[摘  要]隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。電磁場(chǎng)作為電氣工程專業(yè)的核心課程，其理論與實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和思想政治素質(zhì)具有重要意義。本文旨在探討如何將思政教育有效融入電磁場(chǎng)課程教學(xué)中，通過虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)與思政教育的有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]虛擬仿真  課程思政  電磁場(chǎng)

基金資助：陜西省教育改革項(xiàng)目“新工科背景下電氣類專業(yè)電場(chǎng)感知實(shí)踐教學(xué)體系研究與平臺(tái)構(gòu)建”（編號(hào)：23BY047）。


引  言

電磁場(chǎng)理論是電氣類專業(yè)的重要課程之一，它不僅涉及豐富的專業(yè)知識(shí)，還蘊(yùn)含著豐富的思想政治教育資源。在新時(shí)代背景下，高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)更加注重學(xué)生的全面發(fā)展，特別是思想政治素質(zhì)的提升。因此，如何在電磁場(chǎng)課程中融入思政教育，成為教育工作者面臨的重要課題。隨著虛擬仿真技術(shù)的不斷進(jìn)步，電磁場(chǎng)教學(xué)得以突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)條件的限制，構(gòu)建高度逼真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)，虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展也為課程思政教育開辟了新的途徑，使得教師能夠?qū)⑺枷胝谓逃齼?nèi)容與技術(shù)實(shí)踐相結(jié)合，通過模擬實(shí)際工程問題和社會(huì)應(yīng)用場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生在解決技術(shù)問題的過程中自然地吸收和思考相關(guān)的社會(huì)問題。學(xué)生在專業(yè)技能提升的同時(shí)，社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德也隨之而增強(qiáng)。

電磁場(chǎng)課程現(xiàn)狀分析

隨著新工科建設(shè)的不斷深化，高等教育正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革。新工科理念的核心在于推動(dòng)學(xué)科間的交叉融合，重視學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際操作技能的培養(yǎng)，力求培育出能夠適應(yīng)未來社會(huì)挑戰(zhàn)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。在這樣的背景下，電磁場(chǎng)作為電氣專業(yè)的核心課程，其教學(xué)改革不僅要注重專業(yè)知識(shí)的傳授，還要與新工科理念相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

電磁場(chǎng)理論課程不僅全面覆蓋了電磁學(xué)的基本原理，而且深入探討了電磁波在復(fù)雜環(huán)境中的傳播特性以及電磁兼容性等關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用，這些都是新工科背景下電氣專業(yè)學(xué)生必須掌握的核心技能，在電力系統(tǒng)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新探索和技術(shù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。但由于課程中涉及的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和物理概念較為抽象和復(fù)雜，理論與實(shí)踐結(jié)合得不夠緊密，學(xué)生難以將抽象的理論知識(shí)與具體的工程實(shí)踐問題聯(lián)系起來。

虛擬仿真技術(shù)以其互動(dòng)性強(qiáng)和實(shí)驗(yàn)成本低的優(yōu)勢(shì)，為電磁場(chǎng)課程的教學(xué)提供了新的視角和方法。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中模擬電磁場(chǎng)的分布、傳播等現(xiàn)象，這種直觀的學(xué)習(xí)方式有助于提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握。同時(shí)，通過虛擬仿真技術(shù)，可以將電磁場(chǎng)理論應(yīng)用到國(guó)家重大工程、國(guó)防建設(shè)等實(shí)際場(chǎng)景中，使學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，深刻理解電磁場(chǎng)技術(shù)在國(guó)家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中的重要價(jià)值。

在新工科背景下，電磁場(chǎng)課程與思政教育的融合，不僅是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)新，更是對(duì)人才培養(yǎng)模式的重要探索。因此，電磁場(chǎng)課程的教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)充分利用新工科提供的機(jī)遇，通過引入虛擬仿真技術(shù)，增強(qiáng)課程的實(shí)踐性和創(chuàng)新性，提升教學(xué)效果；同時(shí)融入思政教育，通過將思政教育與專業(yè)教學(xué)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。

