纸上得来，躬行感悟。理性分析是深层的，但是对于较为抽象的内容，感性认识有助于加深理性认识。理论教学与实践环节的结合，可以使纸上得来的知识在实验和课程设计的亲力躬为中获得感性的直观认识，借助于实验手段，通过示波器屏幕的波形变化等可视、可测的结果显示，使学生对知识内容有直观的感悟。在实践环节的实现上，主讲教师和实验室教师协同合作，我们规定主讲教师必须参与指导和设计实践教学内容，同时要学习实验室教师的工程经验；反过来，开设本课程实验的教师要学习掌握本课程的理论基础，要参与科研，从而在理论课教师和实验室教师之间形成一种相辅相成和相互激励的机制。大力改革实验教学的形式和内容，开设一些综合性、创新性实验和研究性课程。
形为神御，因材施教。目前普遍存在这样一种现象：一堂多媒体课下来，学生如同看了一场电影，只有视觉上的冲击，缺乏深层理性认识。实际上，对基本概念、基本原理和系统工作过程的讲授宜用传统手段，多媒体手段则适于将抽象、复杂的知识难点用生动的图像和动画表现出来，使学生直观地理解教学内容。形式为内容服务，因材施教，辩证地处理多媒体手段与传统板书手段的选用。根据知识点内容特点，从教学效果出发，合理选择教学手段，多媒体电子教案与板书相结合。在多媒体课件设计上，注重体现知识建构过程和要点剖析。
教师将教学作为一门艺术进行探索，既向学生传递对科学之美的领悟，同时也享受师生互动共同造就的探索过程中的点滴收获。
五、总结与展望
在本课程前期建设历程所积累的经验的基础上，经过多年来课程组教师的不懈努力，“通信系统原理”系列课程取得了丰硕成果。更新教育理念，调整了课程体系，丰富了教学内容，明确教学目标；建立规模化的重点实验室，完善教学内容，更新教学模式；在教材建设上，强调“概念明确、思路清晰、重点突出、分析透彻、结合实际”教材建设思路，注重基础性、前瞻性、创新性相结合。在教学研究与教学方法改革上，编写了通信系统课程网络课件，主持多项教学改革项目。获得国家级、市部级教学奖励；此系列课程已在国内产生一定的影响，具有较高的知名度；更重要的是师资队伍得到了锻炼和提高；北京市重点实验室也为可持续发展奠定了坚实的基础。本课程已被评为北京交通大学和北京市高等学校精品课程。
我们将进一步加强教师队伍的梯队建设和素质提升；适应技术发展，及时更新教学内容，进一步完善课程体系框架；探索新的教学方法和教学手段，提高教学质量；发掘外文教材，探索双语教学的有效可行方式；加强实验的一体化和创新性，密切理论与实践，充实实验内容，研制新的实验系统；设计实现可供远程学习和课堂辅助教学的网络课件库；编制适合本课程的试题库生成系统；完善考核评价体系，设计新的多方位考核评价指标。
“电磁场与电磁波”教材改革初探
李一玫，邵小桃，郭勇
（北京交通大学国家工科电工电子教学基地，100044）
摘要：一本好的教材在完成本课程的教学过程中起着举足轻重的作用。本文从“电磁场与电磁波”国家“十一五”规划教材的编写过程中，对一些具体问题的思考和探索入手，在教材编写思路、教材特色等方面提出作者的一些见解。
关键词：电磁场与电磁波 教材的理论体系 内容整合 计算电磁学
“电磁场与电磁波”是电子信息类、通信类专业本科生必修的专业基础课。在科学与技术飞速发展的今天，应用电磁场与电磁波原理发展起来的新技术、新领域层出不穷，行业发展对人才培养模式和专业水准也提出了越来越高的要求。在此形势下，如何编写出一本适应时代发展要求的教材，是我们多年从事相关教学工作的教师所面临的课题。
一、教材编写思路研究
目前国内大部分高校相关专业开设的此门课程在教学计划中是设置在大三的第一学期，也有个别院校设置在大二的第二学期。这时，学生应修完了“高等数学”、“大学物理”、“电路分析”等课程。
