過(guò)程性考核在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)中的改革與實(shí)踐

劉 倩 宋明歆 殷景華 王 玥 梅金碩

(哈爾濱理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系 黑龍江 哈爾濱 150080)(收稿日期：2016-06-28)

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過(guò)程性考核在《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)中的改革與實(shí)踐

劉 倩 宋明歆 殷景華 王 玥 梅金碩

(哈爾濱理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系 黑龍江 哈爾濱 150080)(收稿日期：2016-06-28)

在分析《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將過(guò)程性考核引入《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)過(guò)程性考核的目標(biāo)、考核指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了分析討論．

電磁學(xué) 電動(dòng)力學(xué) 過(guò)程性考核

《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程是電子科學(xué)與技術(shù)、應(yīng)用物理學(xué)、材料物理等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，它系統(tǒng)闡述了電磁場(chǎng)的基本理論．課程內(nèi)容側(cè)重于理論分析，系統(tǒng)性強(qiáng)，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，與其他工科課程相比，教學(xué)難度大，學(xué)生不易理解掌握．將過(guò)程性考核引入其教學(xué)過(guò)程后，教師可以通過(guò)各種考核結(jié)果了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)重點(diǎn)做出調(diào)整，達(dá)到改善教學(xué)效果的目的．

1 《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)目標(biāo)及課程重難點(diǎn)

1998年教育部對(duì)專業(yè)目錄進(jìn)行較大調(diào)整，專業(yè)內(nèi)涵擴(kuò)大，電子材料與元器件、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、物理電子技術(shù)、光電子與物理電子技術(shù)5個(gè)專業(yè)合并為電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)．哈爾濱理工大學(xué)為了適應(yīng)寬口徑教學(xué)的需要，通過(guò)設(shè)置平臺(tái)課覆蓋原專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)時(shí)大幅度減少．在這種情況下，課程組在1999年通過(guò)整合《電磁學(xué)》和《電動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容，將兩門課合并為一門，將各72學(xué)時(shí)的電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)課程整合為96學(xué)時(shí)，同時(shí)體現(xiàn)出更強(qiáng)的銜接性[1]．隨著學(xué)校教學(xué)改革的推進(jìn)，教學(xué)大綱不斷得到改進(jìn)與完善，2010版教學(xué)大綱中的電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)課程縮減為72學(xué)時(shí)，并增設(shè)了12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生可以更直觀地理解電磁場(chǎng)的一些基本屬性．

1.1 教學(xué)目標(biāo)

《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》是物理專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課，其教學(xué)目標(biāo)包括以下3個(gè)方面：

(1)掌握電磁現(xiàn)象的基本概念、實(shí)驗(yàn)定律及電磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

(2)在掌握電磁學(xué)、電動(dòng)力學(xué)各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系中，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；

(3)了解狹義相對(duì)論的基本概念、基本思想，加深對(duì)電磁場(chǎng)物質(zhì)性和時(shí)空概念的理解，為后繼專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)．

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電磁場(chǎng)與帶電體系的相互作用等理論有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，深刻理解電磁場(chǎng)理論在信息時(shí)代的重要作用；通過(guò)與其相配的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行基本技術(shù)、方法和手段訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)后續(xù)課、新理論、新技術(shù)和進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)與研究奠定必要的理論基礎(chǔ)．

1.2 教學(xué)重點(diǎn)

本課程由電磁實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及規(guī)律、電磁場(chǎng)理論和狹義相對(duì)論等內(nèi)容組成，分為12章：靜電場(chǎng)的基本特征、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、穩(wěn)恒電流、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)和暫態(tài)過(guò)程、磁介質(zhì)、電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律、靜電場(chǎng)的求解方法、靜磁場(chǎng)的求解方法、電磁波傳播、電磁波輻射、狹義相對(duì)論．其知識(shí)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)如表1所示.

