电磁波课程论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电磁波课程论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

一、改进实验教学方式

由于电磁场与微波类课程理论性强，要求学生具有较强的抽象思维能力，学生反映学习枯燥，因此，实验课程的开设难度较大。如何将看不见、摸不着的电磁场用形象生动的方式展现在学生的面前，让学生更好地掌握微波的基本知识和测量方法，是本门实验课程面临的最大挑战。经过多年教学实践，我们总结出两种生动、直观的教学方法，能充分调动学生的实验学习热情。

1.多媒体动画演示

教师提前准备好关于电磁场与微波理论相关知识的一些多媒体动画（视频或FLASH等），在开始实验前，给学生播放诸如电磁波的传播、驻波的形成、极化特性等动画（视频），直观反映电磁波的特点，将枯燥的电磁波理论变得生动，既能吸引注意力，又有助于学生对抽象基本概念的理解。

2.借助Matlab、HFSS等仿真软件

Matlab具备强大的计算、图像处理功能，在电磁场与微波实验的教学过程中，能发挥重要辅助作用。在做每个实验项目验前，可布置学生提前查找（或由教师直接给出）Matlab的代码，将软件仿真和硬件设备测试结合起来，既能软、硬件互补，深入理解实验原理，又能解决微波设备价格昂贵，台套数不足的难题。Ansoft Designer，Microwave，HFSS等电磁仿真软件，能从不同的角度模拟天线等电磁元器件的特性参数、场分布，为教、学都提供了有力的软件支撑。在仿真实验中，借助软件可再现电磁波的动态特性，包括：行波、驻波的三维动态模拟，波导中电磁波的传播和分布特性，偶极子天线的方向图分布等，通过仿真实验，使学生形象逼真地了解电磁波的空间分布和传播特性，达到硬件实验装置无法实现的目的。

目前，我院将微波分光仪、电磁场参数测量系统、射频参数测量系统三套硬件分别结合不同的软件，进行教学，学生对于电磁基本概念、传播特性、场分布等内容，变得不再抽象，由畏难变得充满兴趣，积极性得到很大提高，能积极思考、提问，并能利用课后时间对思考题进行软件测试，学生对此类课程的学习态度发生了极大转变。

二、改革实验项目及内容

“电磁场与微波实验”课程是学生理解电磁场与微波天线技术理论的重要途径，能有效弥补理论课堂讲授的不足，有助于澄清理论课程学习中的模糊认识认识，能形象、生动的丰富场类课程的内容。实验项目的改革将实现由单纯验证型向设计研究型转变，建立较完善的场类实验教学新体系，逐步增加综合型和创新型实验的比例，增设一些学生感兴趣并富有挑战性的实验内容。将电磁仿真技术应用于场类实验的教学中，将抽象的场问题形象化，能激发学生的学习兴趣，使学生成为实验教学的主体，做到“实践检验理论，理论指导实践，实验课程与理论课程相辅相成”。

1.对于验证性实验，在完成硬件实验的同时，增加软件仿真手段。通过硬件基础实验，学生可观察测量到电磁波波长、频率、波腹、波节、反射、衍射、偏振、极化等电磁现象，深入体会迈克尔逊干涉、布拉格衍射等电磁特性，能加深对电磁波空间传播特性的认识和理解。与此同时，由于电磁波看不见，摸不着，传播过程只能靠想象，引入Matlab软件仿真手段，将使电磁现象鲜活的呈现出来，一目了然。学生可以从程序代码和仿真结果图两方面与硬件实验结果做对比，并对结果进行各种函数后处理，得到所需的结果。例如电磁波的极化实验，硬件设备只能靠微安表感知是椭圆极化还是圆极化，引入Matlab程序，可直观的看到电磁波传播的过程、椭圆极化和圆极化的方向图，与冷冰冰的仪器数据相比，Matlab的图形具有更大的亲和力。

2.对设计研究性实验，采取分小组、分功能模块和电磁仿真软件（Ansoft Designer、HFSS等）总体设计相结合的教学方法。结合学时，将每批同学分为若干课题小组，每个小组3-4人，由每位小组成员分工完成各个软、硬件模块设计，进而组合成整体，完成整个大综合实验。例如做射频图像传输实验时，1人做射频前端发射机软件部分，1人做后端接收机软件部分，另外2人合力完成硬件部分实验，最终4人共同提交完整的实验报告。实验过程中，学生通过搜集资料，小组成员讨论，与教师讨论完成课题期间，软件参数、硬件传输等诸多问题需要不断调试，才能得到预期的目的。无论实验结果如何，这都能极大的锻炼学生发现、分析、解决问题的能力和团队合作能力。

传统“电磁场与微波实验”所开设的实验项目为7个硬件单元验证性实验项目，1个设计研究性实验项目。我们改革的做法是每个验证性实验项目配以电磁仿真软件程序，并在有限学时下减少2-3个单元性实验项目，增加1-2个综合性实验，减少实验个数，增加实验难度、深度和实用性，例如减少电磁波反射衍射、定向耦合器、振荡器设计等实验项目，增加发射机、接收机和天线设计等软、硬件设计，合并两次课时为一次（4个学时），以课题小组的形式各自分别完成一个大综合实验，从硬件和软件角度设计、完成实验，加大了实验难度，提升实验教学质量。

三、实验成绩考核要全面

实验课成绩着重考核学生对实验原理、内容的理解程度，考查学生的动手能力和分析解决问题的能力。因此，成绩评定应看重学生的实验态度、软硬件能力、实验数据、误差等几个方面，总体上呈现出两头小、中间大的正态分布趋势。

