關(guān)于高職電磁學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐

□邢江勇

最近幾年，國家重視發(fā)展高職教育，高職院校招生規(guī)模擴(kuò)張很快，許多高考沒有選物理的理科考生和文科考生被錄取到高職院校的應(yīng)用電子專業(yè)。這些學(xué)生在高中階段物理電磁學(xué)內(nèi)容沒有學(xué)過，在學(xué)習(xí)電磁學(xué)課程時(shí)遇到困難較多。電磁學(xué)是高職院校應(yīng)用電子專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，理論性較強(qiáng)，概念多，原理和定律多，高等數(shù)學(xué)知識(shí)用的多。從教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到問題不知如何思考，分析問題、解決問題能力較差，還有很多學(xué)生在高中學(xué)習(xí)期間做物理實(shí)驗(yàn)很少，缺少基本的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和動(dòng)手能力培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差。 針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁學(xué)課程中出現(xiàn)的問題，我們在電磁學(xué)課程教學(xué)改革方面的，做了積極的實(shí)踐與探索，收效顯著。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

（一）降低理論要求、精簡數(shù)學(xué)推導(dǎo)

目前大學(xué)物理電磁學(xué)教材版本較多，各有特點(diǎn)，大都是本科教材，供高職院校選用的教材比較少。我們盡量選用適合高職學(xué)生實(shí)際的教材，降低理論要求 ，精簡高等數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)。高職學(xué)生與理工科本科生相比，高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，我們所教的應(yīng)用電子專業(yè)學(xué)生只開了一學(xué)期的高等數(shù)學(xué)課，只具備導(dǎo)數(shù)、一元函數(shù)微積分的基本知識(shí)。學(xué)生沒有學(xué)過多元函數(shù)微積分，不具備多元函數(shù)的微分法、二重積分、三重積分的基本知識(shí)。高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)，決定了高職院校學(xué)生不必對(duì)電磁學(xué)有關(guān)定理的數(shù)學(xué)公式的來龍去脈象理工科本科生那樣搞的一清二楚，而是重在應(yīng)用，會(huì)用這些公式解決實(shí)際問題。例如：電磁學(xué)中靜電場和磁場的高斯定理的推導(dǎo)要用到二重積分、三重積分，麥克斯韋方程組給出要用到偏導(dǎo)數(shù)。我們在講授這部分內(nèi)容時(shí)，降低理論要求，簡精高等數(shù)學(xué)公式證明和推導(dǎo)過程，把用于推導(dǎo)公式的時(shí)間省下來，讓學(xué)生多利用公式做練習(xí)，精講多練，如學(xué)會(huì)用高斯定理求帶電體的場強(qiáng)、電勢、磁通量等，解決更多的實(shí)際問題。這樣做，減小了學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題的能力，提高了學(xué)生的積極性，收到了事半功倍的效果。

（二）突出高職教育特色、注重理論聯(lián)系實(shí)際

高職教育培養(yǎng)的是掌握一定理論知識(shí),服務(wù)于生產(chǎn)一線的高技能應(yīng)用型人才,其知識(shí)的講授是以“能用為度、實(shí)用為本”。我們的授課對(duì)象是應(yīng)用電子專業(yè)的學(xué)生，這就需要結(jié)合專業(yè)實(shí)際在現(xiàn)用教材上改革教學(xué)內(nèi)容，突出高職教育特色、注重理論聯(lián)系實(shí)際。在教學(xué)中，結(jié)合相關(guān)理論向?qū)W生介紹了靜電危害的防治與清除、超導(dǎo)技術(shù)、磁約束原理、加速器技術(shù)、磁懸浮列車、核磁共振技術(shù)、磁記錄技術(shù)、新能源電池、電磁輻射污染、核能發(fā)電與核泄漏等方面的內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容與工程技術(shù)、與現(xiàn)代科技、與現(xiàn)實(shí)生活密切聯(lián)系。例如：在介紹新能源電池時(shí)，例舉了國家正在大力發(fā)展電動(dòng)汽車，它具有節(jié)能低炭環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。但是如何把電能高效而安全的儲(chǔ)存是一個(gè)瓶頸，它制約著電動(dòng)汽車的發(fā)展。把各種能源如：太陽能，水力，風(fēng)能，沼氣，地?zé)岬鹊劝l(fā)電設(shè)備并入電網(wǎng)，建立電網(wǎng)的充電站終端，并在每個(gè)終端都有相應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)備，類似于加油站。電動(dòng)汽車使用通用的蓄電池，電動(dòng)汽車經(jīng)過充電站時(shí)，只要把蓄電池?fù)Q了就可以。然后換下的蓄電池在充電站充電。這一方案獲得成功，保證電動(dòng)汽車充電的快捷、高效，電動(dòng)汽車必將進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。讓同學(xué)們知道：物理學(xué)是有用的，克服了過去教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容枯藻無味，理論脫離實(shí)際的現(xiàn)象,有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提高電磁學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