表1 知識(shí)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)

其中，靜電場(chǎng)規(guī)律及求解方法、靜磁場(chǎng)規(guī)律及求解方法、電磁波的傳播與輻射是教學(xué)重點(diǎn)．靜電場(chǎng)規(guī)律包括庫(kù)侖定律、積分及微分形式的高斯定理、靜電場(chǎng)的散度與旋度，靜電場(chǎng)的求解方法包括高斯定理、分離變量法和鏡像法．靜磁場(chǎng)規(guī)律包括電荷守恒定律、畢奧-薩伐爾定律、安培環(huán)路定理、磁場(chǎng)的散度和旋度，靜磁場(chǎng)的求解方法包括安培環(huán)路定理、利用矢勢(shì)求解及分離變量法．電磁波的傳播包括真空中的電磁場(chǎng)波動(dòng)方程、時(shí)諧電磁波、平面電磁波、諧振腔、波導(dǎo)等內(nèi)容，電磁波的輻射包括規(guī)范變換、達(dá)朗貝爾方程、推遲勢(shì)和電偶極輻射．

1.3 教學(xué)難點(diǎn)

《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程是對(duì)電磁學(xué)及電動(dòng)力學(xué)的整合，電磁學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容以高中所學(xué)物理知識(shí)為基礎(chǔ)，比較容易接受和理解，而電動(dòng)力學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容以矢量分析和數(shù)學(xué)物理方程為基礎(chǔ)，教學(xué)過(guò)程中學(xué)生普遍反映電動(dòng)力學(xué)部分的內(nèi)容不易理解和掌握，因此教學(xué)難點(diǎn)集中在電動(dòng)力學(xué)部分，如麥克斯韋方程組推導(dǎo)、電磁波波動(dòng)方程推導(dǎo)、利用分離變量法求解靜電場(chǎng)及靜磁場(chǎng)、狹義相對(duì)論等．

采用傳統(tǒng)教學(xué)方法時(shí)，教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)在于教師講解的過(guò)程，教師與學(xué)生之間互動(dòng)有限，教師得到反饋的渠道僅僅只有作業(yè)和課堂表現(xiàn)，而且反饋回來(lái)的信息并不能準(zhǔn)確地反映出學(xué)生對(duì)所講授內(nèi)容及方法的理解和掌握程度．想要提高教學(xué)效果，就必須增加與學(xué)生之間的交流與互動(dòng)，采用多種考查考核方式對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估．想要提高學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握程度就必須對(duì)教學(xué)方式做出改進(jìn)．

2 過(guò)程性考核目標(biāo)及方法

科學(xué)有效的考核方式能夠客觀有效地檢驗(yàn)學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)的程度和相關(guān)分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[2]．近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高等學(xué)校在培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)建設(shè)、課程開發(fā)、教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革，過(guò)程性考核隨之產(chǎn)生．過(guò)程性考核，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)過(guò)程、掌握知識(shí)過(guò)程和綜合應(yīng)用能力形成過(guò)程的全程監(jiān)督和評(píng)價(jià)，是改進(jìn)課程考核的重要措施，已經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用[3～5]．

將過(guò)程性考核引入《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程的教學(xué)過(guò)程中，就是為了及時(shí)掌握學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)熟悉程度、易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行長(zhǎng)效監(jiān)督和評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性．

《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程的過(guò)程性考核包括出勤、課堂表現(xiàn)、隨堂測(cè)試、作業(yè)及單元測(cè)驗(yàn)，考核標(biāo)準(zhǔn)及分值如表2所示．

表2 過(guò)程性考核指標(biāo)及分值

所有過(guò)程考核的總分為100分，過(guò)程考核分值向出勤、課堂表現(xiàn)及單元測(cè)驗(yàn)適當(dāng)傾斜，因?yàn)槌銮诩罢n堂聽講狀態(tài)代表的是學(xué)習(xí)態(tài)度，是保證學(xué)習(xí)效果的最基本條件，而單元測(cè)驗(yàn)成績(jī)體現(xiàn)了學(xué)生一個(gè)階段的學(xué)習(xí)效果，單元測(cè)驗(yàn)可以督促學(xué)生及時(shí)進(jìn)行知識(shí)的總結(jié)和復(fù)習(xí)．隨堂測(cè)試和作業(yè)是為了對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果有一個(gè)持續(xù)的監(jiān)測(cè)過(guò)程，教師可以及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，可以對(duì)一些難理解的內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行二次講解，對(duì)一些易出錯(cuò)的地方及時(shí)進(jìn)行糾正、強(qiáng)調(diào)．

下面對(duì)各考核指標(biāo)的考核形式進(jìn)行說(shuō)明．出勤指上課出席情況，每缺一次課出勤分扣一分．課堂提問(wèn)主要針對(duì)的是一些基本知識(shí)和理論，主要目的是為了提高學(xué)生聽課注意力．隨堂測(cè)試的內(nèi)容側(cè)重于每節(jié)課新講的概念、公式、解題方法，進(jìn)行隨堂測(cè)試有利于學(xué)生及時(shí)掌握新知識(shí)、新方法．作業(yè)從教材的配套習(xí)題中挑選，通過(guò)做作業(yè)的過(guò)程使學(xué)生掌握解題思路、解題方法．單元測(cè)驗(yàn)是對(duì)一個(gè)階段所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的檢查，題型可涵蓋填空、判斷、選擇、計(jì)算及論述題，督促學(xué)生及時(shí)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)與總結(jié)．