1.预习情况

引入“仿真实验”的教学方式，有效弥补了课内学时不足，将学生预习情况按比例记入总成绩，提前给学生布置下一次实验的任务，鼓励学生利用课余时间钻研，预习实验原理，建立好仿真软件的模型，预料在实验室里可能会出现的问题，明确需要验证、观测的现象、参数，明确实验目的。

2.实验过程

教师指导实验教学按互动研讨的方式实施，鼓励学生勤思考，多提问，分析在软件设计和硬件调试测量过程中出现的问题，记录自己的心得体会，重点考察学生分析问题和解决问题的能力。教师根据学生的分析问题的能力和动手解决能力评定成绩，一是考核学生对一些常用仪器设备（示波器、选频放大器等）的熟练使用程度，二是实验数据的准确度，按一定比例记入总成绩。

3.实验报告

实验报告应占总评成绩的50%以上，是学生对实验过程的全面总结，尤其是实验数据的准确记录和思考题的认真程度，反映出了学生做该次实验的体会和质量，所以要求学生不只是完成作业，还需把实验报告当作一次科技论文写作训练，力求数据严谨，概念准确，分析合理，文字简明流畅，这对于培养学生具有严谨的科学作风，良好的职业习惯，扎实的科技论文写作技能方面，都有良好的效果。

4.教学相长

在实验过程前、后，鼓励学生勤思考，多提问，鼓励学生对课程内容和教师授课提出有创新性、建设性的意见，适当记入总评成绩。

四、建立开放实验室

篇（2）

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

[1] 罗琬华. 对电动力学课程改革的研究[J]. 西南师范大学学报： 自然科学版. 2008， （6）.

[2] 郝艳莉， 张滨燕. 数学软件 Mathematica 在高等数学教学中的应用[J]. 南通航运职业技术学院学报. 2009， 8（3）： 120-123.

[3] 孙晓玲， 王宁. 利用 Mathematica 实验教学融入数学思想的研究与实践[J]. 合肥师范学院学报. 2009， （3）： 32-34.

篇（3）

初中物理能力导向的课堂有效教学的实施，是落实初中物理新课程目标，有力推进课堂有效教学改革的重要途径.初中物理科普教育课长期以来得不到教师和学生的重视，但是科普教育课对于培养学生的科学素养至关重要，本文借鉴初中物理能力导向的课堂有效教学模式和策略[1]（即实现“先学后教、问题教学、“知识树”教学、深度教学、简约教学”的课堂教学），通过对初中物理的科普课《广播与电视》的教学实践探索出以能力为中心、为主线、为基础的新型科普教育课堂教学模式，将学生能力的培养和提升真正落实到教学中的各个环节，同时不断完善在教学实践中出现的问题，从而来提高课堂教学效率，使我们的课堂教学变得更加有效、高效[2].

下面以“广播与电视”一节课为案例，来阐述如何利用能力导向进行教学设计，如何注重在教学环节上对学生能力的培养与提升，从而构建高效的课堂.[3]

1教学设计思路

《广播与电视》是义务教育物理课程九年级第十五章第二节的内容，本章节通过介绍通信技术的基本知识，开拓学生的视野，扩大知识面，激发学生学习物理兴趣.本章属于介绍性的科普常识，知识比较浅显，要求不高，注重科普知识的普及教育，让学生了解现代化通信技术的初步知识，这对他们将来学习物理知识和其他自然科学知识是非常有必要的，同时也是现代生活中必备的科学常识.[4]为此我们设计了以下教学目标：

知识目标

了解无线电广播与电视的大致工作过程，扩大学生视野，激发学习兴趣.

能力目标

通过学习广播与电视的工作流程，挖掘学生主动学习的潜力，培养学生总结概括的能力与应用知识解决实际问题的能力.

德育目标

通过学习广播与电视的工作流程，让学生体会到科技改变生活.

2教学过程

（1）复习提问，引入新课

[师]新年到来了，现在请班长用对讲机在教室外为我们带来新春的祝福

[班长]祝福同学们在新的一年里学业有成，万事如意.

[师]班长刚才是借助什么为我们传递祝福的呢？

[师]同学们回答得很好，是电磁波.电磁波在生活中广泛被利用，可以用来进行无线电通信，那么电磁波如何将信号传递出去呢？

[以情感祝福激起志趣，增强学生的学习的趣味性，让物理走进生活]

[师]请同学们思考一下，在古代科技没有这么发达，人们又是如何将信息传递出去的？

[生甲]古代战争时用烟来传递信息，比如长城上的烽火台.

[生乙]“飞鸽传信”利用信鸽来传递信息.

[生丙]现代的快递非常发达，邮差利用车辆、火车、飞机等交通工具将信件邮寄出去来传递信息.

[师]同学们大家有没发现这些传递信息的共同点都要借助搭载工具完成信息的传递.

（2）进行新课

[师]]下面请同学们交流、讨论古老传递信息方式，以邮差传信为例大家讨论以传递流程图的方式写到我们导学案上.

[建立思维导图将知识图示化，揭示概念间的层次与联系.能力是从提出问题、分析问题和解决问题中得到培养的，培养学生由具体模型延伸到另一模型的迁移能力，培养学生概括能力，为无线电的传递信息做好铺垫.]

学生在交流讨论中完成下面图1

[师]下面请小组同学学会描述它的整个过程.

[生]（通过交流、讨论回答出）信件邮寄的整个流程，总结出传递信息要有载体.

[师]今天我们要介绍的无线电通信的载体就是电磁波.

[师]电磁波传播速度是C=3×108 m/s且能在真空中传播，所以传递信息又快又远，那我们的信号又是如何搭载在电磁波上进行传播的呢？今天我们就一起来学习.

①无线电广播信号的发射和接收

下面请同学预习课本，总结出电台是如何将无线电广播信号传递出去呢？

[引导学生自主学习，学会阅读教材思考问题，坚持以学论教、因学定教.]

