掃描書(shū)中的二維碼、微課和慕課，為學(xué)生帶來(lái)極大方便。學(xué)生可以進(jìn)行碎片化、移動(dòng)化的學(xué)習(xí)。此外隨著元宇宙技術(shù)的發(fā)展，VR、AR等技術(shù)的落地，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將教材內(nèi)容展示出來(lái)，將為學(xué)生帶來(lái)新的體驗(yàn)，也讓復(fù)雜的電磁理論、概念形象化，從而為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)積極的學(xué)習(xí)環(huán)境和立體化資源庫(kù)，也為傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材帶來(lái)生機(jī)和活力。

三? 立體化教材構(gòu)建的方法與途徑

教材建設(shè)應(yīng)是繼承與創(chuàng)新的統(tǒng)一。過(guò)去20多年來(lái)，課程教材建設(shè)取得了一系列的建設(shè)成果，上世紀(jì)80年代編寫(xiě)的教材《電磁場(chǎng)理論》，成為國(guó)內(nèi)最為經(jīng)典的教材，教材內(nèi)容詳略得當(dāng)，電磁場(chǎng)問(wèn)題分析透徹，論證嚴(yán)密。上世紀(jì)末到本世紀(jì)初，為適應(yīng)學(xué)生多層次培養(yǎng)需要，相繼出版了一系列教材，主要立足學(xué)員“寬口徑”的崗位需要。近些年，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在繼承傳統(tǒng)教材優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)的教材內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化融合，重新編寫(xiě)了主干教材，并配套教輔材料，建設(shè)線上媒體教學(xué)資源庫(kù)等，初步形成了體系化的教材框架體系，先后自編出版電磁類(lèi)教材三部，在清華大學(xué)出版社出版《電磁波與天線》教材一部。隨著新工科通信工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)的新要求，教材需要面向電磁技術(shù)領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，引入電磁工程案例，體現(xiàn)科學(xué)性和前沿性，增強(qiáng)電磁領(lǐng)域的針對(duì)性和實(shí)效性，推動(dòng)學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決復(fù)雜電磁工程問(wèn)題的能力。現(xiàn)有的教材體系建設(shè)雖然取得一定成效，仍然不能滿(mǎn)足現(xiàn)今新工科發(fā)展的要求，還需在主干教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)、實(shí)驗(yàn)教材和媒體資源庫(kù)等方面加強(qiáng)建設(shè)和優(yōu)化。

（一）? 優(yōu)化主干教材內(nèi)容體系

主干教材是教材建設(shè)的核心。教材內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)、知識(shí)點(diǎn)、技術(shù)熱點(diǎn)、實(shí)用性和針對(duì)性是教材編寫(xiě)優(yōu)先考慮的重點(diǎn)，教材內(nèi)容體系力求具備系統(tǒng)性、科學(xué)性、基礎(chǔ)性和前瞻性[4]。優(yōu)化的主干教材內(nèi)容包括四大模塊：電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)、工程應(yīng)用基礎(chǔ)、天線技術(shù)應(yīng)用及前沿技術(shù)，教材面向電磁工程領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，具有如下特點(diǎn)：一是教材內(nèi)容體系按照“強(qiáng)化基礎(chǔ)理論，突出應(yīng)用特色，加大信息含量，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)”的思路，由淺入深地系統(tǒng)設(shè)計(jì)教材的教學(xué)內(nèi)容，突出學(xué)生電磁工程能力的培養(yǎng)，確保教材的系統(tǒng)性、科學(xué)性和基礎(chǔ)性；二是精簡(jiǎn)靜態(tài)電磁場(chǎng)的內(nèi)容，突出時(shí)變電磁波的傳播規(guī)律，強(qiáng)化天線技術(shù)應(yīng)用和電波傳播新知識(shí)，聚焦理論與實(shí)際相結(jié)合案例，確保教材的實(shí)用性和針對(duì)性；三是優(yōu)化電磁工程基礎(chǔ)內(nèi)容，強(qiáng)化教材技術(shù)新熱點(diǎn)、新知識(shí)和前沿技術(shù)的引入，突出新型傳輸線與元件、天線新技術(shù)等內(nèi)容的介紹，確保教材的前瞻性；四是淡化電磁理論抽象概念及公式的推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)其物理意義和實(shí)際應(yīng)用，注重理論聯(lián)系實(shí)際，確保教材的可讀性和受眾面。

（二）? 編寫(xiě)特色鮮明的教學(xué)指導(dǎo)書(shū)

