地方高校人才培養(yǎng)新視域下《電動力學(xué)》課程教學(xué)探究

鄧洪亮

【摘要】《電動力學(xué)》課程是物理學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，課程對于學(xué)生的動手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)以及從事相關(guān)科學(xué)研究都具有基礎(chǔ)性的重要意義，本文主要從研究課程教學(xué)改革內(nèi)容及目標、擬解決的主要問題、實施方案及主要方法等方面探討相關(guān)問題，在課堂教學(xué)中，突出學(xué)生的參與性、科學(xué)性和探究性以及推進個性化教育等，重視物理思維和學(xué)生能力培養(yǎng)；同時，探究教學(xué)與當(dāng)代信息技術(shù)的整合與深化和較多開展課內(nèi)外實踐學(xué)習(xí)訓(xùn)練來擴展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，使學(xué)生掌握課程知識和所涉及的相關(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。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)探究 當(dāng)代信息技術(shù) 能力培養(yǎng) 自主學(xué)習(xí)

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）02-0024-01

一、研究的意義及相關(guān)研究現(xiàn)狀分析

高校本科人才培養(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。以工學(xué)和理學(xué)為主的地方性高校主要以培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)?shù)毓I(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的各種應(yīng)用型人才為目的。邵陽學(xué)院地處經(jīng)濟欠發(fā)達的湘西南，要想培養(yǎng)出實用應(yīng)用型人才，更好服務(wù)于地方經(jīng)濟，各類課程尤其是應(yīng)用型課程的教學(xué)改革尤其迫在眉睫。在地方高校人才培養(yǎng)新視域下，我們既要引進先進的教學(xué)理念、模式和方法，又要充分利用好各種能培養(yǎng)學(xué)生動手能力的校內(nèi)外教學(xué)資源和競賽平臺，培養(yǎng)出應(yīng)用型的各種卓越人才。

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志。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?！峨妱恿W(xué)》是高等院校物理學(xué)以及通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)性理論課程，當(dāng)今滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鞣N電子類產(chǎn)品與電動力學(xué)的電磁理論如影隨形。我們將電動力學(xué)課程教學(xué)改革進行了初步的探討，結(jié)合我校的特點，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，研究信息技術(shù)與電動力學(xué)課程的整合，整體優(yōu)化教學(xué)過程。對增進學(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。我們將信息技術(shù)貫穿于課程教學(xué)之中，推行啟發(fā)式、探究式、討論式、小制作等授課方式；將教學(xué)理論應(yīng)用到創(chuàng)新實踐能力訓(xùn)練中，應(yīng)用到物理、電子等各類競賽中。

對于我校物理學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，最好的平臺之一就是利用好一年一度的針對物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的競賽及物理創(chuàng)新大賽?，F(xiàn)在的物理、電子類競賽都離不開電磁理論知識指導(dǎo)。而要想在各類大型競賽中獲得成績，學(xué)生必需要掌握扎實的電動力學(xué)理論知識。所以說，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)，增強學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，同時也是卓越人才培養(yǎng)計劃必然要求。

二、具體改革內(nèi)容及目標

1.具體研究對象和內(nèi)容

第一，作為一門探究性課程，《電動力學(xué)》課程是物理學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)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。

另一方面，《電動力學(xué)》課程對于學(xué)生的動手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)以及從事相關(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。

第三，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志。通過《電動力學(xué)》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《電動力學(xué)》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主學(xué)習(xí)能力。

2.研究擬達到的目標

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)生感覺電動力學(xué)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《電動力學(xué)》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)生感覺電動力學(xué)思路清晰，能跟上老師思考，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)得出準確認識。由于分析“電動力學(xué)”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。

三、擬解決的主要問題

第一，突出科學(xué)性和探究性。電動力學(xué)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。

第二，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。

第三，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《電動力學(xué)》論壇的開通也將有效推動個性化教育的實施。

四、實施方案、實施方法

通過《電動力學(xué)》課程的教學(xué)，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，能夠熟練運用電動力學(xué)認識和處理相關(guān)電磁現(xiàn)象問題?！峨妱恿W(xué)》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。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動力學(xué)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。

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。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，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。

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課題項目：本文系校級教學(xué)改革研究項目（2014JG32）。