[生]在台里播音员对着话筒讲话，将声音的信号变成音频信号，音频电信号只有转化成电信号才搭载在频率较高的电磁波上进行发射.

[师]对，那么被搭载的电磁波就要求穿透能力要强、频率要高，那么如何获取高频率的电磁波呢？

[生]要靠载波发生器产生高频振荡电流激起高频率的电磁波，这样的电磁波传播得远、抗干扰性强，我们要搭载的电磁波就通过载波发生器产生的.

[生]最后由发射天线发射电磁波，根据登高望远的原理，将发射天线安装在较高电视塔上进行发射.

[师]同学们总结的非常的好，刚才同学讲的是无线电广播的发射流程，下面请同学思考无线电广播接收流程又是怎样的呢？

[生]空中有很多无线电信号，我们要有选择接收，我们利用收音机上天线与调谐旋钮，选取我们要收听的某一频率的电磁波.

[生]选出电台广播的特定频率信号后，我们要将音频信号从高频率电磁波上卸载下来，把音频信息先进行功率放大再送到扬声器，最后扬声器把音频电信号转换成声音信号，我们就听到了特定频率的广播电台的节目.

[师]同学们讲得非常好，也就基本掌握了无线电广播的流程，下面请同学结合课本里的物理专业用语，将无线电广播的发射与接收流程填入下表中，并用语言描述它的整个过程.

学生轻松完成无线电广播的发射与接收流程图，填入下图3.

请同学上台用投影仪展示交流，如下图4：

[通过概念图，让本节知识在学生头脑中形成知识结构，让学生层层递进、轻松掌握.

[师]那么电视信号即包含音频信号也包含视频信号，那它将如何进行传递的呢？

②电视的发射和接收 [板书]

（播放电视信号的传递流程视频，学生看完讨论得出结论）

[生]电视信号也需要借助电磁波进行传递的，他传递的是“二条龙”信号，一条传递的是图像信号龙头是摄像机龙尾是显示屏，另一条是传递的声音信号龙头是话筒龙尾是扬声器.

[生]电视信号中的声音信号的发射与接收跟无线电广播的工作流程大致相同.

[生]电视信号中的图像信号需借助摄像机转换成电信号，然后像广播信号一样搭载在高频率的电磁波上在空中进行发射.

[生]最后接收时用电视机中的显像管将其还原成图像信号.

（3）小结

通过本节课的学习，我们初步了解了无线电广播与电视的工作流程，请同学们观察屏幕上的工作流程图，自己学会阐述本节课内容.

（4）布置作业

课外作业（科普知识的推广）

①请同学们思考一下电视对我们的生活有哪些影响？阅读课本，并说出你的看法.

②向你的爷爷、奶奶介绍无线电信号发射和接收的基本原理

[让物理走向生活，走向社会，将科学知识应用于日常生活和社会实践，并积极成为科普知识推广者，增强学生学习物理知识的兴趣]

3教学实践效果与反思

《广播与电视》是本县参加中学优秀青年教师教学大赛的课题.本人的这节课教学实践在教学大赛中获得一等奖，并荣获县优秀青年教师称号.本节课是一节科普教育课，着重要培养学生基本的科学素养，所以对本节课教学本人始终以培养学生信息收集能力、初步的分析能力、初步的信息交流能力和自学能力为导向组织教学，让不同知识层次的同学都能参与进来，成为一个科普知识的宣传员，有效地提高学生的信息交流、培养学生分析能力与自学能力，提高了每个学生学习科学知识的优越感与自豪感.同时本节课围绕开展概念图教学，让学生建立学习模型，使学生的知识结构化、系统化，最终上升为学生的学科能力，这样的一堂课使学生不仅增强了科学素养又培养了学习兴趣和能力.这节课结束前学生主动响起了掌声，这是对老师的肯定也是对自己所获取的知识能力的肯定，这种效果只有在初中物理能力导向的课堂才能呈现，这也是对我们开展课堂教学改革的又一次肯定，说明能力导向课堂是有效的、高效的.[2]

参考文献：

[1]余文森.n堂有效教学的理论与实践[M].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]郑明纪.初中物理能力导向课堂的有效教学 [D].福州.福建师范大学硕士论文， 2014.5

[3]郑明纪，叶德美，郑文生.有效的探究 高质的课堂――谈《机械效率》一节课的教学[J].《中学物理》初中版， 2010（11） .

篇（4）

    电磁场与电磁波主要研究电磁场运动规律,包括时变电磁场和电磁波,是后续微波技术与天线等课程的先修课程.微波技术与天线讲授传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波谐振器等方面的理论知识,为微波通信及相关领域的学习和研究打下坚实的基础;移动通信原理研究现代移动通信的基本理论、关键技术及体系结构,涉及到电波传播及模型、话务量及模型、高阶调制解调、先进的信道编解码、扩频等移动通信系统中的多项关键技术及其性能分析;卫星通信原理主要内容包括卫星通信链路设计、卫星通信网和移动卫星通信系统等;微波技术与天线、移动通信原理、卫星通信原理这三门课程在课程群中起着承上启下的作用.

    CDMA与3G技术、移动通信系统与工程这二门课是目前广泛使用的通信网、通信系统及相应的技术,理论教学与实际应用的结合.在课程群内部,各课程之间即有纵向知识的联系,又有横向内容的关联.利用现代教学手段提高教学效果充分利用信息资源,利用丰富的多媒体课件形象地展现课程内容和移动通信系统流程,提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习,对一些比较复杂的通信过程,用nash的形式辅助进行讲解,从而极大地激发学生的学习兴趣,使学生能够主动学习,了解更多的知识.

