淺淡電磁場與電磁波的教學(xué)方法教育文檔.doc

1、淺淡電磁場與電磁波的教學(xué)方法電磁場與電磁波 是高等學(xué)校電子信息類及電氣信息類專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課， 是在大學(xué)物理的電磁學(xué)部分的基礎(chǔ)上，應(yīng)用高等數(shù)學(xué)作為工具， 進(jìn)一步研究宏觀電磁場的基本規(guī)律及分析計算方法， 使學(xué)生熟悉重要電磁場問題的數(shù)學(xué)模型的分析計算方法，掌握“場”與“路”這兩種既相區(qū)別又相聯(lián)系的思想，具備對簡單電磁現(xiàn)象和電磁過程用“場”的觀點進(jìn)行定性分析和判斷的能力。本課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)生以后從事微波技術(shù)、天線、無線通信、電磁兼容等領(lǐng)域的研究打下了必要的基礎(chǔ)。但是該課程是公認(rèn)的難教難學(xué)的課程之一， 其理由是： 公式繁多、內(nèi)容抽象。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情， 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)教學(xué)

2、方法顯得尤為重要。一、課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題我校電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、自動化等專業(yè)開設(shè)了電磁場與電磁波這門專業(yè)基礎(chǔ)課，理論學(xué)時為 56 學(xué)時。而本課程理論性比較強(qiáng)，學(xué)時略顯緊張。在教學(xué)中，存在著以下問題： （1）在教學(xué)過程中，教師對某些公式過多地推導(dǎo)， 占用大量授課時間， 提供給學(xué)生的信息量大為減少，引起教學(xué)效率低下。 （2）本課程理論性強(qiáng)，概念高度抽象且繁多，公式推導(dǎo)多、計算過程復(fù)雜，使得教師難以生動形象地講解，課堂相對枯燥單調(diào)，學(xué)生難于深入理解課程內(nèi)容，普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣。（ 3）本課程對學(xué)生空間想象及數(shù)學(xué)知識等方面能力有較高的要求， 坐標(biāo)變換、 微積分等數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用更是貫穿整門課程

3、。數(shù)學(xué)功底不好的學(xué)生，尤其容易產(chǎn)生畏懼心理。（ 4）本課程理論及各種公式的記憶、理解、掌握和具體運用，都有一定的難度，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。二、教學(xué)方法的探索1. 科學(xué)劃分教學(xué)內(nèi)容在課程安排上， 從矢量分析入手， 使學(xué)生掌握矢量代數(shù)和矢量微積分，運用矢量分析方法使得公式簡明確切，然后采用公理法逐步建立電磁模型，介紹靜電場、靜磁場，再由時變場得出麥克斯韋方程。 在授課中， 以大學(xué)物理相關(guān)理論為基礎(chǔ)引出本課程中的知識點。 除了電磁場的基本性質(zhì)和基本規(guī)律，授課內(nèi)容還包括傳輸線理論及其應(yīng)用、波導(dǎo)和諧振腔、天線和輻射系統(tǒng)，使學(xué)生能應(yīng)用背景知識理解基本的電磁模型。另外，在課堂上適當(dāng)?shù)赜懻撓嚓P(guān)的技術(shù)應(yīng)用，

4、如噴墨打印機(jī)、極化濾波器、靜電屏蔽、多普勒雷達(dá)等內(nèi)容， 加深學(xué)生對電磁場理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。根據(jù)教學(xué)計劃中的教學(xué)內(nèi)容， 將教學(xué)知識點進(jìn)行梳理劃分， 對于重、難點部分，由教師課堂授課完成；對于拓展型知識點，如相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用，由教師在課堂上引出，與學(xué)生進(jìn)行少量討論，主要由學(xué)生在課外查找相關(guān)資料自主學(xué)習(xí)完成。 例如，靜電場中分離將知識點劃分成不同的層次，電位函數(shù)的邊值問題的求解，變量法、直角坐標(biāo)系中邊值問題為講授型知識點，由教師課堂授課完成，而對于圓柱坐標(biāo)系中邊值問題的求解、 球坐標(biāo)系中的邊值問題以及等電位線的描繪為拓展型知識點， 由學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)完成。2. 多媒體教學(xué)與板書相

5、結(jié)合對于這類難教難學(xué)的課程， 單一的板書教學(xué)方法已不能適應(yīng)教學(xué)需求。對于抽象、深奧的問題與概念，采用圖文并茂的多媒體課件代替板書，以形象、生動、直觀的方式展現(xiàn)，并且用字體、顏色的變化突出教學(xué)重、難點，使學(xué)生能很快抓住學(xué)習(xí)的重、難點，從而保證聽課效果。對于一些抽象圖形，比如行波和駐波的實時變化波形、 平面電磁波的傳輸過程、 波導(dǎo)中電磁波的場結(jié)構(gòu)等，很難用語言來準(zhǔn)確描述，但結(jié)合多媒體手段，如采用 Flash 動畫來進(jìn)行演示，可以直觀而生動地表現(xiàn)出來，激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)習(xí)效率。且使用多媒體教學(xué)，減少了教師板書的時間，增加了教學(xué)信息量，保證了教學(xué)進(jìn)度，提高了教學(xué)效率。另外利用多媒體課件可提供一定的課