虛擬仿真技術(shù)在電磁場(chǎng)課程中的應(yīng)用

1.電磁場(chǎng)現(xiàn)象的直觀展示

近年來，虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，極大地豐富了教師的教學(xué)手段和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在電磁場(chǎng)課程的教學(xué)過程中，通過引入虛擬仿真技術(shù)，可以將抽象的電磁場(chǎng)理論轉(zhuǎn)化為直觀的三維圖像，讓學(xué)生能夠更容易地理解和掌握電磁場(chǎng)的性質(zhì)和行為，使復(fù)雜的理論知識(shí)變得生動(dòng)易懂，有效提升了學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于電磁場(chǎng)的分布，虛擬仿真技術(shù)能夠提供三維的電磁場(chǎng)分布圖。學(xué)生可以通過旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，從不同角度分析電磁場(chǎng)的分布情況，理解電場(chǎng)線、磁力線的分布規(guī)律。例如在講解高斯定理時(shí)，通過仿真獲得電荷分布產(chǎn)生的電場(chǎng)線，幫助學(xué)生直觀理解高斯定理的物理含義。

2.虛擬實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)

由于虛擬仿真技術(shù)支持安全、低成本的實(shí)驗(yàn)操作，因此學(xué)生能夠在不受物理?xiàng)l件限制的環(huán)境中自由探索和實(shí)踐。通過即時(shí)反饋和交互式分析功能進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入分析和理解，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。利用這一技術(shù)模擬復(fù)雜的電磁現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)操作，能夠有效提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。例如在電磁波傳播的教學(xué)中，虛擬仿真技術(shù)可以用來模擬不同頻率和波形的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播過程。學(xué)生通過仿真技術(shù)觀察到電磁波在自由空間中的傳播路徑、反射和折射現(xiàn)象，以及在遇到不同介質(zhì)時(shí)的變化，這種直觀的展示有助于學(xué)生理解電磁波的基本特性，如波長(zhǎng)、頻率、速度等。

3.思政教育的融入

虛擬仿真技術(shù)為課程思政教育的融合提供了新的途徑，通過引入國(guó)家重大科技項(xiàng)目和工程實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和社會(huì)責(zé)任感，全面提高教育教學(xué)的質(zhì)量和效果。虛擬仿真技術(shù)不僅能夠提升電磁場(chǎng)課程的教學(xué)質(zhì)量，還能夠?yàn)樗颊逃峁┬碌妮d體。在虛擬仿真環(huán)境中，教師可以設(shè)計(jì)具有思政教育意義的情境，如在電力傳輸系統(tǒng)，電磁場(chǎng)虛擬仿真技術(shù)可以用于設(shè)計(jì)更高效、更安全的輸電線路和設(shè)備；而在航天領(lǐng)域，電磁場(chǎng)虛擬仿真對(duì)于設(shè)計(jì)空間站的電磁保護(hù)系統(tǒng)也有著不可或缺的作用。讓學(xué)生在參與仿真實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，感受國(guó)家科技實(shí)力的強(qiáng)大，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)在電磁場(chǎng)課程中的應(yīng)用不僅能夠有效提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還能夠?yàn)樗颊逃娜谌胩峁┬碌耐緩?，是新工科背景下電磁?chǎng)課程教學(xué)改革的重要方向。

電磁場(chǎng)課程思政教育的融合策略

1.課程內(nèi)容與思政教育的結(jié)合

課程內(nèi)容與思政教育的融合是電磁場(chǎng)課程改革的核心，應(yīng)注重挖掘與思政教育相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，將思政教育元素有機(jī)融入課程體系中，增強(qiáng)學(xué)生的公民意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。在講解電磁場(chǎng)的基本理論時(shí)，教師應(yīng)結(jié)合國(guó)家在電力、導(dǎo)航、國(guó)防等領(lǐng)域的戰(zhàn)略需求，強(qiáng)調(diào)電磁場(chǎng)技術(shù)在國(guó)家重大科技項(xiàng)目中的應(yīng)用，如特高壓輸電技術(shù)、“天眼”射電望遠(yuǎn)鏡和“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電磁場(chǎng)技術(shù)對(duì)國(guó)家科技進(jìn)步和國(guó)防安全的重要性；引入中國(guó)電磁場(chǎng)學(xué)科發(fā)展的歷史，講述中國(guó)科學(xué)家在電磁場(chǎng)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，如張克潛、馬偉明等，通過他們的科研故事讓學(xué)生了解一代代科學(xué)家為國(guó)家科技進(jìn)步所做出的努力和犧牲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和愛國(guó)情懷。

