《电磁场与电磁波》课程思政元素
电磁场与电磁波课程教学质量提升方法研究
电磁场与电磁波课程教学质量提升方法研究作者：陈雪花胡贞华来源：《中国教育技术装备》2024年第09期摘要电磁场与电磁波课程在培养电子信息技术专业人才中发挥着重要的作用，但因知识点多，物理模型抽象，运用的数学知识多，使其难“教”、难“学”，需采用多元教学方法。
通过分析思政元素的注入，线上和线下教学相结合，实验HFSS仿真，案例教学，板书和多媒体技术相结合及思维导图等多种教学方法在课程教学中的应用，探索提高教学质量的有效方法。
关键词电磁场与电磁波；课程思政；多媒体；思维导图中图分类号：G642.0 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2024）09-00-040 引言随着移动手机、蓝牙技术和无线宽带技术的日渐普及，无线通信技术对人们的生活和生产方式产生越来越大的影响。
而技术的应用和进步则依赖人类对电磁场与电磁波的认识和开发。
为满足社会对电磁场与电磁波专业人才的需求，各大高校竞相开展了对电子信息专业人才的培养。
电磁场与电磁波作为研究宏观电磁场与电磁波基本属性、普遍规律及其应用的课程，成为本科电子信息类专业必开的专业基础课，是后续微波技术与天线、无线通信、光纤通信等课程的先修课程。
由于电磁场与电磁波具有看不见、摸不着，空间分布复杂，理论模型抽象的特点，其物理定律和客观存在性都依赖数学语言的描述，矢量分析和微分方程贯穿整个课程。
因此，电磁场与电磁波虽被列为电子信息类专业的专业基础课，但其“教”和“学”历来都是难点，对其教学方法的研究也是国内外各大高校的重点[1-5]。
本文对各种教学方法进行探讨和总结，找出适合笔者所在学校校情的最优教学方法，提高教学的质量和效率，并为其他从事电磁场与电磁波教学的教师提供参考。
1 教学质量提升方法1.1 思政元素切入，从内激励学生的学习热情和学习兴趣课程思政是一种教育教学理念，是教师在教学过程中，把能唤醒学生学习动机和学习兴趣的元素“无声”地融入课程教学，促使学生建立起正确的世界观、人生观和价值观，发展出优秀的做人做事的素养和品格[6]。
基于电磁场与电磁波的“课程思政”有效实施方案研究
基于电磁场与电磁波的“课程思政”有效实施方案研究作者：李月琴张俊玲张争珍齐英杰来源：《北京联合大学学报》2020年第03期[摘要]思政教育是当前高校的教育重点，高校教师在传承知识和技能的同时，不但要起到对专业知识的引领作用，更要紧扣德才兼备的命脉，促进学生的全面发展。
根据电磁场与电磁波课程特点，分析在该课程中实施“课程思政”的必要性，提出提升专业课教师的思政育人意识和能力的途径及措施，并进一步根据课程内容特点，研究思政教育融入教学过程的思路与方法。
通过将思政元素和理论知识相结合、案例教学、科技成果引导、多种模式构建德育课堂等方式，激发学生的历史使命感，增强学生的爱国热情和民族自豪感，渗透诚实守信教育，加强责任意识教育和创新精神的培养。
教学成果表明，该“课程思政”方案有利于在课程教学过程中实现学生专业能力提升与价值引领的有机统一，有利于培养中国特色社会主义新时代德才兼备的合格人才。
[关键词]课程思政;电磁场与电磁波课程;案例教学;德育课堂[中图分类号]G 642.4 [文献标志码]A [文章编号]1005-0310（2020）03-0040-05习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。
“课程思政”就是要将做人做事的基本道理、社会主义核心价值观的要求、实现民族伟大复兴的理想和责任有机融入到教育教学中，寓思政教育于各门专业课程之中，通过润物细无声、滴水穿石的方式，实现立德树人的根本任务。
经过多年的研究和实践，北京联合大学党委书记韩宪洲提出实现“课程思政”的三项基本功：挖掘思政元素、有机融入专业教学、教育者先受教育[2-3]。
