应用型高校工程电磁场课程教学改革的研究与探讨.docxVIP

?

?

应用型高校工程电磁场课程教学改革的研究与探讨

?

?

高深蔡纪鹤陈伦琼

[摘要]工程电磁场是电气类专业三大主干课之一。为了适应应用型高校学科发展的需求，并结合目前课程教学所存在的普遍问题，文章主要从教学手段、教学方法和教学实践等方面提出了改革方案：在教学手段中适当引入COMSOL仿真软件相关案例进行辅助教学，以提高学生的空间想象能力;教学方法上应用类比法讲授课程，提高学生的理解能力;在教学实践上，发挥高校大学生创新创业项目的特点，将工程电磁场理论与实际生产应用相结合，鼓励学生对交叉学科进行学习探索，以此提升学生对工程电磁场相关知识的应用能力，从而进一步提高工程电磁场的教学质量。

[关键词]工程电磁场;应用型高校;COMSOL仿真

[]G642.0[]A[]2095-3437（2021）09-0110-03

工程电磁场、电路、电机学是电气工程类最主要的三门专业基础课程，而工程电磁场又是电路和电机学的基础[1]。例如，电磁场中的电流守恒定律是电路课程中基尔霍夫定律的理论基础;电磁场中的磁学部分又是电机学课程中磁路分析的物理基础;另外，电磁场中的静电场也是电气高电压领域中气体放电物理的重要组成部分。因此，工程电磁场是学习其他电气类专业课的基础，学生要对此引起重视。电气专业是偏向实用工程类的学科门类，工程电磁场课程很多内容往往是抽象的、难以理解的，很多学生学起来感觉枯燥、乏味，并且认为其与电气专业关系不大而没有引起重视。因此，在授课过程中，工程电磁场往往是学生在学习过程中难以理解的课程。学生在学习过程中学习兴趣低，缺乏积极主动性。怎样使学生牢固掌握工程电磁场的理论知识是本课程教学改革的重要内容，同时结合应用型高校的特点，如何引导学生对该课程的学习做到举一反三，并将所学知识应用到实践中是本文研究的主要内容。

一、工程电磁场课程的特点

1.在课堂讲授过程中，数学公式推导很多，学生难以理解。数学基础较差的学生，往往在上课中拘泥于公式的推导过程而忽略了本质的物理意义，因而在听课过程中无法跟上老师的讲课节奏[2]，最终对重要的物理基本概念和规律没有掌握，久而久之就对课程失去了学习的信心，变得自暴自弃，甚至出现课上打游戏或者逃课的现象，很多学生考试不及格。另外，大部分高校在考研时不考工程电磁场这门课，因而大部分学生没有对该课程引起重视。

2.工程电磁场课程的物理概念比较抽象，其是一种看不见摸不着的物质，没有实物可供测量，教师对此应特别加以强调。很多学生在学习过程中难以理解，跟不上教师的上课节奏，因此导致后续课堂的教学效果不好。课后作业大部分都是拘泥于公式推导类的习题，学生仅仅只是应付式地完成作业，甚至有抄袭现象，很多学生不知道这门课自己到底学了什么，有什么用途，今后能干什么。

3.工程电磁场课程与实际应用、就业上岗直接关联不大。大部分学校每年都会对本专业的教师和学生进行教学效果的问卷调查，发现少数学生对工程电磁场课程没有引起足够重视，认为“此门课程与自己的就业没有太大联系”，因此上课听讲也就失去了主动性，甚至有的学生干脆上课不听，等到期末考试时又存在临时抱佛脚的现象。另外，大部分高校都是通过期末考试来考核学生对知识的掌握情况的，这种做法难免会引发学生临时突击，对知识概念不理解，公式死记硬背等问题，一旦考试过后学生对所学内容很容易忘记，从而失去了课程教学的意义。

二、工程电磁场的教学改革探索

工程电磁场是电气专业类非常重要的基础课之一，該课程的难点在于要求学生具有扎实的数学和物理基础[3]。在讲授过程中，加强学生的理论基础是重中之重，同时也要提高学生在课堂中的学习积极性。比如在课堂讲授过程中，实时穿插该领域的研究热点及发展概况可以激发学生的学习兴趣，同时要给学生消化知识的时间。具体表现在以下几个方面。

1.夯实基础教学。对于工程电磁场课程而言，学生的首要任务是夯实相关的数学基础，比如矢量，张量的分析、理解，矢量场和标量场的概念，以及梯度、散度、旋度的计算和区分。对于此部分，应该在课堂讲授过程中进行随堂检测，并在后续过程中进行相关知识的复习，以便及时了解学生对该部分知识的掌握情况。

工程电磁场的各部分教学内容往往是递进关系，比如第一章的矢量分析就是后面章节如何计算电场和磁场的旋度、散度的数学基础。在具体讲授本节课内容前，教师可以给学生复习与本节课内容相关的，之前所讲授的知识。这样既可以让学生加深上次课所学知识的印象，也可以让学生了解两次课内容的衔接点。

另外，可以用类比的方法给学生讲授相关知识。比如，在讲解静磁场内容时，可以对比静电场的相关内容，首先通过公式对比，让学生发现，静电场是一个有源无旋场，而静磁场是一个有旋无源场。其次对边界条件进行对比，当分界面存在自由电荷时，电位移矢量法向分量不连续，电场强度切向分