現(xiàn)代教育技術(shù)與高校電磁學(xué)教學(xué)的整合深化

王崢，蔣興雨，彭愛蓮，曾慶國(guó)，于琮

（商丘師范學(xué)院物理與信息工程系，河南商丘476000）

現(xiàn)代教育技術(shù)與高校電磁學(xué)教學(xué)的整合深化

王崢，蔣興雨，彭愛蓮，曾慶國(guó)，于琮

（商丘師范學(xué)院物理與信息工程系，河南商丘476000）

通過現(xiàn)代教育技術(shù)與課程整合的研究與應(yīng)用，進(jìn)一步深化電磁學(xué)課程改革，構(gòu)建電磁學(xué)課程新體系，推進(jìn)電磁學(xué)教學(xué)模式的改革，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化.將信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式.

教育技術(shù)；電磁學(xué)；教學(xué)改革

1 研究的意義和現(xiàn)狀分析

信息技術(shù)與材料技術(shù)和能源技術(shù)是現(xiàn)代文明的三大支柱，高科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化速度日益加快，知識(shí)經(jīng)濟(jì)促使人類的經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活發(fā)生著巨大的變化，這對(duì)高等教育的人才培養(yǎng)模式產(chǎn)生了深刻影響和巨大推動(dòng).提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才是當(dāng)前高等教育發(fā)展的主旋律.物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它不斷推動(dòng)著自然科學(xué)乃至整個(gè)人類文明的發(fā)展和進(jìn)步.電磁學(xué)是經(jīng)典物理的重要組成部分，也是近代物理和許多技術(shù)學(xué)科不可缺少的基礎(chǔ).電磁學(xué)課程是物理學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是普通物理系列重要的基礎(chǔ)課之一，是電工、電子、通信、自動(dòng)化等理工專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程.

雖然我國(guó)高校電磁學(xué)教學(xué)改革已取得了很大的成果，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)21世紀(jì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要.在當(dāng)前，進(jìn)一步實(shí)行全面改革，重新審定、優(yōu)化課程教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，更新調(diào)整課程體系和結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)和信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，顯得尤為重要[1].

2 電磁學(xué)理論課教學(xué)模式的改革

2.1 構(gòu)建電磁學(xué)課程新體系

項(xiàng)目研究主要包括確定電磁學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)與要求，修訂完善電磁學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱，制定課程培養(yǎng)計(jì)劃、改革課程體系、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，整合教學(xué)內(nèi)容，制作教案、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)用多媒體課件.課題組成員均來自理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)第一線，具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和精湛的計(jì)算機(jī)水平，近年來，已陸續(xù)開展了多媒體授課，積累制作了大量的精品課制作素材，如完整的教學(xué)大綱、教學(xué)參考資料、電子教案、教學(xué)課件、習(xí)題指導(dǎo)與解答、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、多媒體教學(xué)輔助軟件與課程演示實(shí)驗(yàn)以及教學(xué)錄像等，從而確保本課題的研究擁有良好的前提與條件.課題組依托于我系的電磁學(xué)省級(jí)精品課程，進(jìn)一步建立并完善了專門的教學(xué)網(wǎng)站，組建了電磁學(xué)教學(xué)資料和輔助資料數(shù)據(jù)庫(kù)，并及時(shí)更新資源，做到資源共享，做到能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開展在線教學(xué).同時(shí)組建了公共答疑平臺(tái)，由老師在線回答學(xué)生的問題.項(xiàng)目以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力和創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè).通過這一系列教學(xué)改革與研究，能夠較好地解決教學(xué)內(nèi)容多與學(xué)時(shí)少的矛盾，克服教學(xué)內(nèi)容陳舊，課程結(jié)構(gòu)不合理，教學(xué)方法和手段落后，理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象.

