“卓越人才培養”新視域下電磁場與電磁波課程教學探究

鄧洪亮

摘 要 信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，當代教育技術的發展，給電磁場與電磁波課程的學習帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術與學科課程整合成為當前教育研究的一個熱點內容。通過電磁場與電磁波課程的教學探究，使學生對于電磁現象的了解更加深入，系統地掌握電磁場的基本性質、運動規律及電磁場與物質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識和處理相關電磁現象問題。研究現代信息技術與電磁場與電磁波課程整合，對于整體優化教學過程，深化高等教育改革，增進學生的專業知識學習效果，提高學生的信息技術能力，培養學生的合作意識和創新精神具有重大的現實意義。

關鍵詞 電磁場與電磁波 課程教學探究 現代信息技術 整合

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

1 省內外相關研究現狀分析

“卓越人才培養計劃”要求學校培養出基礎扎實、知識面寬、創新實踐能力強、具有社會責任感、團隊合作精神和卓越人才培養潛質的優秀學生。對于我校電信、電科專業學生而言，最好的平臺之一就是利用好每一年一度的電子設計競賽和物理創新大賽。而要想在各類大型競賽中獲得成績，學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、電子信息工程專業的一門重要的專業基礎課。如何上好這門基礎課，給同學們提供扎實的理論指導，是卓越人才培養計劃必然要求。信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，當代教育技術的發展，給電磁場與電磁波課程的學習帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術與學科課程整合成為當前教育研究的一個熱點內容。研究信息技術與電磁場與電磁波課程整合，對于整體優化教學過程，深化高等教育改革，增進學生的專業知識學習效果，提高學生的信息技術能力，培養學生的合作意識和創新精神具有重大的現實意義。作為一門探究性課程。我們將如何信息技術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”的培養理念落實到具體教學環節中。推行啟發式、探究式、討論式、小制作等授課方式，將創新實踐能力訓練貫穿于課程教學之中。

2 課程教學改革研究對促進教學工作、提高教學質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、電子信息工程專業的一門重要的專業基礎課。它以麥克斯韋方程為根本基礎構建電磁理論的知識體系，它研究自然界中電磁現象和電磁過程。近年來材料、光子晶體等領域的理論研究和材料研發的突破給經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生的動手創造能力的培養遺跡從事相關科學研究都具有基礎性的重要意義，對于學習其它相關專業（如通信技術、電力系統、電子技術、激光技術、光學工程等）的課程也有重要影響。

（3）以多媒體技術和網絡技術為核心的信息技術在教育領域中的應用是教育信息化的重要標志。通過電磁場與電磁波課程的探究教學與當代信息技術的整合與深化，使學生掌握電磁場與電磁波課程知識所涉及的相關科學方法，有效提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，提高學生知識拓展能力和自我學習能力。

3 課程教學探究的實施方案

3.1 具體研究對象和內容

（1）我們將采用傳統板書、電子課件、網絡和視頻多種手段結合。課內講授與課外討論和制作相結合、基礎理論教學與學科前沿講座結合，基本理論訓練與科研實踐訓練相結合。（2）針對電磁場與電磁波是理論基礎課的特點，課堂教學主要采用探究式課堂教學法：即每節課突出一個主題，講清論透；每個主題，通過多種形式的師生互動，及時了解學生的疑難問題和創造欲望。（3）鼓勵和指導有能力的學生提早進入科研實踐訓練、參加各類科技競賽。將學生撰寫課程小論文融入教學全過程，從中選出有質量的項目進入科研實踐訓練。構建多樣化應用型人才，培養應用型、復合型、技能型人才，增強畢業生就業能力；完成本課的預期目的。（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——場是區別于實物的物質形態，具有抽象的特征。為避免課程教學的數學化，我們將充分應用當代信息技術的優勢，比如說應用視頻教學資料增強學生的感性認識和動手能力，同時反過來應用于當代信息技術，充分發展學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新平臺，促進電磁場與電磁波的教學。

3.2 課堂教學改革研究擬達到的目標

在課堂教學中，突出學生的參與性，使他們主動獲取而不是被動接受科學結論，強調思維互動，使學生感覺電磁場與電磁波發人深思，不難入門。作為電磁理論基礎的麥克斯韋方程是從大量個體電磁實驗總結而得的“共性”規律。同時，電磁場與電磁波與其他物理學分支也具有“共性”和“個性”的關系。針對這一特點，教學中注意引導學生“相似性形象思維”，開展“抽象思維”，促成“頓悟思維”。學生感覺電磁場與電磁波思路清晰，容易理解。激發學生學習興趣，經常采用課堂討論，由學生提問，在教師引導下大家討論，總結得出準確認識。由于分析“電磁場和電磁波”要在多維時空中抽象思維，課堂教學充分使用多媒體，盡力使用圖像和色彩搭配，使學生建立正確的物理圖像。

3.3 課堂教學改革研究擬解決的主要問題

（1）突出科學性和探究性。電磁場與電磁波探究式教學，強調學生能力的培養。教學中遵循“物理現象的發現—物理現象的描述—物理過程的分析—結果驗證與實驗測量”，再現科學研究過程，突出物理學實驗性的特征。教學中注意知識拓展，充分聯系實際應用和現代科技發展，提高了學生學習興趣和畢業生就業的適應性。（2）重視物理思維和學生能力培養。課程教學中鍛煉“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，幫助學生正確建立物理圖像，認識物理過程。提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。培養他們的科學創新能力。（3）推進個性化教育。探究式教學可以使具有不同基礎的學生各有所獲。課程網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 課堂教學改革研究的特色和應用價值及推廣

4.1 特色

（1）通過網絡解答學生的問題，及時了解學生的創造欲望。（2）通過課外閱讀、討論與講座擴展學生視野，引導學生了解學科前沿發展動態，將有些問題安排給學生進行課外閱讀和討論，提高學生獨立分析問題的能力。

4.2 創新點

（1）網絡與視頻教學可以擴展學生自主學習空間，有些問題通過播放視頻，讓學生可以直觀地理解電磁現象基本規律的內涵。（2）多種形式的師生互動，可以了解學生的學習與創造欲望。（3）科研實踐訓練培養學生的探索精神和創新能力，從學生課程論文中，挑選有質量的項目進入科研實踐訓練。 鼓勵和指導有能力的學生參加各級科研訓練項目與科技競賽。

4.3 應用價值及推廣

（1）當代教育技術中網絡視頻教學提供了傳統教學中所沒有的優勢。通過播放演示實驗中的與電磁場與電磁波現象相關的視頻資料，學生可以直觀地理解這些現象及其物理內涵。（2）任課教師通過課后答疑和討論、電子郵件、學生QQ群，解答學生的問題，了解學生的創造欲望，指導有能力的學生開展科研實踐訓練、參加各類科技競賽。這種教學方式不僅對提高學生的理解能力、動手能力、創新能力都有相當好的效果，同時也可以促進本課程的教學改進也很有益。（3）同時這種教學模式還可以推廣到其他物理類基礎學科，對于改變傳統的教學模式，增強教學效果以及學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發展比較成熟的一門學科，從電磁理論發展史看，章章節節中滲透著科學家的成功思想和方法，讓學生了解并學習這一點，對于培養學生學習方法，培養學生的物理直覺和科學素質是十分有益的，這也是本課程教學的一個目的。本課程教學的基本要求是：使學生系統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律，并能夠熟練運用知識分析和解決相關電磁問題。

參考文獻

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