“大学物理”中的电磁学部分是本课程的物理基础。通过对网上公布的近30所院校的教学大纲进行统计，国内理工类院校作为公共课的“大学物理”，大都安排两个学期的学习，平均为110课时，电磁学部分平均为33学时，约占总课时的1/3。具体内容分配平均课时如下：静电场，12.3时；恒定电流场，2.4时；恒定磁场，10.3时；时变电磁场及电磁波，6.5时。其中，静态电磁场的内容平均用时25时，约占电磁学全部内容的3/4，时变电磁场和电磁波的内容约占1/4。可见，电磁学的主要内容是静态场，重点讲述物理现象、物理名词和概念、实验定律、典型对称场的分布和简单计算及一些常见应用等。
而“电磁场与电磁波”是面向电子、信息、通信类本科生开设的专业基础课，它应既具有完整的理论体系，全面阐述电磁场与电磁波的理论及分析方法，又要在经典理论体系的基础上兼具专业特色。对于通信专业的本科生而言，一般设计学时为64学时，内容上场与波并重。那么，在教材编写的思路上，就应力求既要保持理论的系统性和完整性，又要避免和大学物理过多地重复。一直以来大部分同类教材中较常使用的编排方法大致分为两种。一种是由电磁学的实验定律出发，基本上沿循了电磁学发展的历程，由库仑定律进入静电场，毕奥－沙伐定律进入恒定磁场，法拉第电磁感应定律进入时变电磁场，直至得出麦克斯韦方程组。推理过程是由现象到理论，由特殊到一般，可称之为归纳法。这种方法的优点是起点低，学生较容易接受，但与大学物理中的电磁学部分重复较多，影响时变场的篇幅。另一种方法是直接给出麦克斯韦方程组，把时变场的运动规律作为一般理论论述，再把静态场作为时变场的特例来演绎。推理过程是由一般到特殊，可称为演绎法。这种方法的优点是压缩了静态场，充实了时变场，但是起点高，较适合更高层次的研究生的相关专业理论学习，本科生接受起来较有难度。除了以上这两种编排方法，近年来，又出现了一种新的编写思路，最早是由我国电磁理论学术前辈、西安交通大学教授黄席椿先生提出来的，他认为应当从论述矢量场的散度和旋度特性的亥姆霍兹定理出发，将电磁场的散度和旋度作为电磁场的首要问题，逐一论述电磁场。这样做既避免了上述两种方法的不足，又在理论上统一而完整，本文作者深以为然。
古人云，工欲善其事，必先利其器。从多年的教学经验来看，学好电磁场的器就是矢量分析与场论。只有掌握了这个数学工具，才能从根本上理解和掌握电磁场理论。矢量分析与场论中除了矢量的微积分、加减法等基本运算外，最重要的就是散度、旋度和梯度了，而亥姆霍兹定理就是用散度、旋度和梯度论述了场和源之间的内在联系。那么，以此来作为分析各态电、磁场的依据和工具，不仅数学表达严密，物理意义清楚，而且前后反复使用，不仅节省了推理的篇幅，更加强了学生运用数学思想解决物理问题的能力，并使电磁场理论的阐述达到高度的统一和系统化。
矢量分析与场论属工程数学范畴，理工科的本科生一般安排在高等数学之后学习，由于学时较少，且内容抽象，学习效果通常欠佳。而这部分内容又是电磁场理论的重要分析工具，因此教材中经常把它列为开篇内容。在我们所编写的“电磁场与电磁波”“十一五”规划教材中，它的作用和地位由于以上思路而显得更加重要和必不可少。
二、教材编写特色研究
一本教材好在哪里，可以有很多方面的体现，其中特色往往是作者所追求的重要标志之一。新颖而独特的编写思路可以是一大特色，但除非是首次成功使用，否则则是步别人后尘，被归为一类，而不能称之为特色。
我们在编写这本教材时力求能在几个方面做得更好，其一，在内容上我们对“大学物理”教材作了深入研究，在编写静态场部分内容时，除了必不可少的衔接与继承，我们把侧重点放在场的基本方程在特定边界条件下的各种求解方法上，并着重分析场分布的直观效果。其二，在正弦电磁场和正弦电磁波部分，用复数表示场矢量来分析和计算电磁场的方法，一直是学生学习中的难点。因为在基础电路分析课程中使用过用相量来对应正弦量的表示方法，相量是复数，相量图是画在复平面上的有向线段；而在场矢量的复数表示中，复数仍然表示时间上的相位差，但不再用相量图来表示，因为电磁场的各场分量本身就是空间场的具有方向的物理量。对这部分内容，我们力求在教材中体现出我们多年的教学经验，对这部分难点给出通俗的解释。