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關鍵詞 電磁場與電磁波 課程教學探究 現(xiàn)代信息技術 整合
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
1 省內(nèi)外相關研究現(xiàn)狀分析
“卓越人才培養(yǎng)計劃”要求學校培養(yǎng)出基礎扎實、知識面寬、創(chuàng)新實踐能力強、具有社會責任感、團隊合作精神和卓越人才培養(yǎng)潛質的優(yōu)秀學生。對于我校電信、電科專業(yè)學生而言，最好的平臺之一就是利用好每一年一度的電子設計競賽和物理創(chuàng)新大賽。而要想在各類大型競賽中獲得成績，學生必需要有扎實的理論知識。其中電磁場與電磁波是高等院校通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。如何上好這門基礎課，給同學們提供扎實的理論指導，是卓越人才培養(yǎng)計劃必然要求。信息化是當今世界經(jīng)濟和社會發(fā)展的大趨勢，當代教育技術的發(fā)展，給電磁場與電磁波課程的學習帶來新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術與學科課程整合成為當前教育研究的一個熱點內(nèi)容。研究信息技術與電磁場與電磁波課程整合，對于整體優(yōu)化教學過程，深化高等教育改革，增進學生的專業(yè)知識學習效果，提高學生的信息技術能力，培養(yǎng)學生的合作意識和創(chuàng)新精神具有重大的現(xiàn)實意義。作為一門探究性課程。我們將如何信息技術與電磁場與電磁波課程整合方面進行了初步的探討。將“知識、能力、人格”的培養(yǎng)理念落實到具體教學環(huán)節(jié)中。推行啟發(fā)式、探究式、討論式、小制作等授課方式，將創(chuàng)新實踐能力訓練貫穿于課程教學之中。
2 課程教學改革研究對促進教學工作、提高教學質量的作用和意義探究
（1）作為一門探究性課程，電磁場與電磁波課程是通信工程、電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。它以麥克斯韋方程為根本基礎構建電磁理論的知識體系，它研究自然界中電磁現(xiàn)象和電磁過程。近年來材料、光子晶體等領域的理論研究和材料研發(fā)的突破給經(jīng)典電磁理論帶來了勃勃生機。
（2）另一方面，電磁場與電磁波課程對于學生的動手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)遺跡從事相關科學研究都具有基礎性的重要意義，對于學習其它相關專業(yè)（如通信技術、電力系統(tǒng)、電子技術、激光技術、光學工程等）的課程也有重要影響。
（3）以多媒體技術和網(wǎng)絡技術為核心的信息技術在教育領域中的應用是教育信息化的重要標志。通過電磁場與電磁波課程的探究教學與當代信息技術的整合與深化，使學生掌握電磁場與電磁波課程知識所涉及的相關科學方法，有效提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高學生知識拓展能力和自我學習能力。
3 課程教學探究的實施方案
3.1 具體研究對象和內(nèi)容
（1）我們將采用傳統(tǒng)板書、電子課件、網(wǎng)絡和視頻多種手段結合。課內(nèi)講授與課外討論和制作相結合、基礎理論教學與學科前沿講座結合，基本理論訓練與科研實踐訓練相結合。（2）針對電磁場與電磁波是理論基礎課的特點，課堂教學主要采用探究式課堂教學法：即每節(jié)課突出一個主題，講清論透；每個主題，通過多種形式的師生互動，及時了解學生的疑難問題和創(chuàng)造欲望。（3）鼓勵和指導有能力的學生提早進入科研實踐訓練、參加各類科技競賽。將學生撰寫課程小論文融入教學全過程，從中選出有質量的項目進入科研實踐訓練。構建多樣化應用型人才，培養(yǎng)應用型、復合型、技能型人才，增強畢業(yè)生就業(yè)能力；完成本課的預期目的。（4）電磁場與電磁波也是一門實踐性很強的課程，其研究對象——場是區(qū)別于實物的物質形態(tài)，具有抽象的特征。為避免課程教學的數(shù)學化，我們將充分應用當代信息技術的優(yōu)勢，比如說應用視頻教學資料增強學生的感性認識和動手能力，同時反過來應用于當代信息技術，充分發(fā)展學生的物理思維和物理探究能力。（5）我們將充分利用好點子競賽等創(chuàng)新平臺，促進電磁場與電磁波的教學。
3.2 課堂教學改革研究擬達到的目標
在課堂教學中，突出學生的參與性，使他們主動獲取而不是被動接受科學結論，強調思維互動，使學生感覺電磁場與電磁波發(fā)人深思，不難入門。作為電磁理論基礎的麥克斯韋方程是從大量個體電磁實驗總結而得的“共性”規(guī)律。同時，電磁場與電磁波與其他物理學分支也具有“共性”和“個性”的關系。針對這一特點，教學中注意引導學生“相似性形象思維”，開展“抽象思維”，促成“頓悟思維”。學生感覺電磁場與電磁波思路清晰，容易理解。激發(fā)學生學習興趣，經(jīng)常采用課堂討論，由學生提問，在教師引導下大家討論，總結得出準確認識。由于分析“電磁場和電磁波”要在多維時空中抽象思維，課堂教學充分使用多媒體，盡力使用圖像和色彩搭配，使學生建立正確的物理圖像。
3.3 課堂教學改革研究擬解決的主要問題
（1）突出科學性和探究性。電磁場與電磁波探究式教學，強調學生能力的培養(yǎng)。教學中遵循“物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)—物理現(xiàn)象的描述—物理過程的分析—結果驗證與實驗測量”，再現(xiàn)科學研究過程，突出物理學實驗性的特征。教學中注意知識拓展，充分聯(lián)系實際應用和現(xiàn)代科技發(fā)展，提高了學生學習興趣和畢業(yè)生就業(yè)的適應性。（2）重視物理思維和學生能力培養(yǎng)。課程教學中鍛煉“相似性形象思維”，提高“抽象思維”，促成“頓悟思維”。采用多媒體手段、有效使用圖示，幫助學生正確建立物理圖像，認識物理過程。提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)他們的科學創(chuàng)新能力。（3）推進個性化教育。探究式教學可以使具有不同基礎的學生各有所獲。課程網(wǎng)站的建立和電磁場與電磁波論壇的開通，也將有效推動個性化教育的實施。
4 課堂教學改革研究的特色和應用價值及推廣
4.1 特色
（1）通過網(wǎng)絡解答學生的問題，及時了解學生的創(chuàng)造欲望。（2）通過課外閱讀、討論與講座擴展學生視野，引導學生了解學科前沿發(fā)展動態(tài)，將有些問題安排給學生進行課外閱讀和討論，提高學生獨立分析問題的能力。
4.2 創(chuàng)新點
（1）網(wǎng)絡與視頻教學可以擴展學生自主學習空間，有些問題通過播放視頻，讓學生可以直觀地理解電磁現(xiàn)象基本規(guī)律的內(nèi)涵。（2）多種形式的師生互動，可以了解學生的學習與創(chuàng)造欲望。（3）科研實踐訓練培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力，從學生課程論文中，挑選有質量的項目進入科研實踐訓練。 鼓勵和指導有能力的學生參加各級科研訓練項目與科技競賽。
4.3 應用價值及推廣
（1）當代教育技術中網(wǎng)絡視頻教學提供了傳統(tǒng)教學中所沒有的優(yōu)勢。通過播放演示實驗中的與電磁場與電磁波現(xiàn)象相關的視頻資料，學生可以直觀地理解這些現(xiàn)象及其物理內(nèi)涵。（2）任課教師通過課后答疑和討論、電子郵件、學生QQ群，解答學生的問題，了解學生的創(chuàng)造欲望，指導有能力的學生開展科研實踐訓練、參加各類科技競賽。這種教學方式不僅對提高學生的理解能力、動手能力、創(chuàng)新能力都有相當好的效果，同時也可以促進本課程的教學改進也很有益。（3）同時這種教學模式還可以推廣到其他物理類基礎學科，對于改變傳統(tǒng)的教學模式，增強教學效果以及學生的動手能力和知識理解都有很好的借鑒作用。
電磁場與電磁波是物理學發(fā)展比較成熟的一門學科，從電磁理論發(fā)展史看，章章節(jié)節(jié)中滲透著科學家的成功思想和方法，讓學生了解并學習這一點，對于培養(yǎng)學生學習方法，培養(yǎng)學生的物理直覺和科學素質是十分有益的，這也是本課程教學的一個目的。本課程教學的基本要求是：使學生系統(tǒng)而深入地掌握靜電場和靜磁場理論，掌握電磁波的傳播和電磁場輻射規(guī)律，并能夠熟練運用知識分析和解決相關電磁問題。
參考文獻
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關鍵字：Mathematica，電動力學，課堂教學
中圖分類號：G423.07 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
引言
