“电磁场数值计算方法”精品课程建设研究与探索

摘要：围绕国家建设精品课程工程战略需要，结合“电磁场数值计算方法”精品课程特色，指出了精品课程主要建设目标和内容，并针对精品课程的教学手段与教学资源提出了具体建设措施。该精品课程的建设对于全面提升课堂教学效果，提高学生专业素质，增强教师队伍培养等方面具有重要意义。

关键词：电磁场；数值计算方法；精品课程；教学资源

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0137-02

自2003年教育部启动“精品课程建设工程”以来，精品课程建设得到高等院校的普遍重视，已成为普通高等院校建设“双一流”大学、全面提升教学质量的重要标志，目前已拥有一大批受到学生普遍欢迎的精品课程可供使用。“电磁场数值计算方法”精品课程就是在此國家战略背景下开展的综合课程建设示范之一，为开展电磁计算领域精品课程的建设作出积极贡献。“电磁场数值计算方法”课程是光学工程、电子科学技术、微波与天线技术等相关学科研究生专业的一门重要基础学位课，在培养研究生的电磁场数值计算的基本方法、编程技能、图形可视化等方面具有不可替代的地位。它也是一门集中了数学、物理学、数值分析以及计算机编程等多学科知识交叉的课程。这些特点导致以教师授课为主的“灌输式”课堂教学模式效果欠佳，缺乏师生互动，制约了学生自身的主动性，从而不利于学生创新思维和实践能力的培养。同时，该类课程当前考核方式单一，仅看学生出勤情况和考试分数无法全面考核学生的实际学习效果和专业实践能力。在教材方面，现有的电磁数值计算教材偏微波技术方面，不能适应光学工程等其他专业的教学需要，需要引进国外优秀教材或自编具有专业特色的高质量研究生教材。因此，加快“电磁场数值计算方法”精品课程的建设力度迫在眉睫。

一、精品课程建设目标

“电磁场数值计算方法”精品课程建设应重点解决课程“难教、难学”、“模型抽象、公式烦琐、时空分布复杂”、“学生学习兴趣、积极性不够”等课堂教学中碰到的诸多问题，通过深入分析“电磁场数值计算方法”课程特点、教学重点与难点，选择和设计典型问题作为范例，全面系统地增加具有专业特色的教学内容，开发对应的配套辅助教学讲义和程序包，并在该课程的教学实践中不断完善。通过精品课程的建设，采用更加通俗易懂、深入浅出的专业特色教材，丰富课程教学内容和教学方法，可提高学生对课程的学习兴趣。同时，加强教师队伍建设，提升教育教学水平，推动教师使用先进的现代化教学手段，打造一支拥具有较高教学水平的教师梯队。精品课程的建设效果最终将体现在学生的满意度、用人单位的评价以及学生为社会创造的价值上。通过精品课程的建设，广泛吸纳国际先进的教学模式和最新教改成果，开发丰富的教学资源，全面提升课程教学质量。“电磁场数值计算方法”精品课程的建设将有利于培养学生解决专业问题的综合计算能力和实际应用能力，全面提升学生的综合专业素质，将来毕业后更好地服务社会。

二、精品课程建设内容

根据“电磁场数值计算方法”课程特色，精品课程的建设应对课程内容进行全面研究分析、探索创新、深度改革，努力打造一门具有现代化、专业化、实用化特色的电磁计算领域精品课程；建立一支具有良好职业素养和较高教学水平的课程教学团队；设计一套先进的教学手段，创新课程考核评价方式，激发学生主观能动性；开展基于数学软件平台的电磁计算可视化辅助教学，增强课程的编程实践教学环节；探索一种新型的课后辅导途径，开发基于QQ群或微信群的课后在线解答模式。采用更加通俗易懂、深入浅出的专业特色教材，不断丰富课程教学方法，提高学生对课程的学习兴趣。该精品课程的建设不仅应丰富课程教学模式和手段，而且还要有很好的移植性，对类似课程应有很好的借鉴价值。具体建设内容可分为：

1.建设一支高水平的课程教师队伍。通过精品课程的建设，打造一支年龄结构合理、教学水平高、教学评价好、双语授课相结合的高水平教师团队。紧紧围绕研究生专业培养目标，加强教学团队建设，提高课程教师队伍的教学和业务水平。结合课程专业特点，定期开展青年教师的专业教学培训，以经验丰富的老教师帮带青年教师，迅速提高教学水平。

