微视频在专业基础课程教学的应用与实践

渠立永 刘君 马瑶 朱立岩

[摘 要] 该文依据专业基础课程“电磁场与微波技术”课程的特点，对课程在线教学模式和慕课教学实施情况予以分析研究，将微视频应用于课程教学中，会大大改变固有学习的方式;根据课程知识结构体系，归纳了适合微视频教学的内容结构及其思路方法。

[关键词] 电磁场与微波技术;微视频;教学模式;在线教学

[作者简介] 渠立永（1974—），男，江苏丰县人，硕士，陆军工程大学副教授，主要从事通讯、电子、雷达方面研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0245-02    [收稿日期] 2019-11-18

一、引言

随着网络技术的广泛应用及在线教学的发展，将信息技术融入到学科教育是大势所趋。互联网+时代下的教学对于传统教学模式进行了挑战，以在线教学和线下的小组模式将得到发展。“电磁场与微波技术”是电子信息工程、通信工程及电子科学技术类专业的一门技术基础课程，课程概念抽象，理论推导繁琐，学生认为是最难学的课程之一。针对“电磁场与微波技术”课程特点，在教学模式方面进行了改革与实践，取得了不错的效果。

二、知识结构体系的建立

一门课程的学习，知识结构建立非常重要。特别是对于“电磁场与微波技术”课程，公式、概念、数学分析冗长而复杂，如果无法厘清知识结构体系，往往会让学生产生畏难情绪。课程教学采用模块化教学方法，将课程以结构示意图的形式展现给学生，让学生在头脑中第一印象了解对于课程的主要内容及结构建立起来。

三、课程微视频内容的选择及教学分析

（一）微视频内容的精选

“电磁场与微波技术”课程结构思路清楚，知识点散杂，根据课程内容选取以下部分知识点作为微视频内容：（1）三度（梯度、散度、旋度）知多少;（2）电磁参数的桥梁作用;（3）麦克斯韦方程组的巧妙记忆;（4）电磁场的波动方程——我的传播我做主;（5）理想介质中均匀平面波形影不离的电场与磁场;（6）导电媒质中的损耗;（7）理想导体斜入射与外形隐身;（8）理想介质斜入射与巧妙的电磁波;（9）微波传输线中长线与短线的辩证思维;（10）传输线理论传输状态分析;（11）传输线特性阻抗与输入阻抗的变与不变;（12）巧妙的史密斯圆图。

这些内容的选取原则是基于能够独立成一个知识点，而这些知识点又具有难以理解的特征，在微视频录制中，教案的编写需要更加符合视频和知识点解答的要求。

（二）微视频教学分析

每一个微视频的教学设计既要和该知识点配合，又要和整个课程教学紧密结合在一起，对于课程教学的答疑解惑起到至关重要的作用。下面根据所选取的知识点分为几类对于微视频的设计进行说明。

1.麦克斯韦方程组的巧妙记忆。麦克斯韦方程組一个包含四个方程：

除了麦克斯韦方程组的物理意义以外，微视频从另外的角度对于方程组予以诠释，这样，既便于深刻理解枯燥的数学表达形式带来的内涵，又便于记忆。首先里面包含两个矢量场，而任何一个矢量场都由散度和旋度来确定，所以四个方程包含两个散度两个旋度方程。其次，对于“=”除了数学上的等量关系外，还可以理解“转化”的哲学思想，方程①②左边是旋度的运算，也即空间的运算，右边为时间的微分运算，也即时间的运算，反映了时间和空间的转化;①左边场量为磁场、右边为电场，②左边为电场、右边为磁场，反映了磁场和电场的相互转化，这些转化为电磁波的预言提供了理论依据。通过这种教学方法，学生很容易对于麦克斯韦方程组加以记忆。

2.导电媒质中的损耗。导电媒质属于一种有损耗的媒质，这部分内容是容易混淆的一个知识点，为解答学生的困惑，从两个看似矛盾的问题引出该微视频的内容。重点解决在良导体内部和外部传播的问题，在这部分内容里面体现的哲学思想是媒质的属性是相对的，而良导体内部的损耗很大，所以海水作为一种良导体是无法传播电磁波的，输电线路作为一种良导体其传输能量是通过周围的场来实现，并非是导体内部，这个问题容易让学生混淆。所以作为一个难以理解的知识点，这部分内容比较适合微视频的教学模式。