大學高等教育通常致力于培養(yǎng)專業(yè)基礎扎實、有較強實踐能力和拓展?jié)摿Α⒏挥袆?chuàng)新精神的本科人才。其中理工科專業(yè)要求學生系統(tǒng)掌握專業(yè)基礎理論、基本實驗方法和實驗技能，并具有較強的數(shù)理基礎。近些年，大學普遍擴招，生源質量下降，學生數(shù)學基礎不夠扎實，冷門專業(yè)情況更是嚴重，不少學生往往因專業(yè)知識在數(shù)學計算上的復雜及相關定理、概念和過程的抽象等問題而失去學習興趣，導致專業(yè)課的教學學習效果不夠理想[1]。
基于此種情況，已有不少人把多種現(xiàn)代教育技術如Matlab，Java，Mathematica等軟件應用到課堂教學中[2， 3]，使現(xiàn)代教學技術在提高學生學習積極性、優(yōu)化課堂、提高課堂效率等方面取得了較好的效果。Mathematica是一款科學計算軟件，其很好地結合了數(shù)值和符號計算引擎、圖形系統(tǒng)、編程語言、文本系統(tǒng)以及與其他應用程序的高級連接。很多功能在相應領域內(nèi)處于世界領先地位，截至2014年，它也是世界上使用最廣泛的數(shù)學軟件之一。普遍認為Mathematica的標志著現(xiàn)代科技計算的開始，它是世界上通用計算系統(tǒng)中最強大的系統(tǒng)。自從1988以來，它已經(jīng)對科技和其它領域中計算機的運用方式產(chǎn)生了深刻的影響，并且在國外教學工作中獲得了廣泛的應用[4， 5]。從google學術搜索中搜尋Mathematica以及Education相關條目，有近十萬條結果。從高中到研究生數(shù)以百計的課程都使用它，并有多本關于Mathematica教學的圖書出版，涵蓋多門專業(yè)教學。Karim等人[5]甚至還基于Mathematica軟件開展了遠程教學。而在我國，雖然教師們對于現(xiàn)代化手段在教學中的應用很早就開展了研究，但是一直以來不夠重視，特別是Mathematica軟件在教學中的應用和國際相比還處于初級階段，還沒有得到廣大教師的足夠重視和普遍使用。這從google學術檢索中就可以發(fā)現(xiàn)，Mathematica與教育教學等詞條相關的論文搜索結果還不到三千條。相關教學論文數(shù)量不夠充分，內(nèi)容也還很不深入，相關中文教材也處于缺乏狀態(tài)，并且這些研究主要分布于大學物理以及數(shù)學分析這兩門課程[2， 3， 6]。對于Mathematica在數(shù)學、物理等數(shù)學要求較高的大學各專業(yè)核心課程教學中的應用工作還未深入展開，而物理、電子等系核心專業(yè)課之一――電動力學的數(shù)學要求遠比普通理工科專業(yè)高，因此本文欲在前人研究基礎上，以電動力學部分難點的教學工作為例，展開深入分析，力圖引入Mathematica軟件輔助教學，消除學生對復雜公式的畏懼感，直觀準確地展示各種物理圖像，使學生對課程的學習有良好的進步。
1 應用
本文研究目的旨在借助于Mathematica軟件將學生從復雜的微分偏微分方程求解過程中解放出來，并用圖形和動畫直觀展示各重點難點，從而降低專業(yè)課的學習難度，達到提高學生學習積極性的目的，并使學生初步掌握Mathematica軟件的使用方法，提高他們學習新事物的能力。
電動力學是很多大學專業(yè)的主干課程之一，如電子、信息、通信、物理等學科。其主要內(nèi)容就是麥克斯韋方程組的來由及其在各種條件下的具體應用。此處我們以電磁波的傳播為例，在瞬變條件下，變化的電場和磁場相互激發(fā)，形成在空間傳播的電磁波。單從字面描述以及電磁波方程來看，較為抽象。學生一般很難理解。通過使用Mathematica軟件，我們可以將平面電磁波的傳播用圖1展示。從圖1中可以清晰看出平面電磁波的幾個特性：1，平面電磁波是橫波；2，電場、磁場以及傳播方向三者是相互垂直的； 3，電場和磁場是同位相。
圖1是靜態(tài)圖，實際上，通過圖2所示代碼，我們還可以用動畫演示電磁波的傳播。圖2所示代碼形式簡潔，接近于自然語言，這樣就讓學生無須較高的編程水平即可自行編寫代碼，容易激發(fā)學生的學習興趣。圖2所示代碼會生成一個簡潔易懂，易于操作的界面，可以通過設置循環(huán)播放，良好地演示電磁波的傳播。通過“waves”按鈕可以分別演示不同個數(shù)的完整波形，時間軸可以快速或慢速地動態(tài)演示電磁波的傳播過程，讓學生輕松理解電磁波傳播過程。
除了平面電磁波在無界空間的自由傳播之外，平面電磁波在兩塊平行板之間的傳播，也能形象清晰地展示。如圖3所示，此圖可以大大加深學生對電磁波傳播的理解，便于學生學習。誠然此圖所需代碼較為復雜，不僅需要相關的電動力學知識，還必須熟悉偏微分方程求解理論，此外對Mathematica軟件的使用熟悉程度也有要求，學生難以短時間內(nèi)獨立完成，需要進一步的訓練之后才可能完成。類似的內(nèi)容可以讓學生課后完成，作為考核內(nèi)容，這樣可避免學生過于依賴該軟件而忽視數(shù)學學習的重要性。
總而言之，Mathematica應用到電動力學課堂教學中，能讓教學過程更生動，促進學生學習理解。
2 結束語
當前我國大學專業(yè)課教學中，數(shù)學分析軟件的使用還處于初級階段。學生薄弱的數(shù)學基礎與專業(yè)課較高的數(shù)學分析要求是專業(yè)課學習過程中的主要矛盾之一。本文著力于解決由學生薄弱的數(shù)學基礎和抽象的專業(yè)概念所引起的在專業(yè)課學習上的困難，讓學生開闊視野，并培養(yǎng)學生利用工具軟件的能力。從而可以將專業(yè)課學習過程中的復雜數(shù)學問題交給專業(yè)數(shù)學分析軟件Mathematica來進行，學生只需掌握基本的數(shù)學原理，了解相關知識，配合Mathematica豐富的互動界面和圖形顯示功能，就能達到更充分更深層次理解內(nèi)容本質的目的。本文重點有機銜接了電動力學與Mathematica軟件，通過Mathematica在電動力學課堂教學上的使用，達到加強基本理論教學，擴展學生視野，引導學生關注科學前沿的發(fā)展動態(tài)，并訓練學生的創(chuàng)新精神，而且避免了學生過于依賴該軟件而置數(shù)學于不顧的情況。對于電動力學課程中的主要內(nèi)容，可以建立一系列相應的數(shù)值程序，進而開發(fā)一個系統(tǒng)性的課件，輔助課堂教學，這將會對教學效果產(chǎn)生很大的促進作用。
參考文獻
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（長江師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院，中國 重慶 408100）
【摘 要】柱函數(shù)是數(shù)學物理方法中的一個重要內(nèi)容，它包括貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)。這些函數(shù)表達復雜、性質眾多、計算過程繁瑣，學生在學習過程中感到很困惑。特別是柱函數(shù)積分計算比微積分中的積分要困難得多，通常使用洛梅爾積分教學計算。它的特點是只涉及同類柱函數(shù)乘積的積分。而在同軸諧振腔和同軸波導教學中，我們經(jīng)常要涉及不同種類柱函數(shù)乘積的積分。因此，對這類積分進行研究，得到一般公式并應用于教學。
關鍵詞 柱函數(shù)；洛梅爾公式；積分
Discussion on Cylindrical Function Teaching
HOU Shen－yong ZHAO Bo
(Institute of mathematical statistics, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)
【Abstract】Cylindrical function is an important content of methods of mathematical physics. It includes Bessel function, Neumann function and Hankel function. Since these functions have complex expressions, lot of properties and the complicated process of calculation, students feel difficult to master them. In particular, the integral of cylindrical function by Lomel integral is more difficult than it in higher mathematics, which is usually the integral of same kind cylindrical function. However, the integral of different kind cylindrical function will appears in the teaching process of coaxial resonator and coaxial waveguide. Hence, this integral will be studied in teaching process.
