电磁场理论课程教学多角度探索

2017-10-27 22:49胡学宁
教育教学论坛 2017年41期
关键词:电磁场电磁波激发兴趣

胡学宁

摘要:本文对电磁场课程教学进行了多角度探索。激发学生学习兴趣贯穿整个课堂教学,从引入最新的电磁场理论研究进展,到运用各种教学方法,起到了良好的效果。独特的教学方法给学生营造了轻松愉快的学习氛围,学生在这样的氛围中,学习热情较高。能力的培养是大学教学的目标,在有限的时间里培养学生的各种能力是一个挑战。为此,作者在课堂教学中做到深入浅出、形象、通俗易懂,并把科研的思想融入教学中,注重课后作业的完成质量,从而培养了学生的逻辑思维能力、自学能力及知识的运用能力等。

关键词:电磁场;电磁波;激发兴趣;教学方法;能力培养

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)41-0180-02

电磁场理论是通信、电子专业本科学生的专业基础课,作为微波技术等课程的基础以及众多关于电磁波应用的基础,无疑是非常重要的,但由于课程要求有非常好的电磁学和数学基础,而且涉及的数学知识涵盖了高等数学的上、下册内容,学生普遍反映难懂。很多老师从多个方面对课程教学做了研究探索,有的老师从提高学生的学习兴趣和物理量对比进行课程教学[1],有的老师采取调动学生积极性、利用多媒体和网络资源进行教学[2],有的老师从教材建设、教学内容和教学方法、教学手段、考核方式等方面探讨课堂教学[3]。作为老师,我认为这门课确实比较难,因为学生在以往学习过程中对物理和数学概念没有深刻理解,不能将所学的知识关联起来。经过十多年的教学积累,我不断摸索总结教学过程遇到的问题及解决问题的办法,课堂教学受到学生欢迎。

一、激发学生兴趣,这一理念始终贯穿于我的教学过程

众所周知,兴趣是最好的老师。我根据课程内容,会介绍与电磁场和电磁波有关的最新的研究进展、生活生产实践的应用,比如2012年国家最高科学技术奖获得者王小谟院士和由他主导研制的预警机作为领航机型,引领机群,“米秒不差”地飞过天安门广场的实例;比如2016年关于量子雷达最新的研究进展,我都及时引入课堂,介绍隐形飞机和微波炉的原理及应用等。这些都激起了学生极大的兴趣,课后他们会自己查一些相关的资料,关注电磁场与电磁波的应用等,兴趣是学习课程良好的基础。但是,仅凭兴趣还不够。如果不能很好地理解课程内容,跟不上课程进度,兴趣就会慢慢消失。为此,我在整个教学过程中采取了多种教学手段和方法,让学生能够保持学习兴趣。

二、独特的教学方法,深受学生的欢迎

虽然电磁场理论是学生公认比较难又枯燥的课程,但我还是尽量去营造师生互动积极、讨论热烈的氛围,做到松弛有度。我的课堂是开放式的,讲课过程中引导学生思考问题,与学生互动交流。问题的设计也是多样的,有启发式的、有悬念式的、有渐进式的,让学生在整个教学过程能紧跟老师的思路,同时又有思考的余地。当讲述一些重点、难点时,做到讲解清晰、逻辑性强,并用身边的事例和手边物品形象明了地讲解问题,此方面的详细内容见第三部分。注意观察学生的听课动向和状态,如果学生比较茫然,说明对问题还是不理解,我会再讲解一遍。如果学生精神不集中或显疲惫,我会在讲课间隙或课前,用一两分钟讲一些科技动态、励志故事等,这些多种勉励形式既调节气氛又让学生充满学习热情。学生给予我最多的评语是:老师认真负责,风趣幽默,讲课通俗易懂。

三、重点和难点的讲解,形象、通俗易懂

电磁场理论的难点比较多,涉及众多的数学和物理基础,如何将枯燥的内容变得简单明了让学生容易接受,是一个挑战。首先我在备课环节作了充分的准备,阅读了大量的参考书和相关资料,做到对课程内容熟练掌握,并融入了自己对问题的理解,讲课时已能做到深入浅出、清晰明了。比如第一章的矢量分析[4],是整个课程的数学基础,熟练掌握矢量的概念和运算规则是学好电磁场理论的关键之一。讲矢量在不同坐标系的表示时,我通过多媒体课件展示,利用清晰的图形显示一个矢量在坐标系中的三个分量表示,为了让学生更深入理解矢量概念,我也会利用粉笔等展示一幅动态矢量投影关系图。比如讲解电磁波的反射和透射及波导等问题时,我也会利用桌面、粉笔盒、粉笔等来形象展示电磁场矢量与不同媒质边界面、入射面等的关系图。学生反映我的教学方法形象、通俗易懂。当讲到一些公式的推导和例题等重点、难点时,我会选择利用板书及讲解向学生展示严谨的逻辑推理过程,力求过程清晰明了,并在重点、难点的讲解过程中补充学生的基础知识漏洞和适当扩展课程内容,让学生打牢基础又培养其深入思考的能力。

四、注重能力的培养,科研思想融入教学

大学课程的学习过程,知识的积累固然重要,但能力的培养更为重要。因为知识的更新太快了,如何快速学习接受新知识显得尤其关键,既培养了学生学习的能力,又能把所学知识熟练应用到实际中。想让学生保持学习兴趣,培养学生具备探索的精神,在探索的过程中获得发现问题和解决问题的乐趣。很多看似熟悉、简单的问题,深入探究,会发现并没有真正的理解。为此,我将科学研究的思想,即追根溯源和创新的思想,时时渗透到教学过程中,培养学生自己发现问题、解决问题的能力。我在教学过程中针对学生可能遇到的问题,由基本概念开始,由浅及深,逐步加深学生对问题的理解。

五、修改和补充教学内容,及时更新教案和课件

课件是时时更新的,备课、上课的过程有新的想法,会及时补充修改教案和课件。我手中有几十本电磁场理论的本科生教材[4-8],每本教材都有自己的特点和侧重点。除了以选中的教材为重点,每堂课内容我都会参考其他教材的相关部分,加深和扩展对教学内容的理解。另外,我时时关注电磁场理论方面的研究进展和最新应用技术,结合教学内容引入到课堂教学中,如在第一部分提到的预警机和量子雷达。

六、重视课后作业,培养学生自学能力

大学的课程,老师只起到了引领的作用,学生课后的自学、复习巩固才至关重要,缺少了这一环节,课堂教学质量就大打折扣。一方面,布置学生课下看书,做课后习题,查缺补漏;另一方面,布置一些课外作业,查找文献资料,写相关的调查报告。这些作业都定期上交,我会给每个学生打分,成绩最终计入期末考试成绩中。以这种方式督促学生课下复习课本知识和拓展课外知识,培养学生主动学习的能力。

参考文献:

[1]葛文萍,贾振红.“电磁场理论”教学的几点思考[J].高等理科教育,2008,(4):62-64.

[2]文宇桥.浅谈电磁场理论的教学方法[J].中国西部科技,2010,233(36):77-78.

[3]曹斌照,许福永,杨中磊,李月娥.关于“电磁场理论”课程建设的探讨与实践[J].高等理科教育,2007,75(5):43-45.

[4]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2006.

[5]焦其祥,顾畹仪.电磁场与电磁波[M].北京:科学出版社,2007.

[6]杨儒贵.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2007.

[7]黃玉兰.电磁场与微波技术[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[8]毛钧杰.微波技术与天线[M].北京:科学出版社,2006.endprint

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