工程電磁場教學中的素質教育改革探究

程紫娟

摘 要 本文闡述了工程電磁場教學在電氣專業教學中的特點，針對教學中遇到的問題，以試點學院素質教育改革為背景，通過國內外教學如考核體制，教學內容和教學方法三方面差異的思考，開展了部分教學試驗，提出教學方法和內容的改革必須和學科考核體制的改革相結合才能達到最大成效，才能真正使得教學從學習知識為主體轉變為以人為本。

關鍵詞 工程電磁場 試點學院 素質教育 考核體制 以人為本

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.12.014

Abstract This paper describes the engineering characteristics of the electromagnetic field in electrical engineering education teaching， teaching for the problems encountered in the pilot reform of college quality education background， teaching abroad thinking through such assessment system， teaching content and teaching methods in three areas of difference， to carry out part of the teaching experiment， proposed teaching methods and content of reform and the reform of discipline evaluation system must be combined to achieve maximum results， we can really learn from making the teaching of the subject into people-oriented.

Key words engineering field； Pilot Academy； quality education； evaluation system； people-oriented

0 引言

“工程電磁場”課程在國內高校電氣工程及其自動化專業中是一門重要基礎必修課。由于課程改革，在筆者所工作高校這門課課時只有42學時，沒有實驗課時。從筆者和同事從業這幾年看，這門課是學生中傳言的所謂“天書”之一。傳言的原因很多，但無外乎這門課難學，難懂，難考。而這門課對于教師而言，也是比較難教的一門課。究其原因，該課程存在以下問題：涉及數學推導非常多，場量和矢量運算及推導貫穿整門課程，對于數學基礎差的學生拿到書本便產生畏難情緒；相當一部分概念在大學物理中已經學過，但側重點有所不同，學生容易持固有思維，不利于新內容和方法的學習；大部分教材重推導，輕實踐，與電磁場工程實際及后續電氣專業課結合不緊密，學生不知學為何用；考核方式采用30%平時成績+70%閉卷考試的傳統方式，學生為考而學，甚至臨時抱佛腳只為考試通過的大有人在。

通過調研，筆者發現這些問題基本上是國內大多普通高校都存在的問題。隨著三峽大學試點學院申報成功進行的一系列改革，以及國內外掀起的“慕課”等在線網絡及離線網絡課程學習的高潮，結合人才培養改革，筆者基于所授課程之一工程電磁場進行了幾點教學思考，開展了部分教學改革實踐的探索，取得了初步成效。

1 考核體制的思考

試點學院改革有一個很重要的方向，就是傳統專業教育和素質教育之間的轉變。這就意味著教師要從“哪些內容由我講授”轉變為“哪些知識能力和素質應該是經過教學后學生要獲取的”。看上去，這是教學內容轉變的思考，在筆者看來，除非改變考核體制，建立有效的考核標準，不然這種轉變將是空談。如果采取傳統的平時考勤和課后作業再加上最后的閉卷考試，那么教師由于現行體制及課時的考慮，仍然會只講授教材內容。而學生則會只關注哪些是他們考試需要掌握的知識，談不上能力和素質的培養。撇開素質教育，在現行電磁場授課中，由于前述提到的電磁場課程的特點，這門課本身就知識掌握來說就是非常枯燥難懂的，很難調動學生的積極性和興趣。

借鑒國外（如筆者同事所在的南安普頓大學等為例）課程授課及考核模式。國外學科考核有一種方式（每個學校在比例上略有不同），①如課程作業50%和期末考試50%，其中課程作業分兩個，各占25%。作業以報告形式提交，并需對報告進行演講。報告內容和演講各占一定比例。報告需在規定時間內在網上提交，并打印提交憑證，如超過提交的截止時間，需扣除相應比例的成績。打印的憑證要提交到專門設置的學院辦公室，而非教師辦公室。布置的作業分個人完成和小組完成兩種，后者涉及到分工合作，作業內容與project有關，如電磁場課程，則需要用軟件來完成相應的實際問題，而每個人或每組的作業靠網上選擇，并非全班只有一個作業。而要完成這些作業，需要查閱相當多的資料，而不僅僅是國內教學中的一本教材。涉及到評分體系，國外也有完善的評分體制，從建模，模型分析，錯誤的建模，以及對錯誤結果的分析，總結等都有相應的標準，除了每一項的評分外，還會有總分及評語。這些體制的建立，對于防止抄襲，用對錯簡單地區分高低分有十分重要的意義。對于期末考試，國外教師會提供課程資料，課后習題包括往年試題，但不會在課堂上就考試具體內容和重點進行講解，要想通過考試，只能靠學生自己復習。

比較國內和國外學科考核模式的區別，要想徹底轉變，需要以下措施：

（1）建立完善的學生和教師網上系統。教師布置作業，并給出作業的要求，包括報告格式，結構，字數，截止時間及評分標準；上傳課程相關資料。學生用來查看和選擇作業和資料，提交作業。避免不公平，并建立學生的時間觀和責任觀。

（2）建研討室，對布置的作業可以采用預約教師+預約研討室，并對時間進行限制。采用學生主動預約方式，改善現今不尊師道的局面，培養學生與人相處應有的禮節。對研討時間的限制可以促進學生努力學習查資料，并防止抄襲。

綜上，若改變考核體制，對從“專業教育”到“素質教育”的轉變有重要意義。不然，在現行考核體制下，30%的平時成績，就算全部變成國外的作業考核，沒有完善的標準和制度，學生仍然會在70%閉卷考試上迷失自我。正所謂，沒有規矩不成方圓，提倡科研結合教學的同時，還應建立相應的考核標準制度，這對于培養學生自主學習，不抄襲，嚴格的時間觀念以及尊師重道方面有重要意義。

