CAI在工程電磁場教學改革中的應用

蘇利捷

【摘要】CAI 教學使工程電磁場教學中原本抽象、死板或難以表達的內容變得生動、直觀、美觀，可以充分刺激學生的感官，增加想象力。實踐證明，采用多媒體教學技術有效提高了學生學習積極性，彌補沒有實驗教學的缺陷，教學效果顯著提高。

【關鍵詞】工程電磁場教學 多媒體技術 CAI

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）12-0052-01

一、引言

工程電磁場理論是高等學校工科電類專業的一門技術基礎課。它所涉及的內容是電類專業學生應具備的知識結構的必要組成部分，同時又是一些交叉領域的學科生長點和新興邊緣學科發展的基礎。但在電氣工程及其自動化專業的工程電磁場課程的學習中，學生普遍感到抽象、難以理解等問題，是學生們公認的“老虎課”。所以在目前形勢下，存在著迫切需要解決的教學改革和課程現代化的問題，為促進本學科與時俱進，迎接未來，工程電磁場教學改革勢在必行。

工程電磁場教學與計算機結合是教學改革的一大趨勢，同時它又是一門實踐性很強的學科。 CAI集文本、圖形、動畫、聲音、圖像等多種形式為一體，在教學改革中發揮的作用越來越大，能表現多維的客觀存在。如何更好地發揮計算機在工程電磁場教育領域中的作用，是我們所關心、探討的問題。

我學院工程電磁場必修課始教于2008年，目前為必修考試課，工程電磁場課程安排在二年級上學期集中上課，且實驗條件不具備，因此采用大班講授，不設實驗課，共授課32學時。學生畢業后，主要從事電氣施工、管理工作，雖不是工程師，但如何具備一定的工程電磁場知識，在今后能處理好工程實踐中可能遇到的各種各樣的工程電磁場問題，是我們專業教師的職責。

二、應用CAI是工程電磁場教學發展的必然趨勢

近年來，隨著科學技術的發展和進步，計算機技術已經廣泛應用到各個領域，多媒體計算機已逐漸普及，并進入課堂教學領域。CAI的開發與應用己成為國內外教育技術發展的新熱點。 它使工程電磁場教學中原本抽象、死板或難以表達的內容變得生動、直觀、美觀，可以充分刺激學生的感官，增加想象力。實踐證明，采用多媒體教學技術有效提高了學生學習積極性，教學效果顯著提高，這是當前世界范圍內教育領域里的一場革命。

三、CAI促進了教師知識的更新和教學水平的提高

在我們研制工程電磁場CAI課件過程中，首先要求教師更加深人鉆研本專業的理論知識，同時對難點、關鍵內容掌握得更加牢固，理解得更加透徹，并能熟練掌握計算機技術，提高計算機應用軟件的使用技能，對美工、數碼攝像技術、音樂等具有一定的知識和操作能力，這就要求我們教師不斷學習，提高綜合技能，具有獲得新知識的能力，從而推動教學內容、教學方法的改革和創新。同時也促使教師注意與電氣工程實踐結合，不斷獲取一線電氣工程師工作的信息，從實踐中學習研究、豐富和完善教學內容，而不是孤立于實踐之外。CAI課件的制作與使用，利于教師之間、學科之間進行新的交流與探索，廣泛、快捷地掌握國內外工程電磁場的教學動態，提高各學科整體水平，促進教師知識的更新和教學水平的提高。

四、用CAI再現典型案例，加深學生對理論知識的理解

在以往工程電磁場教學中我們主要以敘述、板書來講解從一線電氣工程師同仁和自己的實踐中精選的案例，不能很有效地表達出工程現場的情況，學生往往對某些理論知識點的理解和印象不夠深刻，運用多媒體技術可再現和模仿工程現場收集的一些典型案例，從而給學生創造了一個身臨其境和經歷感的學習環境，將工程現場活靈活現地展現在同學的面前。同時教師還可根據教學內容編排的需要，對案例情況進行編輯整理，適時提出問題，留下問題，組織學生討論，這樣能極大地啟發和滿足學生的求知欲望，準確地理解理論知識，教會他們怎樣發現問題并且能夠正確地收集有關數據這樣不僅使他們明白在一些平時的細節上可能存在著有價值的數據，達到了講授知識的目的，更重要的是使學生們具備應用工程電磁場知識的意識。這樣隨著歲月的流失，學生也許將學過的工程電磁場理論知識忘掉，但生動的案例則會留在其記憶中，必要時會給他們以啟迪。

