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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇电磁波课程论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：工程电磁场教学；科研项目；教学效果
作者简介：朱希安（1962-），男，黑龙江讷河人，北京信息科技大学信息与通信工程学院，教授。（北京 100101）
基金项目：本文系北京信息科技大学2012年度教学改革立项项目（项目编号：2012JGYB17）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0062-02
工程电磁场和电磁场与电磁波课程分别是电子信息工程和通信工程专业的专业骨干课程。为了使学生能够学好和掌握这门课程，该门课程的教师费劲了心机，想尽了办法，总的看教学效果都不够理想。究其原因，一方面是该类课程的学习的确困难，数学公式繁多，对学生的数学基础要求高，同时电磁场与电磁波既看不见又摸不着，要求学生要有较好的空间想象力，加之教学方法主要以理论教学为主，没有相应的科研课题与之对应，学生得不到感性认知，造成学习该门课程的目的不够明确，学习的积极性和主动性欠缺，影响了后续的微波技术、电磁兼容等课程的学习，甚至影响了考研。为此急需将理论课程的学习与科研项目相结合，探索这类课程教学与实践相结合的方法、具体实施的步骤、理论课与实践课的学时比例等问题，为该类课程的教学改革积累经验，提供第一手资料。
一、本科教学与科研项目结合的优点
1.有效提高学生学习的兴趣和自觉性
工程电磁场和电磁场与电磁波课程的讲授是诸多课程教学的难点之一。在教授该门课程的过程中，经常有学生问老师学习该门课程究竟有什么用？对以后找工作有什么帮助？每当遇到这样的问题，即使老师讲了许多应用实例，学生仍很难得到感性认知。基于上述实际情况，北京信息科技大学专门设立了研究课题。课题以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为基础，从2010级及2011级电子信号工程专业及通信工程专业的本科生中优选5～10名左右的学生参与该项目的具体研究，以求使他们能够提高对电磁场与电磁波学习的兴趣，增加该门课程的感性认识，深刻地理解和掌握本门课程学习的目的和意义，提高学习的自觉性。同时，为探索本课程教学方法和实践教学的改革积累经验。
2.更好地锻炼学生的实践能力、创新能力
科研项目所研究的内容都是本学科、本专业急需解决的问题，具有很强的综合性，并在某种程度上需要创新。学生参与教师的科研项目，利用已学过的知识，在教师的指导下独立地解决问题，可以培养、锻炼独立工作的能力。由于科研项目研究的都是本学科最前沿的问题，学生难免会遇到没有学过的理论或遇到没有涉及的实际问题，这会激发学生的自学热情及挑战困难的勇气和创新精神。科研项目涉及的内容广泛，需要项目组成员间的紧密协作和良好的沟通，在此过程中可以培养学生的团结、协作精神，提高处理问题、解决问题的能力和沟通能力。
3.有利于培养学生的责任意识
科研项目通常是分割成许多相互联系和相互渗透的子课题。学生承担的部分内容是项目的有机组成部分，如果学生由于自身的原因完不成指导教师所布置的毕业设计，某种程度上就会影响整个项目完成的进度。学生迫于这方面的考虑就会增强责任意识，起早贪黑，刻苦钻研，克服困难，完成任务。
二、具体的实施过程和方法
1.学生的优选
在教师的指导下，优选出的本科学生与研究生多次见面、沟通，探讨课题的研究内容、研究难点和与电磁场与电磁波类课程的关系，使学生真正了解所学课程的用武之地，激发他们的学习主动性和自觉性。例如：研究生的研究课题中有：重叠回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、瞬变电磁信号消噪方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维纵向电导解释方法研究等。通过上述过程，从研究生的研究课题中，减少研究内容和研究难度，确定本科生毕业设计题目。例如：瞬变电磁信号小波阈值消噪方法研究、瞬变电磁信号不同小波分解层次消噪对比分析、瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究、瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究、瞬变电磁中心回线装置均匀半空间视电阻率的研究、基于小波阈值的瞬变电磁信号去噪方法研究、不同小波基的瞬变电磁信号消噪对比分析等都是从研究生课题中缩减内容和减少难度确定的。
2.指导过程的有效性
学生选定后，对教师而言即开始了教学与研究项目结合、提升教学效果的实践工作。教师从授课计划到教学方法的改进，乃至教学管理部门——教务处的管理模式都应该有相应的调整。整个过程的每个环节均直接影响该项目的实施质量。教师应做到严格要求、整体把握、指导具体、科学有效。
在学生参加课题研究和上课的同时，教师应指导研究生与本科学生做好确定方案，在研究生的指导下查找相关的文献，拟补参与课题研究所需知识的不足，以便学生尽早进入工作状态。文献检索与应用是科学研究的必备能力之一。合理利用文献资料是了解前人成果、避免低水平重复的必要手段。然而，考虑到学生的能力和精力有限，加之大三时学习任务也较繁重，进行大规模的资料检索工作不太现实，笔者的做法是指定部分关键性的专著和论文，要求学生查找和阅读，以便他们迅速进入状态，少走弯路。
3.与考研方向相结合，促进考研率的提高
出于就业形势的压力和继续深造的要求，很大一部分学生要参加考研。由于考研复习外语和数学与参加课题研究的时间有一定的冲突，处理不好会影响学生对参加课题时间和精力的投入。如果能将课题研究与学生的本科毕业设计和考研后的研究方向相结合则可最大限度地调动学生参与课题研究的积极性。而且，如果他们现在所学习和研究的内容就是他们硕士阶段的研究方向，这对于考研的专业课考试和复试阶段的口试都有极大的帮助，因此学生会投入极大的热情和尽最大的努力学好电磁场与电磁波这类课程，高质量地完成毕业设计。例如，笔者2013年度所带的两个学生所作的毕业设计题目是《瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究》和《瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究》。由于这两个学生所做的毕业设计的内容既与本人的科研项目结合，也是他们考研后导师的研究方向，在毕业设计过程中两个学生非常地努力，克服了种种困难，出色地完成了毕业设计，毕业设计答辩获得了优秀成绩。同时，考研的专业课成绩和复试的成绩在考生中名列前茅，分别顺利地被北京邮电大学和中科院录取为硕士研究生，所撰写的科研论文经笔者修改后也发表在核心期刊上。通过毕业设计与考研研究方向结合，取得了较好的效果。
4.建立有效的沟通联系制度
