CAI在工程電磁場教學(xué)改革中的應(yīng)用

蘇利捷

【摘要】CAI 教學(xué)使工程電磁場教學(xué)中原本抽象、死板或難以表達(dá)的內(nèi)容變得生動(dòng)、直觀、美觀，可以充分刺激學(xué)生的感官，增加想象力。實(shí)踐證明，采用多媒體教學(xué)技術(shù)有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，彌補(bǔ)沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷，教學(xué)效果顯著提高。

【關(guān)鍵詞】工程電磁場教學(xué) 多媒體技術(shù) CAI

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）12-0052-01

一、引言

工程電磁場理論是高等學(xué)校工科電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它所涉及的內(nèi)容是電類專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)的必要組成部分，同時(shí)又是一些交叉領(lǐng)域的學(xué)科生長點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。但在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的工程電磁場課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生普遍感到抽象、難以理解等問題，是學(xué)生們公認(rèn)的“老虎課”。所以在目前形勢(shì)下，存在著迫切需要解決的教學(xué)改革和課程現(xiàn)代化的問題，為促進(jìn)本學(xué)科與時(shí)俱進(jìn)，迎接未來，工程電磁場教學(xué)改革勢(shì)在必行。

工程電磁場教學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合是教學(xué)改革的一大趨勢(shì)，同時(shí)它又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。 CAI集文本、圖形、動(dòng)畫、聲音、圖像等多種形式為一體，在教學(xué)改革中發(fā)揮的作用越來越大，能表現(xiàn)多維的客觀存在。如何更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)在工程電磁場教育領(lǐng)域中的作用，是我們所關(guān)心、探討的問題。

我學(xué)院工程電磁場必修課始教于2008年，目前為必修考試課，工程電磁場課程安排在二年級(jí)上學(xué)期集中上課，且實(shí)驗(yàn)條件不具備，因此采用大班講授，不設(shè)實(shí)驗(yàn)課，共授課32學(xué)時(shí)。學(xué)生畢業(yè)后，主要從事電氣施工、管理工作，雖不是工程師，但如何具備一定的工程電磁場知識(shí)，在今后能處理好工程實(shí)踐中可能遇到的各種各樣的工程電磁場問題，是我們專業(yè)教師的職責(zé)。

二、應(yīng)用CAI是工程電磁場教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，多媒體計(jì)算機(jī)已逐漸普及，并進(jìn)入課堂教學(xué)領(lǐng)域。CAI的開發(fā)與應(yīng)用己成為國內(nèi)外教育技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。 它使工程電磁場教學(xué)中原本抽象、死板或難以表達(dá)的內(nèi)容變得生動(dòng)、直觀、美觀，可以充分刺激學(xué)生的感官，增加想象力。實(shí)踐證明，采用多媒體教學(xué)技術(shù)有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果顯著提高，這是當(dāng)前世界范圍內(nèi)教育領(lǐng)域里的一場革命。

三、CAI促進(jìn)了教師知識(shí)的更新和教學(xué)水平的提高

在我們研制工程電磁場CAI課件過程中，首先要求教師更加深人鉆研本專業(yè)的理論知識(shí)，同時(shí)對(duì)難點(diǎn)、關(guān)鍵內(nèi)容掌握得更加牢固，理解得更加透徹，并能熟練掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的使用技能，對(duì)美工、數(shù)碼攝像技術(shù)、音樂等具有一定的知識(shí)和操作能力，這就要求我們教師不斷學(xué)習(xí)，提高綜合技能，具有獲得新知識(shí)的能力，從而推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新。同時(shí)也促使教師注意與電氣工程實(shí)踐結(jié)合，不斷獲取一線電氣工程師工作的信息，從實(shí)踐中學(xué)習(xí)研究、豐富和完善教學(xué)內(nèi)容，而不是孤立于實(shí)踐之外。CAI課件的制作與使用，利于教師之間、學(xué)科之間進(jìn)行新的交流與探索，廣泛、快捷地掌握國內(nèi)外工程電磁場的教學(xué)動(dòng)態(tài)，提高各學(xué)科整體水平，促進(jìn)教師知識(shí)的更新和教學(xué)水平的提高。

四、用CAI再現(xiàn)典型案例，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解

在以往工程電磁場教學(xué)中我們主要以敘述、板書來講解從一線電氣工程師同仁和自己的實(shí)踐中精選的案例，不能很有效地表達(dá)出工程現(xiàn)場的情況，學(xué)生往往對(duì)某些理論知識(shí)點(diǎn)的理解和印象不夠深刻，運(yùn)用多媒體技術(shù)可再現(xiàn)和模仿工程現(xiàn)場收集的一些典型案例，從而給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)身臨其境和經(jīng)歷感的學(xué)習(xí)環(huán)境，將工程現(xiàn)場活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在同學(xué)的面前。同時(shí)教師還可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容編排的需要，對(duì)案例情況進(jìn)行編輯整理，適時(shí)提出問題，留下問題，組織學(xué)生討論，這樣能極大地啟發(fā)和滿足學(xué)生的求知欲望，準(zhǔn)確地理解理論知識(shí)，教會(huì)他們?cè)鯓影l(fā)現(xiàn)問題并且能夠正確地收集有關(guān)數(shù)據(jù)這樣不僅使他們明白在一些平時(shí)的細(xì)節(jié)上可能存在著有價(jià)值的數(shù)據(jù)，達(dá)到了講授知識(shí)的目的，更重要的是使學(xué)生們具備應(yīng)用工程電磁場知識(shí)的意識(shí)。這樣隨著歲月的流失，學(xué)生也許將學(xué)過的工程電磁場理論知識(shí)忘掉，但生動(dòng)的案例則會(huì)留在其記憶中，必要時(shí)會(huì)給他們以啟迪。

