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第1篇

關(guān)鍵詞 電磁場(chǎng)與電磁波 課程教學(xué)探究 現(xiàn)代信息技術(shù) 整合

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 省內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀分析

“卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃”要求學(xué)校培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)、具有社會(huì)責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)合作精神和卓越人才培養(yǎng)潛質(zhì)的優(yōu)秀學(xué)生。對(duì)于我校電信、電科專業(yè)學(xué)生而言，最好的平臺(tái)之一就是利用好每一年一度的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和物理創(chuàng)新大賽。而要想在各類大型競(jìng)賽中獲得成績(jī)，學(xué)生必需要有扎實(shí)的理論知識(shí)。其中電磁場(chǎng)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(chǔ)課。如何上好這門基礎(chǔ)課，給同學(xué)們提供扎實(shí)的理論指導(dǎo)，是卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃必然要求。信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，當(dāng)代教育技術(shù)的發(fā)展，給電磁場(chǎng)與電磁波課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)新的春天。在新的教育理念下，探索信息技術(shù)與學(xué)科課程整合成為當(dāng)前教育研究的一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容。研究信息技術(shù)與電磁場(chǎng)與電磁波課程整合，對(duì)于整體優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，深化高等教育改革，增進(jìn)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的信息技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和創(chuàng)新精神具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。作為一門探究性課程。我們將如何信息技術(shù)與電磁場(chǎng)與電磁波課程整合方面進(jìn)行了初步的探討。將“知識(shí)、能力、人格”的培養(yǎng)理念落實(shí)到具體教學(xué)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(shí)踐能力訓(xùn)練貫穿于課程教學(xué)之中。

2 課程教學(xué)改革研究對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的作用和意義探究

（1）作為一門探究性課程，電磁場(chǎng)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(chǔ)課。它以麥克斯韋方程為根本基礎(chǔ)構(gòu)建電磁理論的知識(shí)體系，它研究自然界中電磁現(xiàn)象和電磁過(guò)程。近年來(lái)材料、光子晶體等領(lǐng)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(lái)了勃勃生機(jī)。

（2）另一方面，電磁場(chǎng)與電磁波課程對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)遺跡從事相關(guān)科學(xué)研究都具有基礎(chǔ)性的重要意義，對(duì)于學(xué)習(xí)其它相關(guān)專業(yè)（如通信技術(shù)、電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光學(xué)工程等）的課程也有重要影響。

（3）以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用是教育信息化的重要標(biāo)志。通過(guò)電磁場(chǎng)與電磁波課程的探究教學(xué)與當(dāng)代信息技術(shù)的整合與深化，使學(xué)生掌握電磁場(chǎng)與電磁波課程知識(shí)所涉及的相關(guān)科學(xué)方法，有效提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生知識(shí)拓展能力和自我學(xué)習(xí)能力。

3 課程教學(xué)探究的實(shí)施方案

3.1 具體研究對(duì)象和內(nèi)容

（1）我們將采用傳統(tǒng)板書、電子課件、網(wǎng)絡(luò)和視頻多種手段結(jié)合。課內(nèi)講授與課外討論和制作相結(jié)合、基礎(chǔ)理論教學(xué)與學(xué)科前沿講座結(jié)合，基本理論訓(xùn)練與科研實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合。（2）針對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波是理論基礎(chǔ)課的特點(diǎn)，課堂教學(xué)主要采用探究式課堂教學(xué)法：即每節(jié)課突出一個(gè)主題，講清論透；每個(gè)主題，通過(guò)多種形式的師生互動(dòng)，及時(shí)了解學(xué)生的疑難問(wèn)題和創(chuàng)造欲望。（3）鼓勵(lì)和指導(dǎo)有能力的學(xué)生提早進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練、參加各類科技競(jìng)賽。將學(xué)生撰寫課程小論文融入教學(xué)全過(guò)程，從中選出有質(zhì)量的項(xiàng)目進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練。構(gòu)建多樣化應(yīng)用型人才，培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力；完成本課的預(yù)期目的。（4）電磁場(chǎng)與電磁波也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其研究對(duì)象——場(chǎng)是區(qū)別于實(shí)物的物質(zhì)形態(tài)，具有抽象的特征。為避免課程教學(xué)的數(shù)學(xué)化，我們將充分應(yīng)用當(dāng)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)應(yīng)用視頻教學(xué)資料增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，同時(shí)反過(guò)來(lái)應(yīng)用于當(dāng)代信息技術(shù)，充分發(fā)展學(xué)生的物理思維和物理探究能力。（5）我們將充分利用好點(diǎn)子競(jìng)賽等創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波的教學(xué)。

3.2 課堂教學(xué)改革研究擬達(dá)到的目標(biāo)

在課堂教學(xué)中，突出學(xué)生的參與性，使他們主動(dòng)獲取而不是被動(dòng)接受科學(xué)結(jié)論，強(qiáng)調(diào)思維互動(dòng)，使學(xué)生感覺(jué)電磁場(chǎng)與電磁波發(fā)人深思，不難入門。作為電磁理論基礎(chǔ)的麥克斯韋方程是從大量個(gè)體電磁實(shí)驗(yàn)總結(jié)而得的“共性”規(guī)律。同時(shí)，電磁場(chǎng)與電磁波與其他物理學(xué)分支也具有“共性”和“個(gè)性”的關(guān)系。針對(duì)這一特點(diǎn)，教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生“相似性形象思維”，開展“抽象思維”，促成“頓悟思維”。學(xué)生感覺(jué)電磁場(chǎng)與電磁波思路清晰，容易理解。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，經(jīng)常采用課堂討論，由學(xué)生提問(wèn)，在教師引導(dǎo)下大家討論，總結(jié)得出準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。由于分析“電磁場(chǎng)和電磁波”要在多維時(shí)空中抽象思維，課堂教學(xué)充分使用多媒體，盡力使用圖像和色彩搭配，使學(xué)生建立正確的物理圖像。

3.3 課堂教學(xué)改革研究擬解決的主要問(wèn)題

（1）突出科學(xué)性和探究性。電磁場(chǎng)與電磁波探究式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教學(xué)中遵循“物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)—物理現(xiàn)象的描述—物理過(guò)程的分析—結(jié)果驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)測(cè)量”，再現(xiàn)科學(xué)研究過(guò)程，突出物理學(xué)實(shí)驗(yàn)性的特征。教學(xué)中注意知識(shí)拓展，充分聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用和現(xiàn)代科技發(fā)展，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和畢業(yè)生就業(yè)的適應(yīng)性。（2）重視物理思維和學(xué)生能力培養(yǎng)。課程教學(xué)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(xué)生正確建立物理圖像，認(rèn)識(shí)物理過(guò)程。提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)他們的科學(xué)創(chuàng)新能力。（3）推進(jìn)個(gè)性化教育。探究式教學(xué)可以使具有不同基礎(chǔ)的學(xué)生各有所獲。課程網(wǎng)站的建立和電磁場(chǎng)與電磁波論壇的開通，也將有效推動(dòng)個(gè)性化教育的實(shí)施。

4 課堂教學(xué)改革研究的特色和應(yīng)用價(jià)值及推廣

4.1 特色

（1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)解答學(xué)生的問(wèn)題，及時(shí)了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望。（2）通過(guò)課外閱讀、討論與講座擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，將有些問(wèn)題安排給學(xué)生進(jìn)行課外閱讀和討論，提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題的能力。

4.2 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)與視頻教學(xué)可以擴(kuò)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，有些問(wèn)題通過(guò)播放視頻，讓學(xué)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(dòng)，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)造欲望。（3）科研實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，從學(xué)生課程論文中，挑選有質(zhì)量的項(xiàng)目進(jìn)入科研實(shí)踐訓(xùn)練。 鼓勵(lì)和指導(dǎo)有能力的學(xué)生參加各級(jí)科研訓(xùn)練項(xiàng)目與科技競(jìng)賽。

4.3 應(yīng)用價(jià)值及推廣

（1）當(dāng)代教育技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)提供了傳統(tǒng)教學(xué)中所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)播放演示實(shí)驗(yàn)中的與電磁場(chǎng)與電磁波現(xiàn)象相關(guān)的視頻資料，學(xué)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(guò)課后答疑和討論、電子郵件、學(xué)生QQ群，解答學(xué)生的問(wèn)題，了解學(xué)生的創(chuàng)造欲望，指導(dǎo)有能力的學(xué)生開展科研實(shí)踐訓(xùn)練、參加各類科技競(jìng)賽。這種教學(xué)方式不僅對(duì)提高學(xué)生的理解能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力都有相當(dāng)好的效果，同時(shí)也可以促進(jìn)本課程的教學(xué)改進(jìn)也很有益。（3）同時(shí)這種教學(xué)模式還可以推廣到其他物理類基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)于改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增強(qiáng)教學(xué)效果以及學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)理解都有很好的借鑒作用。

電磁場(chǎng)與電磁波是物理學(xué)發(fā)展比較成熟的一門學(xué)科，從電磁理論發(fā)展史看，章章節(jié)節(jié)中滲透著科學(xué)家的成功思想和方法，讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)這一點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理直覺(jué)和科學(xué)素質(zhì)是十分有益的，這也是本課程教學(xué)的一個(gè)目的。本課程教學(xué)的基本要求是：使學(xué)生系統(tǒng)而深入地掌握靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)理論，掌握電磁波的傳播和電磁場(chǎng)輻射規(guī)律，并能夠熟練運(yùn)用知識(shí)分析和解決相關(guān)電磁問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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第2篇

關(guān)鍵字：Mathematica，電動(dòng)力學(xué)，課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

引言

大學(xué)高等教育通常致力于培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、有較強(qiáng)實(shí)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(xué)生系統(tǒng)掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，并具有較強(qiáng)的數(shù)理基礎(chǔ)。近些年，大學(xué)普遍擴(kuò)招，生源質(zhì)量下降，學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，冷門專業(yè)情況更是嚴(yán)重，不少學(xué)生往往因?qū)I(yè)知識(shí)在數(shù)學(xué)計(jì)算上的復(fù)雜及相關(guān)定理、概念和過(guò)程的抽象等問(wèn)題而失去學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致專業(yè)課的教學(xué)學(xué)習(xí)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(shù)如Matlab，Java，Mathematica等軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中[2， 3]，使現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)計(jì)算軟件，其很好地結(jié)合了數(shù)值和符號(hào)計(jì)算引擎、圖形系統(tǒng)、編程語(yǔ)言、文本系統(tǒng)以及與其他應(yīng)用程序的高級(jí)連接。很多功能在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)處于世界領(lǐng)先地位，截至2014年，它也是世界上使用最廣泛的數(shù)學(xué)軟件之一。普遍認(rèn)為Mathematica的標(biāo)志著現(xiàn)代科技計(jì)算的開始，它是世界上通用計(jì)算系統(tǒng)中最強(qiáng)大的系統(tǒng)。自從1988以來(lái)，它已經(jīng)對(duì)科技和其它領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)的運(yùn)用方式產(chǎn)生了深刻的影響，并且在國(guó)外教學(xué)工作中獲得了廣泛的應(yīng)用[4， 5]。從google學(xué)術(shù)搜索中搜尋Mathematica以及Education相關(guān)條目，有近十萬(wàn)條結(jié)果。從高中到研究生數(shù)以百計(jì)的課程都使用它，并有多本關(guān)于Mathematica教學(xué)的圖書出版，涵蓋多門專業(yè)教學(xué)。Karim等人[5]甚至還基于Mathematica軟件開展了遠(yuǎn)程教學(xué)。而在我國(guó)，雖然教師們對(duì)于現(xiàn)代化手段在教學(xué)中的應(yīng)用很早就開展了研究，但是一直以來(lái)不夠重視，特別是Mathematica軟件在教學(xué)中的應(yīng)用和國(guó)際相比還處于初級(jí)階段，還沒(méi)有得到廣大教師的足夠重視和普遍使用。這從google學(xué)術(shù)檢索中就可以發(fā)現(xiàn)，Mathematica與教育教學(xué)等詞條相關(guān)的論文搜索結(jié)果還不到三千條。相關(guān)教學(xué)論文數(shù)量不夠充分，內(nèi)容也還很不深入，相關(guān)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(xué)物理以及數(shù)學(xué)分析這兩門課程[2， 3， 6]。對(duì)于Mathematica在數(shù)學(xué)、物理等數(shù)學(xué)要求較高的大學(xué)各專業(yè)核心課程教學(xué)中的應(yīng)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(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)要求遠(yuǎn)比普通理工科專業(yè)高，因此本文欲在前人研究基礎(chǔ)上，以電動(dòng)力學(xué)部分難點(diǎn)的教學(xué)工作為例，展開深入分析，力圖引入Mathematica軟件輔助教學(xué)，消除學(xué)生對(duì)復(fù)雜公式的畏懼感，直觀準(zhǔn)確地展示各種物理圖像，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)有良好的進(jìn)步。

1 應(yīng)用

本文研究目的旨在借助于Mathematica軟件將學(xué)生從復(fù)雜的微分偏微分方程求解過(guò)程中解放出來(lái)，并用圖形和動(dòng)畫直觀展示各重點(diǎn)難點(diǎn)，從而降低專業(yè)課的學(xué)習(xí)難度，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的目的，并使學(xué)生初步掌握Mathematica軟件的使用方法，提高他們學(xué)習(xí)新事物的能力。

電動(dòng)力學(xué)是很多大學(xué)專業(yè)的主干課程之一，如電子、信息、通信、物理等學(xué)科。其主要內(nèi)容就是麥克斯韋方程組的來(lái)由及其在各種條件下的具體應(yīng)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(chǎng)和磁場(chǎng)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(lái)看，較為抽象。學(xué)生一般很難理解。通過(guò)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(gè)特性：1，平面電磁波是橫波；2，電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及傳播方向三者是相互垂直的； 3，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是同位相。

圖1是靜態(tài)圖，實(shí)際上，通過(guò)圖2所示代碼，我們還可以用動(dòng)畫演示電磁波的傳播。圖2所示代碼形式簡(jiǎn)潔，接近于自然語(yǔ)言，這樣就讓學(xué)生無(wú)須較高的編程水平即可自行編寫代碼，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。圖2所示代碼會(huì)生成一個(gè)簡(jiǎn)潔易懂，易于操作的界面，可以通過(guò)設(shè)置循環(huán)播放，良好地演示電磁波的傳播。通過(guò)“waves”按鈕可以分別演示不同個(gè)數(shù)的完整波形，時(shí)間軸可以快速或慢速地動(dòng)態(tài)演示電磁波的傳播過(guò)程，讓學(xué)生輕松理解電磁波傳播過(guò)程。

除了平面電磁波在無(wú)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(xué)生對(duì)電磁波傳播的理解，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。誠(chéng)然此圖所需代碼較為復(fù)雜，不僅需要相關(guān)的電動(dòng)力學(xué)知識(shí)，還必須熟悉偏微分方程求解理論，此外對(duì)Mathematica軟件的使用熟悉程度也有要求，學(xué)生難以短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成，需要進(jìn)一步的訓(xùn)練之后才可能完成。類似的內(nèi)容可以讓學(xué)生課后完成，作為考核內(nèi)容，這樣可避免學(xué)生過(guò)于依賴該軟件而忽視數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要性。

總而言之，Mathematica應(yīng)用到電動(dòng)力學(xué)課堂教學(xué)中，能讓教學(xué)過(guò)程更生動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)理解。

2 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)大學(xué)專業(yè)課教學(xué)中，數(shù)學(xué)分析軟件的使用還處于初級(jí)階段。學(xué)生薄弱的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)課較高的數(shù)學(xué)分析要求是專業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中的主要矛盾之一。本文著力于解決由學(xué)生薄弱的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和抽象的專業(yè)概念所引起的在專業(yè)課學(xué)習(xí)上的困難，讓學(xué)生開闊視野，并培養(yǎng)學(xué)生利用工具軟件的能力。從而可以將專業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中的復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題交給專業(yè)數(shù)學(xué)分析軟件Mathematica來(lái)進(jìn)行，學(xué)生只需掌握基本的數(shù)學(xué)原理，了解相關(guān)知識(shí)，配合Mathematica豐富的互動(dòng)界面和圖形顯示功能，就能達(dá)到更充分更深層次理解內(nèi)容本質(zhì)的目的。本文重點(diǎn)有機(jī)銜接了電動(dòng)力學(xué)與Mathematica軟件，通過(guò)Mathematica在電動(dòng)力學(xué)課堂教學(xué)上的使用，達(dá)到加強(qiáng)基本理論教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新精神，而且避免了學(xué)生過(guò)于依賴該軟件而置數(shù)學(xué)于不顧的情況。對(duì)于電動(dòng)力學(xué)課程中的主要內(nèi)容，可以建立一系列相應(yīng)的數(shù)值程序，進(jìn)而開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)性的課件，輔助課堂教學(xué)，這將會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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[4] N.F. Britton. Essential mathematical biology[M]. Springer， 2003.

第3篇

（長(zhǎng)江師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，中國(guó) 重慶 408100）

【摘　要】柱函數(shù)是數(shù)學(xué)物理方法中的一個(gè)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(dá)復(fù)雜、性質(zhì)眾多、計(jì)算過(guò)程繁瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到很困惑。特別是柱函數(shù)積分計(jì)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(xué)計(jì)算。它的特點(diǎn)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(dǎo)教學(xué)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(duì)這類積分進(jìn)行研究，得到一般公式并應(yīng)用于教學(xué)。

關(guān)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(jiǎn)介：侯慎勇（1964.03—），男，漢族，重慶人，博士，長(zhǎng)江師范學(xué)院，副教授，研究方向?yàn)楦吖β饰⒉ㄆ骷趪?guó)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(zhǎng)江師范學(xué)院，講師，研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)教育，在國(guó)內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了10余篇論文。

0　引言

在柱坐標(biāo)系里對(duì)拉普拉斯方程進(jìn)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(xué)物理方法的教材都給對(duì)它們的許多性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。通過(guò)教師的講解，學(xué)生都能夠有效的掌握這些函數(shù)的性質(zhì)和并且靈活的應(yīng)用它們。但是，數(shù)學(xué)物理方法對(duì)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(guān)的積分，這對(duì)學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)會(huì)帶來(lái)不利的影響。因?yàn)樵陔妱?dòng)力學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波、微波工程課程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)柱函數(shù)的積分，因此，在數(shù)學(xué)物理方法的教學(xué)中介紹一些柱函數(shù)的積分方法有助于學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)。

本文針對(duì)這一問(wèn)題，在柱函數(shù)積分的計(jì)算方面進(jìn)行一些探討。

1　柱函數(shù)的性質(zhì)

在電動(dòng)力學(xué)、電磁場(chǎng)與電磁波、微波工程的教學(xué)中，常常會(huì)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(wú)關(guān)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(dǎo)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(zhì)：

通過(guò)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(zhǔn)周期振蕩函數(shù)，而且Tmn（x）的零點(diǎn)在Jm（x）和Ym（x）的零點(diǎn)之間。這樣可以幫助學(xué)生了解柱函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì)。

在貝塞爾方程的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)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(zhì)? 在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生證明了Tmn（x）對(duì)（5）~（7）也同樣成立。

關(guān)于貝賽爾函數(shù)的積分，經(jīng)常應(yīng)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(dǎo)中的相關(guān)計(jì)算中。但是，在同軸圓波導(dǎo)中，由于電磁場(chǎng)是通過(guò)（1）~（3）表示，因此，在電磁場(chǎng)的功率和不同模式的耦合的計(jì)算中，往往需要計(jì)算。但是，（8）~（9）式不能有效的解決這一積分的計(jì)算。為此，我們引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)該積分公式：

式（10）~（11）是對(duì)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(zhì)，這些關(guān)系能夠加深學(xué)生對(duì)貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)的認(rèn)識(shí)，提高他們?cè)诤罄^課程對(duì)這些積分的計(jì)算能力。

2　柱函數(shù)的應(yīng)用

在這里，通過(guò)事例說(shuō)明（10）~（11）的應(yīng)用。

例1　計(jì)算

解: 這個(gè)積分在同軸圓柱波導(dǎo)的教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，無(wú)法使用公式（8）~（9）計(jì)算，而使用（10）~（11）可以方便的計(jì)算出個(gè)積分：

例2　在同軸圓波導(dǎo)和同軸諧振腔計(jì)算電磁場(chǎng)的功率時(shí)，會(huì)出現(xiàn)計(jì)算的兩個(gè)積分

其中：vmn、R0是常數(shù)。

解：如果不采用公式（8）和（9），這兩個(gè)積分是很困難的，而采用公式（10）和（11）時(shí)，過(guò)程就顯得很簡(jiǎn)單。我們可以直接得到該積分

通過(guò)以上的推導(dǎo)，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(jiǎn)單。這給教學(xué)帶來(lái)極大的方便，在學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)中對(duì)它們的學(xué)習(xí)提供一定的幫助。

3　結(jié)論

本文對(duì)柱函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)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(zhì)。這將有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增加它們對(duì)貝塞爾函數(shù)的認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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［2］胡崇斌.數(shù)學(xué)物理方法[M].2版.北京:高等教育出版社,北京大學(xué)出版社,2002.

［3］劉盛綱.相對(duì)論電子學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006.

第4篇

CDMA與3G技術(shù)、移動(dòng)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(yīng)的技術(shù)，理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合.在課程群內(nèi)部，各課程之間即有縱向知識(shí)的聯(lián)系，又有橫向內(nèi)容的關(guān)聯(lián).利用現(xiàn)代教學(xué)手段提高教學(xué)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(dòng)通信系統(tǒng)流程，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行課程內(nèi)容的跟蹤和復(fù)習(xí)，對(duì)一些比較復(fù)雜的通信過(guò)程，用nash的形式輔助進(jìn)行講解，從而極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，了解更多的知識(shí).

采用類比方式優(yōu)化學(xué)習(xí)效果移動(dòng)通信課程內(nèi)容更新快，基本理論和關(guān)鍵技術(shù)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(xué)過(guò)程中，以前期課程的知識(shí)點(diǎn)為例進(jìn)行類比，加強(qiáng)課程內(nèi)容的融合.在講解TD一SCDMA同步過(guò)程等具體系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，以教師為基站，以學(xué)生為終端進(jìn)行上下行同步過(guò)程的講解.在進(jìn)行移動(dòng)通信呼叫流程和物理層過(guò)程講解中，以學(xué)生日常撥打手機(jī)和被叫等過(guò)程為例進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解，同時(shí)結(jié)合手機(jī)終端和系統(tǒng)基站的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比和實(shí)例分析.

以完成項(xiàng)目的方式引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考在整個(gè)課程中規(guī)定兩次“Proect’’作為課下作業(yè)，該部分內(nèi)容由學(xué)生主動(dòng)完成，上交時(shí)間不作硬性要求.教師確定“Project”的方向和實(shí)現(xiàn)的大致目標(biāo)，題目和具體內(nèi)容由學(xué)生確定.學(xué)生大部分以科研論文的形式上交，通過(guò)“Project’’方式培養(yǎng)學(xué)生對(duì)具體工程和對(duì)象的整體把握能力.為達(dá)到目標(biāo)，學(xué)生需要查閱大量的文獻(xiàn)，并且進(jìn)行整理和分析，給出自己的方案和實(shí)現(xiàn)步驟，提高了學(xué)生獨(dú)立思考能力和綜合分析能力.

第5篇

論文關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論；建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論；電動(dòng)力學(xué)

1．引言

《電動(dòng)力學(xué)》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(chǔ)課。它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)物理方法和電磁學(xué)等基礎(chǔ)課程之后開設(shè)的。分析整個(gè)電動(dòng)力學(xué)教材的內(nèi)容體系，我們不難看出，矢量分析和數(shù)學(xué)物理方法好比電動(dòng)力學(xué)的雙腿，電磁學(xué)的實(shí)驗(yàn)、定義、公式、方法和應(yīng)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(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)特別是對(duì)矢量、張量分析的掌握是學(xué)好整個(gè)課程的關(guān)鍵，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)，學(xué)生就無(wú)法領(lǐng)會(huì)電動(dòng)力學(xué)的定義、公式和方法。電動(dòng)力學(xué)本身是一門較難也比較枯燥的理論課程，如果此時(shí)教師不注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)自主性的引導(dǎo)，就很容易滋生厭學(xué)清晰，從而影響教學(xué)質(zhì)量。本文利用建構(gòu)主義理論針對(duì)電動(dòng)力學(xué)中如何處理一些知識(shí)的教學(xué)做了一些探討，希望達(dá)到拋磚引玉的目的。

2．建構(gòu)主義理論

建構(gòu)主義是當(dāng)代教育心理學(xué)的一場(chǎng)革命，代表人物是著名心理學(xué)家皮亞杰(．Piaget)。建構(gòu)主義理論的核心內(nèi)容可以用一句話來(lái)概括：以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)對(duì)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)]。建構(gòu)主義理論內(nèi)容豐富、流派紛呈，本文只對(duì)建構(gòu)主義理論中對(duì)學(xué)習(xí)及教學(xué)的認(rèn)識(shí)加以淺析。

2．1建構(gòu)主義理論對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)

建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生在原有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上主動(dòng)進(jìn)行意義建構(gòu)的過(guò)程，這種過(guò)程要在實(shí)踐中或者在學(xué)生與環(huán)境的相互作用中通過(guò)新舊知識(shí)間的反復(fù)相互作用而建構(gòu)而成。在此過(guò)程中學(xué)生依靠同化和順應(yīng)來(lái)組建自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。同化是指把外來(lái)的信息納入已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，以豐富和加強(qiáng)原有的思維取向和行為模式；順應(yīng)是通過(guò)學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)與新的信息產(chǎn)生沖突，調(diào)整原有認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，從而建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。通過(guò)不斷地同化——順應(yīng)——同化——順應(yīng)……循環(huán)往復(fù)，相互交替，將新知識(shí)轉(zhuǎn)化、組織和重新組織，并納入到自己的知識(shí)體系中。這就是學(xué)習(xí)的過(guò)程。

2．2建構(gòu)主義理論對(duì)教學(xué)的認(rèn)識(shí)

建構(gòu)主義認(rèn)為教學(xué)是學(xué)生在教師設(shè)置的情景中通過(guò)交流和協(xié)作對(duì)知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)加工的過(guò)程。它不是知識(shí)的傳遞，而是對(duì)知識(shí)的處理和轉(zhuǎn)換。學(xué)生對(duì)知識(shí)的處理和轉(zhuǎn)換，只能由學(xué)生自己來(lái)建構(gòu)完成，所以在教學(xué)中不能把教師對(duì)知識(shí)的理解傳遞給學(xué)生，而要從學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中“生長(zhǎng)”出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。即教學(xué)的關(guān)鍵其實(shí)是向?qū)W生展示這些結(jié)論是如何得到的，而不是去熟記這些結(jié)論。

3．建構(gòu)主義理論對(duì)指導(dǎo)電動(dòng)力學(xué)教學(xué)的啟示

3．1學(xué)生基礎(chǔ)現(xiàn)狀分析

學(xué)生經(jīng)過(guò)對(duì)經(jīng)典物理學(xué)力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)有了一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)和分析、解決物理問(wèn)題的能力，并且已經(jīng)形成自己的學(xué)習(xí)．方法和習(xí)慣。但目前的基本現(xiàn)狀是：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)特別是矢量計(jì)算基礎(chǔ)較差、先行課程電磁學(xué)的知識(shí)有很多已經(jīng)生疏或遺忘、學(xué)生習(xí)慣接受教師“咀嚼”好的知識(shí)和方法，不愿意也不會(huì)自己去思考和總結(jié)，在學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性方面還存在很多不足。

上述問(wèn)題在班上是普遍存在的，它為電動(dòng)力學(xué)的正常教學(xué)提出了了刻不容緩的難題，如果不運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖侄胃闱宄W(xué)生的知識(shí)狀況，并能及時(shí)調(diào)整知識(shí)的講授方式以便能適當(dāng)與先行課程做好銜接，就勢(shì)必給學(xué)生學(xué)習(xí)電動(dòng)力學(xué)造成很大的困難，對(duì)教師的教學(xué)也是一個(gè)很大的障礙。

3．2建構(gòu)主義對(duì)教學(xué)的指導(dǎo)——兩個(gè)案例的分析

(1)“位移電流”的教學(xué)

‘位移電流假說(shuō)是麥克斯韋為了將穩(wěn)恒情況下電磁場(chǎng)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(gè)定義。這是一個(gè)很重要的新概念，也是一個(gè)比較抽象的概念。學(xué)生的思維里可能比較熟悉的是傳導(dǎo)電流的性質(zhì)。

穩(wěn)恒情況下，磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理的積分那么在非穩(wěn)恒情況下，磁場(chǎng)的環(huán)流這個(gè)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(lái)引入這個(gè)概念的口。這是用理論來(lái)講授理論，當(dāng)然推理嚴(yán)密，講解簡(jiǎn)單。但在教學(xué)中，我覺(jué)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(lái)講述，學(xué)生會(huì)更領(lǐng)會(huì)“位移電流”的本質(zhì)。

現(xiàn)考慮以L為邊界作曲面S1和S2，其中曲面S1通過(guò)導(dǎo)線的橫截面，有自由電子穿過(guò)S1;而曲面S2通過(guò)電容器的兩極板之間，沒(méi)有自由電子穿過(guò)S2. 這說(shuō)明，盡管兩個(gè)曲面的邊界L是相同的，但穿過(guò)曲面的傳導(dǎo)電流并不一樣，也就是說(shuō)這個(gè)方程不能推廣到非穩(wěn)恒電流的情況。

為了解決這個(gè)矛盾，麥克斯韋提出了“位移電流”的假設(shè)，將方程稍做修改為就代表“位移電流”的貢獻(xiàn)。下面再來(lái)計(jì)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(zhì)是變化的電場(chǎng)，它和傳導(dǎo)電流一樣都能激發(fā)磁場(chǎng)。引入位移電流以后，上述電路的全電流可表示為：這個(gè)全電流在整個(gè)電路中是連續(xù)的。對(duì)上式取散度(并用到 這樣一來(lái)，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(shí)間變化的電場(chǎng)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(lái)，使全電流．Jr具有閉合的性質(zhì)。

(2)“諧振腔”的教學(xué)

第四章四、五節(jié)討論的是有界空間的電磁波的傳播問(wèn)題，以矩形波導(dǎo)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(shí)的角度來(lái)看，本章屬于運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的類型，在前面，先給學(xué)生回顧和講解分離變量法求解亥姆霍茲方程中的定解問(wèn)題，同時(shí)讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析理想導(dǎo)體的邊界條件。有了這兩個(gè)基礎(chǔ)以后，后面介紹的具體例子——諧振腔和波導(dǎo)問(wèn)題的求解就應(yīng)該不是重點(diǎn)，學(xué)生只需要針對(duì)具體情況分析好邊界條件就沒(méi)有困難。

我們知道諧振腔是儲(chǔ)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(jué)得作為一種光學(xué)的應(yīng)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(xué)中可以從復(fù)習(xí)學(xué)生比較熟悉的LC振蕩回路的知識(shí)來(lái)過(guò)渡到對(duì)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(guān)k以后，儲(chǔ)存在電容器內(nèi)的電場(chǎng)能與電感中的磁場(chǎng)能在不停地相互轉(zhuǎn)換，形成電磁振蕩。LC回路振蕩頻率為

第6篇

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù) 中學(xué)地理教學(xué) 課程資源

一、現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展

《遙感導(dǎo)論》是作為一名地理專業(yè)的學(xué)生需要在大學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程。在高中的課程學(xué)習(xí)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(duì)電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。而遙感（Remote sensing，簡(jiǎn)稱RS）就是指借助對(duì)電磁波敏感的儀器，在不與探測(cè)目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對(duì)電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征和性質(zhì)及其變化的綜合探測(cè)技術(shù)。[1]

遙感技術(shù)是在20世紀(jì)60年代興起的一門技術(shù)。人類從古代就向往著“順風(fēng)耳”、“千里眼”，隨著這一技術(shù)的產(chǎn)生，它就像人類的另一雙眼睛，能夠從另一個(gè)高度感知地球。但是在以前這是一門處于高科技領(lǐng)域的技術(shù)，普通人很難接觸到，當(dāng)然也很難運(yùn)用到。但是隨著社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步，這一門以前“高高在上”的技術(shù)在生活中的運(yùn)用也越來(lái)越普遍，各種遙感軟件平臺(tái)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(shù)會(huì)被廣泛應(yīng)用，也正是因?yàn)樗墓δ苁謴?qiáng)大。現(xiàn)代遙感技術(shù)視域廣闊，檢測(cè)范圍大，可覆蓋整個(gè)地球。能夠瞬時(shí)成像、實(shí)時(shí)傳輸、快速處理，迅速獲取信息和實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遺產(chǎn)保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展等多個(gè)領(lǐng)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(guān)鍵作用。強(qiáng)烈地震往往會(huì)造成一些地區(qū)交通和通信中斷，嚴(yán)重影響外界對(duì)受災(zāi)情況的判斷和相應(yīng)決策。如何盡快獲取受災(zāi)信息，成為指導(dǎo)救災(zāi)工作的關(guān)鍵。而高分辨率遙感觀測(cè)技術(shù)，正是精確獲取災(zāi)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(zāi)的國(guó)家有關(guān)部門和災(zāi)區(qū)政府，并將衛(wèi)星數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站上供社會(huì)免費(fèi)使用，為精確判斷災(zāi)情和救災(zāi)指導(dǎo)發(fā)揮了重要參考作用。

二、遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用

由此可見，遙感技術(shù)已不再高深莫測(cè)，它逐步走進(jìn)我們的生活并為我們所用。作為一名地理師范生，我們將來(lái)更多地會(huì)參與到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中，雖然偶爾會(huì)有部分教師在教學(xué)中也運(yùn)用到了一些遙感影像，但總的來(lái)說(shuō)這種趨勢(shì)還并不明顯。那到底遙感技術(shù)能不能運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)中呢？我認(rèn)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(dāng)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(xué)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(shí)期的衛(wèi)星影像圖來(lái)進(jìn)行對(duì)比教學(xué)。現(xiàn)代黃河三角洲是1855年以來(lái)，黃河沖積作用形成的，從那時(shí)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(xué)中運(yùn)用到遙感技術(shù)，必修二人文地理也同樣可以大量的運(yùn)用到遙感技術(shù)。例如城市內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、城市化、農(nóng)業(yè)地域與工業(yè)地域類型、交通運(yùn)輸?shù)牟季忠约叭祟惻c地理環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展都可以通過(guò)加入遙感影像豐富課堂素材，提升教學(xué)質(zhì)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(xué)生們只能抽象的去理解城市化的進(jìn)程，卻難以有一個(gè)具體的印象。然而遙感影像卻能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。從不同時(shí)期的遙感影像上我們能夠很清楚地看出一個(gè)城市城市化進(jìn)程地快慢與程度。學(xué)生也能夠從影像上清晰地找出一個(gè)區(qū)域的房屋、河流、植被等等，從而通過(guò)自主學(xué)習(xí)得出《城市化》這一節(jié)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，打破了以往的傳統(tǒng)教學(xué)。

當(dāng)然，遙感技術(shù)不僅可以運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中，也應(yīng)該運(yùn)用到其中。一方面是遙感技術(shù)可以豐富地理教學(xué)的課程資源。地理重在觀察，學(xué)生們習(xí)慣了看各種地圖、圖表，而遙感影像看得卻并不多。事實(shí)上遙感圖像可以真實(shí)、客觀的觀察到廣闊的地域空間和地物，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。且信息豐富，具有綜合性的特點(diǎn)，因此打破了傳統(tǒng)教學(xué)中圖片信息過(guò)時(shí)、圖片范圍太小的缺點(diǎn)，進(jìn)一步充實(shí)課堂。另一方面遙感技術(shù)也能夠培養(yǎng)學(xué)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(xué)生的讀圖看圖能力，而間接信息能夠增強(qiáng)學(xué)生間接獲取信息的綜合能力，同時(shí)還能讓學(xué)生明白“眼見不一定為實(shí)”，很多知識(shí)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(xué)創(chuàng)新與進(jìn)步的原動(dòng)力。并且要間接獲取隱藏的信息需要用到數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的知識(shí)，從而也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

雖然，現(xiàn)如今遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用多數(shù)是使用了一些遙感影像，但是我相信遙感技術(shù)作為地理教學(xué)的一項(xiàng)課程資源，還有很多潛在的價(jià)值等待我們?nèi)ネ诰颉Ｔ谖磥?lái)的中學(xué)課堂上，必定還會(huì)有更多的形式、更多的機(jī)會(huì)運(yùn)用到遙感技術(shù)！

第7篇

一、光信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家一類特色專業(yè)

我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)歷史悠久、辦學(xué)基礎(chǔ)好、生源質(zhì)量高、專業(yè)方向應(yīng)用性強(qiáng)。為適應(yīng)國(guó)家對(duì)激光科學(xué)與技術(shù)及光信息技術(shù)高素質(zhì)人才的需求，發(fā)揮我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，圍繞“特色教育，服務(wù)社會(huì)”的宗旨，2009年申報(bào)成功了光信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家第一類特色專業(yè)，目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)以激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)兩個(gè)專業(yè)方向?yàn)閮?yōu)勢(shì)方向，特色鮮明的名牌專業(yè)，使之在培養(yǎng)質(zhì)量方面達(dá)到或接近國(guó)內(nèi)一流水平。在專業(yè)邊緣領(lǐng)域，大膽開拓，不斷擴(kuò)展研究?jī)?nèi)容，使該專業(yè)成為國(guó)內(nèi)激光科學(xué)與技術(shù)和光信息技術(shù)方向高級(jí)人才的培養(yǎng)基地，滿足社會(huì)發(fā)展需要，為同類型高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶動(dòng)作用。電動(dòng)力學(xué)作為該專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，需進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革，以適應(yīng)特色專業(yè)的建設(shè)和培養(yǎng)高質(zhì)量畢業(yè)生要求。

二、電動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及課程特點(diǎn)

電動(dòng)力學(xué)課程內(nèi)容，對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)感覺(jué)到比較難學(xué)。原因是知識(shí)點(diǎn)較多，抽象難懂。數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜，要求有較強(qiáng)的數(shù)理基礎(chǔ)。雖然有些電動(dòng)力學(xué)問(wèn)題接近實(shí)際，比如波導(dǎo)問(wèn)題、天線問(wèn)題，但學(xué)生要理解和解決這些問(wèn)題，需要一定的過(guò)程，由于上述問(wèn)題的存在，使初學(xué)者常常感到電動(dòng)力學(xué)課枯燥無(wú)味、難以入門；上課聽講似懂非懂，下課做題無(wú)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(xué)生與老師交流的幾率。同時(shí)，現(xiàn)代大學(xué)生與80年代大學(xué)生比，缺乏主動(dòng)思考意識(shí)和能力，都嚴(yán)重影響電動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)效果。

三、教學(xué)改革設(shè)想及實(shí)施

我校光信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)本科生的培養(yǎng)中,激光器及技術(shù)是一個(gè)重要的專業(yè)方向。因此在電動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)中,如何將與專業(yè)基礎(chǔ)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容更扎實(shí)、有效地貫穿教學(xué)，并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，采取以下教學(xué)改革設(shè)想及措施：3.1教學(xué)內(nèi)容改革根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，并適當(dāng)引申，為學(xué)生后續(xù)的平臺(tái)課如物理光學(xué)、激光原理，以及專業(yè)課如激光器件、導(dǎo)波光學(xué)等奠定良好基礎(chǔ)。比如，對(duì)電磁波傳播的相關(guān)內(nèi)容重點(diǎn)講解并結(jié)合教師的科研等背景進(jìn)行引申及拓展。其中關(guān)于模式及其形成條件，結(jié)合導(dǎo)波光學(xué)及物理光學(xué)內(nèi)容，概念交待清楚，條件講解透徹，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。在亥姆霍茲方程的講解中，引入前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題如“負(fù)折射率”問(wèn)題，使學(xué)生了解其理論基礎(chǔ)。在教材中作為選學(xué)內(nèi)容的高斯光束問(wèn)題，對(duì)該專業(yè)的學(xué)生交待清晰，為后續(xù)的激光原理奠定基礎(chǔ)。凡此不再贅述，總之，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的制定，以為學(xué)生更好學(xué)習(xí)后續(xù)課程及激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為原則。3.2教學(xué)方式改革在電動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)中，改變以往單純板書、課件的教學(xué)模式。嘗試使用討論式教學(xué)、課程小論文及結(jié)合教師科研講座與板書、課件相結(jié)合的教學(xué)方式。傳統(tǒng)板書教學(xué)方法對(duì)公式的推導(dǎo)及其有利，也符合學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。但在涉及較抽象問(wèn)題時(shí)，使用課件教學(xué)更直觀、形象，有利于學(xué)生對(duì)具體問(wèn)題的理解。如涉及形成模式的條件———駐波問(wèn)題，以及偶極子天線的輻射問(wèn)題，利用課件的動(dòng)畫演示，極大提高了教學(xué)效果。在課程的講解中，穿插討論式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教師結(jié)合課程中不同章節(jié)的內(nèi)容及特點(diǎn)，設(shè)置具體問(wèn)題在課堂上展開討論是一種形式。對(duì)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(xué)生的興趣和創(chuàng)造性。我們的教師梯隊(duì)均為博士畢業(yè)，涉及光學(xué)、物理電子學(xué)、光學(xué)工程、凝聚態(tài)物理、計(jì)算電磁學(xué)五個(gè)學(xué)科，且承擔(dān)包括國(guó)家自然基金、“863”、“973”及工程類項(xiàng)目，為結(jié)合不同的學(xué)科開展前沿問(wèn)題講座，并將研究成果引入課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提供了良好條件。為此，在課程教學(xué)中穿插了與課程相關(guān)的前沿問(wèn)題講座。比如全固態(tài)激光器的研究進(jìn)展、光子晶體及ZnO納米材料研究進(jìn)展等，通過(guò)前沿問(wèn)題講座的嘗試，學(xué)生積極性很高，取得了預(yù)期效果。關(guān)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(diǎn)和學(xué)生基礎(chǔ)，給出題目和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，其間學(xué)生與教師有交流，教師進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生更好地完成小論文，只是這個(gè)環(huán)節(jié)需要的時(shí)間較長(zhǎng)，需要教師后續(xù)跟蹤并總結(jié)。通過(guò)科研講座及小論的嘗試，以初步取得成效，所教授的學(xué)生據(jù)此參加了全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新大賽并獲獎(jiǎng)，所研究結(jié)果也在相關(guān)刊物發(fā)表文章。這種教學(xué)模式的探索，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高培養(yǎng)質(zhì)量。

第8篇

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)與微波技術(shù)；工程實(shí)際；考核制度

作者簡(jiǎn)介：張具琴（1980-），女，河南信陽(yáng)人，黃河科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院，講師；賈潔（1982-），女，河南安陽(yáng)人，黃河科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院，助教。（河南鄭州450063）

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）17-0054-02

隨著信息時(shí)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(jì)算機(jī)通信、移動(dòng)通信、雷達(dá)等高科技領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(duì)于電子信息專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，電磁場(chǎng)、微波技術(shù)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(diǎn)及對(duì)于該課程教學(xué)的一些傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，使得學(xué)生對(duì)該課程的知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)和掌握不能滿足國(guó)內(nèi)對(duì)電磁場(chǎng)與微波技術(shù)及其相關(guān)專業(yè)人才的需求。為提高該課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，尤其是針對(duì)三本院校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，筆者認(rèn)真分析了該課程教學(xué)中的問(wèn)題，結(jié)合課程特點(diǎn)和“三本院校”學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)該課程進(jìn)行了一系列的改革和實(shí)踐探索，并取得了一定的成果。

一、“教”“學(xué)”中的主要問(wèn)題

該課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以事實(shí)性知識(shí)傳授為教學(xué)目標(biāo)，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(guò)分強(qiáng)調(diào)理論，而缺乏對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。

目前該類課程所用教材多為一本學(xué)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(yán)密性。對(duì)于理論基礎(chǔ)一般也較為薄弱、更注重實(shí)際應(yīng)用能力的三本學(xué)生來(lái)說(shuō)算是“天書一部”，學(xué)習(xí)起來(lái)也“味同嚼蠟”，教師授課也是事倍功半，教學(xué)效果很不理想，很多三本學(xué)校對(duì)該課程的開設(shè)是“形同虛設(shè)”。

該類課程的教學(xué)模式仍是以理論教學(xué)為主的，教學(xué)方法和內(nèi)容很少涉及該課程的實(shí)際知識(shí)應(yīng)用和人才就業(yè)的方向指導(dǎo)，結(jié)果學(xué)生學(xué)完后除了知道有很多公式推導(dǎo)外，對(duì)該課程其他方面相關(guān)內(nèi)容知之甚少，所以缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，教學(xué)效果不佳。

對(duì)于該課程的考核制度多為“一刀切”模式，即“考試分?jǐn)?shù)定高低”，未能考慮學(xué)生的個(gè)體差異，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)方式差別，不能很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

二、改革方法和措施

1.改革傳統(tǒng)的事實(shí)性知識(shí)傳授的教學(xué)目標(biāo)，更注重對(duì)實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)

在教學(xué)內(nèi)容中，增加具體理論的應(yīng)用實(shí)例分析，[3]使學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)和微波的實(shí)用性有較好的認(rèn)識(shí)；增加微波技術(shù)在新科技和社會(huì)生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用的一些例子，使學(xué)生有更強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力；課程中很多知識(shí)點(diǎn)的引入，都以思考題和小的科研課題的形式提出，使學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力與創(chuàng)新、研究能力得到相應(yīng)的鍛煉。

增開相應(yīng)的微波實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得到很好提高，考慮到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成本的問(wèn)題，可以通過(guò)先引入微波的仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者引入與現(xiàn)有的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)等成熟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。[4]

2.突破傳統(tǒng)的一本院校所編教材的限制，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握具有生命力的知識(shí)基礎(chǔ)和必要技能，以滿足高素質(zhì)應(yīng)用人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的需求

在實(shí)際授課過(guò)程中注重將“電磁場(chǎng)與電磁波”、“微波技術(shù)”和“天線理論”有機(jī)結(jié)合，采用電磁場(chǎng)與微波技術(shù)結(jié)合的自編的簡(jiǎn)本教材為授課教材，把天線及應(yīng)用作為擴(kuò)展補(bǔ)充教材，將三者精要貫穿于教學(xué)中。這大大節(jié)約了理論教學(xué)時(shí)間，使學(xué)生有更多的時(shí)間參與到實(shí)踐中去，有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)具有的實(shí)踐能力。

具體教學(xué)內(nèi)容方面：加強(qiáng)了該課程中的最基本的電磁場(chǎng)的概念、定理的講解，力求夯實(shí)該門課程的基礎(chǔ)；增加了微波在新科技中的應(yīng)用和微波的發(fā)展前景的介紹和大量的網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用實(shí)例分析等，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)興趣的建立和實(shí)際應(yīng)用能力的提高；針對(duì)該門課程涉及知識(shí)面廣、理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)于只是涉及而非重點(diǎn)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(xué)生有針對(duì)性地學(xué)習(xí)；對(duì)于課程中的概念采用“量綱分析法”，使學(xué)生對(duì)概念的物理意義有更深地理解，應(yīng)用起來(lái)能夠更加?jì)故欤粚?duì)于其他新知識(shí)的引入采用“概念—方程—新概念”教學(xué)模式，順著學(xué)生的理解思路，水到渠成；更加注重了理論與實(shí)踐的結(jié)合，每個(gè)具體的理論講完后，立即有相應(yīng)的實(shí)例分析，既有利于提高學(xué)生的實(shí)際分析問(wèn)題的能力又有利于提高其學(xué)習(xí)興趣。

3.改革傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主的教學(xué)方法，開展“以應(yīng)用為基本出發(fā)點(diǎn)”的理論教學(xué)方法研究

（1）以應(yīng)用為本，確定理論教學(xué)的研究方法。在教學(xué)大綱和簡(jiǎn)本教材中，弱化理論講解，重視實(shí)際解決問(wèn)題能力的提高，主要采用“用什么理論，講什么理論”和選學(xué)、自學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的模式，即讓大多數(shù)學(xué)生學(xué)到了本課程的主要內(nèi)容，又讓學(xué)有富余的學(xué)生得到更深層次的提高。

（2）注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維能力與應(yīng)用能力的訓(xùn)練。改變傳統(tǒng)的純理論講解、缺少實(shí)際應(yīng)用實(shí)例的情況，在教學(xué)過(guò)程中注重理論講解、實(shí)例分析、習(xí)題課相結(jié)合；以思考題和小的科研課題的形式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的思維能力與應(yīng)用能力訓(xùn)練。

（3）具體教學(xué)方法中，采用多種方法相結(jié)合，尤其是板書和多媒體相結(jié)合教學(xué)。對(duì)于主要理論、公式的推導(dǎo)，以板書教學(xué)為主，有利于學(xué)生的理解和接受；而對(duì)于一些介紹性知識(shí)、實(shí)例講解和仿真實(shí)驗(yàn)方面，可輔以多媒體教學(xué)和動(dòng)畫演示，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和知識(shí)量。

（4）注重案例教學(xué)。例如，以往年學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)為案例，闡明微波是如何用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的；提出目前理論應(yīng)用于實(shí)際的方向和技術(shù)瓶頸，鼓勵(lì)同學(xué)們探索和研究，力爭(zhēng)做到理論與實(shí)踐相互聯(lián)系，相互穿插，相輔相成，使學(xué)生真正從這門課程中學(xué)到“實(shí)惠”，即掌握了具體知識(shí)的應(yīng)用，也為其以后的就業(yè)指明了方向。

（5）開設(shè)“第二課堂”教學(xué)法。針對(duì)學(xué)生層次的差異，可以采用課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的方式、給出小型科研調(diào)研題目等方式，[5，6]使每個(gè)學(xué)生的潛能都能得到最大的發(fā)揮。充分利用黃河科技學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）的校企業(yè)合作平臺(tái)，讓學(xué)生利用半年左右的時(shí)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(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，研究實(shí)際的產(chǎn)品部件；通過(guò)在學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與老師之間、工程技術(shù)人員之間對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的討論，使學(xué)生更全面地思考和理解問(wèn)題，另一方面也能使學(xué)生掌握和了解最新的知識(shí)，適應(yīng)科技高速發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)。

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(jié)合“因材施教”的指導(dǎo)方針，認(rèn)真考慮學(xué)生的個(gè)體差異，增強(qiáng)“第二課堂”的作用，開設(shè)“老生研討課”，加重過(guò)程考核，提出開卷考試制度等方案，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了教學(xué)效果。傳統(tǒng)的終結(jié)性考核以理論知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)答案、閉卷形式為主。改革后的考核方式更加注重過(guò)程考核，加入調(diào)研報(bào)告成績(jī)，課程小結(jié)成績(jī)實(shí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)；考試試卷上增設(shè)選做題目、課程設(shè)想等，給學(xué)生充足的學(xué)習(xí)空間，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，提高學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和自學(xué)能力；考試采用開卷形式，重視知識(shí)的應(yīng)用而弱化死記硬背，加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力的考核。

另外，本課程的教學(xué)中也廣泛利用網(wǎng)上電子教案、習(xí)題庫(kù)等教學(xué)資源，為學(xué)生的自學(xué)和課后復(fù)習(xí)提供了一定的空間，隨著課程網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)，教學(xué)中可利用校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、在線測(cè)試、在線答疑。

三、改革實(shí)踐的效果

課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，理順并抓住了根本，節(jié)省了時(shí)間，避免了枯燥繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，使學(xué)生接觸更多的工程實(shí)踐，適應(yīng)了三本學(xué)校的應(yīng)用型人才目標(biāo)；教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，加強(qiáng)了理論與實(shí)際的聯(lián)系，避免了學(xué)生對(duì)該課程中一些難而無(wú)用的知識(shí)糾結(jié)，側(cè)重工程實(shí)際應(yīng)用，使他們的實(shí)踐能力大大提高；考核方式的改革，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了全面地調(diào)動(dòng)，學(xué)生能夠主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)方式靈活、學(xué)習(xí)興趣也有了很大的提高。

改革后學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與到“電磁場(chǎng)與微波技術(shù)”的學(xué)習(xí)中，通過(guò)親身體驗(yàn)和相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，積累和豐富直接經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生掌握了該課程的基本知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和終身學(xué)習(xí)的能力。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：本課程的合格率達(dá)到了95％以上，優(yōu)秀率將近40％；有近50％的學(xué)生投入到該課程的研討式學(xué)習(xí)和科研課題研究中，6名同學(xué)在科技期刊上發(fā)表了科研論文；三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)有13名學(xué)生做了該方向的課題，[7]其中3名同學(xué)取得了優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績(jī)；在兩屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中，2名同學(xué)選擇了該方向的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并取得了優(yōu)異成績(jī)；該方向的就業(yè)率和考研率都有很大提高，2005級(jí)以來(lái)三屆近400名畢業(yè)生中就有15名學(xué)生從事該方向工作，實(shí)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?yàn)檠芯可鷪?bào)考方向。

四、結(jié)束語(yǔ)

該課程的教學(xué)改革和實(shí)踐在教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)方面取得了一定的成績(jī)，但教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，要培養(yǎng)出既具有理論知識(shí)基礎(chǔ)又具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的適應(yīng)時(shí)代的高素質(zhì)應(yīng)用人才，必須與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整和充實(shí)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)和配合好教學(xué)體制和機(jī)制的多方面才能達(dá)到最佳效果。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇

【關(guān)鍵詞】中職物理；機(jī)電專業(yè)；課程優(yōu)化

我校是機(jī)電類中職學(xué)校，開設(shè)有數(shù)控、機(jī)制、電子、模具、機(jī)械等專業(yè)，在各專業(yè)中開設(shè)中職物理這門基礎(chǔ)課，目的是在初中物理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)、幾何光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子能等相關(guān)知識(shí)，為專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)使之有效地服務(wù)于機(jī)電各專業(yè)成為課程改革的的關(guān)鍵，本文認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

一、立足崗位，面向?qū)I(yè)，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

物理是機(jī)電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，必須立足于機(jī)電類崗位，服務(wù)于機(jī)電類專業(yè)課程。機(jī)電類中職培養(yǎng)機(jī)電技術(shù)及應(yīng)用方面的操作維護(hù)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(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，包括國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供先進(jìn)的手段和裝配，其技術(shù)裝備是數(shù)控機(jī)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(hù)管理要求高，需求復(fù)合型人才，并且隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)水平在不斷提高，對(duì)機(jī)電設(shè)備操作使用維護(hù)要求也提高，制造類各崗位如機(jī)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(jī)電維修、機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、機(jī)電設(shè)備營(yíng)銷等等都需要多門課程知識(shí)的綜合，需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)及對(duì)崗位的適應(yīng)能力和以后的擴(kuò)展能力。中職生在短短三年間掌握機(jī)電類某一崗位群所需的全部知識(shí)和技能是不可能的，只能是掌握該崗位群所需的基本知識(shí)與基本技能，只有夯實(shí)基礎(chǔ)，拓寬基礎(chǔ)，才能提高社會(huì)的適應(yīng)能力。專業(yè)基礎(chǔ)課是為專業(yè)崗位服務(wù)的，而物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、為機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)課程打基礎(chǔ)方面起著無(wú)可替代的作用，所以物理是機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)必須滿足專業(yè)與崗位的需求。

考慮到機(jī)電類各專業(yè)后繼課的特點(diǎn)，將物理分為I、II兩類：I類包括知識(shí)模塊有：直線運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律，沖量與動(dòng)量，功與能，曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律，機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波，分子運(yùn)動(dòng)論、理想氣體，熱量與功，靜電場(chǎng)，恒定電流，磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)，電磁振蕩和電磁波，幾何光學(xué)，光的本性，原子和原子核。II類是將I類中的靜電場(chǎng)，恒定電流，磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)，電磁振蕩和電磁波內(nèi)容合并到電工基礎(chǔ)中。II類是面向電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)，對(duì)物理、電工、電子等課程的要求相對(duì)較高。在第一學(xué)期開設(shè)《物理》，而第二學(xué)期起就依次開設(shè)《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子》和《數(shù)字電子》三門課程。I類是面向機(jī)械、機(jī)械制造、模具等專業(yè)。另外，增加選修模塊，如自制物理實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新制作內(nèi)容。各個(gè)不同專業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)亦不相同。

二、做學(xué)合一，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

物理課教學(xué)中的學(xué)主要是指理論知識(shí)學(xué)習(xí)；做是做實(shí)驗(yàn)、做習(xí)題和課外活動(dòng)，主要是實(shí)踐過(guò)程，無(wú)論是學(xué)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(xué)方法與知識(shí)。由于各種原因，中職生入學(xué)的實(shí)際情況是基礎(chǔ)差、底子薄，文化素質(zhì)相對(duì)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(diǎn)[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(biāo)是技能型人才，注重實(shí)際應(yīng)用與操作。鑒于上述情況，中職物理教學(xué)首先要調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，發(fā)揮其主體能動(dòng)作用，發(fā)掘其能力與潛力；其次加強(qiáng)技能培養(yǎng)。為此采取如下措施：（1）在學(xué)的方面，降低理論知識(shí)的難度，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和實(shí)踐性，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，淡化理論推導(dǎo)，突出物理概念的理解，注重計(jì)算能力的培養(yǎng)，并將部分概念與定律內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化，轉(zhuǎn)化為可以做的內(nèi)容，加大課堂演示內(nèi)容及份量；同時(shí)采用多樣化教學(xué)手段，充分運(yùn)用投影、幻燈、錄象、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件（CAI）等現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué)，注重形的視覺(jué)作用，加深對(duì)物理概念與定律的理解。對(duì)于每個(gè)章節(jié)，明確目標(biāo)任務(wù)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，教師指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，學(xué)生帶著思考的頭腦進(jìn)入課堂。理論聯(lián)系實(shí)際，聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，聯(lián)系專業(yè)實(shí)際，聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，循序漸進(jìn)，由淺入深。（2）做的方面，充分利用習(xí)題、實(shí)驗(yàn)與課外活動(dòng)。這樣在學(xué)中做、在做中學(xué)，做學(xué)合一，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握科學(xué)方法，提高科學(xué)素養(yǎng)。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是深化教育體制和結(jié)構(gòu)改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的重點(diǎn)，創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問(wèn)題的方式方法，而不僅僅是知識(shí)的本身。在中職物理教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行：（1）在理論課教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)提問(wèn)，激發(fā)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，引入課題；指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)學(xué)生思考、交流、探究；引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑；注重挖掘物理教材中的研究問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（2）在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新能力，一題多解，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維；一題多變，訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。（3）在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，在規(guī)定學(xué)生完成一定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和要求的前提下，可以鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教材中的做法，進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn)，或自己另外設(shè)計(jì)不同的方案或者自己提出實(shí)驗(yàn)研究課題，設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立或與同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（4）在課外活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，舉辦“異想天開”發(fā)明創(chuàng)造“金點(diǎn)子”方案競(jìng)賽；舉辦發(fā)明創(chuàng)造講座、科普知識(shí)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(xué)小論文”等競(jìng)賽，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)造能力。

三、對(duì)教師的要求

物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，需要高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、教學(xué)情景設(shè)計(jì)、學(xué)生情況分析、創(chuàng)新能力培養(yǎng)都對(duì)教師提出了很高的要求，不僅要求教師具有豐富的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與嫻熟的實(shí)踐技能，而且要具有靈活的教（下轉(zhuǎn)第149頁(yè)）（上接第145頁(yè)）學(xué)方法、較強(qiáng)教學(xué)情景設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控能力和創(chuàng)新教學(xué)能力。為此，教師必須經(jīng)常收集資料、補(bǔ)充自己的專業(yè)知識(shí)、了解最新科技動(dòng)態(tài)，及時(shí)掌握科技方面的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及崗位所需技能；鉆研教學(xué)藝術(shù)，深入學(xué)生調(diào)查研究分析，做到因材施教。如教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)中每個(gè)章節(jié)找出恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)，“萬(wàn)有引力定律”以“人造衛(wèi)星、黑洞例子”切入；“機(jī)械波”以“地震、超聲波和次聲波”切入；“能量守恒”以“長(zhǎng)江三峽”切入；“電場(chǎng)中的導(dǎo)體”以“靜電的防止和利用”切入；“電阻定律”以“超導(dǎo)”切入；“磁場(chǎng)”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(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的崇尚。

總之，機(jī)電類中職物理教學(xué)面對(duì)新的形勢(shì)，必須堅(jiān)持知識(shí)與技能并重原則，面向?qū)I(yè)，立足崗位，打好基礎(chǔ)。