2 教學內容

筆者所在學院學科偏強電，該課程屬于專業基礎課，共分配42學時講授時間。教材是指定工程電磁場（王澤忠編寫），教學內容主要包括矢量分析、靜電場、穩定電流場、靜磁場、時變電磁場、靜電場的鏡像法、平面波、電磁場中的能量和力及電容等參數的計算。盡管內容并非所選取教材的所有內容，但42個學時講授這些內容也是勉強夠用，時間相當緊張。從教學效果來看，如依賴教材，再采用閉卷考試方式，學生的考試通過率非常低，且平時學生的學習積極性較差。筆者認為，從教學內容和教材上看，有以下幾點原因：縱觀整本教材，數學推導較多，易使學生產生畏難情緒，失去興趣；由于課時的原因，與其他專業課聯系的章節往往難以講到，學生不知學為何用；單一教材再加上考核方式，學生很難發現學習中的問題并通過查閱其他書籍來解決問題；平時作業也因考核方式，易使學生之間形成抄襲學風，缺乏自我思考。

而據了解，國外對于教學內容和教材的選取上還是有所不同的。教材并不是指定一本，而是推薦教材及參考書，上課也并不按照某本教材講解，而是根據教師的知識結構和理解做好講義來講解，學生需查閱參考書來對應學習。這使得學生必須通過查閱學習，才能通過作業考核及考試考核。

基于上述考慮，筆者認為應結合考核體制改革對教學內容方面采取以下措施：

（1）在緒論中增加電磁學理論建立的歷史，從電與磁現象的發現到電與磁關系的探索，再到電磁場理論的建立以及電磁學在電報電話等通信方面的應用，②包括電磁學的發展對建立電工理論的作用，這些知識可以給學生一個完整的學習電磁場的思路和結構，同時通過應用的講解，能讓學生了解電磁場是有用且無處不在的。

（2）在電磁場知識講解過程中應增加學科間的聯系。比如極化，在高電壓技術中這一概念較重要，在電磁場這門課程中比較注重推導，③可以在講授過程中采用高電壓技術中的實例如微波爐利用極化原理而制成，增加學生對這一概念的理解。

（3）教學不應采用單一教材，④應結合學科特點及學生基礎，注重知識結構的建立，注重思維和總結等能力的培養。學生學習應查閱多本書籍，而不是局限在一本教材上。但如不以任務為導向，學生僅以考試為目標，不管教師如何講授，仍會導致學生學習出現偏差，出現抄襲等現象。

綜上，教學內容的改革必須依托考核體制的變革，如不改變考核方式，不建立制度，那么培養學生的自主學習能力及正確的“三觀”，將成為空談。

3 教學方法

工程電磁場教學內容多，課時少，涉及數學推導較多，容易使學生產生畏難情緒，并失去學習興趣。故在教學方法上應有所側重點，因材施教，加強對物理概念的理解，引導學生探索學習方法。⑤筆者根據多年的教學經驗和學習，認為授課應該注意以下幾點：

（1）結合電磁場發展歷史，每次授課時指出本次課重點，難點，及在整門課程中的地位、作用，加強各個知識點的聯系，引導學生學會用比較，類推等方法尋找理解和記憶的方法。在這一點上，筆者每章節采用電子版將重難點，可采用的方法，在整門課程中的應用及重要的問題寫出，讓學生進行理解和探索問題的答案。

（2）采用實例如計算和圖形等來講解具體概念和公式，將重點放在物理意義上，至于數學推導部分如對物理問題的理解有幫助作用則重點講解，而非所有推導都進行講解和驗證。如等效極化電荷的推導，采用平行平板電容器模型講解插入電介質后平板電荷的變化，也就是極化的相關概念，將等效極化面電荷和等效極化體電荷的單位以及具體的點乘和叉乘計算結果結合圖形講解，增強對面上單位矢量方向的理解，讓學生清楚掌握物理概念的同時還掌握公式及矢量運算。

（3）注重培養學生發現問題，解決問題和分析總結的能力。授課中注重問題的拋引，引導學生發現問題，并總結解決問題的方法。

這些措施實施起來要求教師有足夠的專業知識，并將精力放在引導上。然而學生需要跟隨教師的思路學習，而非傳統的滿堂灌，就必須有足夠的動力和壓力主動學習，多思考，多看書。這些措施的有效實施必須和考核結合，這樣能調動學生的積極性，激發學生的學習興趣，否則教師的引導只是針對部分人，其他人還是會以考試為導向拒絕思考和學習。

4 結語

在工程電磁場教學中，教學方法和內容很重要，但誠如上述，教學方法和內容的改革必須和學科考核體制的改革相結合才能達到最大成效，才能使傳統的專業教育向素質教育轉變，從學習知識為主體轉變為以人為本。以培育人為目標，借鑒國外經驗的同時，應尋找適合各自學院專業發展的改革之路，還應努力提高教師自身的教學科研水平，來適應改革。

基金項目：本文系三峽大學高等教育研究青年項目（項目編號：1404）的研究成果

注釋

①④彭麟，姜興.中美高校電磁場教學比較研究[J].中國電力教育，2014（17）：73-74.

② 熊煒，粟世瑋.提高“工程電磁場”課程教學效果的方法研究[J].中國電力教育，2013（26）：47-48.

③ 趙杰，許麗.“電磁場與電磁波”課程教學研究[J].中國電力教育，2014（21）：10-11.

⑤ 劉鑫，張文祥，邊莉，劉建霞.電磁場與電磁波研究性教學模式的探索與實踐[J].高師理科學刊，2015.35（1）：87-89.