“電磁學(xué)”課程中實(shí)施研究性教學(xué)的路徑研究

王廣川 謝國(guó)亞

【摘 ?要】 研究性教學(xué)方法能夠引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行探索，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，助力課程教學(xué)改革。在“電磁學(xué)”課程教學(xué)改革的工作中，怎樣將該課程內(nèi)容與現(xiàn)代化的最新技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)探究性教學(xué)，已經(jīng)成為一項(xiàng)關(guān)鍵的內(nèi)容。基于此，文章將分析“電磁學(xué)”課程中實(shí)施研究性教學(xué)的路徑，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究工作提供更多的幫助。

【關(guān)鍵詞】 “電磁學(xué)”;研究性教學(xué);實(shí)踐能力

一、研究背景

在高校的應(yīng)用物理專業(yè)中，“電磁學(xué)”是一門必修課程，也是該專業(yè)的基礎(chǔ)課，是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他課程的基礎(chǔ)，“電磁學(xué)”課程的基本原理被廣泛應(yīng)用在工程技術(shù)和自然科學(xué)領(lǐng)域。從一定程度上而言，“電磁學(xué)”課程是數(shù)學(xué)與物理的結(jié)合體，講究系統(tǒng)性和嚴(yán)密性，該課程的基本理論對(duì)學(xué)生日后從事的工作具有非常重要的意義。而在當(dāng)前階段，如何提升“電磁學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才，是該課程教師需要思考的問(wèn)題。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才提出了更高的要求，對(duì)人才培養(yǎng)也更加關(guān)注。但是在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，高校培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及創(chuàng)新意識(shí)一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，采取的教學(xué)理念相對(duì)落后，這嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。學(xué)校對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)主要以課程考試為主，這束縛了學(xué)生的創(chuàng)新能力以及創(chuàng)新意識(shí)。一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力最終是由其科技實(shí)力決定的，而科技實(shí)力主要是由人才實(shí)力決定的，人才的根本又在于教育。由此可見，在高校培養(yǎng)高水平物理專業(yè)人才的過(guò)程中，具有嚴(yán)密邏輯思維的物理教育體系發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文主要以“電磁學(xué)”課程教學(xué)為例，探究了研究性教學(xué)方法，并提出了相應(yīng)的實(shí)施對(duì)策。

二、“電磁學(xué)”課程教學(xué)中研究性教學(xué)的實(shí)踐與探索

從狹義層面上而言，研究性教學(xué)就是教師在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，針對(duì)某一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行專題研究的過(guò)程。通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅能夠獲取更多的技能，還能對(duì)這方面的知識(shí)有更深刻的理解。從廣義層面上而言，研究性教學(xué)指的是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，就生產(chǎn)生活實(shí)際、自然科學(xué)以及社會(huì)科學(xué)等方面選擇專題進(jìn)行研究的過(guò)程。在“電磁學(xué)”課程的教學(xué)中，教師必須調(diào)整該課程的教學(xué)內(nèi)容等方面，增加一些與工程技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的現(xiàn)代化內(nèi)容。

“電磁學(xué)”這門課程的內(nèi)容是現(xiàn)代物理的經(jīng)典電磁學(xué)部分，主要內(nèi)容有靜磁學(xué)、靜電學(xué)、Maxwell電磁場(chǎng)基礎(chǔ)理論以及電磁感應(yīng)等，課程內(nèi)容非常多，但是課時(shí)較少。教師在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，需要重點(diǎn)解決如何將與該技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的現(xiàn)代化內(nèi)容補(bǔ)充進(jìn)來(lái)的問(wèn)題，因此需要針對(duì)該課程內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的改革。

三、“電磁學(xué)”課程中實(shí)施研究性教學(xué)的路徑

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)

教師在構(gòu)建“問(wèn)題解決”模式時(shí)，需要先為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)能夠積極參與的平臺(tái)，在該平臺(tái)，學(xué)生可以通過(guò)自學(xué)發(fā)現(xiàn)自身存在的問(wèn)題，然后主動(dòng)地搜集問(wèn)題，并通過(guò)合作探究的方式解決問(wèn)題。在定期討論的過(guò)程中，所有學(xué)生都可以隨意發(fā)表自己的觀點(diǎn)，尋找與其他學(xué)生觀點(diǎn)之間的異同，以及社會(huì)知識(shí)與書本知識(shí)的聯(lián)系。在相互討論的過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生的觀點(diǎn)都會(huì)被不斷深化，久而久之，學(xué)生會(huì)獲得內(nèi)在的滿足感，從而更加具有學(xué)習(xí)的興趣。

在研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，問(wèn)題是最重要的動(dòng)力來(lái)源。教師需要為學(xué)生構(gòu)建“問(wèn)題解決”的模式，為學(xué)生創(chuàng)建發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出問(wèn)題的平臺(tái)。由于“電磁學(xué)”課程中的相關(guān)原理及概念都非常復(fù)雜，且概括性非常強(qiáng)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，很容易遇到各種困難，打擊他們的研究積極性。對(duì)此教師需要借助課程網(wǎng)站為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問(wèn)題情境，注重學(xué)科知識(shí)與社會(huì)發(fā)展、社會(huì)現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生通過(guò)感性的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后引導(dǎo)學(xué)生從中篩選出有價(jià)值的問(wèn)題，最終形成研究的課題。