電磁學(xué)是普通物理的主干課程，是物理學(xué)專業(yè)和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的必修課，課程教學(xué)設(shè)計(jì)為72學(xué)時(shí).課程教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握電磁相互作用的基本規(guī)律；了解電荷電流激發(fā)電場(chǎng)磁場(chǎng)的規(guī)律；了解電場(chǎng)與磁場(chǎng)的聯(lián)系；理解電磁場(chǎng)的物質(zhì)性；了解電場(chǎng)磁場(chǎng)與各種物質(zhì)的相互作用；理解麥克斯韋電磁理論；了解電磁學(xué)與其它學(xué)科的聯(lián)系與實(shí)際應(yīng)用;培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).學(xué)科組整合了電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)課程體系，根據(jù)電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)研究對(duì)象相同和課程內(nèi)容的銜接，整合電磁學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，溝通兩課程的研究方法和手段，并克服了兩課程知識(shí)的重疊，減少教課學(xué)時(shí)[2].同時(shí)，規(guī)范教研活動(dòng)，定期安排教學(xué)研討會(huì)，請(qǐng)老教師介紹教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，安排相關(guān)課外講座，組織學(xué)生參加電磁學(xué)多媒體軟件、課件的制作與使用，組織安排學(xué)生撰寫課程學(xué)習(xí)小論文.

2.2 教學(xué)方法與考核

推進(jìn)電磁學(xué)教學(xué)模式的改革，必須轉(zhuǎn)變教育思想、更新教學(xué)觀念，改革單一的教師講授的傳統(tǒng)教學(xué)模式，變填鴨式教學(xué)為引導(dǎo)式教學(xué)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)教與學(xué)相互動(dòng)，理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)形式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性.改革教學(xué)內(nèi)容與課程體系，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化，是電磁學(xué)教學(xué)改革的核心問題，電磁學(xué)教學(xué)模式的改革要注重開展教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，這兩者是相輔相成的，前者不但是教學(xué)改革取得實(shí)際效果的重要保證，而且還直接關(guān)系到人才創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).本課程根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、思維水平、教學(xué)具體內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，靈活采用不同的教學(xué)方法，以講授法為主，同時(shí)采取討論式、自學(xué)式、師生角色互換式等多種教學(xué)方法，各種方法緊密結(jié)合、互為補(bǔ)充.

依托于我系的電磁學(xué)省級(jí)精品課程，多年來我們充分利用多媒體教學(xué)手段，制作并不斷完善電磁學(xué)多媒體教學(xué)

改革一考定終身為多維考核方式，采用不同權(quán)重系數(shù)的平時(shí)出勤、課下作業(yè)、課堂討論、期末考試等成績(jī)，來綜合評(píng)定課程成績(jī).該種考核方式既能督促和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與能力，還能全面考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況.

3 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革

3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的構(gòu)建

電磁學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，理論課和實(shí)驗(yàn)課是不可分割的一個(gè)整體.與課堂理論教學(xué)相比，其實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)不僅是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要方面，而且是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié).但長(zhǎng)期以來，電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是附屬理論教學(xué)的一部分，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這不利于現(xiàn)代社會(huì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[3].我們圍繞如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，對(duì)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系中的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)考核方法進(jìn)行了探索，精選基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，將現(xiàn)代科技成果融入電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成從低到高，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從基礎(chǔ)到前沿，從接受知識(shí)到培養(yǎng)綜合能力、創(chuàng)新能力的分層次的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)“三個(gè)層次”的教學(xué)模式.

第一層次實(shí)驗(yàn)，主要進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練.實(shí)驗(yàn)主要由驗(yàn)證和觀察組成，要求學(xué)生掌握基本操作技能，熟練使用常用儀器，這一階段共安排了5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：制流電路與分壓電路、伏安法測(cè)電阻和二極管的特性、用沖擊電流計(jì)測(cè)螺線管內(nèi)軸線上磁場(chǎng)的分布、霍耳效應(yīng)、電子示波器的使用.第二層次實(shí)驗(yàn)，即綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，該階段安排了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：靜電場(chǎng)的描繪、用惠斯通電橋測(cè)電阻、利用箱式電位差計(jì)校準(zhǔn)電表、磁場(chǎng)的描繪.第三層次實(shí)驗(yàn),即研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，該階段實(shí)驗(yàn)以選做的方式進(jìn)行，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱及開課能力設(shè)計(jì)了若干可供學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生也可以自擬題目.基本流程是：查閱資料、設(shè)計(jì)方案、正式實(shí)驗(yàn)、總結(jié)，學(xué)生可完全打破實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，按自己的想法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，該階段學(xué)生可以從板式電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)與組裝、電子束線的偏轉(zhuǎn)與聚焦等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目入手進(jìn)行創(chuàng)新研究.