参加教师的科研项目研究是锻炼学生各方面能力的一次极好的机会。然而，由于本科生初次接触这类实践性较强的教学过程，难免有些不适应，建立有效的沟通和联系制度显得十分必要。在上课的同时，又要参加科研实践，对学生的要求较高。笔者的做法是建立研究生与学生讨论的例会制度，坚持每周两次研究生与本科学生会面，其中一次为指导教师答疑解惑时间，另一次为详细讨论、总结交流会。每位同学都要在会上对前一阶段的电磁场与电磁波课程学习中所遇到的问题进行总结，并把课程中所学习的内容与研究课题的内容关联，找出课程中哪些是基础知识、哪些是研究课题中遇到的问题以及解决课题某些难题的需要自学和补充的知识，提出来让大家讨论。在讨论时，指导教师倾听、引导和总结，鼓励学生间的自主交流。这样既可实时掌握课程的教学效果和学生课题研究的参与程度及进展情况，也可以使学生间了解彼此的体会，相互促进，形成良好的学习、科研氛围。笔者近几年的实践表明，例会制度是行之有效的，取得了一定的效果。
5.强调规范化管理和检查制度
对研究生指导本科生参加研究项目、促进电磁场与电磁波课程学习的过程要规范组织管理和操作程序，明确责任，理顺关系，制定完善的规章制度，使管理科学化、规范化。在这个过程中，指导教师要督促和指导学生按照规范化的程序保质、保量按时地完成各阶段的任务。具体地讲，每个参加课题研究的学生要写一个实践报告，总结参加课题的收获和电磁场与电磁波课程学习的体会与方法，供本届和下一届学生参考以及教师授课时讲解。
三、收获与体会
本次研究以提高工程电磁场导论和电磁场与电磁波的教学效果为出发点，以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为依托，探索和研究本类课程教学的理论与实践方法，以求通过学生参加项目的实施和研究过程，提高对本门类课程学习的积极性和认清学习与掌握该类课程的重要性以及与后续课程学习（例如，天线和微波课程的学习）、考研、毕业后从事相关领域工作的相关性。通过优选的5～10名2010级及2011级学生参加瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究项目，跟踪和评价学生参加实际的研究项目对本类课程学习和教学效果提高的促进作用，使学生能够学以致用，为改进电磁场与电磁波课程的教学积累经验，奠定基础。通过本次实践研究得到了以下几点认识：
理论教学与科研项目相结合是科研成果转化为教学成果的途径，是科研与教学相互作用、促进教学水平提高和学生获取课程内容感性知识的有效手段，有助于提高该类课程学生学习的兴趣和自觉性，提高教学效果。
在本项目的实践过程中可以培养学生的团结、协作精神、责任意识，挑战困难的勇气和创新精神，独立地解决问题的能力和沟通能力等。同时，在项目的实施过程中，结合学生的实际情况，提前开设毕业设计题目，摸索行之有效的毕业设计科学和规范的管理方法、正确指导、有效沟通方法，促进毕业设计的质量提升。此外，在项目的研究过程中，有意识地培养学生对本校的眷恋度，提高考研第一志愿报考本校本专业的比例，提高本专业的考研率。
通过本项目的实施探索课程教学改革的有效途径和方法，形成一套行之有效的管理办法，为该类课程的教学提供示范。
探索学科建设成果转化为本科人才培养优势的机制与途径，在此成果的基础上凝练新的学科方向，促进学科建设。
参考文献：
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关键字：Mathematica，电动力学，课堂教学
中图分类号：G423.07 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
引言
大学高等教育通常致力于培养专业基础扎实、有较强实践能力和拓展潜力、富有创新精神的本科人才。其中理工科专业要求学生系统掌握专业基础理论、基本实验方法和实验技能，并具有较强的数理基础。近些年，大学普遍扩招，生源质量下降，学生数学基础不够扎实，冷门专业情况更是严重，不少学生往往因专业知识在数学计算上的复杂及相关定理、概念和过程的抽象等问题而失去学习兴趣，导致专业课的教学学习效果不够理想[1]。
基于此种情况，已有不少人把多种现代教育技术如Matlab，Java，Mathematica等软件应用到课堂教学中[2， 3]，使现代教学技术在提高学生学习积极性、优化课堂、提高课堂效率等方面取得了较好的效果。Mathematica是一款科学计算软件，其很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统以及与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位，截至2014年，它也是世界上使用最广泛的数学软件之一。普遍认为Mathematica的标志着现代科技计算的开始，它是世界上通用计算系统中最强大的系统。自从1988以来，它已经对科技和其它领域中计算机的运用方式产生了深刻的影响，并且在国外教学工作中获得了广泛的应用[4， 5]。从google学术搜索中搜寻Mathematica以及Education相关条目，有近十万条结果。从高中到研究生数以百计的课程都使用它，并有多本关于Mathematica教学的图书出版，涵盖多门专业教学。Karim等人[5]甚至还基于Mathematica软件开展了远程教学。而在我国，虽然教师们对于现代化手段在教学中的应用很早就开展了研究，但是一直以来不够重视，特别是Mathematica软件在教学中的应用和国际相比还处于初级阶段，还没有得到广大教师的足够重视和普遍使用。这从google学术检索中就可以发现，Mathematica与教育教学等词条相关的论文搜索结果还不到三千条。相关教学论文数量不够充分，内容也还很不深入，相关中文教材也处于缺乏状态，并且这些研究主要分布于大学物理以及数学分析这两门课程[2， 3， 6]。对于Mathematica在数学、物理等数学要求较高的大学各专业核心课程教学中的应用工作还未深入展开，而物理、电子等系核心专业课之一――电动力学的数学要求远比普通理工科专业高，因此本文欲在前人研究基础上，以电动力学部分难点的教学工作为例，展开深入分析，力图引入Mathematica软件辅助教学，消除学生对复杂公式的畏惧感，直观准确地展示各种物理图像，使学生对课程的学习有良好的进步。
1 应用
本文研究目的旨在借助于Mathematica软件将学生从复杂的微分偏微分方程求解过程中解放出来，并用图形和动画直观展示各重点难点，从而降低专业课的学习难度，达到提高学生学习积极性的目的，并使学生初步掌握Mathematica软件的使用方法，提高他们学习新事物的能力。
电动力学是很多大学专业的主干课程之一，如电子、信息、通信、物理等学科。其主要内容就是麦克斯韦方程组的来由及其在各种条件下的具体应用。此处我们以电磁波的传播为例，在瞬变条件下，变化的电场和磁场相互激发，形成在空间传播的电磁波。单从字面描述以及电磁波方程来看，较为抽象。学生一般很难理解。通过使用Mathematica软件，我们可以将平面电磁波的传播用图1展示。从图1中可以清晰看出平面电磁波的几个特性：1，平面电磁波是横波；2，电场、磁场以及传播方向三者是相互垂直的； 3，电场和磁场是同位相。
图1是静态图，实际上，通过图2所示代码，我们还可以用动画演示电磁波的传播。图2所示代码形式简洁，接近于自然语言，这样就让学生无须较高的编程水平即可自行编写代码，容易激发学生的学习兴趣。图2所示代码会生成一个简洁易懂，易于操作的界面，可以通过设置循环播放，良好地演示电磁波的传播。通过“waves”按钮可以分别演示不同个数的完整波形，时间轴可以快速或慢速地动态演示电磁波的传播过程，让学生轻松理解电磁波传播过程。