【Key words】Column; Function; Lommel formula; Integration
作者簡介：侯慎勇（1964.03—），男，漢族，重慶人，博士，長江師范學院，副教授，研究方向為高功率微波器件，在國內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了20余篇論文。
趙博（1979.05—），男，漢族，重慶人，碩士，長江師范學院，講師，研究方向為數(shù)學教育，在國內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了10余篇論文。
0 引言
在柱坐標系里對拉普拉斯方程進行分離變量，人們得到了貝塞爾方程。它的解可由貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)表示[1-2]。在一般的數(shù)學物理方法的教材都給對它們的許多性質進行了詳細的介紹。通過教師的講解，學生都能夠有效的掌握這些函數(shù)的性質和并且靈活的應用它們。但是，數(shù)學物理方法對柱函數(shù)的積分講解不多，一般只介紹了貝塞爾函數(shù)的有關的積分，這對學生的后繼課程的學習會帶來不利的影響。因為在電動力學、電磁場與電磁波、微波工程課程中，經(jīng)常會出現(xiàn)柱函數(shù)的積分，因此，在數(shù)學物理方法的教學中介紹一些柱函數(shù)的積分方法有助于學生對該課程學習。
本文針對這一問題，在柱函數(shù)積分的計算方面進行一些探討。
1 柱函數(shù)的性質
在電動力學、電磁場與電磁波、微波工程的教學中，常常會出現(xiàn)在如圖1所示的同軸圓。
Tmn（x）=AmnJm（x）+BmnYm（x）（4）
Jm（x）和Ym（x）分別是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù)，Amn和Bmn是與x無關的常數(shù)，Tmn（x）是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù)的線性組合。通常稱Tmn（x）是同軸波導的柱函數(shù)。在以下的討論中，我們介紹柱函數(shù)Tmn（x）的一些性質：
通過matlab軟件畫出Tmn（x）與Jm（x）和Ym（x）隨x變化的圖形，如圖2。圖中m=3，A=B=1。
從圖2中，可以看到Tmn（x）與Jm（x）和Ym（x）和一樣都是準周期振蕩函數(shù)，而且Tmn（x）的零點在Jm（x）和Ym（x）的零點之間。這樣可以幫助學生了解柱函數(shù)零點的性質。
在貝塞爾方程的教學過程中，學生都知道貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)都有以下的公式：
然而，柱函數(shù)Tmn（x）是否具有相似的性質? 在教學中引導學生證明了Tmn（x）對（5）~（7）也同樣成立。
關于貝賽爾函數(shù)的積分，經(jīng)常應用到的積分是洛梅爾積分公式[4]：
它主要出現(xiàn)在于圓波導中的相關計算中。但是，在同軸圓波導中，由于電磁場是通過（1）~（3）表示，因此，在電磁場的功率和不同模式的耦合的計算中，往往需要計算。但是，（8）~（9）式不能有效的解決這一積分的計算。為此，我們引導學生推導該積分公式：
式（10）~（11）是對洛梅爾積分公式的推廣。
從式（6）~（11），我們可以發(fā)現(xiàn)貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)和柱函數(shù)Tmn（x）存在相似的性質，這些關系能夠加深學生對貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)的認識，提高他們在后繼課程對這些積分的計算能力。
2 柱函數(shù)的應用
在這里，通過事例說明（10）~（11）的應用。
例1 計算
解: 這個積分在同軸圓柱波導的教學中經(jīng)常出現(xiàn)，無法使用公式（8）~（9）計算，而使用（10）~（11）可以方便的計算出個積分：
例2 在同軸圓波導和同軸諧振腔計算電磁場的功率時，會出現(xiàn)計算的兩個積分
其中：vmn、R0是常數(shù)。
解：如果不采用公式（8）和（9），這兩個積分是很困難的，而采用公式（10）和（11）時，過程就顯得很簡單。我們可以直接得到該積分
通過以上的推導，發(fā)現(xiàn)使用公式（10）和（11）能夠貝塞爾函數(shù)與諾伊曼函數(shù)的乘積的積分和柱函數(shù)的積分變得容易簡單。這給教學帶來極大的方便，在學生后繼課程的學習中對它們的學習提供一定的幫助。
3 結論
本文對柱函數(shù)的性質進行了研究，發(fā)現(xiàn)它與貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)存在相似的性質。這將有助于提高學生學習積極性，增加它們對貝塞爾函數(shù)的認識，有助于學生的后繼課程的學習。
參考文獻
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CDMA與3G技術、移動通信系統(tǒng)與工程這二門課是目前廣泛使用的通信網(wǎng)、通信系統(tǒng)及相應的技術，理論教學與實際應用的結合.在課程群內(nèi)部，各課程之間即有縱向知識的聯(lián)系，又有橫向內(nèi)容的關聯(lián).利用現(xiàn)代教學手段提高教學效果充分利用信息資源，利用豐富的多媒體課件形象地展現(xiàn)課程內(nèi)容和移動通信系統(tǒng)流程，提供豐富的網(wǎng)絡資源進行課程內(nèi)容的跟蹤和復習，對一些比較復雜的通信過程，用nash的形式輔助進行講解，從而極大地激發(fā)學生的學習興趣，使學生能夠主動學習，了解更多的知識.