3.2 教學(xué)方法與考核

教育資源的缺乏是長(zhǎng)期困擾教學(xué)質(zhì)量提高的難題，也是教學(xué)改革進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸.這些矛盾只能通過發(fā)展教育技術(shù)、創(chuàng)新教育手段來解決.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把握現(xiàn)代教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的原則,整合現(xiàn)代教育技術(shù)開設(shè)電磁學(xué)仿真實(shí)驗(yàn).課題組搜集制作電磁學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件和虛擬實(shí)驗(yàn)室，利用計(jì)算機(jī)把實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教師指導(dǎo)和學(xué)生操作操作融合為一體，學(xué)生利用校園網(wǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，使教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上得到延伸.同時(shí)，利用多媒體仿真實(shí)驗(yàn)軟件，對(duì)一些由于條件限制不能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)操作過程和一些前沿的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生對(duì)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)完整而系統(tǒng)的了解.在實(shí)驗(yàn)課中，利用教師示范操作，結(jié)合多媒體仿真實(shí)驗(yàn)軟件的演示，使學(xué)生易于理解和掌握實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技術(shù)要點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果.

建立合理的實(shí)驗(yàn)考核體系，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中具有重要的指導(dǎo)意義，是實(shí)施創(chuàng)新教育的重要保證.過去的實(shí)驗(yàn)考核方法是利用實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考核，這種考核方法流于形式，不能反映學(xué)生的實(shí)際水平.因此，我們采取了綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的方法，并規(guī)定平時(shí)成績(jī)占實(shí)驗(yàn)課學(xué)科總成績(jī)的70%，期末實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)占實(shí)驗(yàn)課學(xué)科總成績(jī)的30%.平時(shí)成績(jī)主要包括學(xué)期各次實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力和綜合分析能力的考核，以及預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)態(tài)度等的考核.期末實(shí)驗(yàn)考試主要是指在學(xué)期末對(duì)指定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的考核.這種考核方法能夠全面客觀地評(píng)價(jià)每一位學(xué)生的實(shí)際水平，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力.

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目從21世紀(jì)人才培養(yǎng)要求出發(fā)，確定明確的培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)模式，開展電磁學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課的新的教學(xué)模式的研究和實(shí)踐，改革教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教育技術(shù)的整合與深化.研究形成的課程教學(xué)新方案已經(jīng)在我校物理學(xué)專業(yè)和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)進(jìn)行實(shí)施，項(xiàng)目的實(shí)施加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的培養(yǎng).這種新的教學(xué)模式得到了學(xué)生的普遍認(rèn)同，既鞏固了理論課學(xué)習(xí)的基本知識(shí)，提高了綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，又提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、理論創(chuàng)新和實(shí)踐的能力，為學(xué)生今后從事相應(yīng)的專業(yè)研究奠定了基礎(chǔ).總體上達(dá)到了改革電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的目的，取得了預(yù)期的效果.

〔1〕祝智庭.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2003：192-206.

〔2〕余日春.高師物理專業(yè)電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)課程整合與教學(xué)創(chuàng)新[J].巢湖學(xué)院學(xué)報(bào),2007，9(3):123-124.

〔3〕鄭勇林，鄭瑞倫.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的改革和探索[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005，30(2):369-372.

G642

A

1673-260X（2011）01-0209-02

商丘師范學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(0923)輔助軟件、多媒體演示軟件和網(wǎng)上課程教案、教學(xué)錄像，將動(dòng)畫、音視頻等多媒體資源與課程教學(xué)體系有機(jī)結(jié)合，與演示實(shí)驗(yàn)一起配合課堂教學(xué)達(dá)到直觀、生動(dòng)、易理解掌握的目的.