    采用类比方式优化学习效果移动通信课程内容更新快,基本理论和关键技术理解难度大,但是该课程和前期的通信原理等课程内容衔接紧密,很多内容有相似性.在教学过程中,以前期课程的知识点为例进行类比,加强课程内容的融合.在讲解TD一SCDMA同步过程等具体系统知识点时,以教师为基站,以学生为终端进行上下行同步过程的讲解.在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解中,以学生日常拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解,同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析.

    以完成项目的方式引导学生独立思考在整个课程中规定两次“Proect’’作为课下作业,该部分内容由学生主动完成,上交时间不作硬性要求.教师确定“Project”的方向和实现的大致目标,题目和具体内容由学生确定.学生大部分以科研论文的形式上交,通过“Project’’方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力.为达到目标,学生需要查阅大量的文献,并且进行整理和分析,给出自己的方案和实现步骤,提高了学生独立思考能力和综合分析能力.

    我校具有优势的第三代移动通信系统实验环节更能提升学生的动手能力,进一步拓展学生的学习兴趣.同时还开设包括“大学生科技文化节”等在内的实践、外训、参观等活动,大都是与移动通信相关的实践活动.这些活动一方面对学生在移动通信学习提出新的要求,同时进一步提升学生的动手能力和学习兴趣,促进学生对抽象理论的决速理解,有利于培养学生的创新意识和创新能力.综上所述,通过课程群建设,充分发挥课程群结构整体功能效益,减少课程内容的重复,加深了学生对课程间联系和主要知识点的理解掌握,提高了教学质量,并使学生具备一定的实践和研究能力,有利于培养适应社会发展和需求的毕业生.

篇（5）

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

篇（6）

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0097-02

“工程电磁场”课程以分析各类电磁现象的基本规律和应用原理与方法为核心内容，是培养合格的电气信息类专业本科生所应具备的知识结构的必要组成部分。[1]但是“工程电磁场”课程一直被认为是难教、难学的两难课程，究其原因主要集中在以下几个方面。一是课程要求学生具有坚实的矢量分析、微积分等基础知识；二是电磁场是人类无法直观感知的特殊形态物质，要求学生在学习和应用过程中要有较强的抽象思维和逻辑推理能力；三是经典理论内容与课时安排之间的矛盾导致目前教学方式主要以理论教学为主，缺乏经典且深入的工程实例辅助教学，导致学生学习该门课程的主动性欠缺。[2]针对以上问题本文从该课程特点出发，提出从教学内容调整、教学手段多样化等方面激发学生兴趣，提升“工程电磁场”教学效果。

一、教学内容调整

“工程电磁场”课程的前接课程为“大学物理”，与“大学物理”中的电磁学部分相比，“工程电磁场”更加重视以麦克斯韦方程为基础的宏观理论体系、工程中电磁问题的数学描述――边值问题及其求解方法、电磁能量和电磁力以及电磁场与电路之间的联系等，而大学物理中的电磁学部分内容更突出物理现象的实验描述及其机理的微观阐释，两者在电磁场麦克斯韦方程部分存在重叠。同时工程电磁场又与电类相关的工程实际联系紧密，就电气工程专业来讲，其后续课程“电路”、“电机学”、“电力系统暂态分析”、“高电压技术”等核心课程的基础理论及其应用分析均基于电磁场基本原理进行。因此建议在学生已有大学物理基础知识的背景下，对“工程电磁场”课程内容进行如下安排。

（一）适当减少静电场内容

“工程电磁场”在教学安排上遵循先静电场后时变场的思路，且静电场所占比例较大，但这部分内容中基本物理量、基本性质、导体和电介质、电容等内容学生在大学物理中有所接触，因此重点讲授静电场的边值问题及其解的物理意义。

（二）加强时变电磁场理论和应用部分内容

“大学物理”对时变电磁场部分内容仅限于电磁感应现象和结论，而时变电磁场特别是其中的时谐电磁场在电气工程、自动化等专业中有着广泛的应用背景，应是此门课程的教学重点，可适当增加授课学时；在内容讲解上可适当增加时变电磁场理论的具体应用和发展现状，有助于学生理解相关概念，提升学生积极性，提高教学质量。

（三）增加工程应用背景内容

“工程电磁场”这门课程有着广泛的工程应用背景，尤其在工程实践、科学研究以及日常生活中。[3]对电磁现象应用背景的介绍可以提升学生学习兴趣。比如结合所学内容可以讨论为什么封闭的接地金属导体可以屏蔽手机及其他电磁信号，微波炉为什么不能加热金属，变电站或输电线对附近居民身体的影响等问题，使学生深刻意识到本课程的工程应用性，而提高学习积极主动性。

在具体教学过程中根据“工程电磁场”以麦克斯韦方程为核心，静态场均为其在不同条件下的特例的特点，教学中应了解电磁场知识的总体结构，如表1所示，应突出静电场这一基本内容和时变电磁场这一核心内容，学会对比总结，方便理解和记忆。在课程的教学过程中应适当讲述散度和旋度、通量和环量的数学概念，从流体力学中流速场出发，形象化地重点阐明此概念的物理意义。因为“工程电磁场”中所涉及的四种场的基本性质都是以此概念为基础展开的。