采用類比方式優(yōu)化學習效果移動通信課程內(nèi)容更新快，基本理論和關鍵技術理解難度大，但是該課程和前期的通信原理等課程內(nèi)容銜接緊密，很多內(nèi)容有相似性.在教學過程中，以前期課程的知識點為例進行類比，加強課程內(nèi)容的融合.在講解TD一SCDMA同步過程等具體系統(tǒng)知識點時，以教師為基站，以學生為終端進行上下行同步過程的講解.在進行移動通信呼叫流程和物理層過程講解中，以學生日常撥打手機和被叫等過程為例進行現(xiàn)場講解，同時結合手機終端和系統(tǒng)基站的具體結構進行類比和實例分析.
以完成項目的方式引導學生獨立思考在整個課程中規(guī)定兩次“Proect’’作為課下作業(yè)，該部分內(nèi)容由學生主動完成，上交時間不作硬性要求.教師確定“Project”的方向和實現(xiàn)的大致目標，題目和具體內(nèi)容由學生確定.學生大部分以科研論文的形式上交，通過“Project’’方式培養(yǎng)學生對具體工程和對象的整體把握能力.為達到目標，學生需要查閱大量的文獻，并且進行整理和分析，給出自己的方案和實現(xiàn)步驟，提高了學生獨立思考能力和綜合分析能力.
論文關鍵詞：建構主義學習理論；建構主義學習理論；電動力學
1．引言
《電動力學》課程是物理本科專業(yè)的一門重要專業(yè)課，也是理論物理的第一門基礎課。它是在學生學習了高等數(shù)學、數(shù)學物理方法和電磁學等基礎課程之后開設的。分析整個電動力學教材的內(nèi)容體系，我們不難看出，矢量分析和數(shù)學物理方法好比電動力學的雙腿，電磁學的實驗、定義、公式、方法和應用則是它的軀干，而物理概念、物理思想、物理圖像和物理思維方式是它的靈魂。
由此可見，學生的數(shù)學基礎特別是對矢量、張量分析的掌握是學好整個課程的關鍵，沒有這個基礎，學生就無法領會電動力學的定義、公式和方法。電動力學本身是一門較難也比較枯燥的理論課程，如果此時教師不注意對學生進行學習方法和學習自主性的引導，就很容易滋生厭學清晰，從而影響教學質量。本文利用建構主義理論針對電動力學中如何處理一些知識的教學做了一些探討，希望達到拋磚引玉的目的。
2．建構主義理論
建構主義是當代教育心理學的一場革命，代表人物是著名心理學家皮亞杰(．Piaget)。建構主義理論的核心內(nèi)容可以用一句話來概括：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)對知識意義的主動建構]。建構主義理論內(nèi)容豐富、流派紛呈，本文只對建構主義理論中對學習及教學的認識加以淺析。
2．1建構主義理論對學習的認識
建構主義理論認為學習是學生在原有經(jīng)驗基礎上主動進行意義建構的過程，這種過程要在實踐中或者在學生與環(huán)境的相互作用中通過新舊知識間的反復相互作用而建構而成。在此過程中學生依靠同化和順應來組建自己的知識結構。同化是指把外來的信息納入已有的知識結構中，以豐富和加強原有的思維取向和行為模式；順應是通過學生原有的知識結構與新的信息產(chǎn)生沖突，調整原有認識結構，從而建立新的認知結構。通過不斷地同化——順應——同化——順應……循環(huán)往復，相互交替，將新知識轉化、組織和重新組織，并納入到自己的知識體系中。這就是學習的過程。
2．2建構主義理論對教學的認識
建構主義認為教學是學生在教師設置的情景中通過交流和協(xié)作對知識進行主動加工的過程。它不是知識的傳遞，而是對知識的處理和轉換。學生對知識的處理和轉換，只能由學生自己來建構完成，所以在教學中不能把教師對知識的理解傳遞給學生，而要從學生原有的知識經(jīng)驗出發(fā)，引導學生從原有的知識經(jīng)驗中“生長”出新的知識經(jīng)驗。即教學的關鍵其實是向學生展示這些結論是如何得到的，而不是去熟記這些結論。
3．建構主義理論對指導電動力學教學的啟示
3．1學生基礎現(xiàn)狀分析
學生經(jīng)過對經(jīng)典物理學力學、熱學、光學和電磁學的學習，已經(jīng)有了一定的物理基礎知識和分析、解決物理問題的能力，并且已經(jīng)形成自己的學習．方法和習慣。但目前的基本現(xiàn)狀是：數(shù)學基礎知識特別是矢量計算基礎較差、先行課程電磁學的知識有很多已經(jīng)生疏或遺忘、學生習慣接受教師“咀嚼”好的知識和方法，不愿意也不會自己去思考和總結，在學習的主動性和積極性方面還存在很多不足。
上述問題在班上是普遍存在的，它為電動力學的正常教學提出了了刻不容緩的難題，如果不運用適當?shù)氖侄胃闱宄W生的知識狀況，并能及時調整知識的講授方式以便能適當與先行課程做好銜接，就勢必給學生學習電動力學造成很大的困難，對教師的教學也是一個很大的障礙。
3．2建構主義對教學的指導——兩個案例的分析
(1)“位移電流”的教學
‘位移電流假說是麥克斯韋為了將穩(wěn)恒情況下電磁場所滿足的麥克斯韋方程 (積分形式為推廣到普遍情況(包括穩(wěn)恒和非穩(wěn)恒)而引入的一個定義。這是一個很重要的新概念，也是一個比較抽象的概念。學生的思維里可能比較熟悉的是傳導電流的性質。
穩(wěn)恒情況下，磁場的安培環(huán)路定理的積分那么在非穩(wěn)恒情況下，磁場的環(huán)流這個地方，書上的闡述是由麥克斯韋方程與電荷守恒定律之間的矛盾來引入這個概念的口。這是用理論來講授理論，當然推理嚴密，講解簡單。但在教學中，我覺得可以從大家熟悉的含有平行板電容器的充、放電電路(圖1)來講述，學生會更領會“位移電流”的本質。
現(xiàn)考慮以L為邊界作曲面S1和S2，其中曲面S1通過導線的橫截面，有自由電子穿過S1;而曲面S2通過電容器的兩極板之間，沒有自由電子穿過S2. 這說明，盡管兩個曲面的邊界L是相同的，但穿過曲面的傳導電流并不一樣，也就是說這個方程不能推廣到非穩(wěn)恒電流的情況。
為了解決這個矛盾，麥克斯韋提出了“位移電流”的假設，將方程稍做修改為就代表“位移電流”的貢獻。下面再來計算的表示式。利用 ×)所以直接比較得出：由此式我們就很容易看出：位移電流的本質是變化的電場，它和傳導電流一樣都能激發(fā)磁場。引入位移電流以后，上述電路的全電流可表示為：這個全電流在整個電路中是連續(xù)的。對上式取散度(并用到 這樣一來，平板電容器充、放電電路中出現(xiàn)的矛盾就得到解決：在電容器兩極之間隨時間變化的電場形成了位移電流它把電容器極板中間斷的電流．廠連接起來，使全電流．Jr具有閉合的性質。
(2)“諧振腔”的教學
第四章四、五節(jié)討論的是有界空間的電磁波的傳播問題，以矩形波導和諧振腔為例，研究了高頻電磁波的傳播的駐留行為。從知識的角度來看，本章屬于運用理論解決實際問題的類型，在前面，先給學生回顧和講解分離變量法求解亥姆霍茲方程中的定解問題，同時讓學生學會分析理想導體的邊界條件。有了這兩個基礎以后，后面介紹的具體例子——諧振腔和波導問題的求解就應該不是重點，學生只需要針對具體情況分析好邊界條件就沒有困難。
我們知道諧振腔是儲存某一特定頻率的電磁能量的器件，常用于選擇并發(fā)射某一頻率的電磁波。我覺得作為一種光學的應用器件，講授它的功能、用途以及為何具備這樣的功用是很有必要的。在教學中可以從復習學生比較熟悉的LC振蕩回路的知識來過渡到對諧振腔的講解。我們知道，低頻電磁波是利用