除了平面电磁波在无界空间的自由传播之外，平面电磁波在两块平行板之间的传播，也能形象清晰地展示。如图3所示，此图可以大大加深学生对电磁波传播的理解，便于学生学习。诚然此图所需代码较为复杂，不仅需要相关的电动力学知识，还必须熟悉偏微分方程求解理论，此外对Mathematica软件的使用熟悉程度也有要求，学生难以短时间内独立完成，需要进一步的训练之后才可能完成。类似的内容可以让学生课后完成，作为考核内容，这样可避免学生过于依赖该软件而忽视数学学习的重要性。
总而言之，Mathematica应用到电动力学课堂教学中，能让教学过程更生动，促进学生学习理解。
2 结束语
当前我国大学专业课教学中，数学分析软件的使用还处于初级阶段。学生薄弱的数学基础与专业课较高的数学分析要求是专业课学习过程中的主要矛盾之一。本文着力于解决由学生薄弱的数学基础和抽象的专业概念所引起的在专业课学习上的困难，让学生开阔视野，并培养学生利用工具软件的能力。从而可以将专业课学习过程中的复杂数学问题交给专业数学分析软件Mathematica来进行，学生只需掌握基本的数学原理，了解相关知识，配合Mathematica丰富的互动界面和图形显示功能，就能达到更充分更深层次理解内容本质的目的。本文重点有机衔接了电动力学与Mathematica软件，通过Mathematica在电动力学课堂教学上的使用，达到加强基本理论教学，扩展学生视野，引导学生关注科学前沿的发展动态，并训练学生的创新精神，而且避免了学生过于依赖该软件而置数学于不顾的情况。对于电动力学课程中的主要内容，可以建立一系列相应的数值程序，进而开发一个系统性的课件，辅助课堂教学，这将会对教学效果产生很大的促进作用。
参考文献
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[4] N.F. Britton. Essential mathematical biology[M]. Springer， 2003.
关键词：电磁场；理论教学；课程评价
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0222-02
一、教学现状
“电磁场原理”作为电气类专业开设的一门专业选修课，旨在将电路、信号与系统、通信原理等课程的内在联系用数学物理方程的形式进行理论整合。并通过教学活动，培养学生的科学思维能力和理论推导能力[1]。
学生和教师在教学交互过程中最集中的矛盾点在于，学生认为课程抽象难懂、高度依赖课堂的讲授过程、没有课后的相应预习与反馈，导致课堂教学活动以后，学生对电磁理论知识的理解处于一种似懂非懂的状态，不能灵活运用现有知识解释实践中遇到的电磁现象。一般认为，合适的教学方法，以及适当的教学手段是激发学生学习兴趣的最有效方法[2]。为了解决这一矛盾，提高教学的趣味性、直观性，提升学生对教学活动的关注度，在课堂上引入了多媒体教学手段[3-4]，并使用各种工程软件[4]将试验结论图表化。事实上，这在很大程度上降低了理论教学的要求，侧重于简单、应用、结论性的内容，而对理论推导过程中的技巧性和逻辑演绎部分却是一带而过，而这些往往是这门课程的精华所在，体现的是前人对已有知识的创造性应用，而这些正是当代大学生所缺乏的。因此，通常采用多媒体技术与板书教学相结合[5]的授课形式。
所以，在激发学生学习兴趣的同时，如何让学生对电磁场理论体系理解得更深刻、掌握得更充分，并能催生出学生的自主学习能力就是一个值得研究的课题。当代大学生对课程分数异常敏感，因此，通过对课程学习评价方式进行改革，在理论教学活动中适度给予学生“自主学习”的灵活度，让学生在课程实施框架内进行理论、实践的自由发挥，不仅可以激发学生的学习热情，同时可以培养学生掌握知识、应用知识的能力，从而达到加深学生对课程内容理解的目的。
二、“自主学习”的评价原则
课程评价方式的改变不仅要适应学校的教学现状，充分考虑到生源质量（学生的基础知识、分析问题的能力[6]，特别是微积分和矢量几何知识）等因素，同时也要考虑电磁场原理这门课程在校内的发展沿革，适应电气类专业的当前需求，在学校的要求、专业的需求、教学的成果三者之间取得平衡。通过教学内容的整合、教学方法的改变[7]，达到提高学生理论素养和实践能力的教学目的。武汉轻工大学《关于课程学习评价方式改革的指导性意见》明确提出，要改变课程学习评价方式单一、重结果轻过程的现象，采用多次、不同形式的评价方式，综合评定学生成绩及学习效果。
“自主学习”的目的在于促进学生的课外阅读和工程实践；评价的原则是以过程考核和能力考核作为学生知识掌握的评价依据，因此在教学评价的时效性和针对性上与以往的评价方式有很大不同。电磁设备和无线通讯技术的大范围普及，也为“自主学习”评价方式的建立提供了良好的支撑，在学习了位移电流和坡印亭方程的数学模型后，学生可以在课堂的小组讨论和课后的小论文作业中举出相关的应用实例，解释移动设备无线充电、手机工作时会发热的原理，使抽象理论和具体应用无缝对接，培养学生理论联系实际的思考能力，同时也考查学生对某一知识点的掌握情况。通过教学过程中的“自主学习”评价，做到对重要知识点的全覆盖。
“自主学习”评价方式是以培养能力为导向的评价机制，弱化了期末考试的评分比重，加大了对每个知识点的考查力度，强化了对学生的课后阅读及思考、工程实践能力的成绩评价。
三、“自主学习”的评价内容
“自主学习”评价的目的是为了提高学生对知识点理解的深度以及应用理论知识到实际工程问题中的能力。因此，在教学开始的第一堂课，就要清楚地向学生阐明“自主学习”的评价内容，并在发放给学生的“课程教学实施方案”中进行文字说明。在教学过程中，针对知识要点进行的测评前，须告知学生采用的评价方式和时段，需要阅读的参考文献资料和需要准备的其他辅助器材。在评价完成后，及时向学生反馈评价分数和评语，让学生了解自己的知识掌握情况。评价内容一般包括以下6个方面。
评价内容（1）：课后作业（占平时成绩30%）。①每一章节课堂学习完成后，要求学生能够自主推导这一章节中具有结论意义的数学物理方程，并解释这一（组）方程的适用条件和物理意义，加强学生对知识点的记忆，作为课后作业的第一部分；②任课教师出一道典型应用题，要求学生能够根据已知条件模拟计算实际工作中可能遇到的问题，并给出具体的数值结果，考查学生应用知识解决实际问题的能力。
评价内容（2）：分组讨论（占平时成绩30%）。①对于电磁场（包括静电场、稳恒电场、恒定磁场、时谐场等），要求学生以5―6人为一个小组，在学习完课程内容后，任选其中一项作为题目，以多媒体报告的形式用课堂知识解释一种观测到的物理现象或者提出一种新型应用技术的可能性；②每个报告的r间不超过5分钟，总的耗时不超过两节课。
评价内容（3）：小论文（占平时成绩30%）。①每个讨论小组根据分组讨论的结果，结合多媒体报告的内容，在参考近五年外文相关文献的基础上形成小论文；②小论文应该有明确的结论性陈述，对涉及到的电磁理论模型有详细说明，要求字数不少于2000字，内容理论结合实际，引用的外文文献和多媒体报告内容相关。
评价内容（4）：加分环节（占总成绩的10%）。如果学生能够根据电磁理论，设计并自主动手制作一种已有（如电刷）或者某种新型传感器，则予以加分鼓励。
评价内容（5）：处罚。对于在作业、分组讨论、小论文环节明显应付或者抄袭、舞弊的记零分，不予成绩。
u价内容（6）：平时成绩的构成。课后作业30%、分组讨论30%、小论文30%、考勤10%；平时成绩占总成绩的50%；加分环节的10分为总成绩的10%。
“自主学习”的评价内容可以针对某一个知识点、也可以针对一个章节来进行，总体上覆盖课程体系中的所有知识点，鼓励学生在教学大纲的所列部分进行自由发挥，也支持学生依据兴趣，针对诸如高压输电线电磁辐射、室内WIFI电磁辐射屏蔽等现象进行科学分析、构想解决方案，培养学生独立思考和探索的能力。通过这种评价方式，教师掌握学生每一阶段的知识掌握情况，学生则通过评价的反馈分数，了解自己的当前学习状况。评价内容既体现了学生个体的学习成果，也反映了学生团队的分工协作能力。
四、“自主学习”的评价效果
在电气专业的电磁场原理教学中，尝试进行“自主学习”的课程评价，并通过平行班的对比发现，进行“自主学习”的班级不及格学生非常少，高分学生增加；学生总评成绩的分布也更加科学合理，趋于正态分布；而平行班的成绩分布则趋于梯形；学生在教务系统中对教师的评价也较平行班的要高，学生对这种教学方式持积极肯定的态度，认为通过课程学习，掌握了电磁理论的基础性、原理性的知识，并能够对实际问题进行分析和解释。总体而言，“自主学习”评价体系的教学效果是积极的。
五、结语
通过实施“自主学习”评价的方案，缓解了学生对理论教学的畏惧情绪，在不降低理论教学要求的前提下，让学生积极参与到教学互动中，引导学生进行知识的搜集、整理、分析和逻辑推演，将抽象的电磁理论和具体的工业产品、物理现象、实验结论紧密的联系起来，在激发学生自主学习热情的同时，培养学生分析问题的能力，提升学生的创新意识，实现学生综合素质的提高。
六、致谢
本文的研究内容得到了武汉轻工大学“课程评价方式改革试点”项目的资助，编号为2016088。
参考文献
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??1999年开始，我国研究生招生规模维持在4%左右的稳步增幅。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》提出的目标，到2020年，我国研究生在校生规模将达到200万。届时，基本相当于我国2003年本科毕业生的总量。由于硕士研究生规模上的变化，最初在教育上一个导师带一二个硕士研究生，而目前一个导师带几个甚至十多个学生，导师没有足够的精力去手把手教所有的学生，只能延续采用大学的教育方法“灌输式”教育，出此下策导师们也是不得已而为之。
研究生培养目标最典型的目标是创新精神，因为研究生具备了较系统的知识结构，并且具有一定的自学能力，因此在教育上就要与本科生教育就要有一定的区别。目前，研究生课堂教学最常见的是“灌输式”和“放羊式”教学，显然不适合实现研究生培养目标。鉴于研究生的特点和培养目标，研究生的课程教学应该采取“启发式”教学方式。
启发式教育指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。本文针对《随机介质中波的传播与散射》课程具体阐述了该“启发式”教学方法。
二、“启发式”教学实施
1、大纲设计与进度安排
研究生培养目标的核心是创新精神，因此大纲的制定和进度的安排都要考虑这个目标。《随机介质中波的传播与散射》这门研究生课程主要讲授电磁波在随机介质中的传播和散射，该课程要求的数学知识较多，涉及的公式较复杂，并且需要学生具有非常扎实的电磁场理论知识。为了能够让学生顺利地学习，第一章用了6学时，主要讲授该课程的知识结构。第三章内容较多用6学时，第二、四和五章用4学时，2学时的实验实践，随后用6学时进行讨论（第六章涉及最前沿的研究成果，适合创新性讨论）。
2、团队划分与课堂讨论
“启发式”强调学生是学习的主体，教师要调动学生的学习积极性，实现教师主导作用和学习积极性相结合；教学方法关键是因材施教，结合学生本身的特点启发学生的独立思考，发展学生的逻辑思维能力，尽量让学生提出创新思路。因此，在课堂讨论分组及划分团队时要充分考虑同组人员的性格及组员之间的关系，每个小组里最好有一名性格外向的学生（不至于整个小组沉默），同一个小组内的成员避免一个宿舍（很容易闲谈、唠嗑）。组间讨论不但会提高学生的学习积极性，而且会学到“真知识”（讨论出真知）。
授课教师要经常组织同学讨论（使讨论成为一种习惯），每次讨论前要给出一个特定的问题，对于认真思考、积极讨论（哪怕只是态度积极）的学生要给予一定的奖励性成绩（透明度越高越好），建议这个成绩占最终成绩的10%。到本课程第六章时，要以学生自学为主讲授为辅，若有条件最好让每个学生都登上课堂试讲授。这种方法不但能检验学生的自学成果，并且还能锻炼学生的表达能力，是一种非常好的方法。
3、实验验证
由于该课程理论性非常强，单靠教学讲授远远不够。因此，我们采用最新研究成果和经典理论相结合，教师课堂教授与学生自学相结合，学生讨论与实验验证相结合的三结合方法，以达到熟练掌握理论知识，培养创新精神的教学目的。其中，最关键的是理论与实践联系，书本与实验联系。《随机介质中波的传播与散射》这门研究生课程理论性很强，但理论对否最终还要用实验来验证，因此我们准备依托学科科研力量，建设研究生教学实验，并用实验来验证最新科研成果。
4、学习报告及考核
结合本课程的特点，建议学生考核方式如下：
总成绩=讨论（10%）+程序（30%）+学术报告（60%）
讨论不但能调动学生的学习积极性，而且还能锻炼学生的口才（这往往是我国学生所缺少的）。本课程是研究电磁波在随机介质中的传播与散射，虽然是理论研究为主，但是程序计算仿真时不可或缺的，因此建议学生选择自己熟悉的程序语言对理论问题进行编程计算（这也是为学生以后做科研打基础）。论文撰写需要按照期刊论文的标准格式（如常见的《XXXX学报》为模板），论文内容要思路清晰，条理清晰，层次分明并且有创新性。最后，以此学习报告为依据给定成绩，并返回给学生让其知道自己的不足。
论文关键词：建构主义学习理论；建构主义学习理论；电动力学
1．引言
《电动力学》课程是物理本科专业的一门重要专业课，也是理论物理的第一门基础课。它是在学生学习了高等数学、数学物理方法和电磁学等基础课程之后开设的。分析整个电动力学教材的内容体系，我们不难看出，矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿，电磁学的实验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干，而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。
由此可见，学生的数学基础特别是对矢量、张量分析的掌握是学好整个课程的关键，没有这个基础，学生就无法领会电动力学的定义、公式和方法。电动力学本身是一门较难也比较枯燥的理论课程，如果此时教师不注意对学生进行学习方法和学习自主性的引导，就很容易滋生厌学清晰，从而影响教学质量。本文利用建构主义理论针对电动力学中如何处理一些知识的教学做了一些探讨，希望达到抛砖引玉的目的。
2．建构主义理论
建构主义是当代教育心理学的一场革命，代表人物是著名心理学家皮亚杰(．Piaget)。建构主义理论的核心内容可以用一句话来概括：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现对知识意义的主动建构]。建构主义理论内容丰富、流派纷呈，本文只对建构主义理论中对学习及教学的认识加以浅析。
2．1建构主义理论对学习的认识
建构主义理论认为学习是学生在原有经验基础上主动进行意义建构的过程，这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间的反复相互作用而建构而成。在此过程中学生依靠同化和顺应来组建自己的知识结构。同化是指把外来的信息纳入已有的知识结构中，以丰富和加强原有的思维取向和行为模式；顺应是通过学生原有的知识结构与新的信息产生冲突，调整原有认识结构，从而建立新的认知结构。通过不断地同化——顺应——同化——顺应……循环往复，相互交替，将新知识转化、组织和重新组织，并纳入到自己的知识体系中。这就是学习的过程。