其三，经验告诉我们，教材的篇幅也就是书的厚度对学生具有较大的心理影响。经常有学生说，看着厚厚的书心里就发怵，就没有信心读下去。我们不能一味抱怨现在的学生浮躁，不踏实，但精炼、简洁又内容足够的教材确实是受欢迎的。我们在这方面进行了这样的尝试，在每一节内容后面设置思考和练习题，每一章后面设置习题。这样做并不鲜见，关键是思考和练习题中的内容。由于电磁场理论中经常、大量地用到各种数学公式和定理，很多结论必经数学推导才能清晰得出，同一结论又可由不同方法和理论得出，若一一详述，必定冗长枯燥，完全忽略又有依据不足之嫌。因此，我们尝试把部分数学推导放在思考和练习题中，启发学生自己动脑思考兼动手完成，在正文中则着重阐述物理方面的意义，既节省了篇幅，突出了重点，又可促使学生进行探究式学习。
除此之外，还有很多方面我们可以尽量做好，但能不能称之为特色，则仁者见仁，智者见智。但我们想要在这本“十一五”规划教材中真正体现出的特色之一，是将正在流行也必将是未来电磁学发展方向的计算电磁学的元素融入教材中。
自从有了用电磁波作媒体来传输信息的技术，电磁波就日益广泛地用在无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位及光纤通信等领域，而新技术的广泛应用又促进了电磁理论的发展。随着计算机的日益普及和性能的高速发展，计算电磁场与电磁波的新方法也在发展之中，计算电磁学正成为新兴的学科，引导着现代电磁学的发展方向。
因此，我们尝试将近年教学中实践过的一些用matlab 软件描绘场分布图的例子引入教材，并介绍一种美国ansoft 公司发布的免费软件来计算和描绘二维场分布。这样一方面可介绍学科的发展方向，开阔学生的视野，提高学生的学习兴趣，另一方面大量的场分布图可使抽象的电磁场形象化，有助于学生理解电磁场分布的规律和特点。
三、结束语
自从1864年麦克斯韦发表了他的划时代的论文《电磁场的动力学理论》，电磁场的理论体系宣告建立完毕；1887年赫兹用实验证实电磁波的存在，证明麦克斯韦的理论是正确的，从而世界进入了无线电电子时代，世界已因科学技术的进步和发展大为改观。但不管科学技术如何进步，作为经典理论的电磁场与电磁波，其基本原理是不变的。这使我们在编写新教材时，永远要保留其原有的经典的、核心的内容。而教材之所以有重新编写之必要，一方面是为了更好地诠释经典理论，一方面是为了适应新时代对人才培养的要求。因此，我们对新教材编写所作的一些探究，其实是多年教学经验的部分总结，这些总结肯定是不全面的，其实也不必全面，只要世界还在发展，科技还在进步，就永远有新的成果和理论出现，对新编教材的研究就永不停止。
参考文献
［1］杨儒贵.电磁场与电磁波.北京：高等教育出版社，2003.
［2］谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波.4版.北京：高等教育出版社，2006.
［3］柯亭玉.电磁场理论.北京：人民邮电出版社，2004.
“光波技术基础”课程教改探索
裴丽，董小伟，宁提纲，郑凯，曹继红
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：提高学生学习兴趣和创新意识，实施“高等学校教学质量和教学改革工程”，是教育部为不断提高教学质量而推出的一项重大举措。本文从教学大纲、内容安排、辅助教材建设、教辅软件设计及考核标准、课程配套实验建设等几个方面对“光波技术基础”课程教改中的几点探索提出建议。
关键词：光波技术基础 教学质量 教学方法 课程改革
一、“光波技术基础”课程的地位和作用
日新月异的通信技术和IT 技术，促进社会不断发展。大容量数字微波传输系统投入使用后不久，就被大容量长距离光纤通信系统取代。近几年，伴随着电子技术高速、高频化的出现，毫米波波段又迎来复兴期，在电磁波波段，先进的光纤通信技术正发挥着作用。可以说，现代通信的关键是“光和无线”。
