“卓越人才培養(yǎng)”新視域下電磁場與電磁波課程教學(xué)探究

鄧洪亮

摘 要 信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，當(dāng)代教育技術(shù)的發(fā)展，給電磁場與電磁波課程的學(xué)習(xí)帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術(shù)與學(xué)科課程整合成為當(dāng)前教育研究的一個熱點內(nèi)容。通過電磁場與電磁波課程的教學(xué)探究，使學(xué)生對于電磁現(xiàn)象的了解更加深入，系統(tǒng)地掌握電磁場的基本性質(zhì)、運動規(guī)律及電磁場與物質(zhì)的相互作用等電磁理論知識，能夠熟練運用電磁場與電磁波認(rèn)識和處理相關(guān)電磁現(xiàn)象問題。研究現(xiàn)代信息技術(shù)與電磁場與電磁波課程整合，對于整體優(yōu)化教學(xué)過程，深化高等教育改革，增進學(xué)生的專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的信息技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和創(chuàng)新精神具有重大的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞 電磁場與電磁波 課程教學(xué)探究 現(xiàn)代信息技術(shù) 整合

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

1 省內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀分析

“卓越人才培養(yǎng)計劃”要求學(xué)校培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、知識面寬、創(chuàng)新實踐能力強、具有社會責(zé)任感、團隊合作精神和卓越人才培養(yǎng)潛質(zhì)的優(yōu)秀學(xué)生。對于我校電信、電科專業(yè)學(xué)生而言，最好的平臺之一就是利用好每一年一度的電子設(shè)計競賽和物理創(chuàng)新大賽。而要想在各類大型競賽中獲得成績，學(xué)生必需要有扎實的理論知識。其中電磁場與電磁波是高等院校通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。如何上好這門基礎(chǔ)課，給同學(xué)們提供扎實的理論指導(dǎo)，是卓越人才培養(yǎng)計劃必然要求。信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，當(dāng)代教育技術(shù)的發(fā)展，給電磁場與電磁波課程的學(xué)習(xí)帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術(shù)與學(xué)科課程整合成為當(dāng)前教育研究的一個熱點內(nèi)容。研究信息技術(shù)與電磁場與電磁波課程整合，對于整體優(yōu)化教學(xué)過程，深化高等教育改革，增進學(xué)生的專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的信息技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和創(chuàng)新精神具有重大的現(xiàn)實意義。作為一門探究性課程。我們將如何信息技術(shù)與電磁場與電磁波課程整合方面進行了初步的探討。將“知識、能力、人格”的培養(yǎng)理念落實到具體教學(xué)環(huán)節(jié)中。推行啟發(fā)式、探究式、討論式、小制作等授課方式，將創(chuàng)新實踐能力訓(xùn)練貫穿于課程教學(xué)之中。

2 課程教學(xué)改革研究對促進教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的作用和意義探究

（1）作為一門探究性課程，電磁場與電磁波課程是通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它以麥克斯韋方程為根本基礎(chǔ)構(gòu)建電磁理論的知識體系，它研究自然界中電磁現(xiàn)象和電磁過程。近年來材料、光子晶體等領(lǐng)域的理論研究和材料研發(fā)的突破給經(jīng)典電磁理論帶來了勃勃生機。

（2）另一方面，電磁場與電磁波課程對于學(xué)生的動手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)遺跡從事相關(guān)科學(xué)研究都具有基礎(chǔ)性的重要意義，對于學(xué)習(xí)其它相關(guān)專業(yè)（如通信技術(shù)、電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光學(xué)工程等）的課程也有重要影響。

（3）以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用是教育信息化的重要標(biāo)志。通過電磁場與電磁波課程的探究教學(xué)與當(dāng)代信息技術(shù)的整合與深化，使學(xué)生掌握電磁場與電磁波課程知識所涉及的相關(guān)科學(xué)方法，有效提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生知識拓展能力和自我學(xué)習(xí)能力。

3 課程教學(xué)探究的實施方案

3.1 具體研究對象和內(nèi)容

（1）我們將采用傳統(tǒng)板書、電子課件、網(wǎng)絡(luò)和視頻多種手段結(jié)合。課內(nèi)講授與課外討論和制作相結(jié)合、基礎(chǔ)理論教學(xué)與學(xué)科前沿講座結(jié)合，基本理論訓(xùn)練與科研實踐訓(xùn)練相結(jié)合。（2）針對電磁場與電磁波是理論基礎(chǔ)課的特點，課堂教學(xué)主要采用探究式課堂教學(xué)法：即每節(jié)課突出一個主題，講清論透；每個主題，通過多種形式的師生互動，及時了解學(xué)生的疑難問題和創(chuàng)造欲望。（3）鼓勵和指導(dǎo)有能力的學(xué)生提早進入科研實踐訓(xùn)練、參加各類科技競賽。將學(xué)生撰寫課程小論文融入教學(xué)全過程，從中選出有質(zhì)量的項目進入科研實踐訓(xùn)練。構(gòu)建多樣化應(yīng)用型人才，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才，增強畢業(yè)生就業(yè)能力；完成本課的預(yù)期目的。（4）電磁場與電磁波也是一門實踐性很強的課程，其研究對象——場是區(qū)別于實物的物質(zhì)形態(tài)，具有抽象的特征。為避免課程教學(xué)的數(shù)學(xué)化，我們將充分應(yīng)用當(dāng)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，比如說應(yīng)用視頻教學(xué)資料增強學(xué)生的感性認(rèn)識和動手能力，同時反過來應(yīng)用于當(dāng)代信息技術(shù)，充分發(fā)展學(xué)生的物理思維和物理探究能力。（5）我們將充分利用好點子競賽等創(chuàng)新平臺，促進電磁場與電磁波的教學(xué)。