此外，還可以結(jié)合當(dāng)前科技熱點(diǎn)，定期邀請(qǐng)從事電磁場(chǎng)領(lǐng)域研究的學(xué)者，分析國(guó)內(nèi)外電磁場(chǎng)技術(shù)在能源、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如磁懸浮列車、B超等，讓學(xué)生了解電磁場(chǎng)技術(shù)是如何推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和改善人民生活的。通過討論目前國(guó)內(nèi)外在電磁場(chǎng)領(lǐng)域存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考科技發(fā)展與社會(huì)責(zé)任的關(guān)系。在課程教授過程中不僅講解專業(yè)知識(shí)，還融合思政教育培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)家意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)精神，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中形成正確的價(jià)值觀和世界觀，為成為國(guó)家的棟梁之材打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

教師通過實(shí)施上述策略，不僅向?qū)W生傳授了電磁場(chǎng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和前沿應(yīng)用技術(shù)，確保了學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的能力培養(yǎng)，還通過思政教育的有效融合，引導(dǎo)學(xué)生深入理解電磁場(chǎng)技術(shù)在國(guó)家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中的重要角色，使學(xué)生能夠在未來的工作和生活中以高素質(zhì)工程技術(shù)人才的身份積極貢獻(xiàn)力量，推動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展。

2.教學(xué)方法與思政教育的融合

教學(xué)方法與思政教育的融合是實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)課程思政教育目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電磁場(chǎng)課程不僅能夠向?qū)W生提供扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)教育，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的思想政治素養(yǎng)，使他們成為具備全面素質(zhì)的新時(shí)代工程技術(shù)人才。采用案例教學(xué)、討論式教學(xué)等多樣化的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生思考電磁場(chǎng)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。同時(shí)，通過小組合作、虛擬仿真實(shí)踐等方式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索電磁場(chǎng)技術(shù)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用，主題可以與國(guó)家戰(zhàn)略需求相結(jié)合，如特高壓輸電線路的設(shè)計(jì)，利用虛擬仿真技術(shù)，模擬在特定環(huán)境下的輸電線路中電磁波的傳播。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不僅能夠通過實(shí)踐提升專業(yè)技能，還能夠體會(huì)到為國(guó)家和社會(huì)解決問題的成就感。組織學(xué)生圍繞一個(gè)具體的電磁場(chǎng)應(yīng)用問題開展團(tuán)隊(duì)合作，有助于學(xué)生理解團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

分析國(guó)內(nèi)外電磁場(chǎng)技術(shù)在通信、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域的成功案例，組織學(xué)生就電磁場(chǎng)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生思考如何將個(gè)人發(fā)展與國(guó)家需求相結(jié)合。案例可以包含中國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和突破，如航母的電磁彈射系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和創(chuàng)新意識(shí)。此外，還可以就技術(shù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)開展討論，如電磁波對(duì)環(huán)境和人體健康的影響，加深學(xué)生對(duì)科技倫理和社會(huì)責(zé)任的理解。

3.評(píng)價(jià)體系與思政教育的結(jié)合

評(píng)價(jià)體系是教學(xué)過程中不可或缺的一部分，它不僅能夠衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還能夠引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生全面發(fā)展。在電磁場(chǎng)課程的評(píng)價(jià)體系中，除了考核學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐能力外，還應(yīng)將學(xué)生的思政素質(zhì)作為評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，建立多元化評(píng)價(jià)指標(biāo)。強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)，而不是僅僅關(guān)注最終的考試成績(jī)。在評(píng)價(jià)機(jī)制中，引入同伴評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)，通過觀察學(xué)生在課程項(xiàng)目和小組討論等活動(dòng)中的表現(xiàn)，評(píng)價(jià)他們的參與度、貢獻(xiàn)度以及對(duì)思政教育內(nèi)容的理解和程度。采用日志和學(xué)習(xí)報(bào)告等形式，鼓勵(lì)學(xué)生記錄和反思自己的學(xué)習(xí)過程，以及在思政教育方面的收獲和成長(zhǎng)。