2．2建构主义理论对教学的认识
建构主义认为教学是学生在教师设置的情景中通过交流和协作对知识进行主动加工的过程。它不是知识的传递，而是对知识的处理和转换。学生对知识的处理和转换，只能由学生自己来建构完成，所以在教学中不能把教师对知识的理解传递给学生，而要从学生原有的知识经验出发，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。即教学的关键其实是向学生展示这些结论是如何得到的，而不是去熟记这些结论。
3．建构主义理论对指导电动力学教学的启示
3．1学生基础现状分析
学生经过对经典物理学力学、热学、光学和电磁学的学习，已经有了一定的物理基础知识和分析、解决物理问题的能力，并且已经形成自己的学习．方法和习惯。但目前的基本现状是：数学基础知识特别是矢量计算基础较差、先行课程电磁学的知识有很多已经生疏或遗忘、学生习惯接受教师“咀嚼”好的知识和方法，不愿意也不会自己去思考和总结，在学习的主动性和积极性方面还存在很多不足。
上述问题在班上是普遍存在的，它为电动力学的正常教学提出了了刻不容缓的难题，如果不运用适当的手段搞清楚学生的知识状况，并能及时调整知识的讲授方式以便能适当与先行课程做好衔接，就势必给学生学习电动力学造成很大的困难，对教师的教学也是一个很大的障碍。
3．2建构主义对教学的指导——两个案例的分析
(1)“位移电流”的教学
‘位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒情况下电磁场所满足的麦克斯韦方程 (积分形式为推广到普遍情况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个很重要的新概念，也是一个比较抽象的概念。学生的思维里可能比较熟悉的是传导电流的性质。
稳恒情况下，磁场的安培环路定理的积分那么在非稳恒情况下，磁场的环流这个地方，书上的阐述是由麦克斯韦方程与电荷守恒定律之间的矛盾来引入这个概念的口。这是用理论来讲授理论，当然推理严密，讲解简单。但在教学中，我觉得可以从大家熟悉的含有平行板电容器的充、放电电路(图1)来讲述，学生会更领会“位移电流”的本质。
现考虑以L为边界作曲面S1和S2，其中曲面S1通过导线的横截面，有自由电子穿过S1;而曲面S2通过电容器的两极板之间，没有自由电子穿过S2. 这说明，尽管两个曲面的边界L是相同的，但穿过曲面的传导电流并不一样，也就是说这个方程不能推广到非稳恒电流的情况。
为了解决这个矛盾，麦克斯韦提出了“位移电流”的假设，将方程稍做修改为就代表“位移电流”的贡献。下面再来计算的表示式。利用 ×)所以直接比较得出：由此式我们就很容易看出：位移电流的本质是变化的电场，它和传导电流一样都能激发磁场。引入位移电流以后，上述电路的全电流可表示为：这个全电流在整个电路中是连续的。对上式取散度(并用到 这样一来，平板电容器充、放电电路中出现的矛盾就得到解决：在电容器两极之间随时间变化的电场形成了位移电流它把电容器极板中间断的电流．厂连接起来，使全电流．Jr具有闭合的性质。
(2)“谐振腔”的教学
第四章四、五节讨论的是有界空间的电磁波的传播问题，以矩形波导和谐振腔为例，研究了高频电磁波的传播的驻留行为。从知识的角度来看，本章属于运用理论解决实际问题的类型，在前面，先给学生回顾和讲解分离变量法求解亥姆霍兹方程中的定解问题，同时让学生学会分析理想导体的边界条件。有了这两个基础以后，后面介绍的具体例子——谐振腔和波导问题的求解就应该不是重点，学生只需要针对具体情况分析好边界条件就没有困难。
我们知道谐振腔是储存某一特定频率的电磁能量的器件，常用于选择并发射某一频率的电磁波。我觉得作为一种光学的应用器件，讲授它的功能、用途以及为何具备这样的功用是很有必要的。在教学中可以从复习学生比较熟悉的LC振荡回路的知识来过渡到对谐振腔的讲解。我们知道，低频电磁波是利用
如图(2)所示的LC振荡回路激发的，首先用外电源给电容器充电至U，合上开关k以后，储存在电容器内的电场能与电感中的磁场能在不停地相互转换，形成电磁振荡。LC回路振荡频率为
关键词： 麦克斯韦方程组 电磁场 散度 旋度 电磁波
麦克斯韦方程组是电磁学中的基本物理公式，是整个电磁学大厦的基石。这在电磁学、电动力学等大学物理基础课程里都有深入的讲解，但还有不少同学对麦克斯韦方程组的理解不够深刻，不能熟练利用其解决电磁学问题。笔者结合多年教学经验和科研工作的体会，从教学内容，教学方法及应用等方面给出了麦克斯韦方程组研究性教学的体会。
一、了解麦克斯韦方程组诞生的背景
麦克斯韦方程组是英国物理学家麦克斯韦总结电磁场基本规律的一组方程，是19世纪物理学领域最瞩目的科学成果之一，虽然历史赋予麦克斯韦完成这一科学历史使命，但从整个科学界的发展环境来看，麦克斯韦方程组的诞生也具有历史发展的必然性。库仑定律、毕奥―萨伐尔定律、安培定律、欧姆定律及法拉第电磁感应定律的相继建立，并表明电磁学各个局部的规律已经发现，同时意味着建立普遍的电磁理论，对各种电磁现象提供统一解释的条件已经成熟。此外，在关于电磁作用的机制和本质解释上，超距说和近距说有过激烈的斗争和交锋，但最终以麦克斯韦和法拉第为代表的近距说，能更好地解释实验事实，并最终导致了近距作用的电磁理论――麦克斯韦电磁场理论的诞生，而麦克斯韦方程组就是麦克斯韦理论中的重要部分。1864年12月8日，麦克斯韦在英国皇家学会宣读了关于电磁场理论的总结性论文《电磁学动力学理论》，并于1865年在英国《皇家学会学报》上发表。在该论文的第三部分“电磁场的普遍方程组”中，第一次提出了麦克斯韦方程组，这是该论文的核心和主要成果。
二、掌握麦克斯韦方程组在不同情况下的形式
麦克斯韦方程组是指下列的一组方程组：
（1）真空情况下
上面第一组方程反映了电荷电流激发电磁场及电磁场内部的运动规律，上面第二组方程表示的是，不存在自由电荷和电流，电磁场的相互激发，通常称作无源麦氏方程组。
（2）介质中的麦克斯韦方程组
很明显可以证明，真空中麦克斯韦方程只是介质中麦克斯韦方程的特殊形式。
（3）麦克斯韦方程的积分形式
以介质中麦克斯韦方程为例：
（4）介质表面的麦克斯韦方程――边值关系：
三、关于麦克斯韦方程组的最初推演过程
麦克斯韦在《电磁学动力学理论》中建立的电磁场普遍方程组，是用直角坐标分量形式给出的，共20个标量方程，其中包括20个变量（标量），它与教科书中的麦克斯韦方程很接近，只是它是以标量形式表示的，并且给出了8组方程，但这个方程显得很繁杂，写成矢量形式更简洁，即下面8个方程：
可以指出，（2）式是磁场高斯定理，（1）和（3）是安培环路定理，（4）是电磁感应定律，（7）式是电场中的高斯定理，（5）、（6）=μ分别描述介质极化、导电、磁化性质，（8）是电荷守恒规律。经过公式的综合和推理，进一步简化即可得麦克斯韦方程现在的形式。
此外，根据能量原理和近距原理，根据库仑定律和洛伦兹变换、根据变分原理也可以从不同角度建立麦克斯韦方程式，大家可以参阅相关参考书。
三、关于麦克斯韦方程组的理解
