電磁學教學中實施混合—探究教學模式的研究與實踐*

張靈振 趙建君 陳紅葉 馮蒙麗

軍械工程學院基礎部理化教研室 石家莊 050003

1 “混合—探究”教學模式概述

“混合式”教學模式是把傳統課堂教學和數字化學習有機結合起來，充分利用課程教學資源，以學生自主學習為重要手段，實現課程內容的教學[1-2]。所謂“混合”，包括教學資源、教學環境、教學方式等的混合。教學資源來自印刷材料、光盤、錄像帶、磁帶，特別是網絡為學生提供了前所未有的學習資源支持，利用這些混合資源，學習者可以完成不同的學習任務。學生不但可以在面對面的課堂里進行學習，還可以在網絡中進行學習，比如虛擬學習社區、網上課堂、論壇等。

在信息技術平臺之上，教師可采用更多的方式，如采用PPT課件、動畫、視頻、網絡等技術手段，調動學生積極性，增強師生互動，提高教學質量。這種教學模式既能發揮課堂教學中教師的主導作用，又能體現學生的主體地位。實踐證明，在電磁學教學過程中運用混合式教學，學生的積極性、主動性得到大大提高。

“探究式”教學模式是利用適當的探究工具引導學生投入到探究過程，讓學生在主動探究中發現、提出、分析并解決問題，培養學生主動探究的意識和能力[3]。

作為大學物理課程，“探究”包括三個層面。

一是探究學科知識體系結構，增強所學知識的邏輯有序性，領會其中的物理思想和物理方法。

二是探究基本概念和基本規律。基本概念如電磁學中的理想模型、基本物理量、通量、環量等，主要區分概念的內涵和外延；基本規律如庫侖定律、畢-薩定律、安培定律、電磁感應定律等，學生可查閱有關資料，了解規律的發現建立過程，這也是一種對學生進行學科思想方法教育和熏陶的過程。

三是創新活動方面的探究。如圍繞所學知識，安排學生寫小論文，學生通過這一環節體驗找課題、查文獻、專題研究、論文寫作的全過程。

實踐表明，采用探究式教學，提高了學生的學習興趣，培養了創新意識，鍛煉了自主學習和探究的能力。

2 “混合—探究”教學模式的實施方法

電磁學是大學物理課程中內容多、難度大，而且非常重要的部分。電磁學以實驗為基礎，結構嚴謹，規律性強，應用廣泛。目前，電磁學教學多以課堂教學為主，而且偏重于理論。限于學時要求，許多內容如物理規律的發現過程、物理原理在工程實際中的應用、高新技術內容、物理實驗方法與演示等，無法在單一的課堂教學環節完成，而且電磁學包含的物理思想、物理觀點、物理方法等不能傳授給學生，難以達到物理課程的學習目的以及物理全面培養人的素質的作用。在電磁學教學中，采用“混合—探究”教學模式，充分利用課程教學資源，充分調動學生參與探究式教學，取得較好的教學效果。

2.1 科學劃分教學內容

根據課程標準中的教學內容、目標要求、重點難點，將教學知識點梳理劃分層次，對于講授討論型知識點(理論的、重點的)，主要由課堂教學完成；對于自主學習型知識點(應用的、次要的)，主要在課外利用教學資源進行學習來完成；對于實踐型知識點，采用課堂實驗教學和課外創新活動共同完成。

例如，對靜電場部分，將知識點劃分層次，靜電場的高斯定理、環路定理，電場強度和電勢的概念及計算，靜電場中的導體等為講授討論型，由教師課堂教學完成；靜電的危害與應用、靜電場中的電介質等為自主學習型，由學生在課后利用教學資源自學完成；靜電場的描繪等通過課堂實驗教學完成；庫侖定律的實驗驗證、靜電屏蔽等在課外創新活動中完成。

2.2 強化課前預習與課后作業

在信息技術環境下進行教學，教師要設計預習內容和課后作業，促進學生自主學習，而不能像以前那樣只留書上的幾道作業題。教師要做出規定和引導，可以提出問題，安排學生學習的途徑。如在學習“靜電場中的導體與電介質”[4]一章時，可以提出問題：靜電平衡的機理是什么？靜電平衡導體的特征有哪些？空腔導體內表面是否有電荷？孤立導體靜電平衡后，電荷分布有什么規律？什么是靜電屏蔽？對內外場靜電屏蔽有什么不同之處？等等。同時，要引導學生除了閱讀教材外，還要進入自建的、內容非常完善豐富的“大學物理教學資源庫”“大學物理網絡課程”“演示實驗教室”中，尋找相應內容自我學習。針對預習情況，采取課堂提問、小組討論等方式，檢查學生的預習情況和效果。

