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摘要：以提高教学质量、培养高素质创新型及应用型人才为目标，基于电磁学课程的地位和特点，从教学内容、教学模式和教学手段、考核方式等方面形成了对该课程教学的一些改革思路，部分实践已在本校物理学专业展开，取得了良好的教学效果。
关键词：电磁学；教学改革；探索
本文引用格式：马春林，等.电磁学课程教学改革的思考与探索[J].教育现代化,2019,6(87):113-115.
一 引言
电磁学是物理学(师范、乡村教师定向培养)专业本科生的一门重要的专业必修基础课，也是众多交叉学科必修的课程之一[1]。该课程属于经典物理学的一个分支，是物理学专业的电工学、电动力学、量子力学等后续课程学习的基础。电磁学是一门与中学物理教学联系非常紧密的课程，其理论已渗透到科学技术的各个领域，如生物医学、通信、军事交通运输等。电磁学课程具有内容繁杂、知识点和公式多、定理和定律多、概念抽象，学生不易理解，逐渐产生畏难情绪，教学效率较低等特点。
鉴于电磁学课程的核心地位和特点，在教学过程中，我们不断地思考与探索如何对该课程运用恰当的、适合学科发展的教学工作，来促进学生学习，提高教师教学效果。因此，如何改革现有的电磁学课程教学存在的问题，提升教学效果和质量，使之适应当今社会需求的变化和现代科学技术的飞速发展，已经成为高校教师研究和探讨的重要课题[2-6]。面对现状，我校成立了电磁学教学课题组，教学工作者结合各自的教学实践经验，博采众长，共同了制定一系列教改方案，并加以实施运用，取得了良好的效果。
二 教学内容改革
本校物理学专业《电磁学》课程选用高等教育出版社出版的赵凯华主编的第三版教材，其内容主要包括静电场、静电场中的导体和电介质、恒定电流、恒定磁场、电磁感应和暂态过程、磁介质、交流电、麦克斯韦电磁理论和电磁波等；依据性质来分，电磁学的内容主要有“场”和“路”两部分[7]。淮阴师范学院物理学(师范、乡村教师定向培养)专业本科生电磁学课程在大二第一学期开设，学时为64学时。该教材内容丰富，对物理和数学知识要求较高。
（一）数学基础和物理知识有效结合
对于电磁学授课学生而言，具备良好的中学物理知识和扎实的数学基础，是学好电磁学的前提条件。根据我校学生入学起点较低，大部分学生数学基础比较差的实际情况，为了消除学生在基本物理量的计算和基本定理的推导和应用中遇到的数学障碍和由此引起的畏难情绪，在教学的过程中强化相关高等数学知识的讲解与应用，如矢量的运算、微积分知识等，提高学生运用高等数学解决问题的能力，使学生充分理解数学语言所表达物理内涵，掌握场理论的建立，领会电磁统一的思想。
（二）理论教学与实验教学有效结合
电磁学是建立在实验基础上的一门理论与实践相结合的课程。电磁学学习中很多理论、概念、规律等就是在实验中发现和验证的。近年来，为迎合培养高素质创新型人才以及应用型人才的需要，我校将普通物理实验(力学实验、热学实验、电磁学实验和电磁学实验的统称)设置为物理学专业的专业必修课程。原普通物理实验中电磁学实验教学存在实验内容简单，手段单一，缺乏自主创新，且以基础性和验证性实验为主。因此，我们作了很多努力，提出且尝试了一系列改革，取得了不错的效果。到目前为止，我们已在原有实验内容的基础上构建基础验证性、综合设计性、研究创新性的层次化普通物理实验课程体系。不仅满足了学生的就业发展需要，同时还培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力、创新思维和科研能力等，进而培养学生分析、处理和研究问题的综合素质与能力。做到电磁学的理论教学与实验教学协调统筹安排，将教学内容与实验教学相结合，使学生更直接、更深刻地理解学习要点。对于在课堂上遇到某些抽象的概念，还可以与教师的科研实验相联系，帮助学生理解专业知识，如在铁磁质的磁化规律中，可将教师的科研成果展示给学生，如图1所示，由此可让学生清楚铁磁材料的磁化规律和特征，并区分硬磁材料和软磁材料。另外，还可以大胆地开展基于项目学习的电磁学研究创新性实验教学改革，充分利用江苏省高等学校和我校校级大学生创新创业训练计划项目平台以及我校物理实验中心现有的实验条件，给学生提供足够的发展空间，让学生将学习的理论知识与实践融合到项目任务的实施过程中，引导学生积极主动的探索。