二、教學(xué)方法和手段的改革

（一）變“填鴨式”為“啟發(fā)式”、“提問式”、“案例式”等多種教學(xué)方法

高職學(xué)生跟本科生在接收能力上有差距，大都不喜歡教師上課用滿堂灌的“填鴨式”教學(xué)方法，這種教學(xué)方法讓學(xué)生感覺是在被動(dòng)接受知識(shí)，心理上容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，教師講得津津有味，學(xué)生感覺是枯燥無味，提不起興趣。教師在課堂改用“啟發(fā)式”、“提問式”、“案例式”等教學(xué)方法，讓學(xué)生參與到教師的教學(xué)中來，讓學(xué)生有發(fā)表自己見解的機(jī)會(huì)。這樣可以使學(xué)生變被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)思考、吸收新知識(shí)，把學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性調(diào)動(dòng)起來了，課堂氣氛活躍。

在講核能發(fā)電時(shí)，例舉了今年3月11日日本東北部發(fā)生的9級(jí)特大地震和大海嘯，接著福島第一核電站多個(gè)機(jī)組先后爆炸或起火，引發(fā)舉世震驚的核泄漏危機(jī)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：從受損的燃料棒中噴出的放射性碘-131和銫-137等這些物質(zhì)對(duì)民眾有哪些傷害?同時(shí)提出，核能發(fā)電具有穩(wěn)定、燃料體積小、運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便等許多優(yōu)點(diǎn)，但是，核電站的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。變枯燥的“填鴨式”教學(xué)為案例教學(xué)的方法，結(jié)合生活中發(fā)生的實(shí)際問題進(jìn)行講授，既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，又有利于培養(yǎng)和提高他們分析和解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生看到物理原理的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的信心。

（二）開展課堂討論、營造創(chuàng)造性學(xué)習(xí)環(huán)境

為了使同學(xué)們在電磁學(xué)學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力，我們定期開展課堂討論，營造創(chuàng)造性學(xué)習(xí)環(huán)境。對(duì)高職學(xué)生教學(xué)中不應(yīng)片面追求講深講透，而應(yīng)突出重點(diǎn)，給學(xué)生留有思考的余地。具體做法是：根據(jù)電磁學(xué)各個(gè)單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容，確定相關(guān)的討論題目，討論的題目可以由老師布置，也可以是學(xué)生自己提出的問題。例如：庫侖定律與萬有引力的對(duì)比；點(diǎn)電荷與電流元模型的認(rèn)識(shí)；靜電場和穩(wěn)恒磁場性質(zhì)的比較；感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢的認(rèn)識(shí)；電磁波輻射的危害等等。由同學(xué)們自己上網(wǎng)查資料、到圖書館找參考資料，做好充分的準(zhǔn)備，然后定期舉行課堂討論會(huì)。討論會(huì)由同學(xué)們輪流擔(dān)任主講，回答問題，同學(xué)們互相討論。通過對(duì)一些問題的討論，澄清一些模糊的概念，加深對(duì)物理概念和定律的理解。開展課堂討論活躍了課堂氣氛，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，給同學(xué)創(chuàng)造了更多的語言表述和與他人交流的鍛煉機(jī)會(huì)。

（三）運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，攻克教學(xué)難點(diǎn)

電磁學(xué)有些內(nèi)容比較抽象，微觀過程比較復(fù)雜，如靜電屏蔽、電介質(zhì)極化、鐵磁物質(zhì)的磁化、渦電流、磁聚焦、磁透鏡等,這些概念用語言難以表達(dá)清楚，學(xué)生普遍反映這部分容難學(xué)。運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，是攻克教學(xué)難點(diǎn)的有利武器。我們把這些難點(diǎn)細(xì)分出，制作成多媒體課件，通過圖形的三維動(dòng)畫或模擬實(shí)驗(yàn)，展現(xiàn)出它們的物理現(xiàn)象和規(guī)律，一目了然。在教學(xué)中，通過多種媒體配合使用，計(jì)算機(jī)、投影儀、DVD各顯其能，聲、光、電、圖、文并舉,充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的不可替代的作用,吸引學(xué)生的注意力。教師在課堂抓住難點(diǎn)耐心講授，各個(gè)擊破，注意和學(xué)生互動(dòng)交流，多提問題讓學(xué)生回答，解答學(xué)生提出的難點(diǎn)問題，攻克這些教學(xué)難點(diǎn)。

運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段不僅加大了信息量，提高了課堂教學(xué)效率，而且將電磁學(xué)中的一些無法觀察的復(fù)雜微觀過程通過多媒體模擬、仿真，形象地展示出來，克服了粉筆+黑板的傳統(tǒng)教學(xué)手段的弊端，有效解決了教學(xué)中的難點(diǎn)問題。

三、實(shí)踐教學(xué)的改革

（一）做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)