6、外材料供學(xué)生分析，讓學(xué)生了解理論知識以外的應(yīng)用知識。但是，僅僅運用多媒體課件進(jìn)行全部教學(xué)也是不恰當(dāng)?shù)模?多媒體教學(xué)加快了教學(xué)速度， 留給學(xué)生消化理解的時間減少， 導(dǎo)致學(xué)生不能很好地進(jìn)行理解。 且較多知識點涉及復(fù)雜數(shù)學(xué)推導(dǎo)及計算，如果只在課件上播放， 學(xué)生很難跟上教師思路， 影響教學(xué)效更好地參與課堂學(xué)習(xí)。而板書教學(xué)使學(xué)生容易跟上教師思路，果。所以，單純的板書或多媒體教學(xué)都不是理想的教學(xué)手段，只有適當(dāng)?shù)陌鍟虒W(xué)配合形象生動的多媒體展示，才能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。3. 理論與應(yīng)用實例相結(jié)合電磁場與電磁波是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中， 會覺得理論與應(yīng)用脫節(jié)， 沒有學(xué)習(xí)興趣。事

7、實上電磁場理論有廣泛的應(yīng)用背景， 尤其是通信、軍事等領(lǐng)域。因此，在課堂授課中教師可以增加與理論密切相關(guān)的應(yīng)用背景知識，列舉一些工程實踐和日常生活中電磁理論應(yīng)用的實例， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 培養(yǎng)邏輯思維與創(chuàng)新思維。 如磁懸浮列車為什么會懸浮， 微波爐中為什么不能用金屬碗， 隱形飛機(jī)為什么會隱身，以及靜電復(fù)印工作原理、醫(yī)學(xué)中的微波治療、磁共振成像技術(shù)等，使學(xué)生充分認(rèn)識到本課程的重要性，提高學(xué)習(xí)的主動性。但課堂上教師提出的實例， 要與課堂所學(xué)理論內(nèi)容有所關(guān)聯(lián)， 且應(yīng)用實例的討論不可過多， 以免壓縮正常授課內(nèi)容。 通過學(xué)生自由討論之后， 教師適時進(jìn)行點撥， 再進(jìn)一步結(jié)合課堂教學(xué)知識點進(jìn)行歸納講解，

8、強(qiáng)化所學(xué)內(nèi)容， 使學(xué)生更好地理解和記憶所學(xué)內(nèi)容。4. 采用多種教學(xué)方式教師應(yīng)該采用多種教學(xué)方式吸引學(xué)生注意力， 如使用啟發(fā)式教學(xué)，適時地向?qū)W生提出一些問題，引起學(xué)生的思考。在設(shè)計問而不是簡單的是非判斷應(yīng)該設(shè)計能夠使學(xué)生思考的問題，題時，題。例如，在提到舊知識點時，可以向?qū)W生提出問題，使學(xué)生回憶學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，查漏補(bǔ)缺。教學(xué)時可以設(shè)置探究式問題，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題， 培養(yǎng)學(xué)生的自主思考及創(chuàng)新能力。 提及拓展型的應(yīng)用實例時， 教師先啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考， 激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生自由討論，然后加以提示進(jìn)一步啟發(fā)。同時，教師提問的過程，也是師生交流互動的過程，通過觀察學(xué)生的回答，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況

9、， 及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度， 從而提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)的教學(xué)為填鴨式教學(xué)，偏重教師講授，課堂氣氛單調(diào)。我們可以嘗試開展互動式教學(xué)， 以教師講授為主， 穿插學(xué)生講課及自由討論等形式， 更多的讓學(xué)生參與到教學(xué)中。 課堂上鼓勵學(xué)生勇于提問，對課本上的例題可采用學(xué)生先進(jìn)行討論， 再讓學(xué)生講解，最后教師進(jìn)行點評的方法。 或者對于小部分課程內(nèi)容， 由部分學(xué)生主講，再由教師點評及總結(jié)歸納。每一章學(xué)習(xí)結(jié)束后，可讓學(xué)生分組討論，總結(jié)歸納所學(xué)重難點，寫出自己的學(xué)習(xí)筆記。這些措施充分地培養(yǎng)了學(xué)生的獨立思考能力以及分析、 解決問題的能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。在課堂教學(xué)中， 我們還要注意講授的形象生動以及類比法的應(yīng)用。例如講解

10、方向?qū)?shù)和梯度的概念時， 教材中定義梯度幅度為標(biāo)量的空間最大變化率， 方向為標(biāo)量增加率最大的方向。 如果直接按照書上講解，學(xué)生會覺得概念抽象。但如果換種方式，將生活中常見現(xiàn)象聯(lián)系起來， 學(xué)生就比較容易理解， 如可以使用山這個例子來講梯度的概念，最陡的方向就類似于梯度。教學(xué)時，抓住新舊知識的連接點，巧妙運用類比， 使學(xué)生更好地理解所學(xué)知識，避免概念上的混淆。比如靜電場與恒定電場、靜電場與恒定磁場、麥克斯韋方程組中的時變電場和時變磁場，都存在可類比的地方。而對于小的知識點，比如矢量的點積和叉積，散度和旋度，也都有類比的地方。通過類比，可加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握。5. 運用網(wǎng)絡(luò)做好課后輔導(dǎo)工作在高校教堂教學(xué)以外， 教師很難見到學(xué)生， 難以確切掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。 為了讓學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識， 除了固定時間地點面對面答疑， 還可利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行即時的課后輔導(dǎo)工作， 將網(wǎng)絡(luò)教育與課堂教育有機(jī)地融合起來。 當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中有疑問時， 可采用電子郵件或 QQ等交流方式，即時與教師進(jìn)行溝通，尋求幫助。教師還可以建立 QQ群，與學(xué)生進(jìn)行課后的互動交流，學(xué)生也可將問題在 QQ群中提出來大家一起討論。教師可以建立與課程相關(guān)的網(wǎng)站或博客，將授課的課件、動畫演示、拓展資料等掛在網(wǎng)上，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。同時積極引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源了解學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài)以及熱點問題，進(jìn)行