關于高職電磁學教學改革的實踐

□邢江勇

最近幾年，國家重視發展高職教育，高職院校招生規模擴張很快，許多高考沒有選物理的理科考生和文科考生被錄取到高職院校的應用電子專業。這些學生在高中階段物理電磁學內容沒有學過，在學習電磁學課程時遇到困難較多。電磁學是高職院校應用電子專業的重要基礎課，理論性較強，概念多，原理和定律多，高等數學知識用的多。從教學中發現學生遇到問題不知如何思考，分析問題、解決問題能力較差，還有很多學生在高中學習期間做物理實驗很少，缺少基本的實驗技能訓練和動手能力培養，實驗能力較差。 針對學生在學習電磁學課程中出現的問題，我們在電磁學課程教學改革方面的，做了積極的實踐與探索，收效顯著。

一、教學內容的改革

（一）降低理論要求、精簡數學推導

目前大學物理電磁學教材版本較多，各有特點，大都是本科教材，供高職院校選用的教材比較少。我們盡量選用適合高職學生實際的教材，降低理論要求 ，精簡高等數學公式和推導。高職學生與理工科本科生相比，高等數學基礎較薄弱，我們所教的應用電子專業學生只開了一學期的高等數學課，只具備導數、一元函數微積分的基本知識。學生沒有學過多元函數微積分，不具備多元函數的微分法、二重積分、三重積分的基本知識。高職院校的培養目標，決定了高職院校學生不必對電磁學有關定理的數學公式的來龍去脈象理工科本科生那樣搞的一清二楚，而是重在應用，會用這些公式解決實際問題。例如：電磁學中靜電場和磁場的高斯定理的推導要用到二重積分、三重積分，麥克斯韋方程組給出要用到偏導數。我們在講授這部分內容時，降低理論要求，簡精高等數學公式證明和推導過程，把用于推導公式的時間省下來，讓學生多利用公式做練習，精講多練，如學會用高斯定理求帶電體的場強、電勢、磁通量等，解決更多的實際問題。這樣做，減小了學生的學習困難，培養了學生分析問題、解決實際問題的能力，提高了學生的積極性，收到了事半功倍的效果。

（二）突出高職教育特色、注重理論聯系實際

高職教育培養的是掌握一定理論知識,服務于生產一線的高技能應用型人才,其知識的講授是以“能用為度、實用為本”。我們的授課對象是應用電子專業的學生，這就需要結合專業實際在現用教材上改革教學內容，突出高職教育特色、注重理論聯系實際。在教學中，結合相關理論向學生介紹了靜電危害的防治與清除、超導技術、磁約束原理、加速器技術、磁懸浮列車、核磁共振技術、磁記錄技術、新能源電池、電磁輻射污染、核能發電與核泄漏等方面的內容。教學內容與工程技術、與現代科技、與現實生活密切聯系。例如：在介紹新能源電池時，例舉了國家正在大力發展電動汽車，它具有節能低炭環保的優點。但是如何把電能高效而安全的儲存是一個瓶頸，它制約著電動汽車的發展。把各種能源如：太陽能，水力，風能，沼氣，地熱等等發電設備并入電網，建立電網的充電站終端，并在每個終端都有相應的儲存設備，類似于加油站。電動汽車使用通用的蓄電池，電動汽車經過充電站時，只要把蓄電池換了就可以。然后換下的蓄電池在充電站充電。這一方案獲得成功，保證電動汽車充電的快捷、高效，電動汽車必將進入一個快速發展時期。讓同學們知道：物理學是有用的，克服了過去教學中教學內容枯藻無味，理論脫離實際的現象,有利于提高學生的科學素養,提高電磁學的教學質量。

二、教學方法和手段的改革

（一）變“填鴨式”為“啟發式”、“提問式”、“案例式”等多種教學方法

高職學生跟本科生在接收能力上有差距，大都不喜歡教師上課用滿堂灌的“填鴨式”教學方法，這種教學方法讓學生感覺是在被動接受知識，心理上容易產生厭學情緒，教師講得津津有味，學生感覺是枯燥無味，提不起興趣。教師在課堂改用“啟發式”、“提問式”、“案例式”等教學方法，讓學生參與到教師的教學中來，讓學生有發表自己見解的機會。這樣可以使學生變被動接受知識為主動思考、吸收新知識，把學生學習的積極性調動起來了，課堂氣氛活躍。

在講核能發電時，例舉了今年3月11日日本東北部發生的9級特大地震和大海嘯，接著福島第一核電站多個機組先后爆炸或起火，引發舉世震驚的核泄漏危機。引導學生進行思考：從受損的燃料棒中噴出的放射性碘-131和銫-137等這些物質對民眾有哪些傷害?同時提出，核能發電具有穩定、燃料體積小、運輸與儲存都很方便等許多優點，但是，核電站的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害。變枯燥的“填鴨式”教學為案例教學的方法，結合生活中發生的實際問題進行講授，既能提高學生學習物理的興趣，又有利于培養和提高他們分析和解決實際問題的能力，使學生看到物理原理的實用性，增強學生學好物理的信心。

（二）開展課堂討論、營造創造性學習環境

為了使同學們在電磁學學習過程中，培養獨立思考的能力，我們定期開展課堂討論，營造創造性學習環境。對高職學生教學中不應片面追求講深講透，而應突出重點，給學生留有思考的余地。具體做法是：根據電磁學各個單元的學習內容，確定相關的討論題目，討論的題目可以由老師布置，也可以是學生自己提出的問題。例如：庫侖定律與萬有引力的對比；點電荷與電流元模型的認識；靜電場和穩恒磁場性質的比較；感生電動勢與動生電動勢的認識；電磁波輻射的危害等等。由同學們自己上網查資料、到圖書館找參考資料，做好充分的準備，然后定期舉行課堂討論會。討論會由同學們輪流擔任主講，回答問題，同學們互相討論。通過對一些問題的討論，澄清一些模糊的概念，加深對物理概念和定律的理解。開展課堂討論活躍了課堂氣氛，有利于學生綜合素質的提高，培養了學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，給同學創造了更多的語言表述和與他人交流的鍛煉機會。

