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“如果说本科课程‘电磁场与波’是从0到1的突破,那么研究生课程‘高等电磁理论’更像是一次升华,帮助我实现从1到更多的跨越。”
“课程以麦克斯韦方程组贯彻始终,不仅学习了电磁场的产生、传播、场问题求解,还对辅助函数运用、电磁散射和辐射等有了更进一步的认识。”
“通过学习对电磁场问题的基本分析方法和工具,不仅为顺利开展科研工作打下了基础,还在深入了解电磁学的过去、现在与未来中,对电磁学的璀璨未来充满了信心。”……
“高等电磁理论”课程负责人程钰间教授在教学中
学习电子学院程钰间教授教学团队开设的“高等电磁理论”后,研究生们感触颇多,纷纷对这一课程给出如是评价。筑牢理论基础根基、透彻剖析专业前景及应用、课程体验接地气,是其广受青睐的原因,在教学过程中,更通过专业知识与思政的紧密结合,广泛激发起学子的科研报国之志。
承前启后:0→1→∞的跨越式成长
作为研究生的专业基础课,“高等电磁理论”主要讲授电磁场的基本理论、分析方法及其实际应用,为进一步的专业知识学习打好基础。
在讲授电磁场与波基本的物理特征规律的同时,如何在基本的物理概念、特征及分析方法与实际的应用中巧妙设计,在理论与实践间为同学们搭上一条线、建起一座桥,助力学子将所学内化为实践中的能力,是课程组教师着重思考的问题。
“高等电磁理论”课程教学大纲
“一般而言,理论课往往是普适的,但我们的做法是把对基础知识的讲授,通过主讲教师的循循善诱,与课堂研讨有机结合起来,并在这一过程中,让研究生明白所学知识都有什么用处。”程钰间说。
程钰间所在的教学团队由教授、副教授、讲师及博士生助教组成,拥有丰富的教学实践经验,在课程设计中创新性地加入了“电磁场的过去、现在与未来”专题,助力研究生更好地认知所学专业,并激发起对专业的热爱。
“过去”涉及整个科技史,带领大家回顾整个电子学的系统架构;“现在”是讲国内国外涉及电磁场的高校及科研机构,学术界及产业界有关电磁场的科研现状;“电磁场的未来是什么?要是只会仿真就没戏了。”程钰间说,在“未来”部分,他将国际IEEE协会及其子协会的发展方向,每一个TOPIC的内涵告诉大家,将抽象的东西具象化,帮助同学们在相对基础的课程设计中去找到对知识的理解,通过生动的举例,激发学子不懈探究的兴趣和动力。
一般来说,选择这门课的研究生同学,在本科阶段都修过“电磁场与波”和“数学物理方法”等专业基础课,有着良好的数理基础。电磁场的基本概念,理论研究方法往往复杂晦涩,因此,课程组老师认为首要的就是要对本科电磁场与波的基础知识进行复习巩固,在夯实基础上进一步带领学子深入探索。
在未来的科研和工作中,电磁场的应用是非常广泛而明确的。比较典型的如手机、wifi等无线通讯,军事及民用领域的雷达探测,智能汽车驾驶导航定位等。“只有在了解电磁场的基本概念特征之后,才能利用有效的分析方法来分析电磁波的特性;在了解其规律特点之后,就可以结合到基本的概念、理论的方法和分析的思路具体展开对实际应用的介绍,这样的话,同学才会觉得学有所用。”
程钰间认为,走出课本,联系实际,在如海绵般吸收优秀先进知识的同时,注重对理论知识的承前启后,实现从0到1再到∞的变化,是做研究应有的态度,进而才能实现学术上的跨越式成长。
小班研讨:充分激发科研探索热情
“在30人的小班课堂上讲授60学时的研究生专业基础理论课”,在程钰间看来,这既是课程特色,也是一种全新的探索。
“高等电磁理论”小班研讨课堂
以小班研讨的模式开展的课程,可以充分调动学生参与研讨的积极性。在课程讲授过程中,课程组老师重视学生的课堂表现,并开设堂上讨论、专题研究、成果展示等环节。课程以培养学生学习、调研、攻关以及表达四大能力为目标,以堂上讲授、课下调研、堂上研讨为手段,以课堂展示、报告总结、综合考试为检验。
