電磁學(xué)教學(xué)改革與實踐*

孟旭東

(河北北方學(xué)院理學(xué)院 河北 張家口 075000)

電磁學(xué)是物理學(xué)專業(yè)必不可少的一門基礎(chǔ)課程，是后續(xù)課程(電動力學(xué)、量子力學(xué)等)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，電磁學(xué)的基本原理應(yīng)用十分廣泛，并且它的研究方法深深地影響著學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng).所以，在教學(xué)過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識，多加訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，不要只是一味地對知識進行講解，要注重提高學(xué)生的綜合素質(zhì).另外，電磁學(xué)的課程內(nèi)容十分復(fù)雜，具有抽象的知識，學(xué)生不容易接受.所以，對電磁學(xué)課程進行教學(xué)改革已經(jīng)是必然趨勢.本文結(jié)合筆者的教學(xué)實際，就電磁學(xué)教學(xué)過程中存在的問題，提出了電磁學(xué)教學(xué)改革的幾點建議.

1 教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 現(xiàn)代物理知識和傳統(tǒng)經(jīng)典物理知識相結(jié)合

傳統(tǒng)的電磁學(xué)教學(xué)過程只強調(diào)電磁學(xué)靜態(tài)的知識理論體系結(jié)構(gòu)，課堂呈現(xiàn)的大都是理論公式和習(xí)題，遠離生活實際，造成電磁學(xué)知識的抽象和枯燥乏味，學(xué)生體會不到電磁學(xué)的重要性和現(xiàn)實意義.因此，在講解課本內(nèi)容基礎(chǔ)上，將近代物理的內(nèi)容融合到教學(xué)過程中，將電磁學(xué)基礎(chǔ)理論知識與現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)緊密結(jié)合起來，增加和電磁學(xué)緊密相關(guān)的現(xiàn)代物理熱點專題介紹，如超導(dǎo)現(xiàn)象、鐵電物理、磁性物理等內(nèi)容[1].這些教學(xué)內(nèi)容的引入，使教學(xué)變得生動有趣，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生較好地掌握處理電磁學(xué)問題的方法和思路，而且還能增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為全面提高教學(xué)質(zhì)量奠定基礎(chǔ).

1.2 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和物理知識相結(jié)合

電磁學(xué)課程運用高等數(shù)學(xué)知識較多，為了學(xué)生更好地學(xué)好電磁學(xué)，加強在教學(xué)過程中高等數(shù)學(xué)知識的講解，如矢量的運算等，在此基礎(chǔ)上，初步掌握場的建立以及矢量的梯度、散度、旋度運算的運用[2].

1.3 實驗教學(xué)和理論教學(xué)有機結(jié)合

物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上，實驗教學(xué)是整個教學(xué)體系中最重要的一個環(huán)節(jié).在教學(xué)中加強實驗教學(xué)的內(nèi)容，使理論和實踐緊密相接，設(shè)計與電磁學(xué)理論教學(xué)相關(guān)的物理實驗，不僅有益于幫助學(xué)生構(gòu)建起電磁學(xué)理論的知識體系，牢固掌握和應(yīng)用相關(guān)知識，增強學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識的能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力以及科研能力.比如：在講解靜電場時同時做靜電場的描繪實驗，這樣學(xué)生們就能夠直觀地觀測到同軸電纜的電場和電勢分布，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.在講磁介質(zhì)時相應(yīng)做動態(tài)磁滯回線實驗，學(xué)生就能夠很容易區(qū)分什么是硬磁材料和軟磁材料，等等.

2 教學(xué)方法改革

電磁學(xué)課程內(nèi)容系統(tǒng)性強，知識抽象，基本定理基本定律的推導(dǎo)比較多，而且在推導(dǎo)過程中必須建立在微積分基礎(chǔ)之上，學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，對電磁學(xué)的學(xué)習(xí)有畏懼情緒，所以在教學(xué)過程中必須以學(xué)生為本，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生由被動學(xué)向主動學(xué)轉(zhuǎn)變，因此，在教學(xué)方法上，我們采用啟發(fā)式教學(xué)模式，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)中，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.此外，在課堂教學(xué)過程中注重對比教學(xué)法的運用，例如，在靜電場和穩(wěn)恒磁場的講解中，對比學(xué)習(xí)高斯定理及環(huán)路定理，在電介質(zhì)和磁介質(zhì)中對比講解介質(zhì)的極化現(xiàn)象和磁化現(xiàn)象，等等.這樣在類比的過程中，學(xué)生就能更加清晰地掌握所學(xué)的物理知識[3，4].

