CAI在工程电磁场教学改革中的应用

苏利捷

【摘要】CAI 教学使工程电磁场教学中原本抽象、死板或难以表达的内容变得生动、直观、美观，可以充分刺激学生的感官，增加想象力。实践证明，采用多媒体教学技术有效提高了学生学习积极性，弥补没有实验教学的缺陷，教学效果显著提高。

【关键词】工程电磁场教学 多媒体技术 CAI

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）12-0052-01

一、引言

工程电磁场理论是高等学校工科电类专业的一门技术基础课。它所涉及的内容是电类专业学生应具备的知识结构的必要组成部分，同时又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。但在电气工程及其自动化专业的工程电磁场课程的学习中，学生普遍感到抽象、难以理解等问题，是学生们公认的“老虎课”。所以在目前形势下，存在着迫切需要解决的教学改革和课程现代化的问题，为促进本学科与时俱进，迎接未来，工程电磁场教学改革势在必行。

工程电磁场教学与计算机结合是教学改革的一大趋势，同时它又是一门实践性很强的学科。 CAI集文本、图形、动画、声音、图像等多种形式为一体，在教学改革中发挥的作用越来越大，能表现多维的客观存在。如何更好地发挥计算机在工程电磁场教育领域中的作用，是我们所关心、探讨的问题。

我学院工程电磁场必修课始教于2008年，目前为必修考试课，工程电磁场课程安排在二年级上学期集中上课，且实验条件不具备，因此采用大班讲授，不设实验课，共授课32学时。学生毕业后，主要从事电气施工、管理工作，虽不是工程师，但如何具备一定的工程电磁场知识，在今后能处理好工程实践中可能遇到的各种各样的工程电磁场问题，是我们专业教师的职责。

二、应用CAI是工程电磁场教学发展的必然趋势

近年来，随着科学技术的发展和进步，计算机技术已经广泛应用到各个领域，多媒体计算机已逐渐普及，并进入课堂教学领域。CAI的开发与应用己成为国内外教育技术发展的新热点。 它使工程电磁场教学中原本抽象、死板或难以表达的内容变得生动、直观、美观，可以充分刺激学生的感官，增加想象力。实践证明，采用多媒体教学技术有效提高了学生学习积极性，教学效果显著提高，这是当前世界范围内教育领域里的一场革命。

三、CAI促进了教师知识的更新和教学水平的提高

在我们研制工程电磁场CAI课件过程中，首先要求教师更加深人钻研本专业的理论知识，同时对难点、关键内容掌握得更加牢固，理解得更加透彻，并能熟练掌握计算机技术，提高计算机应用软件的使用技能，对美工、数码摄像技术、音乐等具有一定的知识和操作能力，这就要求我们教师不断学习，提高综合技能，具有获得新知识的能力，从而推动教学内容、教学方法的改革和创新。同时也促使教师注意与电气工程实践结合，不断获取一线电气工程师工作的信息，从实践中学习研究、丰富和完善教学内容，而不是孤立于实践之外。CAI课件的制作与使用，利于教师之间、学科之间进行新的交流与探索，广泛、快捷地掌握国内外工程电磁场的教学动态，提高各学科整体水平，促进教师知识的更新和教学水平的提高。

四、用CAI再现典型案例，加深学生对理论知识的理解

在以往工程电磁场教学中我们主要以叙述、板书来讲解从一线电气工程师同仁和自己的实践中精选的案例，不能很有效地表达出工程现场的情况，学生往往对某些理论知识点的理解和印象不够深刻，运用多媒体技术可再现和模仿工程现场收集的一些典型案例，从而给学生创造了一个身临其境和经历感的学习环境，将工程现场活灵活现地展现在同学的面前。同时教师还可根据教学内容编排的需要，对案例情况进行编辑整理，适时提出问题，留下问题，组织学生讨论，这样能极大地启发和满足学生的求知欲望，准确地理解理论知识，教会他们怎样发现问题并且能够正确地收集有关数据这样不仅使他们明白在一些平时的细节上可能存在着有价值的数据，达到了讲授知识的目的，更重要的是使学生们具备应用工程电磁场知识的意识。这样随着岁月的流失，学生也许将学过的工程电磁场理论知识忘掉，但生动的案例则会留在其记忆中，必要时会给他们以启迪。