配套教輔材料主要是指教學(xué)指導(dǎo)書(shū)和課后習(xí)題解答等，以輔助課堂教學(xué)，方便學(xué)生吸收消化課堂所學(xué)知識(shí)。當(dāng)前的教輔材料主要內(nèi)容包括各章節(jié)知識(shí)要點(diǎn)和典型例題，由于例題公式推導(dǎo)多，物理意義講解少，學(xué)生對(duì)電磁工程問(wèn)題往往無(wú)從下手，不能做到舉一反三。為此，課程組對(duì)電磁類(lèi)課程配套的教學(xué)指導(dǎo)書(shū)及習(xí)題解答著重從以下幾個(gè)方面做了改進(jìn)：一是內(nèi)容進(jìn)行梳理和提煉。按章節(jié)內(nèi)容梳理重要知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容并講解其物理意義，對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行提煉和分析，教學(xué)指導(dǎo)更有針對(duì)性，以便學(xué)生理解電磁工程應(yīng)用中的問(wèn)題；二是習(xí)題進(jìn)行了分類(lèi)和優(yōu)化。針對(duì)各知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)置判斷題、選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題及計(jì)算題等不同類(lèi)型的題目，并區(qū)分出難、中、易三個(gè)層次，讓不同層次的學(xué)生有針對(duì)性的訓(xùn)練；三是題目解答進(jìn)行了步驟說(shuō)明。為了便于學(xué)生盡快查找問(wèn)題所在，課后習(xí)題配有詳細(xì)的解題步驟和說(shuō)明，以便學(xué)生加深對(duì)電磁工程理論的消化和吸收，也利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（三）? 配套分層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

實(shí)驗(yàn)對(duì)于提升學(xué)生的電磁工程問(wèn)題的實(shí)踐能力提高具有重要作用，也是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁。傳統(tǒng)的課程是課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)分離，主干教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)相互獨(dú)立，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力方面存在缺陷，主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法、步驟過(guò)于繁雜，詳略不夠得當(dāng)，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒；沒(méi)有充分挖掘新設(shè)備和新儀表的功能，制約了教學(xué)效果；沒(méi)有突出主干教材的核心知識(shí)內(nèi)容，實(shí)踐技能和數(shù)據(jù)處理方法過(guò)于老套，對(duì)學(xué)生后續(xù)的課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用提升不大。

在新編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)時(shí)，針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)置分層遞進(jìn)的15項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，覆蓋電磁波在發(fā)射、傳播及接收功能，貫通整個(gè)知識(shí)體系，豐富學(xué)生的工程知識(shí)及實(shí)踐應(yīng)用儲(chǔ)備。一是把基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放在首位，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本規(guī)范，讓學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣；二是拓展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，開(kāi)始基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)拓學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生的思路；三是增加新技術(shù)和搭建電磁仿真平臺(tái)，對(duì)電磁波的傳播、天線的輻射和接收功能進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)和理性分析。

通過(guò)電磁類(lèi)課程實(shí)驗(yàn)教材的編寫(xiě)，使得實(shí)驗(yàn)課程讓學(xué)生在電磁波發(fā)射、傳播和接收的基本原理、實(shí)驗(yàn)技能和性能分析上，得到系統(tǒng)的實(shí)踐鍛煉，既為學(xué)生的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定廣泛堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，又提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，更為學(xué)生參加以后科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用提供實(shí)踐動(dòng)力，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

（四）? 完善多維度媒體資源建設(shè)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)課程教學(xué)模式發(fā)生較大轉(zhuǎn)變，基于線上的混合式教學(xué)模式的運(yùn)用[5]，改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，提供了更方便、快捷并富有個(gè)性化的交流途徑和方法，對(duì)于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高課堂教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。電磁類(lèi)課程傳統(tǒng)紙質(zhì)教材已經(jīng)不能滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，需要有豐富多維度的媒體資源作為紙質(zhì)教材的補(bǔ)充。

1? 多媒體課件

課堂現(xiàn)有的主要教學(xué)工具之一就是多媒體課件，不僅服務(wù)于教師授課，也可以服務(wù)于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)多媒體課件應(yīng)實(shí)現(xiàn)圖文并茂。電磁類(lèi)課程教學(xué)內(nèi)容抽象，公式較多，可以借助圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)和聲音等形象手段，充分發(fā)揮學(xué)生各個(gè)感覺(jué)器官的作用，多方位吸引學(xué)生注意力和興趣，使學(xué)生在生動(dòng)的環(huán)境中接受和掌握知識(shí)，有助于提高課堂教學(xué)效果和課堂學(xué)習(xí)效率。除此之外還可以采用電磁模擬仿真軟件等，增強(qiáng)電磁輻射特性的直觀效應(yīng)。在實(shí)電磁場(chǎng)的基本方程及電磁波的傳播特性章節(jié)內(nèi)容中，為了讓學(xué)生更易理解抽象內(nèi)容，任課教師可采用HFSS和Matlab軟件對(duì)多媒體課件內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，以便學(xué)生更易消化重難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容。

2? 課程教案

教案是教師教學(xué)的總體設(shè)計(jì)，是實(shí)施教學(xué)任務(wù)的具體方案和主要依據(jù)。教案必須要反映教師的教學(xué)思路、重難點(diǎn)知識(shí)、教學(xué)方法、教學(xué)體會(huì)等要素。課程組以主干教材為依據(jù)，對(duì)教案中的電磁場(chǎng)與天線內(nèi)容進(jìn)行合理分配，突出重點(diǎn)內(nèi)容，分散難點(diǎn)內(nèi)容，由淺入深，由簡(jiǎn)入繁講解教學(xué)內(nèi)容。尤其是在每次課堂教學(xué)后，在教案的最后增加了教師手寫(xiě)的心得體會(huì)，并對(duì)后面課程的教學(xué)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，提高課堂的教學(xué)效果。為了加強(qiáng)教師的教學(xué)能力和水平，在教案中增加了知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)等環(huán)節(jié)要素，此外為了體現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的有序銜接，教案也增加了教學(xué)方法和步驟等內(nèi)容。