笔者根据电磁场与电磁波课程的特点，将此三项基本功贯穿实施于该课程的教学全过程，较好地实现了思政元素和教学知识点的相互融合，收到了良好的教学效果。
1 电磁场与电磁波“课程思政”建设的必要性电磁场与电磁波是电子信息类各专业本科生必修的一门重要的专业技术基础课程，所涉及内容是电子信息类本科生知识结构的必要组成部分，在移动通信、微波通信、光纤通信、射频电路、电磁兼容及高速集成电路等相关领域有着广泛而深入的应用，同时也是交叉学科（环境电磁学、生物医学、高分子材料等）和边缘科学的生长点。
《电磁学》课程思政教学案例(一等奖)
《电磁学》课程思政教学案例（一等奖）《电磁学》是应用物理学专业必修的一门重要的基础课程。
电磁学理论全面系统的研究电、磁运动的基本规律以及电磁相互作用的规律。
电磁学不仅是研究物质过程必不可少的理论基础，还与近代自然科学、技术科学的许多领域有着密切联系，电磁技术的应用引发了以电气化和无线电通信为标志的全球性技术革命。
本课程秉承“以人为本”的核心教育教学理念，结合应用物理学专业的培养目标，制定课程目标，旨在使学生通过系统的学习，全面地认识和理解电磁运动的基本现象和基本概念，系统地掌握电磁运动的基本规律，树立科学的自然观、世界观，并具备一定的分析、解决电磁学问题的能力和初步应用的能力，同时为学习后续课程打下必要的和坚实的理论基础；通过在知识传授中融入科学方法教育，增强学生的科学观察和思维的能力以及独立获取知识的能力；通过融入双重文化（科学文化与人文文化）教育，培养学生的求实精神、探索精神与科学美感，激发学生的创新欲望，促进其知识、能力、素质协调发展，成为健全和谐的创新型人才。
一、教学目标（一）本讲的课程思政教学目标1.通过使学生了解法拉第发现电磁感应定律的这段物理学史（思政案例），使学生敬畏和确立科学研究中的敢于创新、勇于探索、坚持不懈的科学精神（教学目标）。
2.通过使学生感受法拉第一生勤奋刻苦、坚忍不拔、追求真理的精神；淡泊名利、无私奉献的高尚品德与情操（思政案例），引导、帮助学生树立爱国敬业、追求真理、奉献社会的人生观（教学目标）。
（二）案例如何体现课程思政教学目标1.结合法拉第对电磁感应现象与规律的研究与发现这一案例，突出展现两点，其一，法拉第的逆向思维方法：当他得知奥斯特关于电流能够产生磁的科学发现后，立刻提出了“磁是否能够产生电流”的逆命题，并且立刻展开实验；其二，法拉第的刻苦、勤奋与执著：为了找出“用磁力产生电流”的方法，他在1821年到1831年十年间做了无数次实验，屡遭挫折，终于取得重大突破，发现了“磁生电”的途径---电磁感应现象和规律，制造出世界上第一台直流发电机。
课程思政视域下“电磁场理论”课程建设与实践
收稿日期：2023-07-18 作者简介：单欣，武汉大学电子信息学院讲师，博士 基金项目：武汉大学本科教育质量建设综合改革项目“《电磁场理论》的课程思政建设”（2023 年）
76 黑龙江教育·高教研究与评估 2024.4
课程思政视域下“电磁场理论”课程建设与实践
念和理论讲深讲透，还要专注于学科的价值内涵[4]。 在 让学生清晰认识到无线电波、 无线激光以及声波对潜
程学习的信心，还能让其深刻感受到“大国重器一定要 也能让学生深刻感受到中国历史上不仅有极其辉煌的
掌握在自己手里”的重要意义，增强民族自豪感、自信 文化成就还有如繁星般的科技成果， 增强学生的民族
心。 同样，在讲解良导体介质中的均匀平面波特性时， 自豪感和爱国热情。
教师可以结合对潜通信技术发展历程这一典型思政案
作引子进入相应章节的授课， 让学生带着问题进行学 以通过软件操作的教学吸引学生主动参与到学习中
习，能够激发其思考，提升其学习的主动性和积极性。 例 来，为学生提供更广阔的的视野。 学生利用仿真软件能
如，对于均匀平面波章节的第一次课，可以将近半个世 够自主尝试更多的设计思路和想法， 也有助于培养学