五、CAI提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂吸收率

多媒體技術(shù)把大量的視覺和聽覺信息帶入課堂、克服板書和語言的局限性和枯燥性。體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.文本

講授工程電磁場要體現(xiàn)工程電磁場科應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，又要使學(xué)生牢固扎實(shí)地掌握基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)生在實(shí)踐中的應(yīng)變能力。 我們?nèi)绾螐陌鍟瞎?jié)省大量的時(shí)間，而講授更多的內(nèi)容。采用多媒體手段，就能有效地解決這一難題，因?yàn)榭梢怨?jié)省大量板書時(shí)間，利用制作的文字將所要教的內(nèi)容展示在學(xué)生面前，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容、關(guān)鍵詞用不同顏色來表達(dá)，提高學(xué)生的注意力，增加其對(duì)內(nèi)容的重視。是講解基本概念、分析理論知識(shí)的有效途徑這樣可充分利用有限的學(xué)時(shí)，提高教學(xué)效率。

2.圖片和照片

圖片和照片是用計(jì)算機(jī)表現(xiàn)電氣設(shè)備的電磁場的必不可少的手段，有針對(duì)性地從工程現(xiàn)場中收集的典型照片，將此信息數(shù)字化，可永久保持清晰的圖像。同樣還可使教學(xué)中的一些照片得到永久保存，而且也不破壞原始照片。利用多媒體手段制作電氣設(shè)備事故多媒體課件，使學(xué)生能夠很容易地區(qū)分各類事故，我們?cè)谥v擊穿場強(qiáng)時(shí)，講授同軸電纜單層絕緣體和多層絕緣體被擊穿的區(qū)別，主要是說明絕緣體擊穿和燒灼的現(xiàn)象，用語言描述擊穿是什么，學(xué)生無法理解，我們搜集的照片，可以將圖片掃描進(jìn)入計(jì)算機(jī)中，將局部放大，使學(xué)生能夠一目了然。 多種實(shí)驗(yàn)實(shí)例制作成各種計(jì)算機(jī)圖片，使學(xué)生能夠留下深刻印象，這樣講授大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力、學(xué)習(xí)興趣和課堂吸收率。

3.動(dòng)畫

由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)畫具有生動(dòng)、形象地表達(dá)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，通過動(dòng)畫式的表達(dá)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題的理解和記憶，這樣使課堂教學(xué)變得生動(dòng)活潑，內(nèi)容易懂、容易理解。

六、運(yùn)用CAI彌補(bǔ)沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷

工程電磁場教學(xué)內(nèi)容豐富，涉及面廣，需要用實(shí)驗(yàn)證明的問題很多，但由于我學(xué)院沒有自己的工程電磁場實(shí)驗(yàn)室，且學(xué)校對(duì)電氣工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行新一輪的修改，課時(shí)數(shù)壓縮為32學(xué)時(shí)，因此不具備給學(xué)生開設(shè)工程電磁場實(shí)驗(yàn)課的條件，只靠講解實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生根本無法理解，運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以彌補(bǔ)沒有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷，豐富實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容。所以我們同鐵路局現(xiàn)場單位聯(lián)系，編輯、錄制一些供電段現(xiàn)場實(shí)踐中常用的典型電磁現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)操作過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這既節(jié)約了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用和時(shí)間，又增加了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。

七、結(jié)束語

多媒體輔助教學(xué)在工程電磁場教學(xué)中的應(yīng)用，突破了舊傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果明顯，教師上課時(shí)，只要攜帶一塊U盤，通過教室多媒體設(shè)備可以將上述的一些內(nèi)容帶入課堂進(jìn)行講解，我們深深地體會(huì)到這種教學(xué)形式對(duì)教學(xué)改革的重要性。誠然，課堂講授、教材的使用仍是工程電磁場教學(xué)中的重要基礎(chǔ)工作，作為教師應(yīng)不斷探索理論研究，注意本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科知識(shí)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)信息交流，在創(chuàng)新中求得生存與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮慈璋，馬西奎主編.工程電磁場導(dǎo)論[M].北京.高等教育出版社，2000.

[2]謝處方，繞克謹(jǐn)編.電磁場與電磁波（第4版）[M].北京.高等教育出版社，2006.

基金項(xiàng)目：蘭州交通大學(xué)校級(jí)實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目“；工程電磁場實(shí)驗(yàn)增加計(jì)算機(jī)輔助分析手段的改革研究”；（項(xiàng)目編號(hào)：2015240）