通過設(shè)計(jì)具有思政教育意義的課程作業(yè)、項(xiàng)目報(bào)告等，如要求學(xué)生分析電磁場(chǎng)技術(shù)在某一國(guó)家重大工程中的應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)的影響，來評(píng)價(jià)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等非智力因素。對(duì)學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，特別是他們?cè)诮鉀Q實(shí)際問題時(shí)所展現(xiàn)出的創(chuàng)新思維、責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。鼓勵(lì)學(xué)生將課程學(xué)習(xí)成果和思政教育體會(huì)進(jìn)行展示和交流，評(píng)價(jià)他們的表達(dá)能力、溝通能力和思政素質(zhì)。在成果展示時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注學(xué)生如何將個(gè)人發(fā)展與國(guó)家需求相結(jié)合，以及對(duì)電磁場(chǎng)技術(shù)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的認(rèn)識(shí)。

電磁場(chǎng)課程的評(píng)價(jià)不僅關(guān)注學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和技能，還重視他們的思想政治素質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感。這種全面的評(píng)價(jià)體系有助于培養(yǎng)學(xué)生成為德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)工程技術(shù)人才，為國(guó)家科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

典型案例

為了深入探討虛擬仿真技術(shù)在電磁場(chǎng)課程思政教育融合中的應(yīng)用效果，本研究選取了電磁場(chǎng)理論課程中的三個(gè)案例進(jìn)行分析。每個(gè)案例均采用了虛擬仿真技術(shù)，并結(jié)合思政教育內(nèi)容。

1.傳輸線在國(guó)家電網(wǎng)現(xiàn)代化中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

案例旨在使學(xué)生深入理解傳輸線的基本理論，掌握其在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，并引導(dǎo)學(xué)生了解電力系統(tǒng)對(duì)國(guó)家發(fā)展的重要性。研究基于CST（三維電磁場(chǎng)仿真軟件）構(gòu)建了一個(gè)高壓輸電線路，在這個(gè)模型中，學(xué)生可以模擬不同條件下的電能傳輸過程，包括不同電壓等級(jí)、不同負(fù)載條件和不同環(huán)境因素（如溫度、濕度）對(duì)傳輸線性能的影響。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注傳輸線技術(shù)在國(guó)家電網(wǎng)現(xiàn)代化中的作用，如提高電能傳輸效率、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電等。同時(shí)，通過討論傳輸線在保障國(guó)家能源安全、推動(dòng)綠色能源發(fā)展中的重要性，強(qiáng)化學(xué)生的責(zé)任意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。

將學(xué)生分組，每組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一個(gè)高壓輸電線路的優(yōu)化方案。方案需要考慮如何提高輸電效率、減少線損和確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生要結(jié)合電磁場(chǎng)理論、傳輸線特性以及國(guó)家電網(wǎng)的實(shí)際需求。每個(gè)小組完成設(shè)計(jì)方案后，要在班級(jí)進(jìn)行展示和講解，展示內(nèi)容包括方案設(shè)計(jì)思路、仿真結(jié)果以及對(duì)國(guó)家電網(wǎng)現(xiàn)代化的貢獻(xiàn)。教師和學(xué)生須對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論，提出改進(jìn)建議。

通過虛擬仿真與課程思政融合的案例，學(xué)生不僅掌握了傳輸線的基本理論和應(yīng)用技能，而且還增強(qiáng)了對(duì)電力系統(tǒng)影響國(guó)家發(fā)展重要性的認(rèn)識(shí)。學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)了如何將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和責(zé)任感。此外，該案例還促進(jìn)了學(xué)生之間的交流合作，提高了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決復(fù)雜問題的能力。通過這樣的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生能夠更好地理解電力工程對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要性，為將來投身于國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)和現(xiàn)代化事業(yè)做好準(zhǔn)備。

2.變壓器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

變壓器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的電氣設(shè)備，其設(shè)計(jì)和性能直接影響電力傳輸?shù)男屎桶踩０咐劢褂陔姶艌?chǎng)在變壓器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通過仿真分析來優(yōu)化變壓器的性能，同時(shí)融入課程思政元素，培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理意識(shí)。學(xué)生將使用ANSYS Maxwell（電磁場(chǎng)仿真軟件）來模擬電磁場(chǎng)在變壓器鐵芯和線圈中的分布情況。通過調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)（線圈匝數(shù)、鐵芯材料等），學(xué)生需要分析并優(yōu)化變壓器的性能，如降低損耗、提高效率等。在案例分析和項(xiàng)目討論時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考變壓器在保障國(guó)家能源安全和推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展中的作用，從而激發(fā)學(xué)生的使命感和責(zé)任感。