二、教学方法

（一）课堂以问题为基础教学方法

“工程电磁场”这门课程在电类专业中有着广泛的应用背景，在教学中过程中可采用基于问题的教学方法。首先根据教学内容提出与工程实践和实际生活紧密相关的问题；针对问题引导学生思考将问题切分，并逐一介绍与子问题相关的基本理论知识；在知识汇总的同时由子问题解决方案逐步推导出所提问题的各种可能方案，并结合工程实践数据或结论验证提出解决方案的正确性；最后汇总与此问题相关知识体系，并扩展介绍在工程实际中的同类问题。这一过程中的难点是如何筛选具有一定理论深度并能够吸引学生的问题，从论题中逐步展开切分成一系列与基础知识体系对应的子问题，激发学生探究与子问题对应的教学内容，产生学习动机。[4]比如静电场学习中可提出：雷雨天气里的闪电是如何产生的？接闪器如何吸引雷电并如何释放巨大的雷电能量？学习恒定电场中电流场部分内容时，可引入雷击高压输电线路杆塔，雷电流在土壤中泄流导致杆塔附近鱼塘中的鱼大量死亡的新闻。时变电磁场内容的学习中可形象直观地给出发电机、电动机、变压器等时变电磁场理论的经典应用实例。通过诸如此类与工程实际、日常生活紧密结合的问题，不但可以引导学生学习工程电磁场的经典理论知识体系，并且培养学生遇到问题勤于思考，并能科学地借助相关理论分析问题，解决问题的能力。

（二）多种教学方式相结合

工程电磁场知识体系的学习需要学生具有的优秀的逻辑推导能力和抽象思维能力。教师在常规基础内容的PPT展示基础上，对部分重点数学推导知识进行板书推导，并对于不易理解的电磁场空间分布及时变特性进行动画及图形展示，如典型输电线路、电力设备的电场强度、电场线、电位分布图等，使学生在抽象理论知识的数学推导中对其对应的电磁场这种特殊形态物质有一个定量的形象化认识；对于时变电磁场相关知识内容，可制作精美的电磁场演示动画，例如电磁波在空气中传播特性、电介质在时变电场中的动态极化特性等动画视频，可直观反映电磁波传播特点，有助于学生对抽象的基本概念的理解。

（三）数值计算软件仿真教学

随着计算机技术的迅猛发展和电磁场数值计算理论的逐渐成熟，实际工程中的电磁场问题均可以通过相应的软件建模求解。电磁场数值计算软件众多，如：ANSYS、COMSOL、ANSOFT、HAFF等，且此类商业软件只需学生掌握基本理论知识，通过制作简单几何图形，选择求解域控制方程、自然边界条件、分界面的衔接条件等过程即可计算工程实际问题，结合相应的后处理即可得到直观形象的电磁场结果。这种充分利用最新科技成果的形象化教学可以培养学生的学习兴趣，使教学内容更加丰富充实，并得到理想的教学效果。

（四）作业模式的多样化改革

课后作业是巩固课堂知识，提升综合应用能力，反馈学习效果并据此改进课堂授课模式的重要方式。目前，课后作业大多为课后习题，存在理论性强、难度大、与工程实际联系不紧密等特点。部分学生由于没有兴趣或不能独立完成，而选择抄袭，然后向老师交差完事，并没有起到作业应有的效果。[4]因此为提升教学效果，完善整体教学过程，应对作业的内容、形式及考核方法进行改革。

减少课后习题的布置量，增加课程报告环节，即根据其基础知识内容对应设置多个工程应用课题，由学生分组自由选择并协作完成。设计的工程课题主要应包括以下几种类型：1.应用分析型，要求利用所学的电磁场知识计算分析简单电力、电子、通讯设备产生电磁场。2.编程验证型，要求通过C++、MATLAB等计算机语言编程实现简单电磁场问题的数值计算，并与经典理论对比验证。3.数值计算类，要求对实际工程中典型电磁场问题采用ANSYS、COMSOL等软件建立模型，求解，并进行简单分析。作业以报告论文为主课堂宣讲讨论为辅的形式提交，报告中应阐明解析计算、数值计算所用到的公式、原理，展示程序设计流程图及代码、数值计算模型，列写详细的分析和验证过程及计算结果演示等内容。

三、总结

“工程电磁场”是电类专业的专业基础课程，又是众多相关交叉学科和新兴边缘学科发展的基础，而该课程在目前的教学过程中呈现“教”、“学”两难的状态，如何提高该课程的教学效果值得探索和实践。本文针对该课程教学中的问题及其专业基础课的特点，在“工程电磁场”教学内容和教学方式方面初步改进措施，旨在培养学生抽象思维能力和逻辑推导能力，建立由问题出发、探寻基础理论、不断实践的科学学习方法，提高电磁场教学效果。

[ 注 释 ]

[1] 黄麟舒，柳超.疑难课程“电磁场与电磁波”中类比教学方法的探索[J].中国电力教育，2013（23）：68-70.

篇（7）

1讲清原理，帮助学生将“四谱”知识上升到理性认识。“四谱”中的三谱UV、NMR和IR即是分子内部运动的光性性质的反眏。而其吸收峰的出现位置与分子中原子或基团的电子云分布和密度及成键方式有关。而吸收光谱的产生是由于电磁波与物质分子相互作用，引起分子吸收特定频率的电磁波，导致分子能级的跃迁，即产生吸收光谱。如引起分子电子能级跃迁的光谱称红外光谱(IR)；引起分子中自旋核能级跃迁的吸收光谱称为核磁共振谱(NMR)；引起分子中振动和转动能级跃迁的光谱称为(IR)。但无论何种吸收光谱都是由于光物质分子吸收能量，分子中的电子或自旋状态或振动或转动由低能态(基态)跃迁到高能态(激发态)而产生的，即任何一种跃迁形式主要由基态、激发态键的强度、电子云密度等所决定。因此我们在讲四谱知识时，首先抓住利用电子效应理论，把握波普分析的知识脉搏，把掌握知识的源头上升到理性。电子效应主要通过诱导效应、共轭效应(π-π、p-π、σ-π、σ-p)改变整个分子内部能量状态，使基态、激发态键强度同时增大或减小；其中某一种状态键强度增大或减小。因此，应用电子效应，很容易判断非共轭及共轭有机化合物的紫外吸收光谱的最大吸收波长及强度，利用电子效应同样可分析不同原子和官能团在IR和NMR图谱中吸收峰出现的位置。抓住电子效应的纲，就使波谱分析的目张。