3 過(guò)程性考核效果分析

在對(duì)2014級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)系的《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程實(shí)施過(guò)程性考核后，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及課堂聽課效果明顯提高．課堂提問(wèn)和隨堂測(cè)試增加了教師與學(xué)生的互動(dòng)，教與學(xué)的過(guò)程互有反饋．隨堂測(cè)試時(shí)，教師可以直觀地看到每個(gè)人的知識(shí)點(diǎn)掌握情況，對(duì)于一些理解能力較差的同學(xué)可以及時(shí)進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)及溝通．通過(guò)增加與學(xué)生之間的溝通，可以增進(jìn)師生感情，間接提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性．作業(yè)的目的是為了讓學(xué)生掌握課堂中講授的解題+方法，作業(yè)的完成情況、正確率可以間接的反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度是否認(rèn)真、解題方法是否掌握．通過(guò)對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、隨堂測(cè)試和單元測(cè)驗(yàn)的表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的變化，對(duì)學(xué)生給予必要的鼓勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)．與2013級(jí)與引入過(guò)程性考核時(shí)的課堂和作業(yè)情況進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，引入過(guò)程性考核后學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯增強(qiáng)，聽講及作業(yè)認(rèn)真態(tài)度有所提高，知識(shí)點(diǎn)掌握率得到提升．可見，過(guò)程性考核是進(jìn)行課程改革的重要途徑，是提高學(xué)習(xí)效果的重要手段．

4 存在問(wèn)題及改進(jìn)方向

將過(guò)程性考核引入《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程后，教學(xué)效果得到明顯提升，但是也引入了一些新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)．例如，隨堂測(cè)試需要占用課堂講課時(shí)間，這就要求教師必須對(duì)隨堂測(cè)試的內(nèi)容及形式進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制隨堂測(cè)試的時(shí)間，否則將會(huì)影響整個(gè)課程的教學(xué)進(jìn)度．在教學(xué)過(guò)程中，教師必須及時(shí)對(duì)隨堂測(cè)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，并依此調(diào)整后續(xù)課程的內(nèi)容與重點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題才能保證教學(xué)過(guò)程的有序進(jìn)行．此外，單元測(cè)驗(yàn)的內(nèi)容及形式也是需要進(jìn)一步作出改進(jìn)的地方，通過(guò)合理設(shè)置單元測(cè)試的題目類型及內(nèi)容，使得單元測(cè)驗(yàn)在檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，幫助學(xué)生完成知識(shí)的歸納與總結(jié)．

1 宋明歆,靳添博.省級(jí)精品課《電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)》試題庫(kù)的建設(shè).科技信息(科學(xué)教研),2007(34):337～342

2 陳璟, 謝幫靈, 陳龍, 等. 過(guò)程性考核在《塑料成型模具拆裝與測(cè)繪》實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用. 模具工業(yè),2015(02):56～59

3 向雄志.過(guò)程性考核在文獻(xiàn)檢索課程中的應(yīng)用.職業(yè)教育(下旬刊),2015(05):45～47

4 馮麗,劉燕霞.過(guò)程性考核在法學(xué)研究性教學(xué)中的應(yīng)用——以忻州師院為例.忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2014(03):107～109

5 劉曉霞,陳麗,趙翊，等.過(guò)程性考核在預(yù)防醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.中醫(yī)教育,2016(01):36～37

Reform and Practice on Procedural Assessments in the Teaching of Electrodynamics and Electromagnetism

Liu Qian Song Mingxin Yin Jinghua Wang Yue Mei Jinshuo

(Harbin university of science and technology,school of applied science,department of electronic science and technology,Harbin,Heilongjiang 150080)

Based on the analysis of teaching important and difficult points of 〈Electrodynamics and Electromagnetism〉,procedural assessment is introduced in the teaching process of 〈Electrodynamics and Electromagnetism〉 course.This paper made a detailed description of procedural assessment target,assessment index and grading system.The teaching effectiveness is also analyzed and discussed in the paper.

electrodynamics;electromagnetism;procedural assessment