麦克斯韦方程由四个方程组成，每个方程的物理意义都很明确，其不包括电流连续性方程，是因为该方程可以由方程中的另外两个方程导出。根据亥姆霍兹定理，矢量场的旋度和散度都表示矢量场的源，所以麦克斯韦方程表明了电磁场和它们的源之间的全部关系，即除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源;除电荷外，变化的磁场也是电场的源。麦克斯韦方程组是宏观电磁现象的总规律，静电场和恒定磁场的基本方程都是麦克斯韦方程的特例。电磁理论的研究对象通常包括两个物质场，即电磁场和带电电流场，两者之间存在相互作用，麦克斯韦方程组就是电磁场的演化（运动）方程组，通过求解麦克斯韦方程组的微分方程，可以得到许多解都表示以光速传播的波动方程，称为电磁波，这也表明光是一种电磁波，进而把光学和电磁学统一起来，正是麦克斯韦最早最敏锐地发现了这一点。麦克斯韦方程组不仅揭示了电磁场的运动规律，更揭示了电磁场可以独立于电荷之外而存在，这样就加深了我们对电磁场物质性的认识。
四、麦克斯韦方程组教学过程中要注意的一些问题
在麦克斯韦方程和介质方程的教学中，还有一些值得注意的问题，容易引起困惑和误解，需要进一步地分析、说明和解释。
1.建立麦克斯韦方程组，提供了一个很好机会，系统回顾比较静电场、涡旋电场、恒定磁场，变化电场产生的磁场的性质和特质，认清异同，有助于理解方程中各量的含义与适用范围。更重要的是，由于电磁场的内在联系，使各方程整合成麦克斯韦方程组，不仅描绘了电磁场的性质，更成了电磁场运动变化所遵循的规律，实现了质的飞跃。
2.介质方程的建立，提供了全面考察电磁场与实物相互作用的机会，可以详尽讨论电荷的划分、电流的划分，准确阐述感应、极化、磁化及线性介质的含义，使学生得到比较全面的认识。
3.电位移与磁场强度的理解，知道它们的引入是为了消除麦克斯韦方程中未知或无法测量的极化电荷、磁化电流或极化电流。如果自由电荷和传导电流中也包括未知的部分，就涉及场源的分解方式是否唯一，以及不同分解方式下怎样重建麦克斯韦方程的问题。
五、麦克斯韦方程的建立过程带给我们的启迪
以麦克斯韦方程为标志的电磁场理论，形式简洁，内容广泛，影响深远，物理思想极其深刻。作为重要的教学内容，适当地进行物理思想和研究方法的教育是必要的。从麦克斯韦方程的建立过程，我们可以得到以下启示：
1.寻求联系，发现规律，揭示本质，建立统一理论。无论牛顿对天与地的统一，麦克斯韦理论对电、磁、光的统一，以及以后的爱因斯坦狭义相对论将电磁学与力学实现统一，都标志物理学发展的历史，就是在不断地寻求共性，寻求统一的过程。
2.善用类比方法。麦克斯韦通过电磁场与流速场的类比研究，并引入了电力线的概念，引入了流体力学里的通量与环流，从而打开了局面，澄清了思想，取得了有效进展。
3.渊博的学识、深刻的洞察力和严谨精确的表达。渊博的学识、深刻的洞察力和严谨精确的表达是一位优秀伟大的物理学家所要具备的素质，而麦克斯韦正是这些优秀素质的综合体现者。能够发现电磁学局部理论之间的联系，需要知识和洞察力，而麦克斯韦方程式的严谨和精确是物理学趋于成熟的重要标志，也是麦克斯韦对物理规律的深刻理解和数学能力的重要体现。
4.和谐意境。自然界是一个相互关联、相互制约的和谐整体，描述自然界基本规律的物理理论，也应该是和谐的。麦克斯韦方程就体现处一种对称美、和谐美、简洁美，也是自然界和谐意境的重要体现。
六、麦克斯韦电磁场理论的历史意义
麦克斯韦电磁场理论是一个完整的理论体系，不仅对电磁学领域已有的研究成果作了很好的总结，而且为进一步的研究提供了理论基础，从而迎来了电磁学全面蓬勃发展的新时期。麦克斯韦电磁场理论的建立开辟了许多新的研究课题和方向，如通讯、广播、电视事业的发展，材料电磁性质的研究等，对技术进步和文化生活繁荣起了重要作用。
光的电磁理论是麦克斯韦电磁场理论的重大成果，实现了光学与电磁学的统一。麦克斯韦电磁场理论的历史意义还在于引起了物理实在观念的深刻变革，电磁场是一种不同于实物粒子的客观存在，对人类的世界观和物质观加深了认识，同时印证了电磁作用的近距观点，电磁作用变化遵循麦克斯韦方程，非接触的电磁物体之间，以电磁场传递电磁作用，传递是需要时间的，即是近距的。
当然，麦克斯韦的电磁场观念还不够彻底，它没有摆脱以太观点的影响，在一定程度上还有机械论的色彩，同时，麦克斯韦方程、伽利略变换、相对性原理三者不能共存，直接导致了狭义相对论的诞生。
总之，麦克斯韦方程组的教学是大学物理、电磁学、电动力学等学科教学中的重要部分，本文对麦克斯韦方程组的诞生、形式、教学注意事项、理解、物理意义及历史意义分别进行了探讨，希望能给教育一线的同行有所启示。
参考文献：
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[2]谢处方，饶克瑾.电磁场与电磁波[M].北京：高等教育出版社，2004.
关键词：应用化学专业 波谱分析法 课程建设 教学改革 工科
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0150-02
近年来，我国教育正在发生在翻天覆地的变化，其中高等教育逐年扩大招生，教育规模也随之迅速扩大，并且正在从精英式教育转向大众化教育[1]。在这个阶段，社会对人才的需求也有了变化，呈现出多样化的趋势，他们更青睐于既有扎实理论基础又有较强实践能力的人才。全国高校中工科院校占多数，是国家培养工程技术性人才的主要阵地。沈阳化工大学是一所以工科为主、多学科协调发展的应用型本科院校，工科占有较大比重。按1999年教育部备案的专业目录，国内多数高校将原来的精细化工专业（工科）改办为应用化学专业（理科），无疑这是工科背景下的理科专业，我们学校也是如此。工科院校的理科专业有别于理科院校理科专业，在保证理科专业的课程设置的前提下，应适当体现工科特色，加强理工结合，培养复合型人才，以适应当今社会的需要。按照教育部“工科院校应用化学专业按理科建设”的要求，沈阳化工大学应用化学专业定位为：培养具有化学基本理论、基本知识和较强的实验技能，具备应用化学和应用分析方面知识，在功能性精细化学品、涂料、农药、催化剂等的研究开发，化工产品分析检测技术，计算机应用等相关工程技能等方面，受到全面的培养和锻炼，在化学或相关科学技术领域理工结合型的高素质应用型人才[2]。我校的应用化学专业是立足于精细化工行业的应用研究型专业，本专业坚持理工结合，协调发展，立足辽宁，面向全国，服务于振兴辽宁老工业基地的人才需要，服务于地方经济社会发展和国家现代化建设。
波谱分析课程是我校应用化学专业本科生的专业必修课程。本课程的教学任务主要讲述紫外（UV）、红外（IR）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）的基本理论与一般解析方法及四大光谱的综合解析方法。通过对本课程的学习，学生能掌握有机化合物结构波谱分析的基本概念、基本原理和基本方法，并能应用光谱法对有机化合物进行结构剖析，进一步提高学生识图、解图的能力，最终达到培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程、毕业论文和今后的工作及深造奠定良好的基础。1986年我校成立精细化工新专业，波谱分析课程为选修课。1999年国家专业目录调整，精细化工专业改名为应用化学专业，在新制订的教学计划中波谱分析课调整为专业必修课，理论学时为48学时。在本学科的发展过程中，先后有10余位教师主讲了波谱分析课，波谱分析课程的建设也得到逐渐发展和完善。作者从事波谱分析教学及相关科研工作已经十几年，积累了一定的教学和科研经验。下面介绍作者在波谱分析课程的教学改革方面所作的一些有益尝试和探索。
1 教学内容力求实用和新颖