學(xué)生分組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，每組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一個(gè)特定應(yīng)用場(chǎng)景下的變壓器，并進(jìn)行仿真分析。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生需要考慮成本、效率、環(huán)境影響等多方面因素，以培養(yǎng)綜合思考能力。應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮環(huán)保材料的使用和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，通過對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和環(huán)保設(shè)計(jì)的差異，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到作為一名工程師，應(yīng)當(dāng)積極推動(dòng)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展。每個(gè)團(tuán)隊(duì)展示他們的仿真結(jié)果和設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，并進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和小組評(píng)議。在這個(gè)過程中，學(xué)生將思考在項(xiàng)目中學(xué)到的思政知識(shí)和工程專業(yè)技能，以及如何將這些知識(shí)應(yīng)用于未來的職業(yè)生涯。

通過將電磁場(chǎng)理論應(yīng)用于變壓器設(shè)計(jì)仿真，不僅加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和實(shí)踐技能的掌握，而且通過融入課程思政，強(qiáng)化了他們的社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德和環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和終身學(xué)習(xí)的能力，為學(xué)生成為具備全面素質(zhì)的新時(shí)代工程技術(shù)人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也使他們更好地理解了個(gè)人發(fā)展與服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略之間的關(guān)系。

3.微波爐中的電磁場(chǎng)分布與安全性分析

案例旨在使學(xué)生深入理解微波爐工作原理中的電磁場(chǎng)理論，掌握電磁場(chǎng)在日常生活中的應(yīng)用，并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到電磁場(chǎng)技術(shù)在提高生活質(zhì)量和保障公共安全中的重要作用。利用COMSOL Multiphysics（多物理場(chǎng)仿真軟件）創(chuàng)建一個(gè)微波爐的三維模型，在這個(gè)模型中，學(xué)生可以模擬微波爐在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布，觀察電磁場(chǎng)在爐腔內(nèi)的變化，以及食物加熱過程中電磁場(chǎng)的作用。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注微波爐技術(shù)如何提高家庭生活的便利性，同時(shí)討論電磁場(chǎng)對(duì)人體健康的潛在影響，以及如何科學(xué)使用微波爐以確保安全。通過這種方式，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，還增強(qiáng)了對(duì)科技倫理和社會(huì)責(zé)任的認(rèn)識(shí)。

學(xué)生被分為小組，每組負(fù)責(zé)分析微波爐在不同工作模式下的電磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，并提出改進(jìn)微波爐設(shè)計(jì)的建議，以減少電磁場(chǎng)對(duì)人體的潛在影響。學(xué)生需要結(jié)合電磁場(chǎng)理論、仿真結(jié)果以及國(guó)家關(guān)于電磁輻射安全的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。每個(gè)小組完成分析和設(shè)計(jì)改進(jìn)方案后，要在班級(jí)進(jìn)行展示和講解，展示內(nèi)容包括微波爐工作原理、電磁場(chǎng)分布仿真結(jié)果、安全性分析以及改進(jìn)建議。教師和學(xué)生對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論并提出改進(jìn)意見。

通過這個(gè)案例學(xué)生不僅掌握了微波爐中電磁場(chǎng)的分布規(guī)律和加熱原理，還增強(qiáng)了對(duì)電磁場(chǎng)技術(shù)在日常生活中應(yīng)用的認(rèn)識(shí)；學(xué)生能夠更好地理解電磁場(chǎng)技術(shù)對(duì)于提高生活質(zhì)量和保障公共安全的重要性，為將來在電氣工程領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐和技術(shù)研發(fā)做好準(zhǔn)備。

通過以上具體的應(yīng)用實(shí)例，虛擬仿真技術(shù)不僅使電磁場(chǎng)現(xiàn)象的展示更加直觀和生動(dòng)，還極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生在這種互動(dòng)式學(xué)習(xí)環(huán)境中，能夠更加深入地理解電磁場(chǎng)的基本原理，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

結(jié)  語

虛擬仿真技術(shù)為電磁場(chǎng)課程思政教育的融合提供了新的途徑。通過合理設(shè)計(jì)課程內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系，能夠有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)他們的社會(huì)責(zé)任感和愛國(guó)情懷，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)與思政教育的有機(jī)融合。這種教學(xué)模式也可以為其他專業(yè)的課程改革提供有益的借鑒和啟示。

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（張建威、趙丹、張嘉偉、王倩：西安理工大學(xué)電氣工程學(xué)院）

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