2.开展课程知识体系和核心教学内容研究。开展国内外同类课程的教学调研，结合“电磁场数值计算方法”课程内容特点开展课程教学大纲和知识点综合改革，按照由上而下的能力要素培养目标，遴选或自编高质量优秀专业特色教材，构建立体化、可视化的课程教学资源系统。在确保课程知识体系结构完整的基础上，力求教学内容的特色性与时效性，做到课程教学内容与专业培养目标相呼应。

3.创新教学方法与手段，完善优质教学资源建设。根据课程内容和专业特点采取灵活的教学方法实施教学，打破传统课程教学观念，采用现代化、专业化、实用化的教学思想指导教学改革。以课程的重点和难点内容为核心，合理运用现代教育技术和手段，利用多媒体资源进行授课，突显基于专业数学软件的编程计算和图形可视化教学研究，加深学生对电磁场时空分布的直观形象化理解，全面提升学生在科学计算和图形可视化仿真等多方面的能力。

4.改进课程考核和教学效果评价制度。以提升学生的课程学习积极性和主观能动性为目的，改革学生学习表现的综合评价制度，加强对学生利用所学知识解决电磁问题的实践能力考核。将电磁场数值计算若干重要方法的核心思想融于教学实践中，注重理论与实践并重，开设上机实验课，开展电磁算法设计竞赛，培养学生实际动手解决电磁学和光学问题的能力，突显研究生自主学习、探索式的学习特色。

三、精品课程建设措施

除了全面开展上述精品课程的内容建设之外，这里重点探讨一下精品课程建设应采取的措施：

1.引入全新的现代化、可视化教学手段，实现教学内容和数学软件的全面有机结合。“电磁场数值计算方法”课程具有大量微积分数值计算、偏微分方程数值求解、公式推导和三维动画图形展示，将专业数学软件应用到该课程相关章节内容的教学中可谓恰到好处。借助Mathematica和MATLAB等数学软件的强大可视化功能，对于复杂抽象的电磁学问题求解结果进行仿真处理和图形展示，可以帮助学生直观地理解电磁现象，使得学生对电磁理论易学易懂。

2.加快优秀教材和辅助讲义的开发，全面提升教学质量和教学效果。建立国内外优秀教材的遴选和更新机制，通过引进国外优秀教材或自编特色教材，制定教材规范和开发标准，并在教学实践中不断完善。特色教材和可视化辅助讲义应做到内容齐全，涵盖电磁学和物理光学的经典计算方法，在重要概念引入之前应阐述其产生的背景及应用的总体思想，同步配合教学内容，编写上机实践操作指导书，设置应用与实践板块，培养学生的工程意识。

3.建立专门的课程学习、QQ或微信交流群，增加师生实时线上课后交流机会。通过网络平台传授知识、传递教学资源和学习资料，符合未来教学方式的发展趋势。利用现代化实时信息传递和沟通工具，建立课程学习讨论群，实现师生实时互动、在线解答问题等课后辅导教学功能，打造一个可上传课程电子课件、发布教学动态、习题辅导答疑、学习论坛讨论、综合训练提高等诸多功能的优秀线上教学平台。

四、总结

通过“电磁场数值计算方法”精品课程的建设，促进现代化先进教学理念在研究生课程教学中的应用，实现电磁计算领域课程教学质量的全面提升，努力打造一支拥有较高教学水平、老中青相结合的教师梯队，造就电磁计算领域教学名师的出现。针对目前研究生教材匮乏的现状，组织遴选国外优秀教材或自编专业特色教材，完善可视化教案和讲义，取得预期效果向全国范围内广泛推广。当然，任何课程改革建设效果要以提高学生的教育质量为最终衡量标准，精品课程的建设应全面提升学生解决专业问题的能力，以实现高质量专业化人才的培养目标。

参考文献：

[1]王龙，周效凰.中国精品课程建设的实践模式研究[J].现代远程教育研究，2010，（4）：31-37.

[2]张爱锋，苏琳芳.精品课程建设的探索与实践[J].科教文汇旬刊，2015，（3）：45-46.

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