2.3 創建豐富的信息資源庫

“資源課堂”要求給學生創建資源型學習條件下的自主學習環境，提供信息網絡平臺和豐富的信息資源。在校園網上建立大學物理學習網站，主要包括信息中心、教學資源、試題庫、實驗指導、創新活動、師生交流等部分。

信息中心部分包括課程組成員的教學與科研情況、課程描述、課程建設規劃；教學資源部分包括課程標準、自編多媒體課件和教案、教學動畫視頻資料、電磁學學習指導、其他院校精品課程授課視頻等；試題庫部分是自編的大學物理網絡試題庫，學生可選擇不同的章節進行在線測試或按照標準試卷進行模擬測試；實驗指導部分包括實驗教學內容，外購的演示實驗；創新活動部分包括課外探究選擇題目、學生探究式學習作品，以及電磁學拓展學習資源(電磁學發展史、應用和相關的講座)；師生交流部分包括論壇、留言板，便于學生上傳下載學習資料、提出問題及解答問題。

2.4 開展探究創新活動

在大學物理學習網站上，針對課程內容設計一些開放的探究性的物理課題，學生以學習小組協作形式進行學習，拓展學生的創新思維，培養學生的創新意識和能力。

一是設計與課程內容相關的課題。這類課題幫助學生加深對基本概念、基本規律的理解，對基本知識的熟練掌握，提高其分析問題、解決問題的能力。如根據電現象和磁現象的對稱性，把電磁物理量、基本概念、電磁規律、麥克斯韋方程組、典型實例之間的對稱性進行總結對比：安培力的實質是什么？試推導安培定律；畢奧-薩伐爾定律建立的過程是怎樣的？由麥克斯韋方程組可否推導得出？等等。

二是結合鮮活現實生活的課題，把學到的電磁學知識運用到生活實踐中去，鼓勵學生多留心身邊的問題，用所學知識分析問題和創造性地解決問題。如：電磁場對人體的危害研究，手機輻射的危害及效應研究；新能源汽車的充電時間問題，移動式途中無線供電系統問題；等等。學生通過各種渠道搜集相關資料，再進行分析歸納綜合，達到對這些課題較深的研究。

三是涉及電磁學前沿的課題。這類課題適合學有余力、興趣濃厚的學生，如超導體，負折射率材料及隱身衣的原理，飛機隱身材料及其特性研究等。

2.5 建立多元評價機制

“混合—探究”模式下的學習環境復雜、資源豐富、學習活動多樣化，因此要根據不同的學習目標，對課堂學習和課外探究綜合考慮，全面評價。方法：期終試卷考試占80%，平時成績占20%；平時成績包括課堂作業、利用資源學習情況、參與網絡討論情況、課程小論文成績等。總之，應該把學生的學習成績與學習過程、學習結果相結合，自評、他評、教師評相結合，建立起多元評價機制。

3 結束語

“混合—探究”教學模式在電磁學教學中的應用，給學生提供了一種新的學習環境，充分調動了學生的學習主動性和積極性，達到學生自主學習、師生互動、探究創新的教學目的。在教學實踐中也發現一些困難或需要改進的問題，它們制約著教學的發展。如：學生上網的硬件條件和上網時間受到限制；學生上網學習情況和回答問題質量不容易監控和評判；由于混合式學習環境的復雜性和活動形式的多樣性，需要設計一套完善的評價策略；等等。在信息技術條件下開展“混合—探究”模式的教學，還有許多理論和實踐問題有待解決，要不斷研究、探索、總結和提高，努力培養新時期綜合型高素質人才。

[1]何克抗.從Blending Learning看教育技術理論的新發展[J].中國電化教育,2004(3):1-6.

[2]南國農.教育技術理論研究的新發展[J].電化教育研究,2010(1):8-10.

[3]盧榮德,程福臻,陶小平.大學物理教學模式的探究與實踐[J].教育與現代化,2010(2):35-39.

[4]康穎.大學物理[M].2版.北京:科學出版社,2010:306-331.