（二）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)

教師在開展研究性教學(xué)時(shí)，首先需要面對(duì)的難題就是要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，學(xué)生在接受了長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)試教育后，傳統(tǒng)教育的觀念已經(jīng)深深扎根在他們的腦海中。因此如果想要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，讓學(xué)生積極、主動(dòng)地參與和探究，教師需要采取有效的應(yīng)對(duì)措施，主要為以下幾個(gè)方面：

第一，從認(rèn)識(shí)層面出發(fā)，教師在正式開展研究性教學(xué)前，要先為學(xué)生營(yíng)造有利于開展研究性學(xué)習(xí)的環(huán)境，然后為學(xué)生介紹如何進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，以初步轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念。具體而言，教師可以借助各種網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)開展研究性教學(xué)，為學(xué)生詳細(xì)介紹研究性教學(xué)方法的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)教學(xué)方法之間的差別，并教授學(xué)生如何進(jìn)行操作。

第二，從實(shí)踐層面出發(fā)，學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中能夠身臨其境，產(chǎn)生更直接的感性認(rèn)識(shí)。因此在“電磁學(xué)”課程教學(xué)的過(guò)程中，教師要為學(xué)生提供短期的研究性學(xué)習(xí)體驗(yàn)機(jī)會(huì)，選取其中的一個(gè)課時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行專題指導(dǎo)，為學(xué)生簡(jiǎn)單地介紹教學(xué)前的準(zhǔn)備以及對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。在剛開始的試驗(yàn)階段，教師的關(guān)注點(diǎn)不應(yīng)該在創(chuàng)新特色這一方面，重點(diǎn)應(yīng)該讓學(xué)生由原來(lái)的孤立學(xué)習(xí)狀態(tài)向合作研究狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。因此教師需要運(yùn)用研究性教學(xué)的思想指導(dǎo)學(xué)生的行動(dòng)，確保學(xué)生在合作探究的過(guò)程中，思想和行為保持一致，逐步形成良好的合作、研究氛圍。教師要讓學(xué)生明白，在“電磁學(xué)”課程教學(xué)中，教師只是指導(dǎo)者和組織者的角色，學(xué)生才是課堂的中心，要充分發(fā)揮學(xué)生在課堂中的主體地位作用。

（三）明確教學(xué)目標(biāo)

從整體上來(lái)看，研究性教學(xué)的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新精神，主要包含能力、情感以及社會(huì)這三個(gè)層面。首先，對(duì)于情感目標(biāo)而言，教師在教學(xué)的過(guò)程中，要注重學(xué)生的親身探索體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探究以及善于質(zhì)疑的態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。還需要培養(yǎng)學(xué)生不斷追求的進(jìn)取精神以及求實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。其次，對(duì)于社會(huì)目標(biāo)而言，教師要引導(dǎo)學(xué)生與他人進(jìn)行合作和分享，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。最后，針對(duì)能力目標(biāo)而言，教師需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)一些最基本的科學(xué)研究方法，以不斷地提高學(xué)生的能力。

為了確保研究性教學(xué)目標(biāo)能夠循序漸進(jìn)的實(shí)施，教師需要采用分層設(shè)定的方式來(lái)推動(dòng)研究性教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。例如針對(duì)綜述類的課題，教師主要以研究能力的發(fā)展作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)定相應(yīng)的階段目標(biāo)。具體而言，教師在各個(gè)階段需要做到以下方面：在課題選擇的階段，主要培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題以及形成初步解決方案的能力;在收集資料的階段，主要培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和加工信息的能力，以及不斷進(jìn)取、敢于承擔(dān)責(zé)任的精神;在資料分析階段，需要培養(yǎng)學(xué)生篩選資料的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力;在利用資料的階段，主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，以及實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度;在成果展示階段，主要培養(yǎng)學(xué)生分享電磁學(xué)相關(guān)研究成果以及以正確的心態(tài)面對(duì)他人成果的能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成反思、總結(jié)的好習(xí)慣。

（四）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的課程

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更深入地理解電磁學(xué)理論，提高其實(shí)踐能力。下面是一套電磁學(xué)研究性教學(xué)課程設(shè)計(jì)，其將實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，旨在幫助學(xué)生更好地理解電磁學(xué)知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)1：電場(chǎng)的基本性質(zhì)

目標(biāo)：了解電場(chǎng)的特性，掌握電荷分布和電場(chǎng)之間的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：組裝簡(jiǎn)單的電場(chǎng)測(cè)量?jī)x器。利用靜電力平衡原理，測(cè)量平板電容器中的電場(chǎng)值。通過(guò)改變平板的間距和電荷分布等條件，觀察電場(chǎng)強(qiáng)度的變化趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)2：磁場(chǎng)的基本性質(zhì)