如圖(2)所示的LC振蕩回路激發(fā)的，首先用外電源給電容器充電至U，合上開關k以后，儲存在電容器內(nèi)的電場能與電感中的磁場能在不停地相互轉換，形成電磁振蕩。LC回路振蕩頻率為
【關鍵詞】遙感技術 中學地理教學 課程資源
一、現(xiàn)代遙感技術的發(fā)展
《遙感導論》是作為一名地理專業(yè)的學生需要在大學學習的基礎課程。在高中的課程學習中，我們就已經(jīng)知道地球上的物體都在不停發(fā)射、反射和吸收電磁波，而且不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。而遙感（Remote sensing，簡稱RS）就是指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標物的特征和性質及其變化的綜合探測技術。[1]
遙感技術是在20世紀60年代興起的一門技術。人類從古代就向往著“順風耳”、“千里眼”，隨著這一技術的產(chǎn)生，它就像人類的另一雙眼睛，能夠從另一個高度感知地球。但是在以前這是一門處于高科技領域的技術，普通人很難接觸到，當然也很難運用到。但是隨著社會的發(fā)展、科學的進步，這一門以前“高高在上”的技術在生活中的運用也越來越普遍，各種遙感軟件平臺大眾化，普通群眾也能夠很容易地在某些網(wǎng)站下載遙感影像。
另一方面，遙感技術會被廣泛應用，也正是因為它的功能十分強大。現(xiàn)代遙感技術視域廣闊，檢測范圍大，可覆蓋整個地球。能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測，在自然災害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、遺產(chǎn)保護及可持續(xù)發(fā)展等多個領域都能夠發(fā)揮其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉樹地震震后以及13年廬山縣震后，航空影像圖都起到了關鍵作用。強烈地震往往會造成一些地區(qū)交通和通信中斷，嚴重影響外界對受災情況的判斷和相應決策。如何盡快獲取受災信息，成為指導救災工作的關鍵。而高分辨率遙感觀測技術，正是精確獲取災區(qū)數(shù)據(jù)的最重要的手段之一。遙感地球所將地震后獲取的遙感數(shù)據(jù)，共享給參與救災的國家有關部門和災區(qū)政府，并將衛(wèi)星數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站上供社會免費使用，為精確判斷災情和救災指導發(fā)揮了重要參考作用。
二、遙感技術在中學地理教學中的應用
由此可見，遙感技術已不再高深莫測，它逐步走進我們的生活并為我們所用。作為一名地理師范生，我們將來更多地會參與到中學地理教學當中，雖然偶爾會有部分教師在教學中也運用到了一些遙感影像，但總的來說這種趨勢還并不明顯。那到底遙感技術能不能運用到中學地理教學中呢？我認為是能的。
比如在人教版高中地理必修一第四章第三節(jié)《河流地貌的發(fā)育》中，就有講述黃河三角洲的發(fā)育。教材當中只用到了一張黃河三角洲的衛(wèi)星影像圖，但是為了讓學生能夠更清楚地感知到黃河三角洲的發(fā)育速度十分迅速，我們可以采用多張不同時期的衛(wèi)星影像圖來進行對比教學。現(xiàn)代黃河三角洲是1855年以來，黃河沖積作用形成的，從那時至今衛(wèi)星影像的數(shù)量有很多，教師也很容易獲取。
除了在必修一自然地理的教學中運用到遙感技術，必修二人文地理也同樣可以大量的運用到遙感技術。例如城市內(nèi)部的空間結構、城市化、農(nóng)業(yè)地域與工業(yè)地域類型、交通運輸?shù)牟季忠约叭祟惻c地理環(huán)境的協(xié)調發(fā)展都可以通過加入遙感影像豐富課堂素材，提升教學質量。以高中地理必修二第二章第三節(jié)的《城市化》為例，教材上使用了大量的圖片，但都是一些地圖或者圖表，學生們只能抽象的去理解城市化的進程，卻難以有一個具體的印象。然而遙感影像卻能夠很好地解決這個問題。從不同時期的遙感影像上我們能夠很清楚地看出一個城市城市化進程地快慢與程度。學生也能夠從影像上清晰地找出一個區(qū)域的房屋、河流、植被等等，從而通過自主學習得出《城市化》這一節(jié)內(nèi)容的知識點，打破了以往的傳統(tǒng)教學。
當然，遙感技術不僅可以運用到中學地理教學當中，也應該運用到其中。一方面是遙感技術可以豐富地理教學的課程資源。地理重在觀察，學生們習慣了看各種地圖、圖表，而遙感影像看得卻并不多。事實上遙感圖像可以真實、客觀的觀察到廣闊的地域空間和地物，實時性強。且信息豐富，具有綜合性的特點，因此打破了傳統(tǒng)教學中圖片信息過時、圖片范圍太小的缺點，進一步充實課堂。另一方面遙感技術也能夠培養(yǎng)學生從影像中獲取信息的能力。在遙感影像上有許許多多的信息，它們有的是直接的，有的是間接的。直接信息能夠提升學生的讀圖看圖能力，而間接信息能夠增強學生間接獲取信息的綜合能力，同時還能讓學生明白“眼見不一定為實”，很多知識是隱藏在事件背后的，我們需要去思考、去挖掘，探索求真的精神是科學創(chuàng)新與進步的原動力。并且要間接獲取隱藏的信息需要用到數(shù)學、物理、計算機等學科的知識，從而也培養(yǎng)了學生的綜合實踐能力。
雖然，現(xiàn)如今遙感技術在中學地理教學中的應用多數(shù)是使用了一些遙感影像，但是我相信遙感技術作為地理教學的一項課程資源，還有很多潛在的價值等待我們?nèi)ネ诰颉Ｔ谖磥淼闹袑W課堂上，必定還會有更多的形式、更多的機會運用到遙感技術！
一、光信息科學與技術國家一類特色專業(yè)
我校光信息科學與技術專業(yè)歷史悠久、辦學基礎好、生源質量高、專業(yè)方向應用性強。為適應國家對激光科學與技術及光信息技術高素質人才的需求，發(fā)揮我校光信息科學與技術專業(yè)應用性強的優(yōu)勢，圍繞“特色教育，服務社會”的宗旨，2009年申報成功了光信息科學與技術國家第一類特色專業(yè)，目標是建設一個以激光科學與技術和光信息技術兩個專業(yè)方向為優(yōu)勢方向，特色鮮明的名牌專業(yè)，使之在培養(yǎng)質量方面達到或接近國內(nèi)一流水平。在專業(yè)邊緣領域，大膽開拓，不斷擴展研究內(nèi)容，使該專業(yè)成為國內(nèi)激光科學與技術和光信息技術方向高級人才的培養(yǎng)基地，滿足社會發(fā)展需要，為同類型高校相關專業(yè)建設和改革起到示范和帶動作用。電動力學作為該專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎課程，需進行教學內(nèi)容和教學方式的改革，以適應特色專業(yè)的建設和培養(yǎng)高質量畢業(yè)生要求。
二、電動力學課程教學現(xiàn)狀及課程特點
電動力學課程內(nèi)容，對大多數(shù)學生來說感覺到比較難學。原因是知識點較多，抽象難懂。數(shù)學推導復雜，要求有較強的數(shù)理基礎。雖然有些電動力學問題接近實際，比如波導問題、天線問題，但學生要理解和解決這些問題，需要一定的過程，由于上述問題的存在，使初學者常常感到電動力學課枯燥無味、難以入門；上課聽講似懂非懂，下課做題無從下手。并且,由于招生數(shù)量的增加,極大降低了師生比,降低了學生與老師交流的幾率。同時，現(xiàn)代大學生與80年代大學生比，缺乏主動思考意識和能力，都嚴重影響電動力學課程的教學效果。