为满足不同类型学生的需要，项目课题主要来源于全国教师资格证考试(物理学科知识与教学能力科目)、中学物理教学、教师科研或者各项竞赛(江苏省师范生教学基本功大赛、江苏省高校大学生物理及实验科技作品创新竞赛等)。同时，可结合物理学(师范、乡村教师定向培养)专业特点，学生根据个人的兴趣爱好，通过查阅相关文献资料拟定自己的研究项目。通过此项改革，物理学专业大部分学生可通过全国教师资格证考试。参加项目研究的学生，通过个人的不懈努力和相关老师的精心指导，在SCI、核心及省级期刊均有科研成果发表，且在江苏省师范生教学基本功大赛、江苏省高校大学生物理及实验科技作品创新竞赛等比赛中均取得了良好的成绩。
（三）现代物理的技术应用与理论教学有效结合
鉴于电磁学知识点多、定理定律多、内容繁杂、学时少(由于课程改革课时被压缩)等特点，容易让学生感到枯燥乏味，学习任务繁重，内驱力不足。为了提高学生的关注度和学习兴趣，可在课堂上适当的引入生活密切相关的电磁学的应用与目前科学研究中能够吸引学生的相关内容，如超导材料、铁电材料、铁磁材料、多铁材料及它们的发展前沿等。同时，可将教师的最新电磁学内容相关的科研成果融入理论教学中，激发学生的创新性思维。鼓励学生多聆听相关的学术报告，并要求他们就感兴趣的问题查阅相应的中外文文献并整理，每一章讲完后，课堂上可以抽出10-20分钟的时间，让学生进行讲解并展开讨论，使学生成为教学的主体，从而提高学生在电磁学课堂教学中的参与度。对于物理学专业的学生而言，将来有一部分学生从事中学物理教学工作，一部分同学选择读研继续深造，还有一部分同学则转行从事其他职业。因此，承担《电磁学》课程教学的老师不仅要讲授电磁学理论知识，而且还要担任物理学专业的师范生基本技能的指导工作。我校在电磁学的教学中注重培养目标的多样化，尊重学生的个体差异，实施了层次化教学，即保证基本要求的电磁学以及用于让学有余力且感兴趣的同学进一步专研和提高的普通物理专题研究，已列入物理学专业人才培养方案并严格执行。其中，普通物理专题研究为专业选修课，于大三第二学期开设。通过这些教学内容的调整与拓展，丰富了教师的教学手段，加深了学生对课程知识的理解及电磁学新效应、最新发展动态的了解，激发了学生的学习兴趣，开阔了学生的视野，提高了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。对培养师范技能，促进学生的科研方法训练和提高学生的科研能力具有重要的意义。
三 教学模式和教学手段改革
（一）现代化信息技术与理论教学有效结合
随着互联网的快速发展与普及，“互联网+教育”被广泛应用，即通过互联网与教育的结合，提高教学效率，实现教育信息化，使之更加迎合与适应21世纪新时代学生群体的需求。因此，积极申报与创建国家级、省级或校级电磁学精品课程或者通过校园网创建网络课程等网络教学平台至关重要。网络教学平台主要包括课程简介、教学大纲、教学进度、教学录像等内容，如图2所示。利用学校现有的网络资源，引导学生充分利用网络资源学习。在保留传统的教学模式的同时采用翻转课堂教学模式，通过网络上开放的共享教学资源，学生可随时在线浏览，自主选择进行课前预习和课后复习，并通过试题库或者习题集检测对所学知识的掌握程度。在国内，许多高校已建设完善的电磁学精品课程或者网络课程，鼓励学生充分利用这些教学共享资源，夯实电磁学专业基础知识。另外，学生还可以浏览国外电磁学的教学录像及其英文讲解，感受国内外不同的教学风格，掌握与电磁学课程相关的专业外语词汇，为进一步实施电磁学双语教学奠定基础。同时，教师在课堂上，可以与适时地调用这些平台的相关教学资源，丰富课堂教学，调动学生的学习热情，提升教学效果。与传统的教学模式相比，网络教学平台具有信息量大、教学资料新颖，适合时代发展的需要等优点。学生除了可以在网络上浏览国内外各大高校建设的精品课程或者网路课程教学平台，同时还可以通过中国大学MOOC、Coursera、edX和雨课堂等在线教育平台，充分发挥电脑、智能手机的作用，不受地点、时空限制地学习电磁学相关知识。通过网络教学平台中的师生互动平台，对学生学习过程中遇到的问题及时解答，进而提高学生对知识的理解，使教与学密切联系。因此，网络教学平台有利于优质教育资源的共享，促进教育实践中继续探索，完善教学手段的信息化。
