郭凱敏
(內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014030)
自21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的改變。與此同時(shí),人們對(duì)科學(xué)技術(shù)的求知欲望也變得越來(lái)越強(qiáng)烈,《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》是一門(mén)涉及應(yīng)用物理學(xué)、電子學(xué)、材料物理學(xué)等多門(mén)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,該課程能夠?qū)﹄姶艌?chǎng)的相關(guān)理論進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述,由于該門(mén)課程需要對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行大量的分析,有著很強(qiáng)的系統(tǒng)性特征,這需要學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S,而這也使學(xué)生在學(xué)習(xí)《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程中存在很大困難,無(wú)法有效地理解和掌握課程知識(shí),更難以真正地應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中。隨著教育改革的不斷深入,以往的“灌輸式”教學(xué)方法已經(jīng)越來(lái)越難以適應(yīng)人才培養(yǎng)要求,教師需要實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,以便于對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法做出及時(shí)調(diào)整,而這就需要在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)中引入過(guò)程性考核,通過(guò)過(guò)程性考核來(lái)幫助教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程過(guò)程中所存在的不足,并針對(duì)這些不足來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整,從而幫助學(xué)生更好地理解和掌握這門(mén)課程中的教學(xué)知識(shí),明確課程的教學(xué)重難點(diǎn),進(jìn)而從根本上提高《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程的教學(xué)成效。由此可見(jiàn),將過(guò)程性考核引入《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)之中是具有重要意義的。
20世紀(jì)90年代末期,我國(guó)教育部在調(diào)整專(zhuān)業(yè)目錄時(shí),對(duì)原有的微電子技術(shù)、物理電子技術(shù)、電子元器件及材料、光電子和物理電子技術(shù)、光電子技術(shù)共計(jì)五個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了合并調(diào)整,使其成為一門(mén)新的專(zhuān)業(yè),即電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。為了緊隨我國(guó)的教育領(lǐng)域改革形勢(shì),各個(gè)高校在該專(zhuān)業(yè)教學(xué)中,采用平臺(tái)授課方式來(lái)對(duì)該專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行覆蓋教學(xué),以此減少該專(zhuān)業(yè)在基礎(chǔ)課方面的占用學(xué)時(shí)。次年,課程組又將《電磁學(xué)》與《電動(dòng)力學(xué)》進(jìn)行了合并調(diào)整,使這兩門(mén)課程從原有的144學(xué)時(shí)調(diào)整為合并后的96個(gè)學(xué)時(shí),從而使《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》專(zhuān)業(yè)的銜接性得以充分體現(xiàn)。在2010年,《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》專(zhuān)業(yè)的課時(shí)得到了進(jìn)一步縮減,使其從原有的96個(gè)學(xué)時(shí)降低至72個(gè)學(xué)時(shí),同時(shí)還增設(shè)了12個(gè)學(xué)時(shí)用于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),以便于幫助學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)的基本屬性有一個(gè)較為直觀的理解。
1.教學(xué)宗旨。在物理專(zhuān)業(yè)中,《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》作為一門(mén)重要的基礎(chǔ)理論課程,其教學(xué)宗旨主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)需要確保學(xué)生對(duì)電磁現(xiàn)象中所涉及的各種基本概念、內(nèi)在電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律、實(shí)驗(yàn)定律等進(jìn)行系統(tǒng)性掌握。(2)幫助學(xué)生了解電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)所具有的內(nèi)在聯(lián)系,使學(xué)生能夠自主地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、分析與解決。(3)幫助學(xué)生對(duì)愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論中所涉及的基本概念有一個(gè)全面的了解,明確狹義相對(duì)論中的主要思想,使學(xué)生能夠?qū)r(shí)空與電磁場(chǎng)中的物質(zhì)性關(guān)系有一個(gè)深入的理解,以便于為該專(zhuān)業(yè)在后續(xù)學(xué)習(xí)中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[1]。
2.教學(xué)重點(diǎn)?!峨姶艑W(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括電磁場(chǎng)理論、電磁實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及規(guī)律、狹義相對(duì)論等,這些教學(xué)內(nèi)容共同囊括在十二個(gè)章節(jié)中,如下表所示為《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程中各個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)時(shí)間。
《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程中各個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)時(shí)間
