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高职物理课中电磁场与电磁波教学策略的探讨

时间:2022-04-12 08:28:29 浏览次数:

【摘要】在对高职物理课程中电磁场与电磁波的教学特点进行论述的基础上,对高职物理课程电磁场与电磁波的教学策略进行分析。同时,以具体的教学内容为例探讨了电磁场与电磁波的教学策略,为高职物理课程中电磁场与电磁波的教学提供参考。

【关键词】高职物理 电磁波 电磁场

【中图分类号】G718.5【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0209-02

引言

随着微波、磁场技术的广泛应用,电磁场、电磁波知识的教学成为了当前高职物理课程教学的重点内容。尤其是对于高职学校机电专业学生而言,电磁场与电磁波教学尤其重要,是必不可少的内容。但是近几年来,随着高职院校的扩招,高职学生的学习能力不够高是客观问题,所以在高职物理教学的过程中保证高职学生高效的学习尤为重要。本文将从高职机电专业物理教学实际出发,探讨高职物理课中电磁场与电磁波教学的具体策略,希望能为提高高职物理课程电磁场与电磁波教学水平起到一定的积极作用。

1.高职物理课程中电磁场与电磁波内容的特点

电磁场和电磁波是高职物理课程中包含丰富的数学和物理知识的部分课程,是高职物理课中难教、难学的一部分。该部分内容不但具有较强的理论性,同时还具有数学推导过程繁琐、概念抽象等特点,这就要求学生在学习过程中应该具有较强的抽象思维能力、空间想象能力以及逻辑推理能力,在学习的过程中采用多样化的分析方法。毋庸回避,而这对基础不是很扎实的高职学生具有一定的难度。加之,由于高职物理电磁场和电磁波的部分实践教学成本较高,教师在教学过程中就忽略了这部分实践教学内容,导致学生在实际的学习过程中对学科知识难以理解和掌握,导致学生对电磁波和电磁场的相关知识理解不够深入,难以融会贯通。

例如,在电磁波与电磁场的教学过程中,通常是以麦克斯韦的电磁场基本理论为基础,在此基础上分析并论述“电磁场与电磁波”的相关内容。在该部分内容的学习过程中,由于学生物理、数学知识以及抽象思维能力的不足,导致学生在理解电磁理论方程的过程中出现了似懂非懂、知其然而不知其所以然的问题。这些特点都要求对现代高职物理教学方式进行改革。

2.教学方法的选择

在采用传统的教学方法过程中,高职物理课中的电磁场与电磁波教学主要注重理论教学,而实践教学内容所占的比例相对较小。这首先给学生形成了一个该部分内容实用性不强的印象,导致高职学生完全失去了学习动力。同时,该部分内容还存在着考核内容较为单一,绝大部分情况是通过笔试考试分数决定考核成绩,没有对高职学生的动手能力进行锻炼与考核。基于此,在高职物理课中的电磁场与电磁波教学过程中应该从以下几个方面着手改革:

2.1 将提高学生兴趣作为主要目标,以实践应用作为教学组织的主要内容

在教学过程中,从机电专业工程应用以及工程实践的角度出发,以具体的实际问题为突破口,对课本的内容进行讲授,采用理论联系实际的方式,极大地激发学生的学习兴趣。在教学过程中注重理论知识以及理论知识在实际生活中的应用实例介绍,诸如电磁场理论在现代通信卫星、电磁波技术在医疗、生物及化学等多个领域的应用,提高学生的学习兴趣。

2.2 充分利用现代信息网络,持续更新教学内容

随着现代电磁技术的迅速发展,高职物理教学内容应该在基础内容和知识方面进行持续的更新,尤其是在电磁技术的应用方面,应该通过持续更新的方式方能充分提高学生的学习兴趣。对于更新教学内容的方式,利用现代信息网络是一个有效的途径。这不但要求教师在教学过程中充分应用信息网络,同时还应该积极地引导学生正确合理地使用网络资源,对电磁学科发展与应用的最新动态予以认识。教师在教学的过程中则重点关注电磁技术的发展现状,在对原有经典理论知识进行分析、讲解的同时,适当地增加新的理论及应用技术,对教学讲义进行持续更新、充实和完善。

2.3 淡化理论公式的推导过程

电磁波理论公式的推导是一个较为复杂而繁琐的过程,它对高等数学以及电磁学等都有较高的要求。但是,从高职学生的实际情况以及学生工作过程中的实际应用来看,学生只需要对各个微波元器件的工作原理进行了解,在此基础上对元器件的内部结构与尺寸等进行适当改进即可,并不需要太多的数学理论知识。因此,高职教师在教学的过程中可以适当地对理论公式予以淡化,这样不但消除了学生畏难的情绪,同时也提高了学生的学习积极性。

2.4 综合采用多种教学方法

当前高职物理教学过程中,主要采用的教学方法包括利用仿真软件教学和多媒体教学两种主要的方式。其中,仿真软件教学方式给学生提供了一个真实的数字平台,学生能够通过软件设计出元器件。在教学中充分的利用仿真软件可以有效的缩短电磁理论计算的时间,同时还可以显著的提高学生的设计能力。

而多媒体教学具有图、文、声并茂的教学特点,所以在教学过程中适当的应用多媒体来表示电磁波元器件的外部特点及内部结构特征,通过短片、动画等形式使得学生能够对课本上的理论知识形成一个更加深刻、直观的理解。

同时,对于条件不够成熟的高职院校而言,在教学的过程中可以通过形象化的教学方式提高电与磁物理教学的水平。例如,在教授“运动的电场产生磁场”的教学内容方面时,长直导线长为L,其中通过电流I,则与导线距离为r处的磁通密度为B,

这时,长直导线周围的磁感线应该是一个沿着垂直导线平面内的同心圆,可以采用右手螺旋定则的方式予以表示,可以用图1表示。

而从形象化教学的角度出发,设想伴随着运动电荷产生了一个运动的电场,而运动的电场又会产生一个运动的磁场。如图2所示,当载流导线的电子以速度做定向运动时,导线截面中的正离子被认为是静止不动的,而正离子所产生的静电场与电子产生的静电场则出现相互抵消的现象。但是,由于正离子静止不动,导致运动电子所产生的电场并没有被抵消。然而,由于正离子没有运动,从而伴随运动电子的运动电场所产生的磁场没有抵消。这时,在导线长为L,半径为r的圆柱面之上,导线的线电荷密度为ρ,则在该圆柱面上所产生的电通量是:

电通量=E×S=E2πrL。

由高斯定理有:

则与导线相距πr距离的运动电场的场强E=。

2.5 积极开展互动式的教学方式

在新的教学理念之下,学生是整个教学过程的主体。因此,教师在教学过程中通过互动式的教学方法,让学生带着自己的知识,经验、思考、灵感、兴致参与活动,这样可以为他们萌发创新意识,培养创新能力提供良好的契机。为了形成较好的学习氛围,应该鼓励学生提问。教师可以在电磁场或者电磁波结束之后进行分组讨论,通过这种方式能有效的提高他们学好高职物理课程的积极性与信心。同时,教师还应该强化教学实践环节,通过实践教学活动提高学生对知识的理解与巩固,锻炼学生的整体应用能力,提高学生解决实际问题的能力。同时,及时的更新课程内容,对教学讲义进行逐步的完善,带动学生的学习兴趣。由于高职物理的理论性较强,因此在教学的过程中还可以采用上述形象化的教学方式来加强学生对理论知识的理解,并结合实验课程增加学生的感性认识,加深学生对所学习内容的理解与掌握。

2.6 对教学内容进行精心设计

电磁场与电磁波的内容具有理论性较强、内容枯燥以及思维抽象等特点,导致学生难以提起兴趣进行深入的学习,在学习的过程中容易出现走神等现象。这时,教师应该以提高学生兴趣为首要目的,对教学内容进行精心设计,这一点尤为重要。在实际的讲授过程中,将重点放在电磁学的基本概念以及基本理论的阐释方面;而在实践课程的教学过程中,结合课程教学的主要内容,精心设计几个经典的案例,在每次课程进行之前都从工程实际出发,提起学生的学习胃口,接下来的课程教学内容自然能够达到预期的效果。

结语:

本文在对高职物理课程中电磁场与电磁波的教学特点进行论述的同时,对高职物理课程电磁场与电磁波的教学策略进行分析。同时,以具体的教学内容为例探讨了电磁场与电磁波的教学策略,对提高高职物理课程中电磁场与电磁波的教学水平具有一定的积极作用。

参考文献:

[1]钱大庆. 高职物理形象法教学中电磁场概念的解读[J]. 常州信息职业技术学院学报, 2009,6(5):26-28.

[2] 赵凤梅. 高职院校“微波技术”课程教学方法的探讨[J]. 技术物理教学, 2012,20(2):37-38.

[3] 张同权. “对称原理”在电磁学中的应用[J]. 数理化学习,2011(12):29-32.

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