（二）合理采用多媒体教学手段
采用多媒体技术教学手段，弥补传统教学的不足，使课程的改革和教学的实施适应信息时代的要求。由于电磁学内容多，课时有限，传统的“粉笔加黑板”很难在给定的学时内，按照教学大纲的要求完成教学任务，采用多媒体辅助教学大大提高了课程的教学进度。在电磁学的教学中，多媒体技术已被广泛应用，且在很大程度上能优化教育过程，提高教学效果。依据教学内容，通过多媒体技术不仅可以将电磁现象、理论知识及实验过程，而且还可以将电磁学密切相关的生活中的实际应用和从互联网上搜集到的最新研究成果、前沿研究动态等以文本、图片、动画、视频、声音等并茂的形式展示给学生，使得教学内容更加直观、生动、有趣、形象。该技术有利于丰富课堂教学，增加课堂传递的信息量，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣和求知欲，提升教学质量。但在使用多媒体时，教师应根据教学内容合理地把握节奏和语速，在重点、难点问题上速度要放慢，并做必要的讲解与补充，要让学生能够看清楚、有思考的余地和记录要点的“间隙”。当涉及到复杂而重要的推导时，建议教师还是结合传统的粉笔加黑板的形式进行一边讲解一边推导，使学生跟上节奏，有利于培养学生的逻辑推理能力。
四考核方式改革
考核方式是检验教学效果、保证教学质量、促进教学目标实现的重要策略。电磁学课程为考试课程，应该从多方面考核学生对知识的掌握情况。目前，大部分高校电磁学考核方式采取以期末笔试为主，即30%的平时成绩+70%期末考试。这种考核方式容易引导学生平时懈怠对电磁学课程的学习，养成临时抱佛脚、死记硬背的倾向，缺乏对学生综合能力的考核。在我校对这种常规的考核方式进行了改革，增加了平时考核比例，实行过程性评价考核，如图3所示，使学生充分认识到学习过程的重要性。具体考核方式是由4部分组成，即10%出勤及课后作业、10%课堂小组讨论、20%阶段测试和60%期末考试。其中出勤总分为100分，无故旷课一次扣5分，无故旷课超过学校规定次数者，按学校有关规定处理；作业评分以答题的规范性、整洁性、正确性为依据，每次满分为100分，最后取平均分。课堂小组讨论的具体方案为教师随机对班级学生进行分组，针对前面所学知识的运用，教师给出具体讨论题目以激发学生的求知欲，并组织讨论和回答，以每小组学生的课堂表现及他们给出的观点、结论和推理过程正确性为依据，给出评分。为取得更好的教学效果，我校对电磁学课程采取了小班教学，小班讨论，互相交流等多样化的课堂教学形式，实现了教学精细化，分享了学生彼此的思考和经验，锻炼了学生的胆量和语言表达能力。该考核方式有利于引导学生们积极主动地参与到电磁学课堂中去，活跃了课堂气氛，激发了学生学习电磁学的兴趣，加深对所学知识的理解，提高了学习效果。阶段性测试，期末考试的方式为闭卷，内容由基础题、提高题和深化题组成。现有的考核方式将先进的理念如全面考核、过程考核等贯彻到电磁学教学的考核方式的改革中，能够正确引导学生的探索式思维方式和研究性学习方法，有利于培养学生自学能力与正确的思维模式。采用改革后的考核模式，班级平均成绩明显提高，不及格的人数有所减少，进而改善了教学效果。
五 总结
结合我校物理学(师范、乡村教师定向培养)专业学生的实际情况，基于专业必修基础课程《电磁学》的内容与特点，本文从教学内容、教学模式和教学手段、考核方式三方面与时俱进地提出适应我校物理学专业学生的一系列教学改革方案。这些教改方案不仅向学生传授电磁学理论知识，满足学生的就业发展需要，而且注重学生的创新思维、科研综合能力的培养，为电磁学课程改革提出新的思路，对提高电磁学教学效果具有一定的参考价值和指导意义。
参考文献
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[5]陈琳，李勇，欧永康等.电磁学教学实践与改革研究[J].铜仁学院学报,2016,7:47-53.
[6]孟旭东.电磁学教学改革与实践[J].物理通报,2019,5:19-23.
[7]赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].北京：高等教育出版社,2011,7.
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