三、教學改革設想及實施
我校光信息科學技術專業(yè)本科生的培養(yǎng)中,激光器及技術是一個重要的專業(yè)方向。因此在電動力學課程教學中,如何將與專業(yè)基礎相關教學內(nèi)容更扎實、有效地貫穿教學，并激發(fā)學習興趣，采取以下教學改革設想及措施：3.1教學內(nèi)容改革根據(jù)專業(yè)特點，對教學內(nèi)容進行調整，并適當引申，為學生后續(xù)的平臺課如物理光學、激光原理，以及專業(yè)課如激光器件、導波光學等奠定良好基礎。比如，對電磁波傳播的相關內(nèi)容重點講解并結合教師的科研等背景進行引申及拓展。其中關于模式及其形成條件，結合導波光學及物理光學內(nèi)容，概念交待清楚，條件講解透徹，為后續(xù)課程的學習奠定良好基礎。在亥姆霍茲方程的講解中，引入前沿熱點問題如“負折射率”問題，使學生了解其理論基礎。在教材中作為選學內(nèi)容的高斯光束問題，對該專業(yè)的學生交待清晰，為后續(xù)的激光原理奠定基礎。凡此不再贅述，總之，對教學內(nèi)容的制定，以為學生更好學習后續(xù)課程及激發(fā)學習興趣為原則。3.2教學方式改革在電動力學課程的教學中，改變以往單純板書、課件的教學模式。嘗試使用討論式教學、課程小論文及結合教師科研講座與板書、課件相結合的教學方式。傳統(tǒng)板書教學方法對公式的推導及其有利，也符合學習的學習習慣。但在涉及較抽象問題時，使用課件教學更直觀、形象，有利于學生對具體問題的理解。如涉及形成模式的條件———駐波問題，以及偶極子天線的輻射問題，利用課件的動畫演示，極大提高了教學效果。在課程的講解中，穿插討論式教學，實現(xiàn)教師和學生的互動，調動學生學習的主動性。教師結合課程中不同章節(jié)的內(nèi)容及特點，設置具體問題在課堂上展開討論是一種形式。對于課程小論文及教師科研講座，安排在電磁波的傳播內(nèi)容講解之后，有利于培養(yǎng)學生的興趣和創(chuàng)造性。我們的教師梯隊均為博士畢業(yè)，涉及光學、物理電子學、光學工程、凝聚態(tài)物理、計算電磁學五個學科，且承擔包括國家自然基金、“863”、“973”及工程類項目，為結合不同的學科開展前沿問題講座，并將研究成果引入課堂，激發(fā)學生學習興趣提供了良好條件。為此，在課程教學中穿插了與課程相關的前沿問題講座。比如全固態(tài)激光器的研究進展、光子晶體及ZnO納米材料研究進展等，通過前沿問題講座的嘗試，學生積極性很高，取得了預期效果。關于課程小論文，我們安排在了講座之后，教師根據(jù)專業(yè)特點和學生基礎，給出題目和時間節(jié)點，其間學生與教師有交流，教師進行指導，使學生更好地完成小論文，只是這個環(huán)節(jié)需要的時間較長，需要教師后續(xù)跟蹤并總結。通過科研講座及小論的嘗試，以初步取得成效，所教授的學生據(jù)此參加了全國大學生創(chuàng)新大賽并獲獎，所研究結果也在相關刊物發(fā)表文章。這種教學模式的探索，極大提高了學生學習的能動性，有利于培養(yǎng)學生的學習興趣及提高培養(yǎng)質量。
關鍵詞：電磁場與微波技術；工程實際；考核制度
作者簡介：張具琴（1980-），女，河南信陽人，黃河科技學院電子信息工程學院，講師；賈潔（1982-），女，河南安陽人，黃河科技學院電子信息工程學院，助教。（河南鄭州450063）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）17-0054-02
隨著信息時代的發(fā)展，作為信息主要載體發(fā)展方向的高頻電磁波—微波，不僅在衛(wèi)星通信、計算機通信、移動通信、雷達等高科技領域得到了廣泛的應用，而且已經(jīng)深入到了各行各業(yè)中，在人們的日常生活也扮演著重要角色。因此對于電子信息專業(yè)的學生來說，電磁場、微波技術與天線類課程在目前及今后都是不可缺少的主干專業(yè)課程。[1，2]但由于該課程的自身特點及對于該課程教學的一些傳統(tǒng)認識，使得學生對該課程的知識和技能的學習和掌握不能滿足國內(nèi)對電磁場與微波技術及其相關專業(yè)人才的需求。為提高該課程教學質量和人才培養(yǎng)質量，尤其是針對三本院校的應用型人才培養(yǎng)目標，筆者認真分析了該課程教學中的問題，結合課程特點和“三本院校”學生的實際情況，對該課程進行了一系列的改革和實踐探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“學”中的主要問題
該課程傳統(tǒng)的教學方法是以事實性知識傳授為教學目標，即課程內(nèi)容是介紹“是什么”“為什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，過分強調理論，而缺乏對知識的實際應用。
目前該類課程所用教材多為一本學校編著，這些教材整體突出課程內(nèi)容的完整性和理論分析的嚴密性。對于理論基礎一般也較為薄弱、更注重實際應用能力的三本學生來說算是“天書一部”，學習起來也“味同嚼蠟”，教師授課也是事倍功半，教學效果很不理想，很多三本學校對該課程的開設是“形同虛設”。
該類課程的教學模式仍是以理論教學為主的，教學方法和內(nèi)容很少涉及該課程的實際知識應用和人才就業(yè)的方向指導，結果學生學完后除了知道有很多公式推導外，對該課程其他方面相關內(nèi)容知之甚少，所以缺乏學習動力，教學效果不佳。
對于該課程的考核制度多為“一刀切”模式，即“考試分數(shù)定高低”，未能考慮學生的個體差異，忽視學生學習能力、學習過程、學習方式差別，不能很好調動學生的積極性和主動性。
二、改革方法和措施
1.改革傳統(tǒng)的事實性知識傳授的教學目標，更注重對實際應用能力的培養(yǎng)
在教學內(nèi)容中，增加具體理論的應用實例分析，[3]使學生對電磁場和微波的實用性有較好的認識；增加微波技術在新科技和社會生產(chǎn)生活中的實際應用的一些例子，使學生有更強的學習興趣和學習動力；課程中很多知識點的引入，都以思考題和小的科研課題的形式提出，使學生應用所學的理論知識分析解決實際問題的能力與創(chuàng)新、研究能力得到相應的鍛煉。
增開相應的微波實驗項目，使學生的實際動手能力得到很好提高，考慮到實驗室建設的成本的問題，可以通過先引入微波的仿真實驗項目或者引入與現(xiàn)有的大學物理實驗、通信原理實驗等成熟實驗項目相結合的實驗項目。[4]
2.突破傳統(tǒng)的一本院校所編教材的限制，使學生在有限的時間內(nèi)掌握具有生命力的知識基礎和必要技能，以滿足高素質應用人才知識結構和素質結構的需求
在實際授課過程中注重將“電磁場與電磁波”、“微波技術”和“天線理論”有機結合，采用電磁場與微波技術結合的自編的簡本教材為授課教材，把天線及應用作為擴展補充教材，將三者精要貫穿于教學中。這大大節(jié)約了理論教學時間，使學生有更多的時間參與到實踐中去，有利于培養(yǎng)學生應具有的實踐能力。
