尹鑫桃 朱湘萍

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物理類專業(yè)《電動力學(xué)》課程教學(xué)改革的探討

尹鑫桃 朱湘萍

（湖南科技學(xué)院 理學(xué)院，湖南 永州 425199）

本文分析了物理類專業(yè)《電動力學(xué)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合課程內(nèi)容的特點，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進行了改革探討，以提高教師課堂教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

電動力學(xué)；物理類；教學(xué)改革

“電動力學(xué)”屬于物理類專業(yè)“四大力學(xué)”之一[1]，是物理類專業(yè)必修的一門專業(yè)核心課程。該課程理論體系嚴(yán)謹(jǐn)，系統(tǒng)性和理論性較強，能有效地提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力[2-3]。因此，“電動力學(xué)”的教學(xué)質(zhì)量對培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量起著非常重要的作用。

本文結(jié)合我校地方性二本院校的特點，分析和研究了目前課程教學(xué)中存在的若干問題，提出了一些改革措施。

1　目前現(xiàn)狀及存在問題

從目前的教學(xué)現(xiàn)狀來看，“電動力學(xué)”難學(xué)主要存在以下幾個原因：

（1）“電動力學(xué)”的先學(xué)課程包括有“高等數(shù)學(xué)”、“普通物理”、“數(shù)學(xué)物理方法”等課程，概念及規(guī)律抽象，公式推導(dǎo)復(fù)雜，要求學(xué)生不僅要有較好的物理思想，而且還要有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；

（2）盡管電動力學(xué)內(nèi)容和實際應(yīng)用結(jié)合緊密，但學(xué)生要理解和解決這些問題，需要一定的過程，而由于課時有限，課堂上大多數(shù)時候老師都是在趕進度，導(dǎo)致學(xué)生上課聽講似懂非懂，課后解決問題難以下手，逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。

2　教學(xué)改革探討

針對以上所存在的問題，本文分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核方式幾個方面提出了改革措施。

2.1教學(xué)內(nèi)容改革

我校物理類專業(yè)“電動力學(xué)”課程選取的是郭碩鴻先生主編的教材。該教材主要內(nèi)容有四部分[4]：（1）電磁場的性質(zhì)及其計算；（2）電磁場的輻射與傳播規(guī)律；（3）狹義相對論與高速帶電粒子的電磁場的輻射特性；（4）電磁場與物質(zhì)的相互作用。該教材內(nèi)容豐富，對物理和數(shù)學(xué)知識要求較高，而課時又比較有限。針對這個問題，結(jié)合我校地方性二本院校的專業(yè)特點，在突出基本概念和物理思想的前提下，可將內(nèi)容劃分為不同的模塊，例如電磁場的性質(zhì)及計算定為“教師講授模塊”，電磁場的輻射與傳播規(guī)律、狹義相對論定為“學(xué)生討論模塊”，高速帶電粒子的電磁場的輻射特性定為“知識擴展模塊”、帶電粒子與電磁場的相互作用定為“學(xué)生閱讀模塊”等。

