谈独立学院电气专业《工程电磁场》课程的教学改革

摘 要：独立学院要想长远发展，必须深化教学改革，走可持续性发展的、适合自己路线的道路。考虑到独立学院学生的特点与《工程电磁场》课程的特点，提出了包括教学内容、教学方式和考核方式等改革方法，并进行实践。结果表明，几方面的教学改革能够使本来较抽象、难懂的的内容学生能由浅入深，轻松理解并接受，对于复杂的计算，由于事先的准备也能够游刃有余。考核方式的改变能够教师和学生教学相长，发现教学中的问题并解决。

关键词：工程电磁场 教学改革 考核方式

引言

“工程电磁场”是电气工程及自动化专业重要的专业基础课程，是在学生学习过“高等数学”、“物理学”后开设的课程。该课程通过利用高等数学中的场论与矢量分析、徽积分、徽分方程等知识来解决电磁场中的物理问题。该课程内容不仅是大学物理中电磁学内容的深化.同时也是学生学习后继的“电机学”、“电力系统分析“、“电力系统继电保护”、“发电厂电气部分”等课程所不可缺少的计算工具与分析手段。该课程的特点是理论性强、工程结合紧密、课程内容丰富，知识面广，概念抽象、课程教学过程中公式推导较多、计算复杂。并且要求学生有较好的空间想象能力、逻辑推理能力和抽象思维能力。教师不仅要在有限的课堂教学时间内将知识传授给学生，更要注重培养学生研究型学习、自主学习、终生学习的能力，只有这样，学生在今后的学习工作中才能够适应技术的飞速发展。

电磁场难教，学生普便感到电磁场难学、甚至产生厌学情绪。随着改革进行研究，探讨综合利用现代教学方法及技术手段进行教学的可能性，提高学生主动参与学习的能力，增加学生学习的信心与

积极性是任课教师必须面对的一个问题。

此课程选用的教材是倪光正教授主编的《工程电磁场原理》，学时48，安排在大学二年级下学期讲授。

独立学院学生的特点：1.宏观分析问题的能力稍差。2.基础知识薄弱。3.学习主动性差，依赖性强。4.学习目标不明确。

这次教学改革主要针对的是独立学院的学生，下边从教学内容，教学方式和考核方式三个方面进行改革。

一、教学内容的设置

学生们先前主修过电路，电路是以“路”的观点来分析问题，而电磁场是以“场”的观点来分析问题。在讲课过程中有些问题可以从电路和电磁场两种观点对比介绍，加深印象。

而且在教学内容改革中，注重理论与应用相结合，从实用性出发，会激发学生学习的兴趣。因电磁场中电场强度和磁感应强度具有不可见的特性，只能通过数学公式进行描述。因此，在讲授电磁场理论时应与其实际应用相结合，巧用实例教学。如绪论中可以引用电磁场发展史的一些名人事迹；而在静电场中的应用有：静电分离、静电喷涂、植物育种保鲜等；恒定电场主要应用有直流输电等，增加课堂的吸引力。

1.教学进度适度调节

该门课程涉及静电场、恒定电场、恒定磁场、准静态电磁场、电磁辐射与电磁波等内容。无论电场还是磁场都是矢量场，所以矢量的计算是整门课的基础。这里面就涉及到矢量分析、标量场的梯度、矢量场的散度、旋度以及跟适量相关的散度定理，斯托克斯定理。由于在分析电磁场时，麦克斯韦方程组是基础，所以麦克斯韦方程组（包含电磁学中的四个定理）也需要讲授。所有的这些内容是研究电磁学必须的基础，但这部分的学习和掌握确是一个难点。高等数学中虽然有关于矢量相关计算的内容，但纯理论的介绍和推倒，学生印象不深，甚至相关部分内容学生没有学习过。这样，基础知识的部分不但要讲，而且还需要告诉学生提前做功课，复习相关知识。

静电场的相关知识是大学物理中电磁学部分的深入，这部分可以适当调节课程进度，对于大学物理中熟悉的内容，老师可以在讲台做提示，唤醒学生对这部分知识的回忆，避免重复长时间讲述，对于加深的部分深入浅出，循序渐进的介绍。

对于比较抽象的准静态电磁场可以类比电路中的相量法和信号分析与处理中的傅里叶级数等知识，时谐电磁场就是将场源正弦变化的场量用复数形式表达，将对时间的微积分运算转换为代数运算，从而使计算得到了简化。

2.对比教学

对比学习不仅可以加深印象，而且会使学习效率增加。本课程中静电场和恒定的磁场虽然没在一个章节，而且一个是无旋有散的场，一个是有旋无散的场，但这两种场的分析方法上却又很多相同的地方，例如镜像法的应用部分等，上课时老师注意引导学生进行对比学习，这样前面的基础的方法和结论就可以直接应用于后一种场。