五、CAI提高了學生學習興趣和課堂吸收率

多媒體技術把大量的視覺和聽覺信息帶入課堂、克服板書和語言的局限性和枯燥性。體現在如下幾個方面。

1.文本

講授工程電磁場要體現工程電磁場科應用性強的特點，又要使學生牢固扎實地掌握基礎知識內容，提高學生在實踐中的應變能力。 我們如何從板書上節省大量的時間，而講授更多的內容。采用多媒體手段，就能有效地解決這一難題，因為可以節省大量板書時間，利用制作的文字將所要教的內容展示在學生面前，對重點內容、關鍵詞用不同顏色來表達，提高學生的注意力，增加其對內容的重視。是講解基本概念、分析理論知識的有效途徑這樣可充分利用有限的學時，提高教學效率。

2.圖片和照片

圖片和照片是用計算機表現電氣設備的電磁場的必不可少的手段，有針對性地從工程現場中收集的典型照片，將此信息數字化，可永久保持清晰的圖像。同樣還可使教學中的一些照片得到永久保存，而且也不破壞原始照片。利用多媒體手段制作電氣設備事故多媒體課件，使學生能夠很容易地區分各類事故，我們在講擊穿場強時，講授同軸電纜單層絕緣體和多層絕緣體被擊穿的區別，主要是說明絕緣體擊穿和燒灼的現象，用語言描述擊穿是什么，學生無法理解，我們搜集的照片，可以將圖片掃描進入計算機中，將局部放大，使學生能夠一目了然。 多種實驗實例制作成各種計算機圖片，使學生能夠留下深刻印象，這樣講授大大提高了學生的學習注意力、學習興趣和課堂吸收率。

3.動畫

由計算機產生的動畫具有生動、形象地表達教學內容的特點，通過動畫式的表達，增強了學生對重點、難點問題的理解和記憶，這樣使課堂教學變得生動活潑，內容易懂、容易理解。

六、運用CAI彌補沒有實驗教學的缺陷

工程電磁場教學內容豐富，涉及面廣，需要用實驗證明的問題很多，但由于我學院沒有自己的工程電磁場實驗室，且學校對電氣工程專業學生的培養計劃進行新一輪的修改，課時數壓縮為32學時，因此不具備給學生開設工程電磁場實驗課的條件，只靠講解實驗課程，學生根本無法理解，運用計算機多媒體技術可以彌補沒有實驗教學的缺陷，豐富實驗課的教學內容。所以我們同鐵路局現場單位聯系，編輯、錄制一些供電段現場實踐中常用的典型電磁現象實驗，演示實驗操作過程，分析實驗結果。這既節約了實驗費用和時間，又增加了學生參與實驗的機會。

七、結束語

多媒體輔助教學在工程電磁場教學中的應用，突破了舊傳統的教學模式和教學方法，提高了學生的學習興趣，教學效果明顯，教師上課時，只要攜帶一塊U盤，通過教室多媒體設備可以將上述的一些內容帶入課堂進行講解，我們深深地體會到這種教學形式對教學改革的重要性。誠然，課堂講授、教材的使用仍是工程電磁場教學中的重要基礎工作，作為教師應不斷探索理論研究，注意本學科和相關學科知識的發展動態，加強信息交流，在創新中求得生存與發展。

參考文獻：

[1]馮慈璋，馬西奎主編.工程電磁場導論[M].北京.高等教育出版社，2000.

[2]謝處方，繞克謹編.電磁場與電磁波（第4版）[M].北京.高等教育出版社，2006.

基金項目：蘭州交通大學校級實驗教改項目“；工程電磁場實驗增加計算機輔助分析手段的改革研究”；（項目編號：2015240）