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《工程电磁场》课程体系优化摘要：依据《工程电磁场》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，分析了该课程目前的应用教材知识体系，结合兰州交通大学电气工程及其自动化专业的培养计划及教学学时数的压缩的实际情况，明确了课程教学内容体系的优化是提高教学质量的关键，提出了《工程电磁场》课程教学内容体系优化的若干问题，并对该课程教学内容安排、教学方法等环节进行拓展。 关键词：工程电磁场；教学内容；教学方法；课程体系 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0139-02 《工程电磁场》是电气工程专业的重要专业基础课程之一。它所涉及的内容是电气工程专业学生应具备的知识结构的必要组成部分，同时又是一些交叉领域的学科增长点和新型边缘科学发展的基础[1]。它既有自己的理论体系又有很强的工程实践性。在《工程电磁场》课程的各教学环节中，理论教学是基础，对学生学习课程的知识起着关键性的作用。而理论教学又是以课堂教学为主的形式，课堂教学应是师生共创的活动。但是，该课程概念普遍抽象枯燥、运用数学工具多、理论分析推导繁琐等特点，影响了学生学习所需的认知能力、创新能力的培养，影响了学习该课程的热情和兴趣。所以，如何优化该课程内容以及如何提高课堂教学质量就显得非常迫切和必要。特别是如何在各校调整专业培养计划，压缩技术基础课教学时数的背景下（我校该课程压缩为32学时）提高教学质量，是亟待解决的教学改革问题。 一、教学过程最优化体系 “教学过程最优化”理论创立者前苏联著名教育理论家巴班斯基曾指出：“教学过程的最优化，就是指通过选择一种适合教育过程具体情况的教学方法，使教师和学生在花费最少的必要时间和精力的情况下，获得最好的效果”，同时强调最优化是在符合教学规律和教学原则的基础上，教师有意识有科学根据的教学方案的选择，其优化体系包括：教学内容的优化体系；课堂目标的优化体系；课堂教学方法的优化体系；教学手段的优化体系；学生课程反馈优化与矫正的体系。 二、教学目标与要求 《工程电磁场》教学在普通物理电磁学的基础上，使学生通过系统的电磁理论的学习，能够达到以下的学习目标：进一步熟悉宏观电磁场的基本性质和基本规律；对电气工程中的电磁现象和电磁过程，能用场的观点进行初步分析；对一些简单的问题能进行计算；为学习专业或进一步研究电气设备电磁场问题，准备必要的理论基础。教学以静电场、恒流电场和恒定磁场原理为主，结合电磁辐射、电磁污染、电磁兼容、涡流效应等工程技术问题分析，通过课堂教学、实验和虚拟实验教学、习题练习和考试等环节完成整个教学过程。电气工程的电磁场课程研究的是各种电气设备内部电磁场，学习的是工程电磁场的本质。掌握电磁场的产生机理、电磁场的边界条件是学生把握电磁场物理本质的重点。传统的电磁场教学要求在深刻理解重要的物理量电场强度和电位移、电位、电流密度、磁感应强度和磁场强度、矢量磁位、动态位的基础上建立电磁场的重要性质与规律——积分形式和微分形式的电磁场方程组，并解释电磁场的性质和规律。应用高斯通量定理、安培环路定理的积分形式计算对称的简单场，培养学生在分析电磁场问题中能正确寻找并应用边界条件的能力。让学生能够理解电磁场能量的分布及传输，掌握通过能量关系计算电场力、磁场力的方法，了解电路参数的计算原则，掌握平面电磁波在电介质及导电媒质中传播的基本规律[2，3]。 三、《工程电磁场》教学内容体系 传统《工程电磁场》教学内容体系包括静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、准静态电磁场等。《工程电磁场》的主要教学内容中存在两大体系：一种是先静态场后时变场的教材体系。这种传统体系起点较低，学生比较容易接受，但与物理学中电磁学部分重复较多，学生会感到厌烦。同时从这些基本定律出发逐一推演静态场的特性必然费时很多，导致时变场被压缩。另一种是先时变场后静态场并以时变场为主的教材体系。这种体系虽然压缩了静态场，充实了时变场的内容，但起点高，学生不易接受。无论选用哪种体系的教材，对教师来说，至关重要的是如何组织教学、整合与表达教材内容。特别是近几年来，随着我国高校综合素质教育要求的不断提高，专业基础课、专业课普遍存在压缩课时的总趋势。因此，在较短的课时中要讲清要点，精简多练，突出教学内容的工程性，教学组织就显得尤为关键[4]。 四、教学内容体系的优化 针对传统教学内容，教学时数大幅压缩而教学质量不降低，为了解决这一矛盾，我们对教学内容体系采取优化措施。 1.优化课堂教学。（1）优化数学内容。电磁场理论是以麦克斯韦方程组为核心的理论体系，所有的电磁规律都有对应的数学模型，会在电磁场理论中大量使用矢量分析与场论、特殊函数和数学物理方程等数学知识，虽然学生已学过这些数学知识，但是在学习时没有具体应用，所以，当需要应用这些数学工具时，学生就会感到很困难。学生本