2在波谱分析中进行类比教学，找出相关官能团的异同点。不同类型的化合物常有相同或相关的官能团，故在教学中发现学生对不同化合物的光谱特征吸收峰经常混淆，易张冠李戴。学生在学习中往往只会机械记忆某一化学键特征峰，缺乏整体分析联系对比，这就需要教师在教学中注重这方面的训练和培养。运用联系对比分析的教学方法可使学生系统掌握理解更多的光谱知识，为提高学生识图解图能力打下良好的基础。如羧酸和醇中都有O-H键的红外吸收峰，而醇中无＞C=O键的吸收峰，故据有无羰基的吸收峰可对醇和羧酸进行鉴别，又如脂肪胺和芳胺均有氨基的红外吸收峰，但根据有无芳环的特征吸收峰可对二者鉴别等等。通过联系对比的教学方法，学生既能看到它们的相同点，又看到其不同点，最终使学生思路开阔，思维清晰，提高了学生分析问题和解决问题的能力。

3进行开放实验，提高学生识谱能力。“四谱”教学仅从课堂上讲授理论要使学生掌握知识远远不够。必须通过加大实践课堂的教学环节、通过学生把综合实验合成的有机产品、毕业论文合成的产品、利用节假日及课余时间随老师做科研项目的产品在仪器分析的开放实验室在老师指导下进行测定，分析解图，培养学生理论联系实际的能力，提高学生综合分析和解决问题能力。为此我们结合教学实践和科研工作，自己编写了一份“波谱解析实验”讲义，在其中的10个实验中涵盖了“四谱”内容，让学生逐一训练，并将综合实验的产品、毕业论文实验产品和学生随老师教学科研项目实验产品进行四大光谱实验综合分析、鉴定结构，从而为他们后续从事科研工作奠定了扎实基础。

4借助多媒体教学手段，提高波普分析课程教学质量。随着计算机技术的迅猛发展，多媒体教学软件作为课堂教学的主要工具已彰显出其优异的教学效果。由于其教学信息量大、效率高、表达形式直观明了，已成为完成有机波谱分析教学难点的新趋势和重要手段。我们考虑到有机波谱解析课程中有些知识难点使用传统板书教学方法难以表达清楚，根据课程特点及规律，对“四谱”教学自制了CAI教学软件，教师可根据实际情况充分利用计算机动画效果进行形象直观教学。课件制作内容主要包括文本、图像、动画、影像、声音等，图片或图像模块中包合有较多的二维或三维动画，这样的教学方式起到了事半功倍的教学效果。我们还通过看全国名校如南京大学、北京大学、兰州大学、中山大学等校制作的“四谱”实验操作录像，帮助学生掌握“四谱”教学知识。综上所述：由于有机波谱分析是一门新兴的边沿学科，其内容抽象繁杂、信息量大、涉及知识面广、内在规律性不强、具有大量的经验数据，对没有基础从未接触过该方面知识的初学者来说往往感到枯燥无味，学习中感觉不知所措、无从下手，也是有机化学学习中的重难点。在进行上述多项教学改革的同时，结合兄弟院校的经验，尤其是充分利用计算机动画效果等Flash软件功能和“四谱”录像进行辅助教学，取得了优良的教学效果。同时我们还利用我校校园网，建成了该门课程的辅助网站，学生可充分利用网站内的电子教案、多媒体课件、名校的教学录像及习题进行课后学习。任课老师还可在网站上答疑辅导。由于我们进行了多项教学改革，使学生在有机波谱分析课的学习中学有兴趣，成效显著。

本文作者:张来新赵卫星工作单位:宝鸡文理学院

篇（8）

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。

参考文献：

[1]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社,

1995.

[2]李丽华.论三本院校电磁场与微波技术课程教学[J].投资与合作(学术版),2010,(9):64-65.

[3]陈帝伊,刘淑琴,许景辉,等.“电磁场理论”课程的教学改革探讨[J].电气电子教学学报,2009,(4):116-117.

[4]杨再旺,张淑娥.谈《电磁场与微波技术》实验方法改革[J].中国电力教育,2005,(S1):147-150.

篇（9）

我校是机电类中职学校，开设有数控、机制、电子、模具、机械等专业，在各专业中开设中职物理这门基础课，目的是在初中物理的基础上，进一步学习和掌握运动学、力学、几何光学、热学、电磁学及原子能等相关知识，为专业学习打下基础。如何实现这一目标使之有效地服务于机电各专业成为课程改革的的关键，本文认为应从以下几个方面着手。

一、立足岗位，面向专业，优化课程结构

物理是机电类专业的基础课程，必须立足于机电类岗位，服务于机电类专业课程。机电类中职培养机电技术及应用方面的操作维护使用及管理技能型人才，面向制造业各岗位。制造业为国民经济各部门，包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装配，其技术装备是数控机床（CNC）、柔性制造单元（FMC）和柔性生产线，这些装备的操作使用、维护管理要求高，需求复合型人才，并且随着科技和生产的发展，机电产品生产工艺及装备技术水平在不断提高，对机电设备操作使用维护要求也提高，制造类各岗位如机械制造、数控加工编程、汽车维修、模具加工与修理、电子产品装配、机电维修、机电产品质量检验、机电设备营销等等都需要多门课程知识的综合，需要扎实的专业基础知识，强调基础及对岗位的适应能力和以后的扩展能力。中职生在短短三年间掌握机电类某一岗位群所需的全部知识和技能是不可能的，只能是掌握该岗位群所需的基本知识与基本技能，只有夯实基础，拓宽基础，才能提高社会的适应能力。专业基础课是为专业岗位服务的，而物理课在提高学生的科学素养、为机电类专业基础课程打基础方面起着无可替代的作用，所以物理是机电类专业基础的基础，其内容与结构必须满足专业与岗位的需求。