五、CAI提高了学生学习兴趣和课堂吸收率

多媒体技术把大量的视觉和听觉信息带入课堂、克服板书和语言的局限性和枯燥性。体现在如下几个方面。

1.文本

讲授工程电磁场要体现工程电磁场科应用性强的特点，又要使学生牢固扎实地掌握基础知识内容，提高学生在实践中的应变能力。 我们如何从板书上节省大量的时间，而讲授更多的内容。采用多媒体手段，就能有效地解决这一难题，因为可以节省大量板书时间，利用制作的文字将所要教的内容展示在学生面前，对重点内容、关键词用不同颜色来表达，提高学生的注意力，增加其对内容的重视。是讲解基本概念、分析理论知识的有效途径这样可充分利用有限的学时，提高教学效率。

2.图片和照片

图片和照片是用计算机表现电气设备的电磁场的必不可少的手段，有针对性地从工程现场中收集的典型照片，将此信息数字化，可永久保持清晰的图像。同样还可使教学中的一些照片得到永久保存，而且也不破坏原始照片。利用多媒体手段制作电气设备事故多媒体课件，使学生能够很容易地区分各類事故，我们在讲击穿场强时，讲授同轴电缆单层绝缘体和多层绝缘体被击穿的区别，主要是说明绝缘体击穿和烧灼的现象，用语言描述击穿是什么，学生无法理解，我们搜集的照片，可以将图片扫描进入计算机中，将局部放大，使学生能够一目了然。 多种实验实例制作成各种计算机图片，使学生能够留下深刻印象，这样讲授大大提高了学生的学习注意力、学习兴趣和课堂吸收率。

3.动画

由计算机产生的动画具有生动、形象地表达教学内容的特点，通过动画式的表达，增强了学生对重点、难点问题的理解和记忆，这样使课堂教学变得生动活泼，内容易懂、容易理解。

六、运用CAI弥补没有实验教学的缺陷

工程电磁场教学内容丰富，涉及面广，需要用实验证明的问题很多，但由于我学院没有自己的工程电磁场实验室，且学校对电气工程专业学生的培养计划进行新一轮的修改，课时数压缩为32学时，因此不具备给学生开设工程电磁场实验课的条件，只靠讲解实验课程，学生根本无法理解，运用计算机多媒体技术可以弥补没有实验教学的缺陷，丰富实验课的教学内容。所以我们同铁路局现场单位联系，编辑、录制一些供电段现场实践中常用的典型电磁现象实验，演示实验操作过程，分析实验结果。这既节约了实验费用和时间，又增加了学生参与实验的机会。

七、结束语

多媒体辅助教学在工程电磁场教学中的应用，突破了旧传统的教学模式和教学方法，提高了学生的学习兴趣，教学效果明显，教师上课时，只要携带一块U盘，通过教室多媒体设备可以将上述的一些内容带入课堂进行讲解，我们深深地体会到这种教学形式对教学改革的重要性。诚然，课堂讲授、教材的使用仍是工程电磁场教学中的重要基础工作，作为教师应不断探索理论研究，注意本学科和相关学科知识的发展动态，加强信息交流，在创新中求得生存与发展。

参考文献：

[1]冯慈璋，马西奎主编.工程电磁场导论[M].北京.高等教育出版社，2000.

[2]谢处方，绕克谨编.电磁场与电磁波（第4版）[M].北京.高等教育出版社，2006.

基金项目：兰州交通大学校级实验教改项目“；工程电磁场实验增加计算机辅助分析手段的改革研究”；（项目编号：2015240）