纪以来通信传输线路的演变向学生娓娓道来。 随着通 信容量的不断增大， 通信线路经历了从 20世纪七八十 年代的有线电话线、电视闭路线，到当今主干网络中激 光通信线路的巨变。 这一变化能够提醒和启发学生思 考“信号传输线路的演变与通信容量、电磁波信号特性 之间存在何种联系”，激起学生对电磁波信号的探索兴 趣，从而顺利进入本章节的学习。 同样，在正式讲授电 磁波辐射章节前， 也可以让学生观看 《手机天线进化 史》视频，引领学生从专业视角重新看待生活中触手可 及的事物，学生会自然而然地带着“天线尺寸和电磁波 频率有着何种联系”的问题进入电磁辐射内容的 学习。 针对章节学习内容提出合适的问题，能够促使学 生在专业知识的学习过程中去寻找解决实际问题的方 法，让学生从被动地学习转为主动地思考。 而这样一些 实际生活中实实在在的案例， 也能让学生更加深切地 感受到所学电磁理论并非空中楼阁， 而是与生活实践 存在着紧密的联系， 认识到课程学习的最终目的是要 脚踏实地地利用先进理论去解决实际问题， 增强学生 的使命感和责任意识。
电磁场与电磁波课程思政教学实践与探索
电磁场与电磁波课程思政教学实践与探索信息时代，电磁场与电磁波的应用无处不在。
作为一门理论与实践紧密结合的课程，《电磁场与电磁波》通常为电子信息与电气工程类专业本科生开设。
《电磁场与电磁波》作为材料学院“材料科学与工程”学硕和“材料与化工”专硕研究生的学位选修课，旨在培养学生利用电磁场（波）知识分析和解决材料研究领域相关电磁问题的能力，为后续相关课程的学习和将来材料研究工作奠定理论基础。
该课程教学内容不仅涉及电磁场电磁波基本理论，还涉及电磁场（波）与物质相互作用，电磁功能材料以及电磁模拟仿真方法。
《电磁场与电磁波》课程涉及大量的科学思想、科学方法、科学家精神等，蕴含深刻的辩证唯物主义世界观和人文精神。
课程团队围绕人才培养目标，深挖课程思政元素，遵循灌输与渗透相结合、理论与实际相结合、历史与现实相结合、显性教育与隐性教育相结合的思政建设理念，通过知识拓展、案例教学、科技成果引导，将思想政治教育与专业知识技能教育有机融合。
(1)从电磁学史出发，培养学生勇于探索、持之以恒的科学精神。
在建立电磁理论的过程中，有很多伟大的科学家，他们的努力和坚持推动了科技的进步和社会的发展。
著名电磁科学家的个人修养、道德品质和科学精神是很好的德育材料。
课程灵活搭建知识点与人文思想政治元素之间的桥梁，挖掘科学家所拥有的巨大教育力量，用正确的思想启迪学生，用高尚的情操感染学生，用优秀的行为引导学生，培养学生勇于探索、持之以恒的科学精神。
(2)从先进的科学技术出发，增强学生的民族自豪感和自信心。
在教学过程中，课程团队将一些前沿进展和前沿课题引入教学过程，多纬度、多层次展示电磁学相关领域的发展现状，促进学生理解基础知识与前沿的联系，增强学生探索科学知识的兴趣和信心。
比如通过电磁炮、北斗卫星、田燕、隐身材料、超材料等案例教学。
学生们充分意识到科学技术的强大力量。
通过进一步介绍我国在电磁学领域取得的巨大成就，激发学生的爱国热情、民族自豪感和自豪感，增强学生科技报国的责任感和创新的时代精神。
课程思政案例电磁学
课程思政案例：电磁学引言电磁学作为一门重要的基础学科，对于培养学生的科学素养和思想道德有着深远的影响。
本文将通过一个案例分析，探讨电磁学领域中的一些道德伦理问题，以及如何在课程教学中引导学生进行思政教育，培养学生的良好品德。
案例背景案例中的主人公是一位电磁学研究领域的年轻学者，他在自己的科研工作中取得了显著的成果。
然而，他发现自己的实验结果与已有的理论模型存在一定的出入。
面对这个问题，他面临着一个道德困境，即应该如何处理这个实验结果，并向科研界公布。
道德伦理问题在电磁学领域，科学家们追求真理、追求科学的发展。
然而，面对实验结果与理论模型的出入，科学家们常常面临道德伦理问题。
他们需要思考如下问题：1.是否应该公布实验结果？这样做会对现有的理论产生什么样的影响？2.实验结果的公布是否符合科学道德？3.对于科研人员来说，应该如何平衡科技发展和人类利益？思政教育引导在课程教学中，教师应该引导学生思考并讨论电磁学领域中的道德伦理问题。