2.2教學(xué)方法改革

“電動力學(xué)”傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“灌輸式”，即老師在黑板上板書，學(xué)生在課堂上聽講。這種教學(xué)模式容易使學(xué)生覺得課堂枯燥無味，沒什么學(xué)習(xí)興趣。針對這些問題，根據(jù)授課內(nèi)容，可采取多樣化的教學(xué)方式，如：啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、滲透式教學(xué)、類比法教學(xué)和演示法教學(xué)等。例如在第一章講授電磁場的普遍規(guī)律時，課堂上可采用啟發(fā)式教學(xué)，即先讓學(xué)生們復(fù)習(xí)在“電磁學(xué)”課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的靜電場和穩(wěn)恒磁場所滿足的定理，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)微分形式下靜電場和穩(wěn)恒磁場所滿足的關(guān)系，再啟發(fā)學(xué)生考慮變化的電磁場應(yīng)該滿足的麥克斯韋方程組。課堂上，可以采用板書為主多媒體相結(jié)合的教學(xué)模式，重點講授一般情況下的麥克斯韋方程組及其邊界條件的推導(dǎo)和應(yīng)用。在學(xué)習(xí)第三章穩(wěn)恒磁場時，由于穩(wěn)恒磁場和靜電場具有非常相似的知識結(jié)構(gòu)和研究方法，課堂上可采用類比法教學(xué)，讓學(xué)生成為課堂的主體，使學(xué)生自主地學(xué)習(xí)和掌握穩(wěn)恒磁場的相關(guān)知識。在學(xué)習(xí)第四章電磁波的傳播時，由于其中的概念抽象，公式推導(dǎo)比較復(fù)雜，課堂上可采用討論式教學(xué)和演示法教學(xué)。例如，在研究電磁場的推遲勢時，教師可通過預(yù)先的設(shè)計與組織，引導(dǎo)學(xué)生分組討論，啟發(fā)學(xué)生就推遲勢發(fā)表自己的見解，并舉出現(xiàn)實中推遲勢的實際應(yīng)用，最后教師總結(jié)歸納，并通過模擬仿真實驗加深學(xué)生的對推遲勢的理解。在“電動力學(xué)”課堂上，除了講解基本概念、基本定理等基礎(chǔ)內(nèi)容外，可適當(dāng)介紹一些現(xiàn)代科技應(yīng)用等內(nèi)容，將理論與實際相結(jié)合。例如，在講解靜電場時，可滲透和穿插靜電除塵、靜電植絨、靜電復(fù)印等應(yīng)用；在講解相對論時，可滲透一些引力波的理論和探測歷史。通過這些手段，可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3考核方式改革

目前，大多數(shù)的高?！半妱恿W(xué)”考核方式單一片面，針對這種情況，為了全方位考核和評價學(xué)生，我校“電動力學(xué)”課程的總成績由平時成績和期末卷面考試成績構(gòu)成，其所占比例分別為30%和70%。平時成績不僅表現(xiàn)為出勤率和課堂表現(xiàn)，還體現(xiàn)在相關(guān)的論文寫作中。教師在第一堂課發(fā)給學(xué)生們“電動力學(xué)”課程論文參考題目和論文指導(dǎo)書，學(xué)生們選擇好自己感興趣的題目，查找文獻，安排進度，按時提交論文，教師根據(jù)評定標(biāo)準(zhǔn)給出成績，論文成績占平時成績的70%。

3　結(jié)束語

“電動力學(xué)”是物理類專業(yè)一門非常重要的課程，但在實際教學(xué)中，由于該課程的特點，容易造成教師難教，學(xué)生難學(xué)的結(jié)果。本文根據(jù)作者多年的教學(xué)經(jīng)驗和對課程內(nèi)容的認(rèn)識，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進行了一些改革。從評教結(jié)果和期末收到的課程論文及考試成績來看，教學(xué)改革的效果較為理想。

[1]馮云光.物理專業(yè)電動力學(xué)教學(xué)改革的探索[J].才智,2014,(19):90.

[2]黃迺本,李志兵等.電動力學(xué)研究性教學(xué)探索與實踐[J].大學(xué)物理,2009,(10):51-53.

[3]馬?？?張英堂,等.電動力學(xué)課程教學(xué)體系的改革與完善[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報, 2011,(S2):68-70.

[4]劉發(fā)民,陳強,等.電動力學(xué)教學(xué)改革與實踐[J].物理,2004, (10):771-774.

（責(zé)任編校：宮彥軍）

2016－08－18

2014年湖南科技學(xué)院優(yōu)質(zhì)課程《數(shù)學(xué)物理方法》建設(shè)項目；2015年湖南科技學(xué)院教學(xué)改革研究項目（項目編號XKYJ2015025）；2015年湖南省普通高校信息化教學(xué)應(yīng)用資源資助項目（湘科研通[2015]36號N0.44）。

尹鑫桃（1980－），女，湖南邵陽人，湖南科技學(xué)院講師，碩士，主要從事等離子體物理和非線性現(xiàn)象的研究。

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1673-2219（2017）06-0030-02