高職院校的學(xué)生，很多學(xué)生在高中學(xué)習(xí)期間做物理實(shí)驗(yàn)很少，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^查，這種現(xiàn)象在全國高職院校都很普遍。我們加強(qiáng)基本的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和能力培養(yǎng)，要求學(xué)生首先做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作，實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)好壞將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)程和效果。每次做實(shí)驗(yàn)前，在理論課上用5-10分鐘上都對(duì)該次實(shí)驗(yàn)提出具體的預(yù)習(xí)要求：包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)主要儀器和設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與注意事項(xiàng)，布置2—3道實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題，做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告書。明確要求學(xué)生沒有預(yù)習(xí)，不能進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。每次做實(shí)驗(yàn)前，參加實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的兩位老師都檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)做的好的學(xué)生及時(shí)給于表揚(yáng)，沒有達(dá)到要求的及時(shí)指出，這樣堅(jiān)持下來，效果顯著。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前，對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有了充分的了解和準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)則能順利進(jìn)行，按時(shí)完成，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題，有思想準(zhǔn)備，從容應(yīng)對(duì)，杜絕了到實(shí)驗(yàn)室忙于抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告、做實(shí)驗(yàn)馬虎的現(xiàn)象，也大大減少了做實(shí)驗(yàn)發(fā)生意外，損害儀器的現(xiàn)象。

（二）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、改革實(shí)驗(yàn)考核方式

高職院的學(xué)生剛開始實(shí)驗(yàn)技能較差，有許多學(xué)生串、并聯(lián)等基本的電路不會(huì)聯(lián)接，不會(huì)使用電源、萬用表和示波器。我們加強(qiáng)教師的指導(dǎo)力量，理論課教師、實(shí)驗(yàn)教師共同參加指導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能力教差的學(xué)生具體多加指導(dǎo)。我們還添置了新實(shí)驗(yàn)儀器，將以往的4人一組改為2人一組，創(chuàng)造條件，讓學(xué)生多實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)和指導(dǎo)，使學(xué)生熟練了電路的聯(lián)接，學(xué)會(huì)能排除電路常見的故障，掌握數(shù)據(jù)處理方法和常用儀器的使用方法，提高了實(shí)驗(yàn)技能。

過去的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)考核主要由實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考勤確定實(shí)驗(yàn)成績，占20%計(jì)入理論考試總成績。一部分學(xué)生認(rèn)為，只要實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄的好，也能取得好成績，或者認(rèn)為只占20%無所謂。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的做實(shí)驗(yàn)積極性，使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，我們改革考核方式，將實(shí)驗(yàn)單獨(dú)進(jìn)行考試。實(shí)驗(yàn)考試前，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生可以到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行復(fù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)考試項(xiàng)目以本學(xué)期的所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，增加一些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的的項(xiàng)目。學(xué)生抽題進(jìn)行操作考試，主要考查學(xué)生操作的正確及熟練程度，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，誤差分析及寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。實(shí)驗(yàn)考試、成績單列，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有積極推動(dòng)作用，使學(xué)生平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)課，認(rèn)真做好每次實(shí)驗(yàn)。

（三）增加實(shí)訓(xùn)周、加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

高職教育強(qiáng)調(diào)以就業(yè)為導(dǎo)向、以職業(yè)能力為本位，高職教育必須重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為此，我們在電磁學(xué)課程教學(xué)改革中，在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)專門增加了實(shí)訓(xùn)周，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)與理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)接近1：1。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃中，我們安排了焊接基本技能訓(xùn)練、萬用表的安裝與校準(zhǔn)、電表改裝與校準(zhǔn)、電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)、電子射線的電聚焦與磁聚焦等。我們培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后絕大多數(shù)在電子企業(yè)一線從事產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)、測試、校準(zhǔn)等工作，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容盡量做到與生產(chǎn)實(shí)際接軌，使學(xué)生感到對(duì)今后工作有用。一周的實(shí)訓(xùn),每天都有不同項(xiàng)目可做，學(xué)生感到新鮮，興趣很高，當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)了按裝萬用表，校準(zhǔn)后和實(shí)驗(yàn)室使用的也不差，愛不釋手，喜悅心情難以言表。通過實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐技能訓(xùn)練，加強(qiáng)知識(shí)的綜合運(yùn)用，確實(shí)學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的東西，有利于提高職業(yè)素質(zhì)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，同時(shí)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。

四、結(jié)語

最近幾年，考入高職院校的學(xué)生由于高中物理基礎(chǔ)參差不齊，在電磁學(xué)課程教學(xué)中遇到的問題較多。我們在電磁學(xué)課程的教學(xué)改革中，做了積極的實(shí)踐與探索，取得了良好的效果。我們將不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，努力創(chuàng)新，讓電磁學(xué)這門經(jīng)典的、應(yīng)用廣泛、科技含量高的課程，發(fā)揮活力，放出光彩，為高職教育應(yīng)用電子人才培養(yǎng)做出貢獻(xiàn)。

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