3 教學(xué)手段改革

3.1 電磁學(xué)的理論教學(xué)和演示實驗有效結(jié)合

電磁學(xué)的一些定律或定理比較抽象，難以理解，通過演示實驗和理論講解的結(jié)合，能夠把抽象問題形象化，從而加強學(xué)生對抽象物理活動和物理現(xiàn)象的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)學(xué)生分析和觀察能力，提高學(xué)習(xí)興趣，從而激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造力.例如：在演示奧斯特實驗時，一小磁針放置在通電的直導(dǎo)線附近，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電直導(dǎo)線會產(chǎn)生磁場.這樣會使學(xué)生直觀地感知到磁場的存在.

3.2 多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合

多媒體課件授課是現(xiàn)代化教學(xué)手段之一，多媒體在教學(xué)中發(fā)揮著其特有的優(yōu)勢.在電磁學(xué)課堂教學(xué)過程中經(jīng)常需要用音頻和視頻來演示生動的物理過程，而傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以呈現(xiàn)；利用自己制作的多媒體課件，可以圖文并茂，更加直觀地表述物理規(guī)律，生動地展現(xiàn)動態(tài)的物理過程，使傳統(tǒng)單調(diào)的課堂豐富起來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性.但它并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)“粉筆+黑板”的教學(xué)方法.尤其在涉及公式推導(dǎo)方面的問題，傳統(tǒng)教學(xué)方式要優(yōu)于課件授課.針對電磁學(xué)課程涉及內(nèi)容廣的特點，適當(dāng)?shù)夭捎枚嗝襟w和傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的形式，可以提高講課效率和效果.

3.3 課程網(wǎng)站及超星學(xué)習(xí)通和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合

互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，如今已滲透到各個領(lǐng)域，其中“互聯(lián)網(wǎng)+教育”無疑是被應(yīng)用的非常廣泛的一種.通過互聯(lián)網(wǎng)和教育的結(jié)合可以加快推進我國的教育信息化，提高教學(xué)效率，并使之更加適合新時代的學(xué)生群體.因此，加強校級精品課程電磁學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)及學(xué)習(xí)通電磁學(xué)課程的建設(shè)工作顯得尤為重要.在精品課程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，將電磁學(xué)教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教學(xué)視頻、電子教案、試題庫和教學(xué)課件等相關(guān)內(nèi)容在課程網(wǎng)站上與學(xué)生共享，以供學(xué)生結(jié)合教材進行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí).利用這些資源，學(xué)生可以提前進行自學(xué)，粗略掌握基本內(nèi)容，通過課堂提問和討論，加深對基本內(nèi)容的理解和掌握[5].通過超星學(xué)習(xí)通平臺及時發(fā)布詳細(xì)的任務(wù)，在平臺和平臺之外和學(xué)生及時交流.也可以利用學(xué)習(xí)通開直播，和學(xué)生面對面的互動交流、個性化輔導(dǎo)，總結(jié)學(xué)生容易疑惑的知識點，在課堂上詳細(xì)講解.超星學(xué)習(xí)通的教學(xué)發(fā)揮了智能手機的便攜作用，是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的延伸與補充，不僅增強了師生的互動，而且有利于師生碎片時間的管理，進一步拓展了教師的教學(xué)方法，使教學(xué)更加靈活更有針對性，大大提升了電磁學(xué)教學(xué)的效果.

4 課程考核改革

閉卷考試是傳統(tǒng)教學(xué)模式下理論課程考核方式的主要形式，這種考核形式主要檢驗學(xué)生對理論知識的理解和掌握情況，對于學(xué)生動手能力及理論知識運用到實踐的能力很難考核.為了改變這種單一考核模式的弊端，我們在教學(xué)中采用過程性考核的考核方式，過程性考核主要包括課程作業(yè)、階段性學(xué)習(xí)測驗、課堂練習(xí)、實踐教學(xué)、專題討論、平時學(xué)習(xí)、期末考試等.比如專題討論不僅考查了學(xué)生運用知識解決實際問題的能力，還考查了學(xué)生對學(xué)科前沿知識、新技術(shù)、新成果、新發(fā)展的了解程度.本課程考核改革的目的就是通過過程性考核建立一套科學(xué)全面的電磁學(xué)課程考核評價體系，以考促學(xué)，全面提高教學(xué)水平.過程性考核方式改變了學(xué)期末一次考試評定學(xué)生成績的辦法，這種考核辦法得到了學(xué)生們的歡迎，同時也極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6].

5 結(jié)論

綜上所述，就是近年來結(jié)合我校物理學(xué)專業(yè)電磁學(xué)教學(xué)的實際情況，通過電磁學(xué)課程的教學(xué)改革，提出了適應(yīng)我校物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)方法，使學(xué)生在掌握基本物理學(xué)知識的基礎(chǔ)上，提高自身分析問題、解決問題的綜合實踐能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，成為滿足社會需求的高素質(zhì)人才.