《電動力學(xué)》教學(xué)改革思路芻議*

廖廣睿，秦麗清

(廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

1 引言

“人才培養(yǎng)為本，本科教育為根”。本科教育在人才培養(yǎng)體系中占據(jù)基礎(chǔ)地位，高等學(xué)校應(yīng)該重視本科教育，將本科教育置于首位。教育部對建設(shè)高水平本科教育提出了具體的建議[1]：堅持服務(wù)需求，成效導(dǎo)向。主動對接經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，完善課程體系，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，切實提高高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)達(dá)成度、社會適應(yīng)度、條件保障度、質(zhì)保有效度和結(jié)果滿意度。因此，我們要重視本科教學(xué)，結(jié)合高校自身特點，培養(yǎng)符合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的綜合型高端人才，日后能夠為國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)。《電動力學(xué)》這門課程是物理學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，它是基于電磁學(xué)基礎(chǔ)之上系統(tǒng)闡述電磁場的基本理論，涉及的基本理論在科技前沿和生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。因此，通過這門課程的學(xué)習(xí)可以進(jìn)一步加深學(xué)生對電磁學(xué)相關(guān)理論的理解，為學(xué)生日后解決實際問題打下堅實的基礎(chǔ)，使得學(xué)生能夠為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。但是，《電動力學(xué)》這門課程中涉及的理論知識較為抽象，如電多極矩、相對論時空觀等；另外，該課程需要用到較為繁瑣和復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識，如矢量分析、數(shù)理方法等。這些因素不僅對教師的教學(xué)造成挑戰(zhàn)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)也造成一定的困難，甚至使得部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者覺得可以從如下幾方面進(jìn)行教學(xué)改革。

2 教學(xué)改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容

新時代的高等教育，應(yīng)充分結(jié)合高校自身的學(xué)科、專業(yè)以及地理位置等綜合因素，以培養(yǎng)學(xué)生服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的能力為目標(biāo)。因此，在教學(xué)過程中不能完全按照現(xiàn)行的教材內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)；而應(yīng)該充分考慮不同層次、不同專業(yè)方向?qū)W生的具體情況，選取合適的教學(xué)內(nèi)容，重點講解與其日后工作密切相關(guān)的知識。如，本校為省屬重點師范院校，大部分學(xué)生畢業(yè)后將成為中學(xué)教師。因此，教學(xué)過程中應(yīng)該傾向于重點講解與中學(xué)物理密切相關(guān)的理論知識。如“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”是我們中學(xué)學(xué)習(xí)過的一般規(guī)律，能否改為“帶同種電荷的物體相互排斥，帶異種電荷的物體相互吸引”呢？利用《電動力學(xué)》中的鏡像法進(jìn)行分析，可以知道，當(dāng)兩個帶電體間距很小，不能再視為點電荷，而應(yīng)考慮其電荷分布及各部分電荷的受力情況；那么，帶同種電荷的物體之間就可能產(chǎn)生引力。結(jié)合中學(xué)物理知識進(jìn)行講解，既可以使學(xué)生意識到，大學(xué)知識與中學(xué)知識是密切相關(guān)的；還可以使學(xué)生在更高的層次上理解這些知識，讓他們在日后的教學(xué)工作中能夠用更加精煉而準(zhǔn)確的語言描述相關(guān)的物理現(xiàn)象。另外，學(xué)以致用是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣的原動力。這門課程與生產(chǎn)生活以及科技前沿有非常緊密的聯(lián)系。因此，應(yīng)該調(diào)研與這些理論相關(guān)的的科技前沿以及生產(chǎn)應(yīng)用，作為課程內(nèi)容的補充，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力落到實處。如諧振腔在光通信技術(shù)、濾波器等相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，把這些知識融入到課堂教學(xué)中，既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。最后，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的知識儲備情況，給學(xué)生“補課”。《電動力學(xué)》這門課程涉及較為繁瑣的數(shù)學(xué)運算，對學(xué)生數(shù)學(xué)能力要求較高。因此，在教學(xué)過程中，有必要對學(xué)生的數(shù)學(xué)知識儲備情況進(jìn)行測試，并根據(jù)測試結(jié)果補充相關(guān)的數(shù)學(xué)知識。

