任仪+尹波

摘 要 基于工程实践推动理论课程教学是当前工程学科理论基础课程的主要教学改革手段之一。本文介绍了工程实践法在《电磁场与电磁波》课程理论教学过程中的具体方法，详细介绍了该实践法的一般流程、具体实施和评价方法。该教学方法的实施极大地调动了学生的学习积极性和主动性，突出了学生的主体地位，促进了学生理论联系实际的能力，明确了学习的目的，充分体现高等教育“以能力为本”的价值取向。

关键词 工程实践法 电磁场与电磁波 理论教学

中图分类号：GO441 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2017）17-0002-02

《电磁场与电磁波》是现代信息学科的重要理论基础课程，具有很强的理论性，是传统信息学科中较抽象的一门课程。这门课程的教学目标是培养学生具有分析电磁现象的定性过程和定量方法的能力，使得学生能够认识并理解电磁波作为信息载体工作于光纤通信、移动通信、雷达等领域，引导学生掌握天线与微波系统的分析方法和设计思路，认识并解决实际工程中的复杂问题，加深理解电磁场与电磁波的本质。

该课程是后续微波类专业课程的基础，对后续课程的学习起着决定性作用。然而，传统的理论教学方法都是按部就班的讲解理论知识，而其抽象的理论和较多的数学描述难以引起工程类专业学生的兴趣，造成“教”和“学”都较为困难的教学现象。为了激发学生的学习兴趣，提高学生对该课程工程实践应用的认识，进一步加深其理论理解，笔者通过工程实践与理论教学相结合的方法，对该课程的教学环节进行了一系列的改革。通过4年多的教学实践，目前已取得了良好的教学效果，摸索出一套完整的项目实践教学法。本文在此介绍《电磁场与电磁波》课程中实施工程实践教学法的一般流程、具体实施和评价方法，激发学生学习兴趣，引导学生探索性学习，启迪学生创新性思维，促进和提高学生知识拓展应用的能力。

一、工程实践法的一般流程

工程实践法是师生通过共同实施一个完整的工程案例而进行的教学活动。此处的工程案例主要是针对该课程中的某个教学内容而设计的任务，该任务需要具备典型性、实用性、可操作性及可拓展性，并能由学生独立完成、可收到良好教学效果。在实践工程案例的过程中，将理论知识围绕该工程任务进行讲解，让学生明确每个知识点在该任务中的作用，并由学生作为主体主动去尝试解决问题和完成任务，创造学生主动参与、自主制作，探索创新的新型教学模式。

为完成该工程实践教学法，授课教师需要先调研与当前科学前研紧密结合的学科动态，选取具有可操作性的实践题目。此外，需要提前告知学生准备必要的前期知识，如MALTAB编程，熟练运用HFSS、FEKO电磁仿真软件等。在此前期准备后，整个教学法的实施将分为：理论教学、项目实施、教师指导、仿真分析、验收总结等几个阶段。

二、工程实践法的实施过程

该实践教学法将首先选取合适的工程实践案例，所选择案例需要考虑到与电磁场和实际工程应用的紧密结合，并且具有典型性和实用性。案例的选择由课程教师完成前期调研工作，结合学生的课程学习和教师对工程实践与科学前沿的把握，归纳选择一些符合认知规律的代表性电波传播问题和天线设计需求，引入到本科教学过程中。根据教学大纲的目标要求，以任务引领的方式将相关知识点融入到完成任务所必备的实践案例中，突出任务与知识点的联系，围绕案例实践所用知识点重点讲授，使学生掌握必要的基本理论，使其实践能力和分析解决问题的能力得到提高。通过近4年的实践归纳总结，本课程所选取的工程实践案例包括：金属接地板电位分析，圆极化波地面反射分析，工字型波导内场分布分析，八木天线设计等实践案例。

案例确立后，学生根据所选题目分成项目小组，由项目组长组织成员制定具体的实施方案，并进行任务分配和进展协调。项目选择分配完成后，教师要引导各组有序完成项目设计和分析任务。如，以八木天线设计为例，教师在项目开始前应当对该案例所涉及理论知识进行重点讲解，如，电磁场边界条件、电磁辐射、特性阻抗等知识要点，基本涵盖了电磁场课程的主要知识点，满足教学大纲的基本授课要求。此外，还需要对选题小组进行电磁分析软件的知识补充，如该案例所需要电磁场仿真软件为FEKO，则在该小组选题时即要求其人员进行FEKO的仿真学习。在学生进行项目执行阶段，教师需要结合教学内容对所选案例进行讲解，明确所用方法和注意事项，引导学生按正确的实践方式完成设计。此外，还需要根据学生的学习基础和能力将一个完整的项目进行适当的细化分解，方案细化的过程也是教师的具体指导过程之一。项目完成后，学生需要通过电磁场仿真软件FEKO对所设计八木天线进行优化，使之达到所提性能指标。最终，通过该案例的实施，使得学生能够通过组内人员的相互协作，综合运用知识、技能和方法，按照已经确立的项目实施步骤，通过搜集资料、独立学习、实践、合作研究探索等方式，结合理论课程的讲授完成该工程案例的具体设计工作。

三、教学实践的考核工作

作為微波类的专业基础课，电磁场与电磁波的理论性和实践性都很强，因此，为保证后续课程的顺利教学，必须夯实电磁场与电磁波的理论基础，并且培养学生的实践动手能力。为实现此目的，理论与实践实一体化的工程案例教学考核评价采用理论考核和工程实践操作过程考核相结合的方式，各占总成绩的50%。其中，理论考核采取笔试形式，考核学生的理论知识，而工程实践评分则有指导教师根据各小组的案例完成情况，小组成员的协调性、动手能力、资料收集和分析能力等综合打分。

经过不断的尝试，笔者在电磁场与电磁波课程中应用工程实践教学法进行教学，有效地改变了传统的讲授式教学模式，较大地提高了教师的教学效率和学生的学习效率，加深了学生对电磁场问题的理解。经笔者近4年的实践探索，结合现代化的教学手段和工程实例对知识进行综合演练，充分发挥教师的主导作用，体现了学生的主体作用，展示了高等教育“以能力为本”的价值取向。

参考文献：

[1]任仪，郝宏刚，尹波.基于工程案例的《电磁场与电磁波》教学实践[J].读写算 （教师版）：素质教育论坛，2012，（11）： 69-70.

[2]裘国华，李九生，申屠南瑛.多样化教学在《电磁场理论与微波技术》课堂中的应用[J].科技信息，2011，（17）：7-7.

[3]唐英.项目递进驱动教学法在《C语言程序设计》的应用.职教探索与研究[J].2007，（04）：32 - 34.endprint