3? 網(wǎng)上視頻公開(kāi)課

隨著混合式教學(xué)模式的推廣，線下和線上教學(xué)相結(jié)合，各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用，增加了教學(xué)的靈活性和便捷性。由于網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)廣泛使用，紙質(zhì)教材向電子化的轉(zhuǎn)換日趨明顯。教學(xué)組依據(jù)主干教材內(nèi)容，采用釘釘、騰訊會(huì)議、雨課堂等線上教學(xué)平臺(tái)，錄制視頻公開(kāi)課，詳細(xì)講解電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)部分內(nèi)容，定量分析了大量的典型問(wèn)題，以補(bǔ)充線下課堂面對(duì)面教學(xué)的不足，豐富學(xué)生線上學(xué)習(xí)內(nèi)容。此外，制作的視頻公開(kāi)課針對(duì)學(xué)生時(shí)間的差異，上傳到網(wǎng)盤(pán)上，學(xué)生可以不定期地，利用網(wǎng)上視頻資源，隨時(shí)隨地接入學(xué)習(xí)。由于典型問(wèn)題分析視頻公開(kāi)課時(shí)間較長(zhǎng)，按照兩個(gè)學(xué)時(shí)錄制一堂課，其內(nèi)容講解深入，解題步驟詳細(xì)，充分滿(mǎn)足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供便利條件。

4? 微課

微課是指運(yùn)用信息技術(shù)按照認(rèn)知規(guī)律，呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過(guò)程及擴(kuò)展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源。微課時(shí)間短，通常只有10分鐘左右的時(shí)間，主要針對(duì)課程的重難點(diǎn)知識(shí)。在電磁類(lèi)課程體系中，由于概念抽象，重難點(diǎn)知識(shí)多，理論性極強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)消化有困難，動(dòng)力不足。將電磁類(lèi)課程的重難點(diǎn)知識(shí)以微課的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，充分體現(xiàn)微課的時(shí)間短、內(nèi)容少、主體突出等優(yōu)點(diǎn)。在電磁類(lèi)課程的微課中，圍繞電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)和天線應(yīng)用三個(gè)模塊，引入了磁電偶極子、5G天線及人工電磁結(jié)構(gòu)天線等內(nèi)容，充分落實(shí)“學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工程教育理念，課程錄制了近40次的微課，培養(yǎng)學(xué)生的電磁工程實(shí)踐能力，提升學(xué)生分析天饋線系統(tǒng)工程問(wèn)題的能力。

5? 虛擬仿真程序

虛擬仿真程序在消化抽象概念和分析具體問(wèn)題時(shí)具有獨(dú)特作用。在主干教材之外，為課程配套虛擬仿真程序和源程序必不可少。電磁類(lèi)課程內(nèi)容抽象難懂，對(duì)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)矢量在空間的變化，需要采用梯度、散度和旋度進(jìn)行描述，編寫(xiě)虛擬仿真程序是解決這些抽象概念的有效措施。課程配套的虛擬仿真程序可以采用Matlab、HFSS及ADS軟件等，其中Matlab在描述數(shù)學(xué)模型具有獨(dú)特作用，可以通過(guò)Matlab編寫(xiě)的源程序形象展示具有完整解析式的抽象概念問(wèn)題；而用HFSS軟件可以采用有限元方法分析電磁工程問(wèn)題的三維空間模型，給出具體電磁輻射體的三維方向圖、增益等內(nèi)容；采用ADS軟件可以從電路理論的角度分析射頻電路，減輕了理論設(shè)計(jì)的難度。此外，在虛擬仿真的基礎(chǔ)上，搭建小型化電磁場(chǎng)演示儀，以實(shí)物形態(tài)演示虛擬仿真的結(jié)果，讓“抽象難懂”的理論問(wèn)題變得具體化和形象化，有效推動(dòng)學(xué)生理解和掌握電磁波從發(fā)射、傳播到接收的全系統(tǒng)的知識(shí)，提高了在電磁工程方面的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

四? 結(jié)束語(yǔ)

在新工科背景下，電磁類(lèi)課程立體化教材建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，教材體系的各部分內(nèi)容相輔相成、互為補(bǔ)充，構(gòu)成一個(gè)整體，成為教師與學(xué)生緊密聯(lián)系的“橋梁”。教材體系的改革目標(biāo)不僅使學(xué)生掌握牢固的理論知識(shí)，更重要的是提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，立體化教材也將呈現(xiàn)出形式多樣的特征，電磁工程的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)也將更容易被學(xué)生接受。

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