以下是一些建议：1.引导学生学习科学伦理的基本原则，例如诚实、公平、尊重他人的研究成果等。
2.通过分析案例，让学生深入了解道德伦理问题对科学研究的影响，以及对社会的重要性。
3.鼓励学生关注科学发展与人类利益的平衡，培养他们的社会责任感和使命感。
4.组织学生进行讨论，让他们表达自己的观点和看法，并学会尊重不同意见。
培养学生的良好品德除了思政教育的引导，电磁学课程还可以通过其他方式培养学生的良好品德。
以下是一些具体的做法：1.引导学生进行团队合作，培养他们的合作精神和团队意识。
2.通过实验教学，让学生体验科研过程中的困难和挑战，培养他们的坚韧和毅力。
3.鼓励学生参与社会实践活动，了解科技发展对社会的影响，培养他们的社会责任感。
4.通过案例分析教学，让学生学会用科学的方法分析和解决现实问题，培养他们的创新意识和思考能力。
总结电磁学作为一门重要的基础学科，不仅要培养学生的专业知识和科学素养，还要引导学生进行思政教育，培养他们的良好品德。
电磁学课程思政典型教学案例
电磁学课程思政典型教学案例以下是一个电磁学课程的思政教学案例，通过案例可以引导学生们积极思考和探索，培养他们的科学素养和人文精神。
案例名称：电磁波与信息时代教学目标：1. 掌握电磁波的基本概念和性质；2. 了解电磁波在现代信息社会中的应用；3. 培养学生的科学素养和人文精神。
教学内容：1. 电磁波的基本概念；2. 电磁波的传播特性；3. 电磁波在现代信息社会中的应用。
教学方法：1. 讲解与演示相结合，通过实例让学生更好地理解电磁波的概念和性质；2. 结合实际应用，让学生了解电磁波在现代信息社会中的重要作用；3. 引导学生进行讨论和思考，培养学生的科学素养和人文精神。
教学步骤：1. 导入新课：通过展示一些与电磁波相关的图片和视频，让学生了解电磁波在现代信息社会中的广泛应用；2. 讲解电磁波的基本概念和性质：讲解电磁波的产生、传播、反射、折射等基本概念，并演示实验，让学生更好地理解；3. 分析电磁波的应用：通过实例讲解电磁波在通信、广播、电视、雷达等领域的应用，让学生了解电磁波在现代信息社会中的重要作用；4. 引导学生进行讨论和思考：让学生分组讨论，探讨电磁波在现代信息社会中的应用及其对社会发展的影响，培养学生的科学素养和人文精神；5. 总结与评价：对学生的学习成果进行评价，并对教学内容进行总结。
思政元素：在这个案例中，可以通过以下几个方面融入思政元素：1. 科学素养的培养：通过实验和讨论，让学生更好地理解电磁波的概念和性质，培养他们的科学素养；2. 人文精神的培养：通过让学生了解电磁波在信息时代的广泛应用，引导他们思考科技对社会发展的影响，培养学生的创新思维和人文精神；3. 社会责任感的培养：通过让学生了解电磁波在现代信息社会中的重要作用，引导他们认识到科技对社会发展的影响，培养他们的社会责任感；4. 职业道德的培养：通过实例讲解科学家们的科学精神和贡献，让学生了解科学研究的艰辛和付出，培养他们的职业道德。
【课程思政教学案例】《电磁场与电磁波》
一、授课对象电子信息科学与技术、通信工程专业二年级本科生二、教学案例所在章节第二章电磁场的基本规律三、教学内容学习麦克斯韦方程组，掌握麦克斯韦方程组的两种表示形式。
四、教学目标知识目标掌握麦克斯韦方程组的两种表示形式。
思政目标介绍麦克斯韦方程组提出的过程，指出该方程在物理发展史上的重大意义，引导学生树立科学研究的远大志向。
五、教学重难点重点：麦克斯韦方程组难点：位移电流六、授课形式与教学方法信息媒介、课堂讲授七、教学设计/过程1.回顾法拉第电磁感应定律，变化的磁场产生电场。
2.抛出电容器件与动态电流的矛盾问题，引导学生思考在动态场下电流流动的规律。
3.讲解麦克斯韦提出位移电流假说：在电容器两极板之间存在另一种电流，其值与传导电流 i 相等。
4.位移电流解决麦克斯韦方程组的不自洽。
