摘要：电磁场与电磁波是通信工程、电子工程等专业的核心课程。这门课程具有较强的理论性和抽象性，涉及大量数学公式，推导过程复杂。很多学生在学习电磁场和电磁波相关知识时，存在知识理解不到位，缺乏学习积极性等问题。在新工科背景下，对高校的人才培养和课程设计提出了全新的要求，对此高校要对电磁场和电磁波的课程内容进行优化和改进，打造多样化的课堂形式，激发学生的学习兴趣，以此提高这门课程的教学质量。

关键词：新工科；电磁场与电磁波；教学改革

随着信息科技的迅速发展，电磁场理论与微波技术在通信工程、信息工程等专业人才的培养中发挥着重要的作用。而以往的电磁场和电磁波课程教学存在理论性前，概念抽象等问题，使学生面临着较大学习难度。对此，高校要重新审视电磁场与电磁波课程的教学方式，以适应新工科背景下的教育需求。

一、电磁场与电磁波课程教学现状

（一）概念抽象不易理解

在电磁场与电磁波课程中，涉及的物理参数和概念是客观存在的。如电流、电压、磁感应强度、电磁力、电动势以及电功率等等。但这些概念无法被实际观察到，学生往往需要借助复杂的数学模型才能理解电场、磁场和电磁波等物理特性。所以，该课程所包含的数学概念既丰富又抽象，无疑加大了学生的理解难度。当学生对于数学基础知识的掌握有所不足时，在面对由复杂数学模型表示的电磁学物理规律时，往往难以理解数学模型所传递的物理概念。此外，在电磁场与电磁波的课程学习中，学生需要进行大量的公式演算，包括但不限于积分求导、行列式运算以及在各种坐标系中计算梯度、散度和旋度等。这些知识都是十分抽象且繁杂的，许多学生在学习过程中很容易产生畏难情绪。如果学生对计算规则缺乏清晰理解和基础的运算技能，这将使他们无法适应教师的思维模式，感到学习内容乏味无趣，削弱了学生对这门课程的学习热情。

（二）课时缩减

随着“新工科”理念的提出，高校纷纷对工科专业的教学计划做出了调整，对部分课程的理论课课时进行了缩减，增加了实践的课时占比，目的是加强学生的动手操作能力。相较于过去的56课时，电磁场和电磁波的总课时被压缩到了48课时，这就使该课程中的各个单元内容连接严密、环环相扣，学生若是对于上一阶段的内容理解不足，将会影响后续课程的学习效果，这种连锁反应很容易让学生对这门课程产生畏难和抵触的情绪。并且当前的学生对于数学基础知识的掌握普遍存在不足，这进一步加大了教师授课的难度和学生学习中的困难。

（三）教学方式单一

现阶段，教师主要以课堂教学为主向学生传授知识，采用板书和PPT结合的方式讲解知识内容、推导公式定理以及分析例题等。通过课堂上的随堂练习和课后的作业布置，了解学生对知识的掌握情况。随着教育事业的不断发展和改革，课堂教学模式也发生了一定的改变，更加注重培养学生自主学习能力、合作交流能力以及创新思维能力，而不是单纯地依靠记忆来完成教学任务。传统的教学方法只会让学生处于被动的学习状态下，学生对难以理解的数学公式和定理只会进行机械记忆，以此应对考试。

二、“新工科”视角下电磁场与电磁波课程教学改革路径

（一）调整教学内容

电磁场与电磁波这门课程的核心内容包括矢量分析与场论、静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场以及电磁波等。矢量分析和场论涉及大量数学基础问题，教师在教学中要将坐标系、梯度、散度、旋度的定义和计算作为重点内容，使学生熟练掌握这些数学基础内容。在静电场、恒定电场和恒定磁场三部分教学中，其中一些知识点在大学物理的电磁学已经有所涉及，对此教师可以调整教学内容。例如，在大学物理课程中，已经学习过电场和磁场的基础知识和静电场的高斯法则，在电磁场与电磁波的教学中，教师要带领学生回顾他们之前的学习经历，巩固学生对这部分内容的印象，回忆起相关的基础概念、定理和公式，减少公式推导在课堂教学中的内容占比。集中讲解电磁学中尚未提到或涉及较少的知识点，如介质的极化、磁化、界面条件、静态场的边值问题和镜像法等，让学生循序渐进的掌握静态场相关的知识点。

在课程进度达到时变电磁场部分后，教师要将课堂教学的重点集中在位移电流、麦克斯韦方程组、波动方程等核心概念上。麦克斯韦方程组被视为电磁学理论的核心概括，许多电磁学的公式推导都要以这组方程作为基础，这是学生必须理解并掌握的关键知识。在具体教学中，教师除借助PPT和板书等常规教学方式展示电磁波公式推导过程和数学模型以外，也要利用动画的形式展示波在传播过程中的方向、电场和磁场特性，以及它们之间的相互关系，帮助学生以更直观和形象的方式掌握知识。

（二）线上教学方式

超星学习通平台为教师和学生提供了功能齐全的在线学习环境，在该平台中，教师可以上传各类课程的学习视频、PPT和练习题，也可发布作业、单元测试以及考试等内容。学生可在此平台中进行线上学习，可自由选择学习时间，教师可在教师端对学生的学习进度进行实时监控，在线批改学生上传的作业并进行答疑。基于线上教学与线下教学的融合，课堂教学的方式变得更为多元和灵活。这种全新的教学方式改变了以往单一的教学方式，教师可多种教学平台革新电磁场与电磁波课程的教学模式。

教师可录制每章节的知识点视频，将其上传至学习通平台，学生要在规定的时间内完成各章节的学习任务。在视频学习结束后，设置几个随堂问题，检验学生对本章节内容的理解情况，加深学生对知识点的记忆。教师也可以在学习通平台上为学生布置作业，学生完成作业后上传到平台中，教师可在现场查阅批改学生的作业，掌握每位学生的学习情况。

（三）考核方式改革

伴随着“新工科”概念的提出，高校在专业教学方面更加强调实践技能。过去的专业课程成绩主要由30%的日常成绩和70%的考试成绩构成，以此来评估学生阶段性的学习情况。但这种考核方式很难真实反映在线学习和专业课程教学的真正价值。对此，在新工科背景下，高校要对考核方式和成绩占比进行适当的调整。强调专业课程的核心地位，充分发挥线上学习的优势，将学生的平时分占比增加到50%，同时将考试成绩占比降至50%。将学生在线上学习中的问题回答、随堂作业、线上单元测试和视频学习完成度作为平时分的50%，余下的50%的日常成绩结合学生的线下专题讨论课和答辩情况进行综合评估。在每一章的主要知识点学习结束后，教师要开展单元测试，在学期结束时进行期末考试。将学生单元测试的成绩按照一定比例计入平时成绩中。期末考试的重点应放在基础知识的掌握和理解上，对于难度较高的部分则应采用专题教学方法，通过论文或课堂答辩来解决。

结束语

在“新工科”视角下，电磁场与电磁波课程的教学改革已经取得了显著的成果。除了更新了课程内容和教学方法，也引入了更多的实践项目，提高学生的学习兴趣和实际应用能力。但是教学改革是一个持续的过程，仍需要不断的反思和改进，持续关注最新的技术发展和行业趋势，不断调整和完善电磁场与电磁波课程内容和教学方法，以满足学生和社会的需求。

参考文献

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