目標(biāo)：認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的特性，了解磁場(chǎng)的作用和性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用自制磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)器，觀察和研究磁場(chǎng)的基本結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。通過(guò)改變線圈的電流、距離等條件，觀察磁場(chǎng)的變化趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)3：電磁波的特性

目標(biāo)：了解電磁波的特點(diǎn)和性質(zhì)，掌握電磁波的傳播規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用自制電磁波發(fā)射器和接收器，測(cè)量電磁波的波長(zhǎng)和頻率。通過(guò)改變距離、發(fā)射器方向等條件，觀察電磁波傳播的變化趨勢(shì)。

理論環(huán)節(jié)：在理論環(huán)節(jié)中，教師將以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，教授相關(guān)的理論知識(shí)。理論內(nèi)容主要包括電場(chǎng)和電勢(shì)、磁場(chǎng)和磁通量、電動(dòng)勢(shì)和電磁感應(yīng)、電磁波的特性和傳播規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合：在實(shí)驗(yàn)和理論環(huán)節(jié)結(jié)束后，教師將向?qū)W生提供一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題，并向全班匯報(bào)解決方案。

評(píng)估方式：學(xué)生將分組完成每一次實(shí)驗(yàn)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、理論作業(yè)。教師將評(píng)估學(xué)生的解決方案和報(bào)告，并根據(jù)其質(zhì)量和深度給出相應(yīng)的成績(jī)、反饋。

（五）充分發(fā)揮校園課程網(wǎng)站平臺(tái)的作用

為了更好地實(shí)施研究性教學(xué)，高?？梢栽谛@網(wǎng)中設(shè)立課程網(wǎng)站，并在網(wǎng)站中設(shè)立課程論壇、研究性教學(xué)以及課程作業(yè)等相關(guān)板塊，為“電磁學(xué)”課程的研究性教學(xué)活動(dòng)提供一個(gè)互動(dòng)、交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)。教師在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，可以充分發(fā)揮課程網(wǎng)站的作用，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，這能夠提升“電磁學(xué)”課程研究性教學(xué)的效率，進(jìn)而達(dá)到更好的教學(xué)效果。教師作為教學(xué)的引導(dǎo)者和輔導(dǎo)者，需要充分應(yīng)用課程網(wǎng)站中的信息資源、人力資源，從而為學(xué)生構(gòu)建出一個(gè)集管理、評(píng)價(jià)、引導(dǎo)和監(jiān)控為一體的研究性學(xué)習(xí)平臺(tái)。對(duì)于學(xué)生而言，他們是課堂的研究者，因此應(yīng)先要充分地挖掘課程網(wǎng)站的功能，學(xué)習(xí)課程網(wǎng)站中的相關(guān)內(nèi)容，然后還要深入到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，以現(xiàn)實(shí)研究的進(jìn)展作為基礎(chǔ)，豐富課程網(wǎng)站的資源，從而使課程網(wǎng)站中的資源更加豐富多樣。

（六）突出評(píng)價(jià)和反饋

評(píng)價(jià)研究性教學(xué)工作，不僅能夠促進(jìn)研究性教學(xué)工作的開展，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行反饋，因此構(gòu)建針對(duì)研究性教學(xué)的評(píng)價(jià)體系，是“電磁學(xué)”課程實(shí)施研究性教學(xué)的必要環(huán)節(jié)。

針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)而言，研究性教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)際上是一種發(fā)展性的評(píng)價(jià)，主要是通過(guò)評(píng)價(jià)、反饋的方式提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。針對(duì)評(píng)價(jià)原則而言，教師必須實(shí)現(xiàn)目標(biāo)以及指導(dǎo)的相互統(tǒng)一，通過(guò)評(píng)價(jià)的方式指導(dǎo)研究性教學(xué)工作，從而促使學(xué)生的全面發(fā)展。針對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)而言，教師要不斷創(chuàng)新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)學(xué)生在最大限度上提升自我。針對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容而言，主要是教師評(píng)價(jià)學(xué)生的行為、認(rèn)知以及能力等，以幫助學(xué)生更全面地了解自我。針對(duì)評(píng)價(jià)方法而言，需要教師采用總結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，以及學(xué)生自我評(píng)價(jià)與他人評(píng)價(jià)相互結(jié)合的方式，加強(qiáng)學(xué)生的自我反思和自我激勵(lì)。

總而言之，“電磁學(xué)”課程的評(píng)價(jià)，關(guān)注每一位學(xué)生在研究性教學(xué)過(guò)程中的個(gè)人發(fā)展?fàn)顩r，注重提升學(xué)生的個(gè)性發(fā)展水平、發(fā)揮學(xué)生的潛能，這能夠充分發(fā)揮學(xué)生在“電磁學(xué)”課程研究性教學(xué)過(guò)程中的創(chuàng)造性和積極性。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在“電磁學(xué)”課程教學(xué)中，研究性教學(xué)是一種培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的現(xiàn)代教育方法。教師在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，需要采取多種方式開展研究性教學(xué)，以提升學(xué)生的個(gè)人能力，將學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高水平人才。

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