（三）運用現代化教學手段，攻克教學難點

電磁學有些內容比較抽象，微觀過程比較復雜，如靜電屏蔽、電介質極化、鐵磁物質的磁化、渦電流、磁聚焦、磁透鏡等,這些概念用語言難以表達清楚，學生普遍反映這部分容難學。運用現代化教學手段，是攻克教學難點的有利武器。我們把這些難點細分出，制作成多媒體課件，通過圖形的三維動畫或模擬實驗，展現出它們的物理現象和規律，一目了然。在教學中，通過多種媒體配合使用，計算機、投影儀、DVD各顯其能，聲、光、電、圖、文并舉,充分發揮現代化教學手段的不可替代的作用,吸引學生的注意力。教師在課堂抓住難點耐心講授，各個擊破，注意和學生互動交流，多提問題讓學生回答，解答學生提出的難點問題，攻克這些教學難點。

運用現代化教學手段不僅加大了信息量，提高了課堂教學效率，而且將電磁學中的一些無法觀察的復雜微觀過程通過多媒體模擬、仿真，形象地展示出來，克服了粉筆+黑板的傳統教學手段的弊端，有效解決了教學中的難點問題。

三、實踐教學的改革

（一）做好實驗前的預習

高職院校的學生，很多學生在高中學習期間做物理實驗很少，實驗能力較查，這種現象在全國高職院校都很普遍。我們加強基本的實驗技能訓練和能力培養，要求學生首先做好實驗前的預習工作，實驗前的預習好壞將直接影響實驗教學的進程和效果。每次做實驗前，在理論課上用5-10分鐘上都對該次實驗提出具體的預習要求：包括實驗目的、實驗主要儀器和設備、實驗方法、實驗內容與注意事項，布置2—3道實驗預習思考題，做好實驗預習報告書。明確要求學生沒有預習，不能進實驗室做實驗。每次做實驗前，參加實驗指導的兩位老師都檢查學生的實驗預習情況，發現實驗預習做的好的學生及時給于表揚，沒有達到要求的及時指出，這樣堅持下來，效果顯著。學生在實驗前，對本次實驗有了充分的了解和準備，實驗則能順利進行，按時完成，對實驗中可能出現的問題，有思想準備，從容應對，杜絕了到實驗室忙于抄實驗報告、做實驗馬虎的現象，也大大減少了做實驗發生意外，損害儀器的現象。

（二）加強實驗指導、改革實驗考核方式

高職院的學生剛開始實驗技能較差，有許多學生串、并聯等基本的電路不會聯接，不會使用電源、萬用表和示波器。我們加強教師的指導力量，理論課教師、實驗教師共同參加指導，對實驗操作能力教差的學生具體多加指導。我們還添置了新實驗儀器，將以往的4人一組改為2人一組，創造條件，讓學生多實驗。通過實驗和指導，使學生熟練了電路的聯接，學會能排除電路常見的故障，掌握數據處理方法和常用儀器的使用方法，提高了實驗技能。

過去的電磁學實驗考核主要由實驗報告和考勤確定實驗成績，占20%計入理論考試總成績。一部分學生認為，只要實驗報告抄的好，也能取得好成績，或者認為只占20%無所謂。為了調動學生的做實驗積極性，使學生重視實驗，我們改革考核方式，將實驗單獨進行考試。實驗考試前，實驗室對學生開放，學生可以到實驗室進行復習。實驗考試項目以本學期的所做實驗項目為主，增加一些綜合性、設計性實驗的的項目。學生抽題進行操作考試，主要考查學生操作的正確及熟練程度，對實驗數據的處理，誤差分析及寫出實驗報告的能力。實驗考試、成績單列，對實驗教學有積極推動作用，使學生平時重視實驗課，認真做好每次實驗。

（三）增加實訓周、加強實踐性教學環節

高職教育強調以就業為導向、以職業能力為本位，高職教育必須重視學生實踐能力的培養。為此，我們在電磁學課程教學改革中，在制定教學計劃時專門增加了實訓周，加強實踐性教學環節，使實踐教學學時數與理論教學學時數接近1：1。在實訓教學計劃中，我們安排了焊接基本技能訓練、萬用表的安裝與校準、電表改裝與校準、電子射線的電偏轉與磁偏轉、電子射線的電聚焦與磁聚焦等。我們培養的學生畢業后絕大多數在電子企業一線從事產品的裝配、檢驗、測試、校準等工作，實訓內容盡量做到與生產實際接軌，使學生感到對今后工作有用。一周的實訓,每天都有不同項目可做，學生感到新鮮，興趣很高，當學生學會了按裝萬用表，校準后和實驗室使用的也不差，愛不釋手，喜悅心情難以言表。通過實訓，強化了學生的實踐技能訓練，加強知識的綜合運用，確實學到了許多課堂上學不到的東西，有利于提高職業素質，養成嚴謹的工作作風，同時培養了團隊合作精神。

四、結語

最近幾年，考入高職院校的學生由于高中物理基礎參差不齊，在電磁學課程教學中遇到的問題較多。我們在電磁學課程的教學改革中，做了積極的實踐與探索，取得了良好的效果。我們將不斷地積累經驗，努力創新，讓電磁學這門經典的、應用廣泛、科技含量高的課程，發揮活力，放出光彩，為高職教育應用電子人才培養做出貢獻。

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