“信息电子技术中的场与波”课程建设研究与实践

“信息电子技术中的场与波”课程建设研究与实践

一、课题研究的目标与解决的主要问题

1.本课题目标

20世纪90年代，在充分总结自1952年全国院系调整后高等工程本科教育教学经验和教训的基础上，我校在全国率先开展了电工电气本科教育教学改革。这一改革参照了国际知名大学办学理念和思路，顺应了教育教学发展规律，拓宽了电工电气工程专业面，密切结合了我国高等工程教育和我校本科教学实际情况，获得好评。

然而，我们应该看到，在提出电工电气工程专业类本科教育教学体系、规定一级学科平台课程之后，必须进一步构建与一级学科平台课程直接衔接的二级学科平台课程群，在体系、结构和内容上起到承上启下的作用，理顺电工电气本科教育教学各级平台课程之间的关系，建立完整且不脱节的教学过程，使得我校高等工程教育教学改革持续向纵深发展，最终建立和完善我校电工电气本科教育教学体系。

“信息电子技术中的场与波”是我校电工电气工程专业类电子科学与技术本科专业二级学科技术平台课程之一。课程以一级学科平台课程“电磁场理论”为基础，将原电子工程系具有特色的技术基础课程“微波技术”、“光导波技术”和“电子光学”归并（三门课程均为全国首先开设且均有获奖教材），扩大了课程口径，拓展了技术范畴。

本项目提出，在本课程几年教学改革与实践的基础上，开展一系列深入、理性及具有相当力度的课程建设与实践工作，包括与我校电工电气工程本科课程体系相适应的课程结构、内容和教学方法的建立，实践环节的保证与实施措施以及与此配套的一系列政策等。

2.本课题解决的主要问题

（1）如何站在课程国际化、现代化的高度，理性地分析国际一流研究型大学相近课程的构架、布局和教学过程，吸收其中先进且合理的内容和经验。

（2）如何理顺本课程与一级学科平台课程（电磁场理论、数理方程等）和后继专业选修课程（包括硕士选修课程）的关系，建立一条电磁学基础理论与科学研究和工程应用开发之间流畅的知识流链路。

（3）如何顺应电磁学工程应用不断扩大和发展这一趋势，拓宽课程的技术基础口径，加强实践环节训练，使得学生今后在职业生涯中实现技术知识的软着陆，可灵活应对科学研究和工业界技术开发的需求。

二、课题研究的重点

1.顺应电磁学工程应用科学技术的发展潮流，正视国际一流大学EE专业课程建设理论全面、口径宽泛、系统集成等特点，将电磁学理论在信息和电子工程领域的应用贯穿于全部课程。

2.借助于现代化教学手段和网络环境，充分利用和调动校内教学资源，添加电磁场与波数值分析内容，优化教学方法和手段，以便使电子科学与技术本科高年级学生学到完整、具体和生动的电磁学理论及应用技术。

3.通过电磁波从长波长到短波长被开发利用的历史，强调其作为信息载体的完整物理过程的理解，建立统一的概念，突出微波、光波、太赫兹波波段的科学问题和技术现状。

4.注重强调学生对实际问题的理解，提供一定的数值模拟和仿真手段，以便提高解决问题的能力。

三、课题研究的创新点

1.拓宽技术基础口径，明确工程应用背景

突出了电磁场与波在光通信、卫星和移动通信、雷达、通信网络、显示技术等工程应用领域的背景，凝练和集成了原三门技术基础课程的内容，大大增加了课程信息量，拓宽课程的技术基础口径，提升了课程水平。

2.理顺前后课程关系，建立通畅知识链路

理顺了本课程与一级学科平台课程和选修课程的关系，建立了一条电磁学基础理论与科学研究和工程应用开发之间流畅的知识流链路。

3.基础与应用并存，课堂教学与示范实验结合

课程内容既需涵盖本课程涉及的基础知识，又需加入电磁波工程应用的最新发展成果，信息量大。因此，必须以电磁学理论在信息和电子工程领域的应用为主线，强调其作为信息载体的完整物理过程，建立统一的概念，将其贯穿于全部课程。教学时，做到基础性和先进性并存，数学抽象和技术方案结合，课堂教学与示范实验相得益彰。

4.统一分析方法手段，突出演示实验功效

依循日益发展的电磁场工程学科与相关学科融合的特点，将电磁场与波看做是可以应用在或出现于通信和电子工程范畴内多种不同技术领域的统一媒介，系统论述它们的形态、特征、分析方法，通过演示实验、虚拟实验等手段，使学生建立完整统一的概念，掌握全面深入的电磁学应用知识，便于他们今后在职业生涯中顺利实现技术知识的软着陆，可灵活应对科学研究和工业界技术开发的需求。

四、课题研究的方案设计

1.瞄准国际高等工程教育教学改革和发展的前沿，了解美国主要高校开展高等工程教育改革的情况和基本理念，提升参加课题的教师从事本课程建设的信心与研究高度，拓宽课程改革的视野。

2.在梳理以上三门课程内容的基础上，以电磁学应用作为设置课程的主线，归并和理顺其中共同的理论基础和分析方法，提出课程教学体系和课堂教学内容。

3.编写出版配合本课程的高水平教材（已被列为国家“十一五”规划教材以及江苏省精品教材立项项目，由科学出版社出版）。

4.根据目前我国国情以及我国高等工程教育位于转型和不断变化的特点，有选择地消化在MIT获得的资料，包括主要原版教材、多媒体课件、示范实验教件和网络教学，吸收和抽取其中合理的部分，改革和完善本课程构架。

5.完善教学条件，编撰配合本课程的示范实验大纲与教件，编撰并研制配合本课程的多媒体课件。

6.课程教学内容分为课堂教学、数值模拟、演示实验三部分展开。配合所讲授的传输线、金属和介质波导、谐振腔、激励和耦合、周期结构等内容，逐步开设传输线工作参数测试、微波元件的多端口网络参数的测试、光纤传输特性测试、光子器件全参数测试、周期结构和FBG谱特性测试等演示实验。

7.在学校和国家经费的支持下，逐步面向国内主要研究所、公司采集汇总并制作一套与课程内容密切相关的示范实验数字课件，配合课程相关的内容，在课堂进行演示和讲解；收集通信和电子工程相关公司的相关材料和多媒体资源。

8.鼓励课程教学梯队成员利用网络资源，充分开展国际高等工程教育课程改革的调研，根据本课程教学改革体会，撰写教学研究型论文。

五、研究团队

团队负责人:孙小菡教授，博导

研究团队主要成员: