马春林，程 菊

(淮阴师范学院物理与电子电气工程学院，江苏淮安223001)

电动力学课程教学改革的思考与实践

马春林，程 菊

(淮阴师范学院物理与电子电气工程学院，江苏淮安223001)

结合自身的教学实践，基于电动力学课程的特点，从教学内容、教学方法、学生的学习积极性、考核方式四个方面分析了教学中存在的问题及原因，并针对这些问题提出教学改革的思路.部分实践已在本校展开，取得了良好的效果.

电动力学课程;教学改革;实践

电动力学是物理学科的一门重要基础理论课，是物理学的“四大力学”之一.电子工程、通信、无线电等工科专业的“电磁场理论”、“电磁场与电磁波”等重要基础课程都属于该学科的范围.其具有符号、公式、概念抽象不易理解，推导内容多且复杂，教学效率低等特点.

鉴于电动力学课程的重要地位和特点，我们应该不断地探索如何对该课程实施恰当的、适合学科发展的教学工作.因此，如何改革现有的电动力学理论课程教学存在的问题，提高教学质量和效果，使之适应科学技术的飞速发展和当今社会需求的变化，已经成为人们研究和探讨的重要课题［1－4］.面对现状，我校成立了电动力学课题组，在充分调研的基础上，定期开会研讨，交流教学经验，制定一系列教改方案，并加以实施运用，取得了良好的效果.

1 电动力学教学现状和思考

1.1 教学内容

电动力学的教学内容的大体框架是电磁现象的普遍规律、静电场、静磁场、电磁波的传播和辐射以及狭义相对论五个部分［5］.其中只有电磁波内容在军事(探测、定位等)、日常生活(电视广播、通信等)、生产实际(波导、谐振腔、天线等)和物理学研究前沿(电磁污染、光纤通信等)应用广泛.在实际的教学工作中，教学工作者们往往将大量的时间用在由国家教委颁布的教学大纲范围内，重视静电场、静磁场等内容的基本理论、基本方法和电磁波在日常生活及生产实际中的应用，忽视了电磁波在军事和物理学前沿方面的应用.究其主要原因是电动力学课程不但自身具有数学推导多、概念抽象，教学难度大等特点，而且还有内容多，课时少，学生的数理基础不够扎实以及学习电动力学缺乏内动力等问题.为了提高考试通过率，教师通常会减少教学内容，降低教学要求，这改变了课程设置的初衷和教学目标，使得电动力学失去了原有的魅力和吸引力，也不利于学生探索精神、创新意识和自主性学习能力的培养.

1.2 教学方法

纵观我国的教学现状，传授式教学方法根深蒂固.授受式教学模式主要是以教师为中心，教师利用讲解、板书和各种媒体作为教学的手段和方法向学生传授知识，学生的学习完全属于被动型.这虽然在知识的传授方面有一定的意义，但却严重地影响了学生解决实际问题能力的发展，使得学生碰到问题没有耐心进行独立思考，降低了学生参与教学活动的积极性和主动性.

只有让学生成为教学活动的主体，充分发挥学生的主动性，使学生成为知识的探索者和创造者，才能使学生有自觉和持久的学习兴趣，提高电动力学的教学质量和效果.因此，电动力学课程的教学模式和方法的改进也成为教学改革的内容之一.

1.3 学生的学习积极性

淮阴师范学院物理学与应用物理学专业电动力学课程是在大三第二学期开设，到了这个阶段大部分学生已经有了明确的择业目标，如何找份好工作、如何取得较高的硕士研究生初试和复试成绩、如何能通过学校规定的各种等级考试(如国家英语四、六级，计算机二级等)是他们最优先考虑的问题，因此学习电动力学难免有些急功近利.虽然电动力学课程对于完善学生的知识体系具有重要的意义，对于军事、日常生活、生产实践等具有重要的理论价值，但部分学生因为在短时间内没有看到电动力学的实际用处，错误的认为教学内容与社会严重脱轨，所以对该课程的学习积极性不高，甚至出现厌学心理，导致学生上课时做自己的事情，不能全神贯注的学习该课程的相关内容.学生学习积极性不高另一个原因是由于电动力学课程自身特点决定的.学好电动力学，不仅要求学生要有较好的物理思想，扎实的数学基础，还要在课后将大量的时间和精力用在预习和复习上，这样才能在课堂上跟上教师的教学进度.部分学生因为数理基础差，没有分配足够的时间来学习，在短时间内不能有所收获，觉得电动力学枯燥复杂、难于理解、并且毫无意义，也就失去了学习兴趣，使得学习成为一种负担.

教师常常感叹与抱怨，现在的学生一届不如一届，基础差、学习态度不端正、教学难等.面对这样的实际情况，还没有行之有效的办法来解决这个问题.如何激发学生学习电动力学的积极性，变被动为主动，真正品味电动力学课程学习的乐趣，是当下教师迫切需要解决的难题.

1.4 考核方式

在我校电动力学的考核方式由两部分组成，30%的平时成绩，70%的期末闭卷考试成绩.其中平时成绩包括学生的课堂表现，平时作业完成情况，期末考题则侧重于对书本知识的记忆与模仿，缺乏综合能力的测试.因此大部分学生注重最后期末考试，平时缺乏对电动力学课程学习的积极性，碰到问题不是去独立思考，而是从书本上找答案，通过考前进行临时性的死记硬背而完成该课程的考核.考试已不能反映学生对知识的掌握程度，成为了一种形式.这种考核方式并不能正确引导学生的探索式思维方式和研究性学习方法，不利于培养学生正确的思维模式与自学能力.因此完善课程考核方式已成为当前教改课题的当务之急.

2 电动力学课程教学改革的思考与实践

2.1 教学内容的调整

通过查阅电动力学教学改革文献和结合自身的教学实践，笔者认为电动力学虽然属于经典理论学科，但它的基本知识体系和框架结构也不是不可变动的.教学经验表明，大部分学生在面对电动力学复杂的运算推导时往往表现出畏难情绪，进而丧失了对电动力学的学习兴趣.因此，结合我校学生入学起点比较低、多数学生数学基础比较差的实际情况，在讲课之初增加了数学基础部分的讲解，主要包括矢量代数、矢量场论(梯度、散度、旋度)、并矢代数、张量分析和拉普拉斯方程的分离变量解，并配合相应的习题，且在以后的教学中做到常讲多练，帮助学生扫除数学上的障碍，使学生树立学好这门课的信心.同时在教学内容上虽有教材，但不拘泥于教材，进行有针对性的压缩与拓宽，压缩与《电磁学》重复部分的内容(电荷守恒定律、电磁感应定律、介质的极化和磁化等内容)，增加和充实电动力学领域中新发展的理论以及电磁理论在现代科学技术及生产中的应用(高温超导的迅速发展、光纤通信等)，使经典理论体现出现代知识结构的特色，从而使学生真正意识到电动力学的实际应用价值.

2.2 教学方法的改革

传统的授受式教学方法注重于教师的讲解，虽然在知识的传授方面有一定的意义，但不利于调动学生的学习积极性，不利于培养学生的综合能力和科学素质.因此根据电动力学课程的性质与特点，需要引入科学的教学方法与现代化教学手段，将其与传统的教学方法进行有效结合，使授课方式多样化，授课内容生动化、直观化，这将更有利于提高教学质量和效果.

(1)灵活运用教学方法.分析电动力学课程不同篇章、不同章节之间知识的关联，处理方法的共性与个性等，灵活运用各种教学方法达到事半功倍的效果.如静电场和静磁场在研究方法上相似，我们重点讲授静电场这一章，使学生掌握静电场的各种分析方法后，采用类比法处理静磁场的相关问题，这样有助于知识的融会贯通，培养学生获取和运用知识的能力.根据课程内容体系，教师应把握有利时机，创设问题情境，适时提问，吸引学生注意力，促进学生思维，加深对知识的理解和记忆，活跃课堂教学气氛.在教师启发式提问的方式的引导下，适时开展和组织课堂讨论，集思广益地进行学习，既能锻炼思维能力，又能提高分析问题、解决问题的能力.对教学内容及时归纳总结，形成单元之间知识的联络，促进学生对整体内容的掌握，如电磁场的“三量(方向导数、通量、环量)三度(梯度、散度、旋度)”［6］，电磁理论基本方程积分形式、微分形式、边界条件的对应等，有利于内容的理解，使学生形成课程知识体系网络.在讲授基础内容时用传统的授受法，而在介绍与基础内容相关的一些新理论、现代科技应用的技术等用渗透法，使学生了解电动力学现代科学发展的前沿，从而扩展学生的知识视野.

(2)合理采用多媒体教学手段.采用多媒体教学手段，使课程的改革和教学实施建立在现代教育技术平台之上.由于电动力学内容多，课时少，传统的“粉笔加黑板”很难在给定的学时内按照教学大纲的要求完成教学任务，采用多媒体辅助教学大大提高了课程的教学进度.通过多媒体，使得教学内容生动形象，如在电磁波的传播一章中，矩形波导中TE10波的电磁场和管壁电流的分布是难点，理论分析复杂，学生理解困难，利用多媒体中的动画效果，有关TE10波的电磁场和管壁电流在波导中的分布就能形象直观的展现在学生眼前，对学生理解疑难问题起到至关重要的作用，同时又激发了学生的学习兴趣，培养学生的创新能力.在使用多媒体时要注意讲课的语速，教师应根据教学内容合理地把握节奏，在重点、难点问题上速度要放慢，要让学生能够看清楚、有思考的余地和记录要点的“间隙”.当涉及到复杂而重要的推导时建议还是用板书的形式进行推导，使学生跟上节奏，有利于培养学生的逻辑推理能力.

2.3 教学效果的提高

(1)丰富课程考核的内容与方式.目前我校多数考试课程仍然使用传统的考核方式，学期末的闭卷考试是学生成绩的主要组成部分，而可训练他们能力的平时成绩仅仅占很小的比例，因此笔者认为考核改革的重点是加大平时成绩的比重，以学习为目的、考核为手段，使学生认识到学习过程的重要性.本课程为考试课程，应从多方面考核学生的知识和能力.首先原有的课堂表现与作业完成情况继续保留作为平时成绩的一部分，同时为了帮助学生认识和建立起整个课程框架结构，了解学生对单元知识的学习情况，每一单元结束时进行单元测试和总结是非常必要的，并将单元测试成绩作为平时成绩的一部分.此外附加研究性学习内容，坚持教研结合，鼓励和引导学生积极参与探究问题的学习活动，通过查阅相关的参考文献，相互协作开展对某一电动力学问题、科研课题的研究，培养学生获取知识、分析问题和解决问题的能力以及自主性学习和创新性学习的能力，并将研究性学习的结果形成小论文，最后教师以小论文的评定结果作为该门课平时成绩考核的一部分.最后期末试题应包括基础题、提高题、深化题，通过考试，让学生进一步了解在学习中所存在的问题，在今后的学习中进行弥补和改进.

(2)加强教师与学生之间的交流.调查中多数学生反映，高校师生关系不如高中时的密切，这主要是因高校师生之间缺乏沟通所造成的.多数教师与学生见面机会仅限于课堂，且无更多的交流，导致教师不了解学生，学生不关心教师，更谈不上关心教师讲授的内容，学生的学习兴趣越来越低，教师的教学效果越来越差，形成了恶性循环.如果教师能够与学生多交流多沟通，亲近学生，就能够在学生心中树立更好的形象，从而激起学生对学习的兴趣，使学生真正成为教学中的主体.