波谱分析课程涉及的每种仪器方法都有各自的理论基础、应用范围和研究内容，在教学时容易使课程显得内容庞杂、结构松散，导致学生在学习时容易产生零散、枯燥的感觉。我们在教学中首先明确“波谱”与电磁波的联系。UV、IR、NMR谱学方法都是电磁波与样品分子作用的结果，不同的电磁波作用在分子上，呈现出不同的波谱特征，从谱图产生的原理上理解三大谱学之间的联系。每章的学习首先介绍该波谱方法的原理、仪器类型、介绍其制样方法，然后阐述各类化合物的波谱特征，最后介绍该种谱学方法的实际应用。这样能使学生清晰地把握波谱分析课程的框架，掌握课程内容的重点。同时我们在波谱的应用中引入科研实例，根据我校的应用化学是立足于精细化工行业的应用研究型专业，在解析实例中引入功能性精细化学品结构解析，激发学生学习兴趣，注重理论与实际的有效结合。这门课的最终目的是提高学生解析谱图的技能，我们在学生掌握了各类谱图的基本规律之后，通过大量的科研实例使学生增强感性认识，掌握解析各类化合物谱图的基本特征，使学生所学知识得以巩固。
2 教学手段多样化
（1）计算机辅助教学改变了传统的、枯燥的教学方式，他用生动的声音、图像展现动态的视频，让学生身临其境，耳目一新。他的运用能够达到传统教学方式无法达到的效果[3]。现代多媒体计算机辅助教学，已成为最具潜力的教学模式。在教学中合理的运用计算机辅助教学系统的过程中，不仅可以利用讨论式、启发式等教学手段，还可以制作电子课件、教学大纲、电子教案，并且可以通过网络进行答疑，及时了解教学反馈，和学生进行互动等为一体的局域网教学平台，这样可以做到无限的延伸我们的课堂教学，变学生的被动接受为主动参与，真正成为课堂的主人，满足不同学生的不同需求。
（2）坚持以优秀教材为主，多种其它教材相结合的方法，并不断的更新现有的教材，使得课堂所要教授的内容更加丰富，并能够为学生传授本学科最新的知识，并借鉴其它学科好的教学方式方法，使得抽象的知识更容易被学生理解和接受。根据学科发展，先后更新了多套课程教材，最初使用重庆大学出版社的《波谱分析法》，其优点是由浅入深，体系较完整。缺点是教材中部分内容过于陈旧；后来使用华东理工大学出版社的《波谱分析法》，其优点是具有先进性和前瞻性，缺点是教材起点高，难度大，书后练习题难度偏大。目前选用面向21世纪教材，邓芹英主编的《波谱分析教程》，该教材较适合我校扩招后学生的实际情况。
关键词：电磁场与微波技术；工程实际；考核制度
作者简介：张具琴（1980-），女，河南信阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，讲师；贾洁（1982-），女，河南安阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，助教。（河南郑州450063）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）17-0054-02
随着信息时代的发展，作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波，不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用，而且已经深入到了各行各业中，在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说，电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1，2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识，使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量，尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标，笔者认真分析了该课程教学中的问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，对该课程进行了一系列的改革和实践探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标，即课程内容是介绍“是什么”“为什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，过分强调理论，而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著，这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”，学习起来也“味同嚼蜡”，教师授课也是事倍功半，教学效果很不理想，很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的，教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导，结果学生学完后除了知道有很多公式推导外，对该课程其他方面相关内容知之甚少，所以缺乏学习动力，教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式，即“考试分数定高低”，未能考虑学生的个体差异，忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别，不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标，更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中，增加具体理论的应用实例分析，[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识；增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子，使学生有更强的学习兴趣和学习动力；课程中很多知识点的引入，都以思考题和小的科研课题的形式提出，使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目，使学生的实际动手能力得到很好提高，考虑到实验室建设的成本的问题，可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制，使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能，以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合，采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材，把天线及应用作为扩展补充教材，将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间，使学生有更多的时间参与到实践中去，有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面：加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解，力求夯实该门课程的基础；增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等，有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高；针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点，对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出，这样有利于学生有针对性地学习；对于课程中的概念采用“量纲分析法”，使学生对概念的物理意义有更深地理解，应用起来能够更加娴熟；对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式，顺着学生的理解思路，水到渠成；更加注重了理论与实践的结合，每个具体的理论讲完后，立即有相应的实例分析，既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法，开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