具體教學內(nèi)容方面：加強了該課程中的最基本的電磁場的概念、定理的講解，力求夯實該門課程的基礎；增加了微波在新科技中的應用和微波的發(fā)展前景的介紹和大量的網(wǎng)絡理論應用實例分析等，有利于學生學習目標、學習興趣的建立和實際應用能力的提高；針對該門課程涉及知識面廣、理論性較強的特點，對于只是涉及而非重點內(nèi)容大膽刪減或者采用增加附錄的形式直接給出，這樣有利于學生有針對性地學習；對于課程中的概念采用“量綱分析法”，使學生對概念的物理意義有更深地理解，應用起來能夠更加嫻熟；對于其他新知識的引入采用“概念—方程—新概念”教學模式，順著學生的理解思路，水到渠成；更加注重了理論與實踐的結合，每個具體的理論講完后，立即有相應的實例分析，既有利于提高學生的實際分析問題的能力又有利于提高其學習興趣。
3.改革傳統(tǒng)的理論教學為主的教學方法，開展“以應用為基本出發(fā)點”的理論教學方法研究
（1）以應用為本，確定理論教學的研究方法。在教學大綱和簡本教材中，弱化理論講解，重視實際解決問題能力的提高，主要采用“用什么理論，講什么理論”和選學、自學內(nèi)容相結合的模式，即讓大多數(shù)學生學到了本課程的主要內(nèi)容，又讓學有富余的學生得到更深層次的提高。
（2）注重對學生進行思維能力與應用能力的訓練。改變傳統(tǒng)的純理論講解、缺少實際應用實例的情況，在教學過程中注重理論講解、實例分析、習題課相結合；以思考題和小的科研課題的形式，對學生進行有效的思維能力與應用能力訓練。
（3）具體教學方法中，采用多種方法相結合，尤其是板書和多媒體相結合教學。對于主要理論、公式的推導，以板書教學為主，有利于學生的理解和接受；而對于一些介紹性知識、實例講解和仿真實驗方面，可輔以多媒體教學和動畫演示，豐富學生的感性認識和知識量。
（4）注重案例教學。例如，以往年學生的畢業(yè)設計為案例，闡明微波是如何用來解決實際問題的；提出目前理論應用于實際的方向和技術瓶頸，鼓勵同學們探索和研究，力爭做到理論與實踐相互聯(lián)系，相互穿插，相輔相成，使學生真正從這門課程中學到“實惠”，即掌握了具體知識的應用，也為其以后的就業(yè)指明了方向。
（5）開設“第二課堂”教學法。針對學生層次的差異，可以采用課堂教學與網(wǎng)絡教學相結合的方式、給出小型科研調研題目等方式，[5，6]使每個學生的潛能都能得到最大的發(fā)揮。充分利用黃河科技學院（以下簡稱“我校”）的校企業(yè)合作平臺，讓學生利用半年左右的時間充分參與到微波天線企業(yè)一線的科研和生產(chǎn)中，在理解整機工作原理的基礎上，研究實際的產(chǎn)品部件；通過在學生與學生之間、學生與老師之間、工程技術人員之間對出現(xiàn)問題的討論，使學生更全面地思考和理解問題，另一方面也能使學生掌握和了解最新的知識，適應科技高速發(fā)展的需要，實現(xiàn)與時俱進。
4.改革傳統(tǒng)的考核制度“一刀切”模式，開辟“多樣化的柔性”考核制度
結合“因材施教”的指導方針，認真考慮學生的個體差異，增強“第二課堂”的作用，開設“老生研討課”，加重過程考核，提出開卷考試制度等方案，極大地調動了學生的積極性和主動性，提高了教學效果。傳統(tǒng)的終結性考核以理論知識、標準答案、閉卷形式為主。改革后的考核方式更加注重過程考核，加入調研報告成績，課程小結成績實，實踐環(huán)節(jié)成績；考試試卷上增設選做題目、課程設想等，給學生充足的學習空間，有利于激發(fā)學生的學習自主性，提高學習的自覺性和自學能力；考試采用開卷形式，重視知識的應用而弱化死記硬背，加強學生的應用能力的考核。
另外，本課程的教學中也廣泛利用網(wǎng)上電子教案、習題庫等教學資源，為學生的自學和課后復習提供了一定的空間，隨著課程網(wǎng)絡資源的建設，教學中可利用校園網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡教學、在線測試、在線答疑。
三、改革實踐的效果
課程教學目標和教學內(nèi)容的調整，理順并抓住了根本，節(jié)省了時間，避免了枯燥繁冗的數(shù)學推導過程，使學生接觸更多的工程實踐，適應了三本學校的應用型人才目標；教學方法、教學手段的改革，加強了理論與實際的聯(lián)系，避免了學生對該課程中一些難而無用的知識糾結，側重工程實際應用，使他們的實踐能力大大提高；考核方式的改革，使學生的學習積極性得到了全面地調動，學生能夠主動參與到學習過程中，學習方式靈活、學習興趣也有了很大的提高。
改革后學生能夠積極主動地參與到“電磁場與微波技術”的學習中，通過親身體驗和相關內(nèi)容的學習，積累和豐富直接經(jīng)驗，促進學生掌握了該課程的基本知識和基本技能，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神、實踐能力和終身學習的能力。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：本課程的合格率達到了95％以上，優(yōu)秀率將近40％；有近50％的學生投入到該課程的研討式學習和科研課題研究中，6名同學在科技期刊上發(fā)表了科研論文；三屆畢業(yè)設計有13名學生做了該方向的課題，[7]其中3名同學取得了優(yōu)秀畢業(yè)設計的成績；在兩屆全國大學生電子設計大賽中，2名同學選擇了該方向的創(chuàng)新設計并取得了優(yōu)異成績；該方向的就業(yè)率和考研率都有很大提高，2005級以來三屆近400名畢業(yè)生中就有15名學生從事該方向工作，實現(xiàn)了我校該方向就業(yè)的零的突破，有近30名畢業(yè)生選擇該方向為研究生報考方向。
四、結束語
該課程的教學改革和實踐在教學質量和人才培養(yǎng)方面取得了一定的成績，但教學改革任重道遠，要培養(yǎng)出既具有理論知識基礎又具有較強實踐能力的適應時代的高素質應用人才，必須與時俱進地調整和充實教學的各個環(huán)節(jié)，協(xié)調和配合好教學體制和機制的多方面才能達到最佳效果。
參考文獻：
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【關鍵詞】中職物理；機電專業(yè)；課程優(yōu)化
我校是機電類中職學校，開設有數(shù)控、機制、電子、模具、機械等專業(yè)，在各專業(yè)中開設中職物理這門基礎課，目的是在初中物理的基礎上，進一步學習和掌握運動學、力學、幾何光學、熱學、電磁學及原子能等相關知識，為專業(yè)學習打下基礎。如何實現(xiàn)這一目標使之有效地服務于機電各專業(yè)成為課程改革的的關鍵，本文認為應從以下幾個方面著手。
一、立足崗位，面向專業(yè)，優(yōu)化課程結構