考虑到机电类各专业后继课的特点，将物理分为I、II两类：I类包括知识模块有：直线运动，牛顿运动定律，冲量与动量，功与能，曲线运动、万有引力定律，机械振动与机械波，分子运动论、理想气体，热量与功，静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波，几何光学，光的本性，原子和原子核。II类是将I类中的静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波内容合并到电工基础中。II类是面向电子、计算机等专业，对物理、电工、电子等课程的要求相对较高。在第一学期开设《物理》，而第二学期起就依次开设《电工基础》、《模拟电子》和《数字电子》三门课程。I类是面向机械、机械制造、模具等专业。另外，增加选修模块，如自制物理实验、创新制作内容。各个不同专业学时数亦不相同。

二、做学合一，培养创新能力

物理课教学中的学主要是指理论知识学习；做是做实验、做习题和课外活动，主要是实践过程，无论是学还是做，都是为了理解基本概念与定律，分析物理现象与自然规律，掌握物理科学方法与知识。由于各种原因，中职生入学的实际情况是基础差、底子薄，文化素质相对较低，但其思维能力和智力水平并不低。按照职业教育观点[1]，他们只是智力类型的不同，而非智力水平的高低。中职生的培养目标是技能型人才，注重实际应用与操作。鉴于上述情况，中职物理教学首先要调动学生主动参与学习过程，发挥其主体能动作用，发掘其能力与潜力；其次加强技能培养。为此采取如下措施：（1）在学的方面，降低理论知识的难度，强调实用性和实践性，注重培养学生的学习能力和分析问题、解决问题的能力，淡化理论推导，突出物理概念的理解，注重计算能力的培养，并将部分概念与定律内容实验化，转化为可以做的内容，加大课堂演示内容及份量；同时采用多样化教学手段，充分运用投影、幻灯、录象、计算机辅助教学软件（CAI）等现代化手段进行教学，注重形的视觉作用，加深对物理概念与定律的理解。对于每个章节，明确目标任务，以任务为驱动，教师指导学生主动思考，学生带着思考的头脑进入课堂。理论联系实际，联系生产生活实际，联系专业实际，联系学生实际，循序渐进，由浅入深。（2）做的方面，充分利用习题、实验与课外活动。这样在学中做、在做中学，做学合一，发挥学生的学习积极性、主动性，增强学生的主体意识，提高学生的动手能力，掌握科学方法，提高科学素养。

创新能力的培养是深化教育体制和结构改革、全面推进素质教育的重点，创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法，而不仅仅是知识的本身。在中职物理教学过程中，培养学生的创新能力应从以下三个方面进行：（1）在理论课教学中训练学生的创新能力，设计提问，激发学生问题意识，引入课题；指导学生发现，启发学生思考、交流、探究；引导学生独立学习，启发学生大胆质疑；注重挖掘物理教材中的研究问题的方法，培养学生的创新能力。（2）在习题教学中培养中学生创新能力，一题多解，训练学生的发散思维；一题多变，训练学生思维的灵活性。（3）在物理实验教学过程中培养创新能力，在规定学生完成一定的实验计划和要求的前提下，可以鼓励、引导学生不拘泥于教材中的做法，进行一些创新改进，或自己另外设计不同的方案或者自己提出实验研究课题，设计开放性实验，设计实验方案，独立或与同学合作进行实验。（4）在课外活动中培养学生创新能力，举办“异想天开”发明创造“金点子”方案竞赛；举办发明创造讲座、科普知识讲座、发明创造作品展览；开展“小发明、小创造、小制作、科学小论文”等竞赛，以激发学生的创新意识，增强创造能力。

三、对教师的要求

物理理论与实验教学设计与实施，需要高素质的教师队伍。教学过程设计、教学情景设计、学生情况分析、创新能力培养都对教师提出了很高的要求，不仅要求教师具有丰富的相关专业知识与娴熟的实践技能，而且要具有灵活的教（下转第149页）（上接第145页）学方法、较强教学情景设计能力和现场调控能力和创新教学能力。为此，教师必须经常收集资料、补充自己的专业知识、了解最新科技动态，及时掌握科技方面的新技术、新工艺、新设备及岗位所需技能；钻研教学艺术，深入学生调查研究分析，做到因材施教。如教学过程设计中每个章节找出恰当的切入点，“万有引力定律”以“人造卫星、黑洞例子”切入；“机械波”以“地震、超声波和次声波”切入；“能量守恒”以“长江三峡”切入；“电场中的导体”以“静电的防止和利用”切入；“电阻定律”以“超导”切入；“磁场”以“磁悬浮列车”切入；“原子核”以“核武器”切入等。引入这些例子，不仅可以引出问题，激发学生学习兴趣，还可增强学生对科学的崇尚。

篇（10）

中图分类号：G642.0文献标识码：A

Physics Professional Analysis

ZENG Daimin[1], LI Yong[2]

([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;

[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)

AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.