二、教学方式多样化

教学方式对完成教学任务，实现教学目的具有重大意义。为了更好地完成教学任务，笔者从如下几种方式进行实践。

1.充分利用多媒体教学的优势

多媒体教学是一种趋势，它使一些在传统教学手段下很难表达的教学内容或无法观察到的现象，通过计算机形象、生动、直观地显示出来。另外，多媒体教学可使原来枯燥抽象的学习内容通过图形、动画等表现形式而变得直观易懂。另外多媒体教学不仅能把知识更多、更快地传授给学生，还节约了时间，增加了容量，有效地提高课堂教学效率《工程电磁场》课程中需要进行微积分的计算，大量公式的推导，而且由于电场线、磁场线是看不见摸不着的，需要用画图的方法引导学生，一些动态的过程甚至需要动画演示。很多基础的知识在高等数学中已经讲述，只是我们在此课程中赋予其新的意义和内涵。如果单纯的应用板书，公示的推导和画图会占据大量的时间和精力，无论是对于学生还是教师，都是一种煎熬，这样浪费很多的时间，因此可以通过多媒体手段来将电磁场以直观的形象展现在学生面前，比如采用动画软件像flash和3Dmax等，同时可以穿插一些仿真软件，如ANSOFT，该软件的电磁场分析模块可以对电磁场的磁力线分布、运动效应，电路和能量损失等进行分析仿真。可以把抽象的概念用直观的图形来表达，既有助于学生的理解，也可以引起学生对理论在课件制作和内容编排上，充分利用多媒体的教学优势，对已知的公式，易懂的内容可以快速显示，重点和难点的地方应用板书予以补充，这样不仅能让学生印象深刻，又会使讲课过程轻松高效。所以性课程的兴趣。

2.重要知识点提前预习

无论对于华北电力大学一本的学生还是独立学院的学生来说，工程电磁场都是比较难的一门课，此课对数学的要求极高。所以对独立学院的学生而言，本身的基础相对一本同学来说要差一点，要想在同样的学时把同样的内容吸收消化需要更多的时间和精力。所以为了使教学过程顺利进行，我们在上课时对学生和老师做了更多的安排。在讲授每一个重要的知识点之前，我们会在课堂上提前告知学生，让他们在课下把相应的知识复习，这样上课再推倒公式时，教学过程会更快速且轻松。对于绪论中各种矢量计算和相关的定理都采用这种提前准备的方法，取得了很好的效果。而且每次讲解一个新的知识点，适当的添加例题的讲解，有利于学生对新的知识的理解并加深印象。

三、考核方式的改革

传统考核主要以考试来呈现，具有模式僵化、目标狭隘、方式单一和命题陈旧等弊端，忽略了学生在教学中的主体作用，考试目的功利化、题型标准化形式单一。传统考核模式的‘一考定成绩’方式，学生的注意力集中在分数结果上，忽略了学习过程的积累。

学习《工程电磁场》这门课程，需要具有抽象思维，空间想象能力，这样才能在看不见，摸不着的电磁空间想想场的分布情况。而要准确的确定场的分布，坚实的计算能力也是不可或缺的。

为了监督学生平时学习，避免出现考试前突击，考后忘光的情况，我们采用的方式为紧抓课堂出勤率，因为对于这样一门学科，自学几乎不可能，出勤率有保证，知识的学习才有保证。在注重平时成绩的积累的基础上，学生的考试成绩最后按照理论考试占60%，平时成绩占40%。理论考试的卷面成绩主要是考察学生对基础理论，基础知识的掌握程度及其学生的数学计算能力。当然作为本课程的结课考试，计算难度不会太高，注重分析方法。

对于小班授课的学生，考核方式可以采取理论成绩占50%，另外50%可以采用口试的形式定成绩。口试即采取口头回答的方式进行考试详细解释。通过口试可以更好的了解学生对所学知识的理解、运用，能否对所学的知识融会贯通。

四、结束语

通过过去一年对独立学院电气专业《工程电磁场》课程教学内容的改革发现，改革后本课程内容更有利于独立学院的学生学习，教学方法的改革使学生和老师都更轻松，使课程活泼、丰富、立体起来。考核方式的改革使考试更公平，更能体现学生的实际掌握程度，有利于教师对教学方法进行总结改进。总之，此次教学改革达到了预期的目的。

参考文献

[1] 倪光正 工程电磁场原理【M】 高等教育出版社 2009

[2] 刘湘桂，韦茜.独立学院学生工作新思考[J].改革与战略，2005，（05）.

[3] 晁立东.面向新世纪电磁场课程教学改革[J].电气电子教学学报，2000，22（3）.

[2]提高“工程电磁场”课程教学效果的方法研究[J] 中国电力教育，2013年第26期

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