《电磁场与电磁波》课程在物联网时代的教学改革

摘 要：本文针对当今物联网时代的高速发展，对传统课程《电磁场与电磁波》的教学改革进行了深入的探讨与研究。首先，电磁场与电磁波首先建立在大学数学的基础上，然后通过基本电磁物理概念的梳理，引出电磁学的基础——麦克斯韦方程。其次，联系最新的物联网时代对微波天线技术的发展要求，引出电磁波的基本特性和传播规律。最后，理论联系实际地引入波导及传输线的特性。最终使学生掌握电磁场与电磁波在物联网及信息时代的应用背景和运行的基本物理规律。

关键词：电磁场；电磁波；微波；天线；教学方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.256

1 课程背景与现状

我们现在处于一个物联网的时代，也处在一个信息爆炸的时代，身边的各种电子产品都能接入互联网，包括笔记本、手机、智能手表、手环、液晶电视甚至空调、冰箱。对于这些接入互联网的设备而言，不仅包括传统的宽带、光纤形式，也包括最新的无线接入形式，如WIFI，蓝牙等等。因此这些设备都离不开其中的一个关键部件——天线，而天线又是通过电磁波传递信号数据，因此，学习《电磁场与电磁波》这门课程是了解当今物联网时代背景的基础。

传统的《电磁场与电磁波》课程主要注重基本的数学和物理概念，缺少对时代背景的联系，也缺少对实际工程项目的具体分析。因此，在传统课程的基础上，我们应当做出进一步的全面改革，不仅从教师自身科学素养与工程经验的角度，也要从备课方式、课程内容的设置、课堂呈现方式以及作业布置的角度，去更新这门课程的教学方式。使学生在新的专业体系下，能够掌握更丰富的专业知识和具备更高的专业知识素养，从而更好地面对新时代的发展要求。

2 教学改革内容

谈到教学改革，第一步应当是提高教师自身的科学素养及丰富自己的实际工程经验。传统高等学校对教师的培养方式过多地强调科学论文的数量，忽视科学论文的质量。另外，鼓励更多的是“两耳不闻窗外事、一心只读圣贤书”的科研态度。在新的物联网及信息时代，我们虽然也需要这类关着门一心钻入学术研究的老师，同样也需要一批能够承担工程项目的老师，并且需要有敢担当能成事的魄力与能力。因此在新的多元考核方式和多元培养模式的基础上，将大学教师自身培养成为具有深层次科学素养及深厚工程经验的学者，能为课堂精彩内容的呈现做一个很好的铺垫，也同时刺激学生感到学以致用，进而激发他们更加奋发向上，并愿意全身心投入到学习中。

教学改革的第二步就是备课的改革。在第一步的基础上，教师积累了一定科学素养与工程经验后，备课的工作不仅可以做得更专注，也可以做得更全面。通过对电磁场与电磁波、微波天线、电波传播等相关行业不同教科书的类比与研究，通过不同工程项目实施所积累的工程经验，可以全面梳理相关行业的各类科学与工程应用，在此基础之上可以分析比较通过何种方式呈现能帮助学生融会贯通课程知识，最终将最适宜学生接受的内容整理于课堂讲稿与展示的PPT中，为课程的讲授打下一个良好的基础。

教学改革的第三步就是授课的改革，授课是与学生面对面交心的开始，是传授知识的关键环节。如何在这一步上提高学生对所学知识的转化能力也是十分重要的。因此，在课程的开始环节，最好从一个工程实例引入，激发学生的好奇心，如何去解决这个工程实例，接着慢慢进入到课程的正文中。并且理论联系实际，指明具体工程项目对参数的要求形式，从这些参数出发介绍本章本节所要讲授的具体内容。另外，在课程的讲授过程中，多采纳提问法，让学生不再一股脑儿地被动接收，而是边思考边吸收。再者，课件PPT的展示也要图片与公式相结合，图文并茂，否则很容易让学生在公式的海洋中逐渐失去兴趣，慢慢把上课变成一种老师和家长的任务要求，而非主动学习的路径形式。

教学改革的最后一步是课后作业的布置。虽然表面上看起来作业不是一个十分重要的环节，但是在具体不同实施方法上，可以对学生对知识的吸收产生迥异的效果。在传统的作业形式中，多为公式推导或者生搬硬套地套用公式去进行计算的形式。因此，针对新的物联网时代的要求，应该用工程项目的实现等类似形式，通过具体小项目的实施，再结合课后的习题，使学生掌握一个完整的设计过程，能让学生充分感受到学以致用，并且愿意将时间花在作业上面，减少大面积的抄袭现象。

3 结语

总而言之，在新的时代我们需要对电磁场与电磁波课程进行新的改革，其不仅仅是从课堂呈现的形式出发，也是从教师自身的角度出发，通过科研论文的研究和工程項目的锻炼，去提高课堂教学水平。另外通过多种教学方式相结合的方式，图文并茂地将知识要点传授给学生，并且通过课后小项目加习题相结合的方式对学生进行考核，最终使学生感到学以致用，并对学习产生兴趣，最终提高课程的教学质量。

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作者简介：许丽洁（1987-），女，江苏江阴人，博士研究生，讲师，研究方向：微波天线。