（1）以应用为本，确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中，弱化理论讲解，重视实际解决问题能力的提高，主要采用“用什么理论，讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式，即让大多数学生学到了本课程的主要内容，又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
（2）注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况，在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合；以思考题和小的科研课题的形式，对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
（3）具体教学方法中，采用多种方法相结合，尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导，以板书教学为主，有利于学生的理解和接受；而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面，可辅以多媒体教学和动画演示，丰富学生的感性认识和知识量。
（4）注重案例教学。例如，以往年学生的毕业设计为案例，阐明微波是如何用来解决实际问题的；提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈，鼓励同学们探索和研究，力争做到理论与实践相互联系，相互穿插，相辅相成，使学生真正从这门课程中学到“实惠”，即掌握了具体知识的应用，也为其以后的就业指明了方向。
（5）开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异，可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式，[5，6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院（以下简称“我校”）的校企业合作平台，让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中，在理解整机工作原理的基础上，研究实际的产品部件；通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论，使学生更全面地思考和理解问题，另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识，适应科技高速发展的需要，实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式，开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针，认真考虑学生的个体差异，增强“第二课堂”的作用，开设“老生研讨课”，加重过程考核，提出开卷考试制度等方案，极大地调动了学生的积极性和主动性，提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核，加入调研报告成绩，课程小结成绩实，实践环节成绩；考试试卷上增设选做题目、课程设想等，给学生充足的学习空间，有利于激发学生的学习自主性，提高学习的自觉性和自学能力；考试采用开卷形式，重视知识的应用而弱化死记硬背，加强学生的应用能力的考核。
另外，本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源，为学生的自学和课后复习提供了一定的空间，随着课程网络资源的建设，教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整，理顺并抓住了根本，节省了时间，避免了枯燥繁冗的数学推导过程，使学生接触更多的工程实践，适应了三本学校的应用型人才目标；教学方法、教学手段的改革，加强了理论与实际的联系，避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结，侧重工程实际应用，使他们的实践能力大大提高；考核方式的改革，使学生的学习积极性得到了全面地调动，学生能够主动参与到学习过程中，学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中，通过亲身体验和相关内容的学习，积累和丰富直接经验，促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能，培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面：本课程的合格率达到了95％以上，优秀率将近40％；有近50％的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中，6名同学在科技期刊上发表了科研论文；三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题，[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩；在两届全国大学生电子设计大赛中，2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩；该方向的就业率和考研率都有很大提高，2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作，实现了我校该方向就业的零的突破，有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩，但教学改革任重道远，要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才，必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节，协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
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