黃 文 譚 菲 尹 波 羅 偉

(重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 重慶 400065)

“新工科”是為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，而提出的工程教育改革方向，從而支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展等一系列國(guó)家戰(zhàn)略?！靶鹿た啤笔且粤⒌聵?shù)人為引領(lǐng)，通過(guò)繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享等方式，培養(yǎng)出滿足未來(lái)新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)需要的，具有實(shí)踐創(chuàng)新能力、動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力、高技能高素質(zhì)的交叉復(fù)合型科技人才。與傳統(tǒng)工科相比，“新工科”更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性，不同學(xué)科知識(shí)的繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享[1]。因此，在新工科建設(shè)背景下，如何使傳統(tǒng)課程適應(yīng)新工科發(fā)展的需求成為一個(gè)亟待研究的問(wèn)題。

《電磁場(chǎng)與電磁波》課程是高等院校通信工程、電磁場(chǎng)與無(wú)線技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化等專業(yè)的必修課程之一，屬于電磁場(chǎng)與無(wú)線技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。而《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的教學(xué)往往是以教師為中心，教學(xué)模式相對(duì)單一，課堂以“灌輸式”教學(xué)方法為主，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)灌輸，學(xué)習(xí)的主觀性較差，對(duì)課程興趣度較低。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程已經(jīng)無(wú)法滿足新工科發(fā)展的需求。由于學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)能力的差異性，采用的教學(xué)方法與教學(xué)手段也應(yīng)多樣化[2]，否則將難以實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力與素質(zhì)三位一體化培養(yǎng)[3]。因此，對(duì)《電磁場(chǎng)與電磁波》課程進(jìn)行教學(xué)改革，采用創(chuàng)新教學(xué)模式顯得十分必要。在《電磁場(chǎng)與電磁波》課程教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中嘗試采用模塊化教學(xué)模式，將有利于更深入開(kāi)展模塊化教學(xué)研究，有助于提高《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、模塊化教學(xué)模式實(shí)踐

模塊化教學(xué)模式貫穿于《電磁場(chǎng)與電磁波》課程中，同時(shí)結(jié)合多種教學(xué)方法，如案例教學(xué)法，小組討論等，層次化、模塊化構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容。首先，研究教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，將《電磁場(chǎng)與電磁波》課程教學(xué)所有環(huán)節(jié)劃分為知識(shí)模塊、能力模塊與素質(zhì)模塊，這三個(gè)模塊相互關(guān)聯(lián)、有機(jī)融合。

在知識(shí)模塊中，首先將課程內(nèi)容劃分為五大部分：矢量分析、靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、時(shí)變電磁場(chǎng)、平面電磁波。同時(shí)，把每部分內(nèi)容統(tǒng)籌整合并劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)。把知識(shí)點(diǎn)總共劃分為三種類型的知識(shí)：基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)、核心工程基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)。以靜磁場(chǎng)部分為例，基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)包括靜磁場(chǎng)的基本公理、靜磁場(chǎng)的邊界條件、磁化強(qiáng)度計(jì)算。核心基礎(chǔ)知識(shí)包括矢量磁位法及應(yīng)用、畢奧薩伐定理及應(yīng)用、磁能的計(jì)算。高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)包括電感器自感和互感的計(jì)算。將知識(shí)模塊進(jìn)行分塊處理，有助于實(shí)施模塊及知識(shí)點(diǎn)的精講，以求把每種類型的知識(shí)點(diǎn)都講精、講透、講好，并且有利于課程體系的優(yōu)化。

在課堂授課環(huán)節(jié)，教師講解完一個(gè)或兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，借助智慧教學(xué)工具如“雨課堂”平臺(tái)等將題目推送給學(xué)生，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容為一至兩道選擇題，檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

能力模塊著重培養(yǎng)學(xué)生的工程推理和分析解決問(wèn)題能力、知識(shí)的遷移能力、系統(tǒng)思維能力、交流能力等。能力模塊為知識(shí)模塊中某些知識(shí)點(diǎn)的拓展和應(yīng)用部分，屬于比知識(shí)模塊更高級(jí)的偏實(shí)際應(yīng)用的模塊。如在知識(shí)模塊里關(guān)于鏡像法的內(nèi)容，有鏡像法的依據(jù)，鏡像法原理、簡(jiǎn)單問(wèn)題的鏡像法的計(jì)算。但對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的鏡像法應(yīng)用，需要較為綜合的知識(shí)，則屬于能力模塊的部分。教師講授這部分內(nèi)容時(shí)，先讓學(xué)生分小組自行討論和分析，然后教師加以啟發(fā)和點(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已有的知識(shí)進(jìn)行遷移和拓展，最后進(jìn)行講解和知識(shí)點(diǎn)的歸納。通過(guò)能力模塊，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新拓展能力的提升。

素質(zhì)模塊是從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的工程視野、職業(yè)道德和人文情懷等。對(duì)于近年來(lái)電磁研究熱點(diǎn)及前沿，如電磁輻射與電磁污染、多天線陣列、電磁兼容及電磁對(duì)抗等，這些熱點(diǎn)雖然存在很多理論研究和分析應(yīng)用的難點(diǎn)，但仍然屬于電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論的研究范疇。具體的實(shí)施方法為：教師將這些案例與基本電磁理論相結(jié)合，提煉出基本的電磁問(wèn)題，在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)推送給學(xué)生，給學(xué)生預(yù)留時(shí)間進(jìn)行文獻(xiàn)查找。在課堂授課時(shí)安排時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)行討論和分析，然后進(jìn)行匯報(bào)。教師最后加以點(diǎn)評(píng)和簡(jiǎn)單講解。通過(guò)電磁理論及工程問(wèn)題的結(jié)合，使學(xué)生對(duì)電磁研究前沿及熱點(diǎn)有一定把握，對(duì)電磁問(wèn)題的理論難點(diǎn)有一定了解，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和研究興趣。

二、結(jié)束語(yǔ)

為適應(yīng)新工科背景下培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求，本文探索了《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的模塊化教學(xué)模式，將教學(xué)內(nèi)容劃分成知識(shí)模塊、能力模塊和素質(zhì)模塊，并討論了具體的實(shí)施方法。實(shí)踐證明，模塊化教學(xué)模式，有利于課堂教學(xué)的優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生工程視野和創(chuàng)新思維。