2.2 教學(xué)方法

教學(xué)質(zhì)量的提高，離不開有效的教學(xué)策略和方法。教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的特點，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。首先，鑒于《電動力學(xué)》這門課程涉及的內(nèi)容較為抽象，不易于理解。因此，筆者建議將其中的一些內(nèi)容分成若干模塊，利用信息化技術(shù)手段，將其錄制成短視頻供學(xué)生課后學(xué)習(xí)。這樣既能避免學(xué)生由于課堂上注意力不集中而錯過重難點知識的講解，又能使得教師有更多的時間講解書本以外的知識。如在講解數(shù)學(xué)知識的時候，可以為散度、梯度、旋度等知識制作10 至15 分鐘的短視頻。其次，翻轉(zhuǎn)課堂作為新型的教學(xué)模式，為改進(jìn)高校教學(xué)、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力提供了一條新的途徑[2]。郭芳俠等人的研究表明[3]，翻轉(zhuǎn)課堂能顯著提高學(xué)習(xí)者的綜合素質(zhì)及自我效能感，對其物理科學(xué)態(tài)度的有正面影響。在理工科課程中只要根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需要合理設(shè)計，實施以學(xué)生為主的翻轉(zhuǎn)課堂是可行的且有效的。因此，筆者建議將這種教學(xué)模式融入該課程的教學(xué)過程中；同時，將學(xué)生的表現(xiàn)作為過程考核的參考之一。第三，課堂教學(xué)是教學(xué)過程中最基本的形式，是落實學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主要渠道。筆者認(rèn)為一堂有效的教學(xué)，應(yīng)該覺有完備的教學(xué)環(huán)節(jié)。導(dǎo)入，前測，講解與討論，后測以及總結(jié)，它們是整個課堂所必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。具體來說，精彩的導(dǎo)入，能夠喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)的動機，吸引他們的注意力，提高他們學(xué)習(xí)的興趣。對學(xué)生的儲備知識進(jìn)行前測，可以讓教師了解學(xué)生情況，教師據(jù)此采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，調(diào)整講解節(jié)奏，做到因材施教。教師的講解以及學(xué)生的討論，能夠讓學(xué)生清楚的知道本節(jié)課的主要內(nèi)容，并能利用理論知識解決具體的問題。相關(guān)學(xué)習(xí)之后，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行后測，通過學(xué)生的反饋，可以讓教師知道是否完成了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)；同時，學(xué)生也能知道自己的學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此有針對性地制定學(xué)習(xí)計劃。最后的總結(jié)，能夠使學(xué)生對整堂課的知識點有一個整體的認(rèn)識，并加深對它們的理解。因此，筆者認(rèn)為，教師應(yīng)該保證每節(jié)課教學(xué)環(huán)節(jié)的完整性，提高教學(xué)的有效性。

2.3 考核模式

課程考核是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，既是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種手段，也是評價教師教學(xué)質(zhì)量和效果的關(guān)鍵指標(biāo)。有效的課程考核模式能夠客觀反應(yīng)課程學(xué)習(xí)的有效性，以及教學(xué)過程中存在的問題，教師可以據(jù)此改進(jìn)教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量。2019 年10 月，教育部明確指出[4]：完善過程性考核與結(jié)果性考核有機結(jié)合的學(xué)業(yè)考評制度，綜合應(yīng)用筆試、口試、非標(biāo)準(zhǔn)答案考試等多種形式，科學(xué)確定課堂問答、學(xué)術(shù)論文、調(diào)研報告、作業(yè)測評、階段性測試等過程考核比重。可見，我們應(yīng)該完善考核模式，不能僅用某一次考試對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價，而應(yīng)當(dāng)增加考核方式的多樣性，注重過程考核，并且適當(dāng)提高其所占權(quán)重。據(jù)筆者所知，目前大部分院校已將過程性考核作為課程考核的指標(biāo)之一。但是，該項所占權(quán)重較低，僅為20%-30%；而期末考試成績的權(quán)重高達(dá)70%-80%。此外，過程考核方式單一，僅依賴于學(xué)生提交的課后作業(yè)，這會使得部分同學(xué)通過抄襲提高平時成績。這種考核模式仍然難以客觀反映課程的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。筆者認(rèn)為，除了平時提交的作業(yè)以外，還應(yīng)將學(xué)生的課堂表現(xiàn)作為過程性考核的指標(biāo)之一，這項工作可以通過雨課堂、微助教等網(wǎng)絡(luò)工具實現(xiàn)，師生可以通過它們在課堂上進(jìn)行互動，教師可以實時的掌握學(xué)生課堂參與度以及答題情況。此外，教師可以設(shè)置一些的課題，通過項目式的教學(xué)模式，將理論和實踐有機的結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生將知識融會貫通的能力。教師甚至可以安排期中測試，對學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測，便于制定下一步的教學(xué)計劃。只有合理的設(shè)置考核模式，教師才能客觀的對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評定。

3 總結(jié)

加強課程建設(shè)和深化教育教學(xué)改革是高等教育改革發(fā)展的重要方面，對于提升高等教育教學(xué)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。高校教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，順應(yīng)時代發(fā)展的趨勢，積極探索提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)方法，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人做出貢獻(xiàn)。本文從筆者自身的教學(xué)經(jīng)驗出發(fā)，對如何提高《電動力學(xué)》這門課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行思考，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核模式等三個方面進(jìn)行探討，希望學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)，掌握基本理論知識，提升分析問題和解決問題的能力。