5.在时变电磁场中，电场与磁场都是时间和空间的函数；变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，电场与磁场相互依存，构成统一的电磁场。
6.比较法拉第和麦克斯韦两人的照片，介绍两人由于出身、成长背景不同带来的差异，这种差异也体现在成果的表现形式上。
法拉第学徒出身，教育程度不高，数学基础薄弱，欠缺把实验现象转化成数学公式的能力。
但是他从不气馁，通过对电磁实验现象长期认真细致的观察研究，提出了重要的电磁感应定律，成为皇家学会会员。
麦克斯韦从小接受了良好教育，数学基础很好，13岁就写出了卵形线方程。
麦克斯韦不仅仅会推导公式，也擅长实验。
照片上他手中的就是三色圆环，验证了三原色理论，拍出了人类的第一张彩色照片。
当麦克斯韦把四个方程写在一起的时候，他就知道这个方程从数学本质上来说不自洽。
于是他在第四个方程的右边，加上了一项位移电流。
位移电流的加入让麦克斯韦方程组变得完善对称。
虽然两人的成长轨迹各不相同，但他们分别由实验定律和理论推导两方面，为麦克斯韦方程组的发展和完善作出了不可磨灭的贡献。
7.重新引出全电流定律，电磁感应定律，磁通连续性原理和高斯定律，组成麦克斯韦方程组。
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《电磁场与电磁波》课程思政元素
第四章恒定磁场
第1节恒定磁场的实验定律和磁感应强度一、授课内容
二、实施过程
（一）思政元素类型
中国特色社会主义和中国梦教育
（二）课堂教学手法
1.教学手段：
采用PPT、视频等多媒体形式。
2.课程思政融入点
为了纪念伟大的物理学家、电气工程师、交流电之父，人们将磁感应强度的单位定义为“特斯拉”，从特斯拉一生淡泊名利、无私奉献的科研精神，引申出思政案例。
三、思政元素内容
淡泊名利甘于奉献，共筑科技强国梦
（一）元素内容
特斯拉一生的发明见证着他对社会无私的贡献。
在他众多的发明里，最惠及大众的莫过于交流电及交流电发电机了。
如今，在世界的每一个角落，经济的发展、科学的进步和生活的享受都离不开交流电的帮助。
爱迪生发明直流电后，电器得到广泛应用，而电费同时却十分高昂，所以经营输出直流电成为了当时最赚钱的生意。
到特斯拉脱离爱迪生公司后，他正式向社会展示了他的交流电发明。
在1893年1月位于芝加哥的一次世界博览会开幕礼中，特斯拉展示了交流电，同时点亮了90000盏灯泡的供电能力，震慑全场，因为直流电根本达不到这种效果。
在交流电取代了直流电成为供电的主流后，特斯拉本有可能拥有数不清的财富。
因为他掌握了交流电的专利权，在当时每生产一匹交流电，特斯拉就能得到1美元的版税。
然而，在强大的利益驱动下，美国多股财团联合起来，要挟特斯拉放弃此项专利权，并意图独占牟利。
经过多番交涉后，特斯拉决定放弃交流电的专利权，条件是交流电的专利将永久公开。
从此他便撕掉了交流电的专利，损失了收取版税的权利。
也因为如此，交流电再没有专利，成为一项免费的发明，令全人类受益至今。
诺贝尔物理学奖自创立开始的三十年里，尼古拉·特斯拉一个人就被评选出九次，与爱迪生一起二次，而他把这十一次的诺贝尔奖全部让贤。
纵观诺贝尔得奖历史，科学家通过研究尼古拉·特斯拉的作品，从而得到启发获得诺贝尔物理学奖的比率占了27%，间接得到启发的比率超过65%。
比如帮他证明X光危害的伦琴（Wilhelm Conrad Roentgen）随即成为1901年首届诺贝尔物理学奖得主。
尼古拉·特斯拉一生独立开发并取得专利七百种，合作开发达一千种以上，帮忙开发的更是数不清，却分文未放入自己囊中。
（二）参考文献
唐乾. 特斯拉:被遗忘的发明家[J]. 发明与创新:学生版, 2007, 000(005):14-15.
（三）价值拓展
通过以上案例的讲解，引领学生树立服务于国家战略需求与社会发展的正确的学习观与价值观，培养学生的社会使命感与责任感，激励学生为国家、民族的科技振兴而奋斗的信念与热情。