物理类专业《电动力学》课程教学改革的探讨

2017-02-24尹鑫桃朱湘萍

湖南科技学院学报 2017年6期

关键词：电磁场物理专业

尹鑫桃朱湘萍

尹鑫桃朱湘萍

（湖南科技学院理学院，湖南永州 425199）

本文分析了物理类专业《电动力学》课程教学的现状，结合课程内容的特点，从教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了改革探讨，以提高教师课堂教学效果，激发学生学习兴趣。

电动力学；物理类；教学改革

“电动力学”属于物理类专业“四大力学”之一[1]，是物理类专业必修的一门专业核心课程。该课程理论体系严谨，系统性和理论性较强，能有效地提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[2-3]。因此，“电动力学”的教学质量对培养学生的质量起着非常重要的作用。

本文结合我校地方性二本院校的特点，分析和研究了目前课程教学中存在的若干问题，提出了一些改革措施。

1　目前现状及存在问题

从目前的教学现状来看，“电动力学”难学主要存在以下几个原因：

（1）“电动力学”的先学课程包括有“高等数学”、“普通物理”、“数学物理方法”等课程，概念及规律抽象，公式推导复杂，要求学生不仅要有较好的物理思想，而且还要有扎实的数学基础；

（2）尽管电动力学内容和实际应用结合紧密，但学生要理解和解决这些问题，需要一定的过程，而由于课时有限，课堂上大多数时候老师都是在赶进度，导致学生上课听讲似懂非懂，课后解决问题难以下手，逐渐失去学习兴趣。

2　教学改革探讨

针对以上所存在的问题，本文分别从教学内容、教学方式和考核方式几个方面提出了改革措施。

2.1教学内容改革

我校物理类专业“电动力学”课程选取的是郭硕鸿先生主编的教材。该教材主要内容有四部分[4]：（1）电磁场的性质及其计算；（2）电磁场的辐射与传播规律；（3）狭义相对论与高速带电粒子的电磁场的辐射特性；（4）电磁场与物质的相互作用。该教材内容丰富，对物理和数学知识要求较高，而课时又比较有限。针对这个问题，结合我校地方性二本院校的专业特点，在突出基本概念和物理思想的前提下，可将内容划分为不同的模块，例如电磁场的性质及计算定为“教师讲授模块”，电磁场的辐射与传播规律、狭义相对论定为“学生讨论模块”，高速带电粒子的电磁场的辐射特性定为“知识扩展模块”、带电粒子与电磁场的相互作用定为“学生阅读模块”等。

2.2教学方法改革

“电动力学”传统的教学模式是“灌输式”，即老师在黑板上板书，学生在课堂上听讲。这种教学模式容易使学生觉得课堂枯燥无味，没什么学习兴趣。针对这些问题，根据授课内容，可采取多样化的教学方式，如：启发式教学、讨论式教学、渗透式教学、类比法教学和演示法教学等。例如在第一章讲授电磁场的普遍规律时，课堂上可采用启发式教学，即先让学生们复习在“电磁学”课程中已经学习过的静电场和稳恒磁场所满足的定理，引导学生发现微分形式下静电场和稳恒磁场所满足的关系，再启发学生考虑变化的电磁场应该满足的麦克斯韦方程组。课堂上，可以采用板书为主多媒体相结合的教学模式，重点讲授一般情况下的麦克斯韦方程组及其边界条件的推导和应用。在学习第三章稳恒磁场时，由于稳恒磁场和静电场具有非常相似的知识结构和研究方法，课堂上可采用类比法教学，让学生成为课堂的主体，使学生自主地学习和掌握稳恒磁场的相关知识。在学习第四章电磁波的传播时，由于其中的概念抽象，公式推导比较复杂，课堂上可采用讨论式教学和演示法教学。例如，在研究电磁场的推迟势时，教师可通过预先的设计与组织，引导学生分组讨论，启发学生就推迟势发表自己的见解，并举出现实中推迟势的实际应用，最后教师总结归纳，并通过模拟仿真实验加深学生的对推迟势的理解。在“电动力学”课堂上，除了讲解基本概念、基本定理等基础内容外，可适当介绍一些现代科技应用等内容，将理论与实际相结合。例如，在讲解静电场时，可渗透和穿插静电除尘、静电植绒、静电复印等应用；在讲解相对论时，可渗透一些引力波的理论和探测历史。通过这些手段，可以大大激发学生的学习兴趣。

2.3考核方式改革

目前，大多数的高校“电动力学”考核方式单一片面，针对这种情况，为了全方位考核和评价学生，我校“电动力学”课程的总成绩由平时成绩和期末卷面考试成绩构成，其所占比例分别为30%和70%。平时成绩不仅表现为出勤率和课堂表现，还体现在相关的论文写作中。教师在第一堂课发给学生们“电动力学”课程论文参考题目和论文指导书，学生们选择好自己感兴趣的题目，查找文献，安排进度，按时提交论文，教师根据评定标准给出成绩，论文成绩占平时成绩的70%。