小班研讨的模式有益于培养研究生的创新思维和实践能力,也能调动同学们的学习积极性和团队协作能力,让每个人都有探索尝试的机会。“原来我们计划每个研讨小组是3到5个人,这样会出现一个问题,可能人一多,小组内会出现一个或两个绝对主力,剩下的就变成了吃瓜群众。虽然现在一个小组就两个人,我们的目的是不让任何一个变成吃瓜群众,两个人组队协商互动协商比较好。三个人以上,确实可能就有些差异度了。”课程组教师赵明华说。
小班研讨模式的最终落脚点,在于每个知识点都以易于为学子接受的方式去引导,在老师提出了可行性强的思路和方法框架之后,同学们在接受观点和分析思路的同时,要求充分调动起主观能动性才能实现推演,并在这一探索中寻找“痛并快乐”的乐趣,推动学生真正“研”起来,因此不难听到这样的反馈:
“这是对本科‘电磁场与电磁波’课程的一次进阶学习,更加深入理解了电磁场在各种媒质中的分布与传播特性,学习到了求解电磁场问题的解析和数值方法。”
“学会了运用各种辅助函数求解实际问题,且所学的各向异性介质也比本科所学理想的均匀同向介质更复杂并贴近生活,能有效地解决实际生活中所遇到的一些问题。”……
思政教育:培养具有家国情怀的高端人才
课堂上,同学们正被中国海陆空以及火箭军宣传片中的磅礴气势所吸引,“那么,大家是否知道军队发展与电磁场理论发展有怎样的密切联系呢?”
秉持“立德树人”的根本任务,课程组除帮助同学们拨开麦克斯韦方程组的迷雾,实现茅塞顿开的豁然开朗外,还特别注重培养同学们的责任感、道德修养和家国情怀,引导同学们建立“科技强国”的信心和“强国有我”的责任感。
课程按专业知识点匹配相应的思政融入点,在科学精神、专业素养、国际视野、家国情怀等多层面循循善诱,巧妙开展思政教学。
教学团队以电子科技大学几代电磁场人的发展历程为牵引,讲述电磁学学者的爱国、创新、求实、奉献、协同、育人精神。
课程组的老师通过讲解电磁技术与国防建设的关系、观看思政大讲堂视频和中国军队宣传片等方式,培养同学们的爱国主义情怀,坚定理想信念,增强民族自信心和民族自豪感,从而树立科技报国的远大理想。
程钰间教授在教学内容中巧妙嵌入课程思政内容
程钰间从课程的教学内容出发,以电子科技大学几代电磁场人的发展历程为牵引,讲述以中国微波之父林为干为首的一代代电磁学学者的爱国、创新、求实、奉献、协同的教书育人精神。
赵明华副教授讲述自主可控的国产化微波射频芯片在国防建设中的重要作用
赵明华以中国电科13所微波射频芯片为例,介绍了13所在国产化微波射频芯片设计和生产制造的发展历程,以及在国防军队建议中的广泛应用,体现出自主可控的国产化微波射频芯片在国防建设中的重要作用,借此来深刻阐述国家、学校以及学科专业的发展与每一位同学的个人发展息息相关。
课程上介绍电磁辐射在国防军队建设方面的应用
在课程思政春风化雨的影响下,同学们的爱国热情被激发,立志在学好专业知识的基础上,实现我国电磁技术上的突破,为国家国防建设贡献成电青年的力量。
经由课程学习的思维训练后,研究生学子普遍表示,没想到偏理论的专业基础课也如此有趣有料,通过对课程的学习,不仅掌握了电磁场问题的基本分析方法和工具,也更加明晰了电磁学的过去与现在,对在电磁学的璀璨未来中找到自身定位、走好科研道路心生动力。
“坚定学生理想信念,切实提升立德树人的成效;培养爱国主义情怀,树立报效祖国的远大理想。”精炼的话语间,是程钰间及其教学团队对课程的倾心付出,培养扎根于电磁学领域的、具有家国情怀的高端技术人才,则是“高等电磁理论”课程对莘莘学子的不变期许。
编辑:罗莎 / 审核:罗莎 / 发布:陈伟