2014电场与微波技术课程讨论课方案.docVIP

《电磁场与微波技术》课程 讨论课教学计划 库伦定律和毕奥-萨瓦尔定律讨论 矩形截面金属波导管壁电流分布讨论 2014年9月 一、整体思路 以大学物理、工程数学等课程为基础，对电磁科学的历史、重要实验定律给出深入认知和理解；将传统电路中电流的基本知识延伸到电磁科学中对电流的更广泛的解释，通过微波器件的管壁电流分析感受场与路关系的统一，同时缩短理论知识与工程实践之间的距离。通过课前布置、指导，让学生利用课外时间查阅相关教材及资料，进行分析、归纳、总结或提炼，以学生上台讲演和讨论为主要教学形式，深入研讨围绕Maxwell经典方程的实验定律、场理论的工程实践所涉及的知识点及，以具体问题的理论解析和提出解决问题的方法为讨论内容，引导学生积极思考、学会学习、主动学习，综合训练学生能力，提高学生综合运用本专业知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力。 二、目的与意义 1. 通过基于团队的学生上台讲演和课程讨论这种体验式教学方式，加深对电磁场基础理论和微波传输线基础知识的理解，培养学生的实践能力，令其在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼； 2. 初步训练学生查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力； 3. 了解电磁学相关实验定律的由来和发展过程，了解类比法在电磁定律中的作用； 4.了解矩形截面金属波导管壁电流的分布，并利用其进行工程实践应用。 三、具体实施方案 学生上台讲演、报告 各组学生在课外查找、阅读和分析相关的知识内容，总结、整理并撰写报告，做成PPT。各组同学委派一名学生完成一次讨论课PPT讲解，上台陈述本组的研究内容，陈述时间为10分钟，最后每人上交一份分析报告（WORD文档及PPT，电子版）。由于选课人数的原因，无法完成在课堂上每组同学的讲解过程，因此采用当场抽签的方式决定上台讲解的组数，保证随机性。 课堂互动 陈述完后，汇报的学生回答台下学生和评委老师提出的问题，并针对所汇报的问题进行讨论，讨论时间为5分钟，最后由老师点评（依据需要讨论的具体内容，总结存在的主要问题，在课堂上由老师引导下进行讨论）。 讨论课时间 第2周或第13周，所有同学必须参加，否则讨论成绩为零。课后提交报告PPT电子版和纸质文档。 四、主要内容 本门课程设有二次讨论课，分别针对库仑实验定律、毕奥-萨瓦尔定律、矩形金属波导边界对电磁场的影响、位移电流与管壁电流分布的内容进行探讨。第一次讨论设置在电磁场基本矢量授课结束后，围绕电磁场基本矢量概念引入的实验的实施条件、进行研究的基础条件准备、科学研究的类比法等内容进行探讨。第二次设置在矩形金属波导模式分析授课结束后，围绕矩形波导边界条件、场分布与管壁电流关系、位移电流与场分布关系、位移电流与管壁电流如何形成闭合回路等内容进行探讨。 讨论课的题目将分别在相关课程开始前下发，也可由学生根据兴趣自行选题。讨论课选题主要包括以下内容，其中（1）、（2）为第一次讨论课题目，（3）、（4）为第二次讨论课题目： （1）库仑实验定律的分析 (a) 如何建立的实验目标；（要求学生查阅搜集早于库仑或者库仑同时代的学者们关于电力的猜想和论述，体会库仑实验不是偶然的空穴来风，要创新就要注意相关领域必威体育精装版发展。） (b) 如何充分利用自身特长建立实验方法；（要求学生查阅库仑与卡文迪许等人对电力的不同实验方法，了解库仑是扭转力矩研究专家，体会库仑扭称设计，讨论如何将一微量变宏观化等） (c) 讨论科学研究的重要方法：类比法的应用 (d) 讨论后鼓励学生撰写心得报告。 （2）毕奥-萨瓦尔定律的分析 (a) 如何建立的实验目标；（要求学生查阅搜集奥斯特的电流磁效应实验对毕奥、萨瓦尔和安培等人进行磁力实验研究的重要影响，体会毕奥、萨瓦尔和安培等人的磁力实验不是偶然的空穴来风，进一步体会创新就要注意相关领域必威体育精装版发展。） (b) 如何建立有效的实验方法；（要求学生查阅相关的实验方法，进一步讨论如何将一微量变宏观化、排除干扰因素等奇思妙想） (c) 讨论科学研究的重要方法：类比法的应用 (d) 讨论后鼓励学生撰写心得报告。 （3）矩形金属波导管壁电流分布讨论 (a) 如何利用边界条件分析管壁电流； (b) 如何分析管壁电流线的闭合性； (c) 如何应用位移电流概念对管壁电流进行分析； （主要分析位移电流的最大位置，位移电流如何与管壁电流组成闭合电流线等） （4）矩形金属波导管壁电流特性在实际工程设计中的利用 (a) 讨论电磁波的泄漏与开缝关系； (b) 讨论金属波导如何对电磁场进行限制； (c) 结合实验教学内容进一步分析矩形波导电磁波参量相关测量的特点； 五、基本要求与成绩评定（共5分） 1. 基本要求： （1）第一次讨论课至少要选择一个电磁定律来作为研究内容； （2）第二次讨论课要对管壁电流的理论和实践应用都作为研究内容。 3