3.传输线特性阻抗与输入阻抗的变与不变。传输线作为一种微波传输线，具有其它传输线所不具有的特性，里面所讲述的概念和物理量较多，这部分内容抓住里面的变与不变来进行讲解，就容易理清思路和逻辑性。传输线的特性阻抗作为一种物质固有属性，其大小是不变的，而输入阻抗由于和频率等有关系，所以是时时变化的，但是在变化中要理解其周期性的规律，在教学中通过一些形象的比喻让学生对于概念正确区分并加以运用，能够起到很好的效果。

（三）微视频教学的体会

虽然微视频教学对“电磁场与微波技术”课程教学产生很大影响，但是我们要清醒的认识到，计算机微视频仅仅是辅助教师教学的工具中的一种，尽管是最先进的现代化教学工具，也只能起到为教学服务的作用，它不可能完全替代教师在课堂上的教学活动[1]。微视频总是处在被支配的地位，它是教师教学活动的辅助设施。我们为了教学而使用它，而非为了使用它而教学。例如在教学中若教师常大量利用微视频手段进行各式各样的新奇“图景”的展示，这样会过多分散学生的注意力而忽视对客观规律的理解和学习。因此，教师应使学生明确听或看的目的，使他们有心理准备，调节他们的注意力，并注意及时地反馈矫正，以恰到好处地发挥教师自身的主导作用和微视频的辅助作用。

四、课堂教学模式的改变

“以人为本”的理念在教育界越来越深人人心。在教育过程中，以学生为中心，充分发挥学生的主体性是非常重要的教学方法。所以教学是进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观几个方面培养学生。其作用的主体是学生，不管采取何种方式都不能脱离学生[3]。

我们在教学设计时，应充分体现学生的主动性和创造性。恰如布鲁纳所说：“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动。”[4]因此，我们应多为学生创造思考的空间。这就要求教師在使用微视频辅助教学系统时，要善于通过微视频教学系统引导学生思考、讨论、回答问题，而不是限制学生的思维，被动地跟着教师走。

在教学设计时，把学生置于课件主人的地位，使学生在不断的思考、实践中理解基本的概念和规律，进而学会具体运用。例如，在讲解“传输线理论”一课时，我们就完全可以避开传统的使学生处于被动地位的讲解式，而采用微视频呈现多种微波传输线，然后提出问题：为什么微波传输线不能够用低频传输线？[5]微波传输线与低频传输线有什么质的不同？让学生充分思考，分小组讨论。这样一来，教师充分调动了学生的主体性和创造性，帮助他们跳出了被动灌输的困境，成为学习的主人，学生很自然地用学科思维思考问题、很积极地学习这门课程。针对传统的灌输式、封闭式教学方法而言，取得的教学效果和效率是不言而喻的。

五、结语

在“电磁场与微波技术”课堂教学中，如果我们能合理适时地使用计算机微视频教学系统，使学生通过视听感知加深对基本概念、规律的理解，通过辩证的方法对于疑难问题进行分析，能够有效提高解决实际问题的能力和分析问题的能力，这样，我们就达到了互联网+时代下的教学改革，实现智慧有趣的课堂教学的真正目的。

参考文献

[1]顾朝志.“微波与天线技术基础”课程教学实践探讨[J].山东师范大学学报（自然科学版），2016（1）.

[2]张睿.（电）教学中的对偶性原理运用[J].中国教育教学杂志（高等教育版），2017（12）.

[3]丁毅，汪柏年.电教学中非逻辑思维方法的运用[J].沈阳教育学院学报，2018（2）.

[4]刘金寿，等.电教学中的知识联想与意识流[J].大连大学学报，2019（12）.

[5]梁昌洪.电磁场问题的若干思考[J].电子电气教学中，2007（2）.

Application of Micro-videos in the Teaching of Professional Basic Courses

QU Li-yong，LIU Jun，MA Yao，ZHU Li-yan

（Army Engineering University，Nanjing，Jiangsu 210007，China）

Abstract：According to the characteristics of the professional basic course on Electromagnetic Field and Microwave Technology，the online teaching model and MOOC teaching are implemented，and micro-videos are applied in the teaching，which realizes the flexible learning model.According to the knowledge structure system of the course，the content structure and ideas that are suitable for micro-video teaching are summarized.

Key words：Electromagnetic Field and Microwave Technology;micro-video;teaching model;online teaching