物理是機電類專業(yè)的基礎課程，必須立足于機電類崗位，服務于機電類專業(yè)課程。機電類中職培養(yǎng)機電技術及應用方面的操作維護使用及管理技能型人才,面向制造業(yè)各崗位。制造業(yè)為國民經(jīng)濟各部門，包括國防和科學技術的進步提供先進的手段和裝配，其技術裝備是數(shù)控機床（CNC）、柔性制造單元（FMC）和柔性生產(chǎn)線，這些裝備的操作使用、維護管理要求高，需求復合型人才，并且隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，機電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝備技術水平在不斷提高，對機電設備操作使用維護要求也提高，制造類各崗位如機械制造、數(shù)控加工編程、汽車維修、模具加工與修理、電子產(chǎn)品裝配、機電維修、機電產(chǎn)品質量檢驗、機電設備營銷等等都需要多門課程知識的綜合，需要扎實的專業(yè)基礎知識，強調基礎及對崗位的適應能力和以后的擴展能力。中職生在短短三年間掌握機電類某一崗位群所需的全部知識和技能是不可能的，只能是掌握該崗位群所需的基本知識與基本技能，只有夯實基礎，拓寬基礎，才能提高社會的適應能力。專業(yè)基礎課是為專業(yè)崗位服務的，而物理課在提高學生的科學素養(yǎng)、為機電類專業(yè)基礎課程打基礎方面起著無可替代的作用，所以物理是機電類專業(yè)基礎的基礎，其內(nèi)容與結構必須滿足專業(yè)與崗位的需求。
考慮到機電類各專業(yè)后繼課的特點，將物理分為I、II兩類：I類包括知識模塊有：直線運動，牛頓運動定律，沖量與動量，功與能，曲線運動、萬有引力定律，機械振動與機械波，分子運動論、理想氣體，熱量與功，靜電場，恒定電流，磁場，電磁感應，電磁振蕩和電磁波，幾何光學，光的本性，原子和原子核。II類是將I類中的靜電場，恒定電流，磁場，電磁感應，電磁振蕩和電磁波內(nèi)容合并到電工基礎中。II類是面向電子、計算機等專業(yè)，對物理、電工、電子等課程的要求相對較高。在第一學期開設《物理》，而第二學期起就依次開設《電工基礎》、《模擬電子》和《數(shù)字電子》三門課程。I類是面向機械、機械制造、模具等專業(yè)。另外，增加選修模塊，如自制物理實驗、創(chuàng)新制作內(nèi)容。各個不同專業(yè)學時數(shù)亦不相同。
二、做學合一，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
物理課教學中的學主要是指理論知識學習；做是做實驗、做習題和課外活動，主要是實踐過程，無論是學還是做，都是為了理解基本概念與定律，分析物理現(xiàn)象與自然規(guī)律，掌握物理科學方法與知識。由于各種原因，中職生入學的實際情況是基礎差、底子薄，文化素質相對較低，但其思維能力和智力水平并不低。按照職業(yè)教育觀點[1]，他們只是智力類型的不同，而非智力水平的高低。中職生的培養(yǎng)目標是技能型人才，注重實際應用與操作。鑒于上述情況，中職物理教學首先要調動學生主動參與學習過程，發(fā)揮其主體能動作用，發(fā)掘其能力與潛力；其次加強技能培養(yǎng)。為此采取如下措施：（1）在學的方面，降低理論知識的難度，強調實用性和實踐性，注重培養(yǎng)學生的學習能力和分析問題、解決問題的能力，淡化理論推導，突出物理概念的理解，注重計算能力的培養(yǎng)，并將部分概念與定律內(nèi)容實驗化，轉化為可以做的內(nèi)容，加大課堂演示內(nèi)容及份量；同時采用多樣化教學手段，充分運用投影、幻燈、錄象、計算機輔助教學軟件（CAI）等現(xiàn)代化手段進行教學，注重形的視覺作用，加深對物理概念與定律的理解。對于每個章節(jié)，明確目標任務，以任務為驅動，教師指導學生主動思考，學生帶著思考的頭腦進入課堂。理論聯(lián)系實際，聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，聯(lián)系專業(yè)實際，聯(lián)系學生實際，循序漸進，由淺入深。（2）做的方面，充分利用習題、實驗與課外活動。這樣在學中做、在做中學，做學合一，發(fā)揮學生的學習積極性、主動性，增強學生的主體意識，提高學生的動手能力，掌握科學方法，提高科學素養(yǎng)。
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是深化教育體制和結構改革、全面推進素質教育的重點，創(chuàng)新教育要求學生學習的是解決問題的方式方法，而不僅僅是知識的本身。在中職物理教學過程中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力應從以下三個方面進行：（1）在理論課教學中訓練學生的創(chuàng)新能力，設計提問，激發(fā)學生問題意識，引入課題；指導學生發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)學生思考、交流、探究；引導學生獨立學習，啟發(fā)學生大膽質疑；注重挖掘物理教材中的研究問題的方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。（2）在習題教學中培養(yǎng)中學生創(chuàng)新能力，一題多解，訓練學生的發(fā)散思維；一題多變，訓練學生思維的靈活性。（3）在物理實驗教學過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，在規(guī)定學生完成一定的實驗計劃和要求的前提下，可以鼓勵、引導學生不拘泥于教材中的做法，進行一些創(chuàng)新改進，或自己另外設計不同的方案或者自己提出實驗研究課題，設計開放性實驗，設計實驗方案，獨立或與同學合作進行實驗。（4）在課外活動中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，舉辦“異想天開”發(fā)明創(chuàng)造“金點子”方案競賽；舉辦發(fā)明創(chuàng)造講座、科普知識講座、發(fā)明創(chuàng)造作品展覽；開展“小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作、科學小論文”等競賽，以激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，增強創(chuàng)造能力。
三、對教師的要求
物理理論與實驗教學設計與實施，需要高素質的教師隊伍。教學過程設計、教學情景設計、學生情況分析、創(chuàng)新能力培養(yǎng)都對教師提出了很高的要求，不僅要求教師具有豐富的相關專業(yè)知識與嫻熟的實踐技能，而且要具有靈活的教（下轉第149頁）（上接第145頁）學方法、較強教學情景設計能力和現(xiàn)場調控能力和創(chuàng)新教學能力。為此，教師必須經(jīng)常收集資料、補充自己的專業(yè)知識、了解最新科技動態(tài)，及時掌握科技方面的新技術、新工藝、新設備及崗位所需技能；鉆研教學藝術，深入學生調查研究分析，做到因材施教。如教學過程設計中每個章節(jié)找出恰當?shù)那腥朦c，“萬有引力定律”以“人造衛(wèi)星、黑洞例子”切入；“機械波”以“地震、超聲波和次聲波”切入；“能量守恒”以“長江三峽”切入；“電場中的導體”以“靜電的防止和利用”切入；“電阻定律”以“超導”切入；“磁場”以“磁懸浮列車”切入；“原子核”以“核武器”切入等。引入這些例子，不僅可以引出問題，激發(fā)學生學習興趣，還可增強學生對科學的崇尚。
總之，機電類中職物理教學面對新的形勢，必須堅持知識與技能并重原則，面向專業(yè)，立足崗位，打好基礎。
