首页 -> 2007年第8期
关于高职《电磁场与电磁波》课堂教学的探讨
作者：胡文祥
关键词：电磁场与电磁波；难题；对策；启示
广播影视学院信息工程系高中起点的高职班之所以开设《电磁场与电磁波》课程，是为后续的专业课程《微波与天线》做理论基础准备的。该课程是否学得好，基础打得是否牢固，将直接影响以后专业课教学的正常进行，也关系到卫星数字技术等相关专业学生的学习质量，总之有着重要的意义。
课堂教学遇到的难题
该门课程虽是经典课程，然而对职业技术学院的专科生开设该课程，必然遇到一些不可逾越的难题。
学生的数理基础薄弱《电磁场与电磁波》以电磁学三大实验定律（库仑定律、毕奥—沙伐尔定律以及法拉第电磁感应定律）和两个基本假说（有旋电场及位移电流）为基础，归纳总结出麦克斯韦方程组，然后讨论静态场、时变场以及电磁波的传播与辐射特性，该过程需要大量的数学、物理基础知识。高职学院的学生虽然来自高考统招生。然而由于学校招生建档线偏低，班上学生高考分数平均只有350分，个别学生的分数甚至不到300分，一些学生的数学基础很差，对高中阶段必备的数学知识，例如复数知识、直角坐标系概念及三角函数公式等都很模糊，有的学生甚至没有接触高中段的电磁学。大专生实际在校时间较短，只有两年半的时间，许多必须掌握的数理基础知识在大一时就没有学好，有的课程根本没有涉及，如场论、线性代数、常微分方程、《普通物理学》的电磁学部分等。学生本课程教学必须用到的数理知识储备根本不够，很多学生甚至没有真正建立微积分的概念，更谈不上用这些知识去分析问题与解决问题。如此，在沙滩上建高楼，难度很大。
学生对经典理论普遍兴趣不高学生由于数理基础差，听课时的必备知识储备不够，新课听不懂，作业无法做，从而影响到下次课的教学效果。如此恶性循环，很多学生的学习兴趣迅速下降，个别学生开始厌学，出现课堂上开小差、睡觉甚至逃学的现象。
学生的自学能力普遍不强学生的学习主动性不够，缺少独立研读教材、攻克科技难关的自觉性。如果教师课前不要求预习，课后又不检查督促，大多数学生对教科书连摸也不愿意摸，作业根本不去做。
教学课时安排不足国内尚无适合高职高专使用的《电磁场与电磁波》相关简明教材，我校使用的是成都电子科技大学谢处方教授新编教材的第三版。这本教材是教育部推荐的100本优秀教材之一，至少需要75个学时，而我们一学期最多只能安排60个学时，时间很紧。
解决难题的对策
面对在教学过程中遇到的难题，笔者经过反复思考并征求某些专家的意见，采取如下具体做法：
精简教材，择其所需《电磁场与电磁波》作为一门经典理论，以矢量分析为数学工具，知识点涵盖电磁学的方方面面，内容十分丰富和深奥。教师在教学时对各个章节的内容不可能面面俱到，把本科教材内容浓缩成“压缩饼干”。于是笔者对所用教材的章节内容进行了筛选，选择的依据是：（1）关系本课程的基本的结构、理论、概念及公式（例如梯度、散度、旋度、麦克斯韦方程组等内容）不仅要讲，而且要舍得花费时间和精力，讲清讲透。（2）与后续专业课程有联系的内容（如电磁波传播、波导、谐振腔、电和磁的对称性等内容）一定要讲，而且要讲仔细、讲完整。（3）对今后实际工作有实用价值的知识（例如波动方程、传输线理论、电磁波的辐射等内容），力争讲到，讲好。（4）对于因为需要大量数学知识而无法讲透的内容（例如动态矢量磁位，圆波导的场分布等），宁可舍弃不讲或者只介绍结论省略推导演示过程。（5）与知识总脉络联系不太紧密的内容（例如格林函数等），尽量不涉及。
做好教授新课的准备工作教师在进行教学时常常需要一边讲新课，一边补充介绍必备的数理知识，急用先学，立竿见影，有时甚至先占用一节课的时间补数理知识，然后才讲新课。
理论与实践互补例如，笔者在暂无微波实验器材与电磁学实验室的情况下，尽可能自己去寻找教具；为了让学生对矩形波导装置有直观的认识，笔者让同事去铜陵的生产厂取来一些波导管样品；为了让学生初步了解电视信号发射的基本概况，笔者带领学生去大蜀山顶的电视发射台参观学习，以激发学生的学习兴趣。
安排难度适中的课后习题由于教材上的习题绝大多数难度很大，学生无法独立完成，笔者只好精讲书上例题，然后自拟类似的习题让学生按照教材上的解题思路，照葫芦画瓢去完成，以加强课堂教学的效果，达到应用与复习的目的。
做好课后的辅导工作对于学生的作业要认真批改，将课堂点评与课后辅导相结合，必要时提供参考答案，尽可能杜绝学生互相抄袭作业的现象。
实际教学的启示
通过《电磁场与电磁波》课程的实际教学，笔者得到以下几点启示：
教师必须研究透彻教材对于该课的课堂教学不能做到面面俱到，更不能照本宣科，因此需要教师对教材的内容进行取舍。教师必须首先弄清该课程的历史沿革和知识的总脉络，只有融会贯通讲课才能得心应手。笔者在此建议有关专家编写供大专与高职教学使用的《电磁场与电磁波》简明教材。
学生需要做好课堂笔记因为该课的教学无法完全按照教材的内容排列顺序，课堂讲授的跳跃性较大，补充的数理基础知识也很多，因此，听课时应要求学生做好笔记，这样既可以提高学生的课上注意力，又有助于学生课下的复习与领会，了解知识脉络。
注意教学方法根据学生现有的知识结构与实际掌握的程度，笔者建议采用有别于过去的教学方法：（1）淡化理论的缜密性要求，尽量减少数学推导，注重物理概念的理解。例如，由麦克斯韦方程组导出电流连续性方程的推导过程就不必在黑板上演示。（2）多采用比较法，对结构相似的定理、定义与公式（例如矢量的散度与旋度的比较、真空中静电场与静磁场的特性比较、介质中的电磁场特性比较等内容）进行综合归纳，列出表格，对比相似点与差异点，以加深学生对于概念的理解与记忆。（3）尽可能利用资源，上好实验课。实验课无论对于调动学生的学习兴趣，启迪思维还是训练动手能力都很有益处，并且有利于加强学生对于课堂教学知识的掌握与巩固。实验室设备尚不完备的院校可以借用兄弟院校的实验室，实行资源共享。（4）课下多与学生沟通，增进师生的感情以便活跃课堂气氛。
尝试实行学分制在实行“宽基础、活模块”的教改方案的同时，可以尝试实行学分制，使每一位学生可以根据自己的志趣爱好与文理基础，自主选择专业方向与课程设置，学院对此应提供充足的专业课程挑选空间。
参考文献：
[1]谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]钟顺时.电磁场基础[M].北京：清华大学出版社，2006.
[3]冯林，杨显清，等.电磁场与电磁波[M].北京：机械工业出版社，2004.