3.2 課堂教學(xué)改革研究擬達到的目標(biāo)

在課堂教學(xué)中，突出學(xué)生的參與性，使他們主動獲取而不是被動接受科學(xué)結(jié)論，強調(diào)思維互動，使學(xué)生感覺電磁場與電磁波發(fā)人深思，不難入門。作為電磁理論基礎(chǔ)的麥克斯韋方程是從大量個體電磁實驗總結(jié)而得的“共性”規(guī)律。同時，電磁場與電磁波與其他物理學(xué)分支也具有“共性”和“個性”的關(guān)系。針對這一特點，教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生“相似性形象思維”，開展“抽象思維”，促成“頓悟思維”。學(xué)生感覺電磁場與電磁波思路清晰，容易理解。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，經(jīng)常采用課堂討論，由學(xué)生提問，在教師引導(dǎo)下大家討論，總結(jié)得出準(zhǔn)確認(rèn)識。由于分析“電磁場和電磁波”要在多維時空中抽象思維，課堂教學(xué)充分使用多媒體，盡力使用圖像和色彩搭配，使學(xué)生建立正確的物理圖像。

3.3 課堂教學(xué)改革研究擬解決的主要問題

（1）突出科學(xué)性和探究性。電磁場與電磁波探究式教學(xué)，強調(diào)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教學(xué)中遵循“物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)—物理現(xiàn)象的描述—物理過程的分析—結(jié)果驗證與實驗測量”，再現(xiàn)科學(xué)研究過程，突出物理學(xué)實驗性的特征。教學(xué)中注意知識拓展，充分聯(lián)系實際應(yīng)用和現(xiàn)代科技發(fā)展，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和畢業(yè)生就業(yè)的適應(yīng)性。（2）重視物理思維和學(xué)生能力培養(yǎng)。課程教學(xué)中鍛煉“相似性形象思維”，提高“抽象思維”，促成“頓悟思維”。采用多媒體手段、有效使用圖示，幫助學(xué)生正確建立物理圖像，認(rèn)識物理過程。提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)他們的科學(xué)創(chuàng)新能力。（3）推進個性化教育。探究式教學(xué)可以使具有不同基礎(chǔ)的學(xué)生各有所獲。課程網(wǎng)站的建立和電磁場與電磁波論壇的開通，也將有效推動個性化教育的實施。

4 課堂教學(xué)改革研究的特色和應(yīng)用價值及推廣

4.1 特色

（1）通過網(wǎng)絡(luò)解答學(xué)生的問題，及時了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望。（2）通過課外閱讀、討論與講座擴展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài)，將有些問題安排給學(xué)生進行課外閱讀和討論，提高學(xué)生獨立分析問題的能力。

4.2 創(chuàng)新點

（1）網(wǎng)絡(luò)與視頻教學(xué)可以擴展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，有些問題通過播放視頻，讓學(xué)生可以直觀地理解電磁現(xiàn)象基本規(guī)律的內(nèi)涵。（2）多種形式的師生互動，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)造欲望。（3）科研實踐訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，從學(xué)生課程論文中，挑選有質(zhì)量的項目進入科研實踐訓(xùn)練。 鼓勵和指導(dǎo)有能力的學(xué)生參加各級科研訓(xùn)練項目與科技競賽。

4.3 應(yīng)用價值及推廣

（1）當(dāng)代教育技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)提供了傳統(tǒng)教學(xué)中所沒有的優(yōu)勢。通過播放演示實驗中的與電磁場與電磁波現(xiàn)象相關(guān)的視頻資料，學(xué)生可以直觀地理解這些現(xiàn)象及其物理內(nèi)涵。（2）任課教師通過課后答疑和討論、電子郵件、學(xué)生QQ群，解答學(xué)生的問題，了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望，指導(dǎo)有能力的學(xué)生開展科研實踐訓(xùn)練、參加各類科技競賽。這種教學(xué)方式不僅對提高學(xué)生的理解能力、動手能力、創(chuàng)新能力都有相當(dāng)好的效果，同時也可以促進本課程的教學(xué)改進也很有益。（3）同時這種教學(xué)模式還可以推廣到其他物理類基礎(chǔ)學(xué)科，對于改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增強教學(xué)效果以及學(xué)生的動手能力和知識理解都有很好的借鑒作用。

電磁場與電磁波是物理學(xué)發(fā)展比較成熟的一門學(xué)科，從電磁理論發(fā)展史看，章章節(jié)節(jié)中滲透著科學(xué)家的成功思想和方法，讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)這一點，對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理直覺和科學(xué)素質(zhì)是十分有益的，這也是本課程教學(xué)的一個目的。本課程教學(xué)的基本要求是：使學(xué)生系統(tǒng)而深入地掌握靜電場和靜磁場理論，掌握電磁波的傳播和電磁場輻射規(guī)律，并能夠熟練運用知識分析和解決相關(guān)電磁問題。

參考文獻

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