從上表中可以了解到,在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容中,十二個(gè)章節(jié)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)分別是電磁波傳播、狹義相對(duì)論、磁介質(zhì)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、各種電磁現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律、電磁感應(yīng)及其暫態(tài)過(guò)程、靜電場(chǎng)特征介紹、靜磁場(chǎng)問(wèn)題求解、靜電場(chǎng)導(dǎo)體及電介質(zhì)、靜電場(chǎng)問(wèn)題求解、電磁波輻射、靜磁場(chǎng)問(wèn)題求解。在上述教學(xué)內(nèi)容中,探析靜電場(chǎng)與靜磁場(chǎng)的內(nèi)在規(guī)律,掌握靜電場(chǎng)與靜磁場(chǎng)問(wèn)題的求解方法,理解電磁波傳播方式及輻射形式是《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》專(zhuān)業(yè)中需要進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)的內(nèi)容[2]。在靜電場(chǎng)規(guī)律中,主要涉及靜電場(chǎng)中的旋度和散度、以微分或積分形式存在的高斯定理、庫(kù)侖定律等,在對(duì)靜電場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行求解時(shí),需要應(yīng)用到以下方法來(lái)解決問(wèn)題,如分離變量法、高斯定理、分離變量法等。而對(duì)于靜磁場(chǎng)的內(nèi)在規(guī)律來(lái)說(shuō),其所涉及的定律主要有畢奧—薩伐爾定律、磁場(chǎng)在運(yùn)行動(dòng)過(guò)程所具有的旋度與散度、電荷守恒定律以及安培環(huán)路定理等。在求解靜磁場(chǎng)問(wèn)題時(shí),需要應(yīng)用的方法主要有安培環(huán)路定理、分離變量法、矢勢(shì)求解法等。在自然空間中,電磁波在傳播過(guò)程中則會(huì)涉及諧電磁波、諧振腔、波動(dòng)方程、波導(dǎo)、平面電磁波等基本概念,而電磁波在輻射過(guò)程中,則會(huì)涉及規(guī)范變換、推遲勢(shì)、電偶極輻射以及達(dá)朗貝爾方程等[3]。
3.教學(xué)難點(diǎn)。在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)中,其整合了電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)這兩個(gè)原有專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容,其中,在電磁學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容大多是學(xué)生在高中時(shí)期學(xué)習(xí)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí),因此在理解上要相對(duì)較為容易,但在電動(dòng)力學(xué)中,其教學(xué)內(nèi)容卻涉及大量的數(shù)學(xué)物理方程和矢量分析問(wèn)題,這也使學(xué)生在學(xué)習(xí)電動(dòng)力學(xué)知識(shí)時(shí)存在很大困難,部分知識(shí)無(wú)法理解與掌握。
通過(guò)制定合理而科學(xué)的考核方法,能夠?qū)W(xué)生在課程學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)的理解與掌握能力進(jìn)行客觀檢驗(yàn),從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,以便于對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的處理,這樣可使學(xué)生在該門(mén)課程學(xué)習(xí)時(shí)具有更高的積極性。過(guò)程性考核能夠?qū)W(xué)生在課程學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)的形成過(guò)程、應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行全程化的監(jiān)督與評(píng)價(jià),其在課程考核改進(jìn)中發(fā)揮著重要作用,目前,過(guò)程性考核已經(jīng)受到越來(lái)越多的人的關(guān)注。在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)中,將過(guò)程性考核引入于其中,可幫助教師及時(shí)地掌握學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的長(zhǎng)效監(jiān)督,使學(xué)生的學(xué)習(xí)情況能夠得到客觀評(píng)價(jià),并使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極性與主觀能動(dòng)性得到充分調(diào)動(dòng)。在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程中,對(duì)過(guò)程性考核進(jìn)行實(shí)踐需要將課程考核事項(xiàng)劃分為出勤、課堂表現(xiàn)、課堂測(cè)試、作業(yè)完成情況以及知識(shí)單元的測(cè)驗(yàn)成績(jī),通過(guò)對(duì)這些考核事項(xiàng)設(shè)置不同的分?jǐn)?shù),將上述事項(xiàng)的分?jǐn)?shù)分別設(shè)置為20分、10分、20分、10分和40分,然后制定出相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將總考核分設(shè)定在100分,這樣能夠更好地監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)效果,幫助教師對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解,并根據(jù)反饋結(jié)果來(lái)二次講解課程中的重難點(diǎn)內(nèi)容,及時(shí)糾正與強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)中易出現(xiàn)錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)。
總而言之,通過(guò)在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程中引入過(guò)程性考核,可使該門(mén)課程的教學(xué)成效得到顯著提升,不過(guò),在過(guò)程性考核實(shí)踐過(guò)程中,也同樣存在一些問(wèn)題有待解決,如課堂測(cè)試會(huì)大量占用講課時(shí)間、單元測(cè)驗(yàn)的題目類(lèi)型和內(nèi)容等尚需斟酌等,而這就需要教師根據(jù)實(shí)際情況對(duì)過(guò)程性考核進(jìn)行靈活的運(yùn)用,實(shí)時(shí)調(diào)整課程教學(xué)進(jìn)度,以此充分發(fā)揮過(guò)程性考核在課堂教學(xué)中的積極作用,使課程教學(xué)質(zhì)量得以進(jìn)一步提高。