为了给师生间创造更多的交流机会、帮助学生解决疑难问题，我院安排教师定期在校值班，学生可以向老师请教在学习中存在的问题，教师可以利用值班期间到学生自习室进一步了解学生的学习情况，教师与学生之间的沟通与交流有利于教学相长.每次期中教学检查，分管教学院长、辅导员教师召集各年级班干部(如班长、考勤班长、学习委员等)和学生代表就课程教学问题开座谈会.通过座谈会，可以了解教师在教学过程中存在的问题，最后将座谈会的结果及时反馈给相关教师，有利于教师及时发现和矫正教学上的不足，针对学生学习中的难点，容易混淆的概念，经常出现的问题等，及时组织专题辅导，以习题课、辅导课等形式帮助学生解决学习困难，为今后更好的教与学打好基础.

(3)采用双主教学模式，提高学生的学习积极性.“以学生为主体，以教师为主导”的教学改革一直是各级教育部门探讨的问题，该教学方法具有很强的主体性、交互性、实践性等特点.电动力学课程施行“以学生为主体，以教师为主导，知识、素质和能力协调发展”的现代教育理念，教学中突出学生的主体地位，注重对大学生逻辑思维能力、分析问题和解决问题能力的培养，教与学双方相互支持、相互促进.为了突出以教师为主导，学生为主体，在教学的全过程中采用运用启发、引领、指导的方式进行拓展式、启发式的教学.注重师生互动，沟通思想，更大限度地挖掘学生的潜力，将理论知识与实际应用相结合，让学生从专业课的学习中享受学科知识的快乐，为学生营造一个宽松活跃的教学氛围.

(4)实行“层次化”教学.由于课时的限制和学生从业目标的不同，我校实施“层次化”教学，努力体现因材施教和以人为本的教学理念.《电动力学》课程分为两个层次开设，实行“层次化”教学，即:保证本科基本要求的《电动力学》以及用于让有兴趣的同学近一步钻研和提高的《电动力学(Ⅱ)》，分两个学期开设，前者为专业必修课(大三第二学期开设)，后者为专业选修课(大四第一学期开设)，列入人才培养计划严格执行，这种方法取得了较好的效果.以考研为例，《电动力学》课程优质的教学活动对学生知识与能力结构的构成、专业素质的培养等方面发挥了重要作用.学生在报考硕士生应试、复试或面试电类课程中取得理想成绩.最近几年的数据显示应届考取与本课程相关专业的硕士生人数占物理与电子电气工程学院考取总人数的百分比为65%左右，在生源文化基础相对薄弱的情况下，本课程在人才培养中较好地发挥出课程教学的功能与作用.

3 结语

电动力学是物理学专业的一门重要基础理论课程，为了提高学生的学习兴趣，培养学生的学习和思考的能力，需要在教学内容、方法和手段等方面进行不断的改革，使其具有更大的吸引力和魅力.本文所述的部分改革方法已在本校的电动力学课程教学中得到了应用，取得了明显的效果，受到了学生的欢迎，课程考试的平均成绩有了很大的提高，不及格人数明显减少，这也说明电动力学的教学改革取得了一定的成绩.

［1］李汝良，蒋逢春，马荣.全面改革电动力学课程的思考与探索［J］.商丘师范学院学报，2005，21(2).

［2］罗琬华.对电动力学课程改革的研究［J］.西南师范大学学报，2006，31(6).

［3］胡锦莲，孙文斌.关于电动力学课程教学方法的探讨［J］.安徽工业大学学报，2010，27(4).

［4］蔡根旺，张腊梅，张合斌.双主教学模式下电动力学课程教学改革研究［J］.高等函授学报，2009，22(6).

［5］郭硕鸿.电动力学［M］.北京:高等教育出版社，1997.

［6］刘金寿，郑泰玉，仲海洋.基础电动力学［M］.吉林人民出版社，2005.

G642

A

1008－7974(2011)10－0071－03

2011－04－10

马春林(1980－)，女，江苏涟水人，硕士，淮阴师范学院物理与电子电气工程学院教师.

(责任编辑:王前)