Key wordsPhysics; analyse; prospects

物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学，是除数学外最基本的一门学科。物理运动是自然界最普遍的一种现象，因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分，物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化，所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。 进行物理学研究，首先是观察各种客观物理现象，再从许多表象性的现象中，揭示基本规律，建立较为系统的理论。物理学研究除了要依靠好的科学方法外，还要取决于认知工具。工具越先进，研究效率越高，成果越显著。 物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法，它对其他学科的研究，乃至哲学发展，都有重要意义。①重庆大学物理学专业从2008年开始正式招生，到现在，第一届学生即将进入大四。通过这几年对物理学专业学生的培养，我们有一些体会，与同行共勉。

1 专业方向设置

1.1 理论物理方向

理论物理学从各类物理现象的普遍规律出发，运用数学理论和方法，系统深入的阐述有关概念，现象及其应用。理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及物理学所有分支的基本理论问题。理论物理是在实验现象的基础上，以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物质运动的基本规律，从而解决学科本身和在高科技探索中提出的基本理论问题。重庆大学物理学院理论物理方向目前包括：高能物理、引力波、天体物理、量子信息与量子通信等几个分支。

1.2 凝聚态物理方向

凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是上世纪八十年代以来，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许 多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一。由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用有着紧密的联系，凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件，在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。

2 主干课程设置

重庆大学物理学专业的主干课程有力学：使学生比较系统地掌握力学基础知识，且能比较灵活加以应用。培养学生独立分析问题与解决问题能力，初步培养学生的唯物主义世界观。主要内容有质点运动学、牛顿运动定律、动量守恒定律和动量定理、功和能与碰撞问题、角动量、刚体力学、振动和波。热学：使学生掌握物质热运动形态的规律性和热运动与机械运动，电磁运动等其它基本运动形式之间转化的规律性。掌握统计规律性和统计的方法以及物性方面的知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。主要内容有热力学第零、第一、第二定律和熵、分子运动论、输运过程、固体和液体及相变。电磁学：使学生全面地、系统地了解和掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律，具有一定的分析和解决电磁问题的能力，为后继课程奠定必要的基础。主要内容有静电场、静电场中导体和电介质。稳恒电流、稳恒磁场、电磁感应、磁介质、交流电初步、麦克斯韦电磁理论和电磁波、电磁单位制。光学：使学生比较系统地掌握光学的基本知识，主要讲授几何光学、波动光学、量子光学初步和光学应用。原子物理学：使学生掌握原子结构的性质和一般规律，掌握和了解核的性质与核能利用，了解粒子的基本性质。讲授卢瑟福模型、氢原子的玻尔理论、量子力学初步、原子的精细结构、多电子原子、X射线、原子核物理概论。理论力学：使学生掌握力学的基本理论，培养学生理性思维能力。讲授质点力学、质点组力学、刚体力学、非惯性系动力学与分析力学等基本理论。热力学与统计物理：使学生掌握物质的热运动规律及热运动对物质宏观性质的影响。讲授热力学的基本定律，热力学函数、平衡及稳定条件，相平衡及化学平衡，不可逆过程热力学，最可几统计法――玻尔兹曼分布、费米分布、玻色分布，气体和固体的热容量理论，金属中的电子气体、平衡辐射，系统理论，热力学的统计表达式，非理想气体态式，涨落理论，非平衡态统计物理简介。电动力学：使学生掌握电磁场的基本属性及运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。讲授电磁现象的普遍规律，静电场和稳定电流磁场，电磁波的传播，电磁波的辐射，狭义相对论及带电粒子和电磁场的相互作用。量子力学：了解微观客体运动特点，初步掌握量子力学的基本原理和方法。课程内容包括波函数、薛定鄂方程，量子力学中的力学量，态和表象理论，微扰理论等。固体物理：初步掌握固体物理的基本原理和特点。课程内容包括晶体、晶体的缺陷和扩散、晶体振动、相图、能带论、金属和半导体电子论、固体的磁性和介电性等。数学物理方法：掌握有关复变函数、复变函数的积分、幂级数展开、留数定理、傅里叶级数、积分变换、数学物理方程定解问题、分离变数法、二阶常微分方程的级数解法、本征值问题、球函数、柱函数、格林函数、积分变换法等数学物理方法的基本知识。

3 培养规格及要求

通过四年的物理学专业学习，要求学生掌握数学的基本理论和基本方法，具有较高的数学修养；掌握坚实的、系统的物理学基础理论及较广泛的物理学基本知识和基本实验方法，具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力；了解相近专业的一般原理和知识；了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势；了解国家科学技术、知识产权等有关政策和法规；掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。具有计算机应用的基本技能。较熟练地掌握一门外国语言，具有良好的听、读、写作和会话能力，能够较顺利地阅读本专业的外文资料。

4 学生就业前景分析

重庆大学物理学专业的培养目标是：培养具有宽厚扎实的物理学基础、综合素质优秀，并且具有良好数学基础和实验技能，能在物理学或相关科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关管理工作的高素质专门人才；培养良好的创新意识和科学的思维方式，以及分析和解决实际问题的能力以适应学科交叉和社会的各种需要。

物理学专业学生毕业后主要从事以下一些行业：（1）继续物理方向的深造，成为一名物理学家、物理教师。（2）从事与物理相关的一些工作，如技术工程师、发明家、研究助理等。（3）与物理关系不大的一些行业，如公务员、管理人员等。就业领域主要是：科研院所、高等院校、企事业单位、政府机关等。

总之，重庆大学成立物理学专业的主要目的是发现与培养真正热爱物理的好苗子，让他们打好基础，再继续深造，为物理学的发展做出贡献。在学习的过程中，有部分同学发现自己并不是很适合学物理，可以申请转专业，找到适合自己发展的方向。最后留下来的绝大部分同学都会继续读研深造，向着他们心中神圣的物理殿堂继续努力。实践表明，物理学专业的学生物理基础打得非常坚实，为将来的继续深造做好了准备，即将毕业的学生将有部分保送到中国科学院及各大高校，其余的同学也成为了本校硕士生导师争抢的对象。物理学专业的培养是成功的，并且也已经成为重庆大学的一个优势特色专业，它将为全国培养和输送更多、更好的物理方面人才。