電磁波課程論文大全11篇

時(shí)間:2023-03-27 16:40:56

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電磁波課程論文

篇(1)

0引言

探討《電磁場》課程教學(xué)方法的論文已經(jīng)不少[1-4],但是科研對《電磁場》課程的促進(jìn)作用的論文卻很少見。實(shí)際上,有些教師對于科研對電磁場教學(xué)(其他課程亦然)具有重大促進(jìn)作用并不太認(rèn)同;或者一些老師雖口頭上認(rèn)同科研對電磁場教學(xué)有促進(jìn)作用,但卻體會不深,思想上也不重視。筆者認(rèn)為科研對電磁場課程的促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):1)科研可以使教師透徹理解知識點(diǎn),授課更加準(zhǔn)確、自信;2)教學(xué)中增加科研前沿可以促進(jìn)學(xué)生對知識理解的融會貫通;3)科研前沿在課堂的滲透可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,在愉快地學(xué)習(xí);4)科研前沿在課堂的滲透可以培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣,潛移默化中鼓勵學(xué)生進(jìn)入科學(xué)研究的殿堂。

1科研與電磁場教學(xué)

從教學(xué)來說,將課本枯燥的理論知識與實(shí)際應(yīng)用和國際前沿科學(xué)研究聯(lián)系起來,以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。電磁場課程不但學(xué)習(xí)困難,而且很多學(xué)生反映不知道學(xué)習(xí)這門課有何用處,這些問題嚴(yán)重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,我們在授課時(shí)要注意穿插電磁場知識在我們實(shí)際中的應(yīng)用,讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)并不單單是枯燥的理論知識,這些知識都是指導(dǎo)實(shí)際的基礎(chǔ),解決學(xué)生為什么要學(xué)的問題。除可適當(dāng)介紹電磁場在通信(手機(jī)、基站、衛(wèi)星等)、探測(探地雷達(dá),石油探測等)、定位(各種雷達(dá))和微波醫(yī)療等的應(yīng)用外,還可介紹具體知識的應(yīng)用。如當(dāng)講授電磁波對理想導(dǎo)體平面的垂直入射這一章節(jié)時(shí),將會講到電磁波全部被理想導(dǎo)體(PEC)反射回來且反相(反射系數(shù)為Γ=-1),此時(shí)可以引申這一特性在天線上的應(yīng)用。如圖1所示,在很多定向天線應(yīng)用中,經(jīng)常使用一塊金屬板作為反射板/地板,以將一半的能量反射回另一面,使波1和波2同相疊加,達(dá)到提高天線增益3dB及屏蔽背面物體的目的。因?yàn)槔硐雽?dǎo)體(PEC)的反相特性,需要把天線安放到距離地板1/4波長,以得到波1和波2同相疊加。通過對授課內(nèi)容的拓展,可以使得學(xué)生明白所學(xué)知識并非無用處,而是在實(shí)際中大有用處的,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。圖1理想導(dǎo)體在天線上的應(yīng)用同時(shí)可適當(dāng)介紹本課程理論知識與國際前沿科學(xué)研究的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生探索知識的熱情。介紹當(dāng)前國際前沿科學(xué)研究時(shí),可將其嵌入到具體的關(guān)聯(lián)章節(jié)知識講授中,使學(xué)生明白課堂所學(xué)知識與當(dāng)前研究熱點(diǎn)的聯(lián)系。如在圖1講到的理想導(dǎo)體(PEC)作為天線的反射板/地板時(shí),其需距離天線為1/4波長,因此,其一個(gè)缺點(diǎn)就是體積太大。但現(xiàn)代微波系統(tǒng)不斷小型化的背景下,PEC作為反射板越來越不適用。當(dāng)前國際前沿研究的一個(gè)熱點(diǎn)人工磁導(dǎo)體(ArtificialMagneticConductor,AMC)可以解決這個(gè)問題[5]。如圖2所示,與PEC不同,AMC可以同相反射電磁波,因而天線與反射板之間的距離可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長,整個(gè)天線系統(tǒng)的尺寸大大減小了。從而讓學(xué)生了解科學(xué)研究的前沿,提高學(xué)習(xí)的興趣。圖2人工磁導(dǎo)體在天線上的應(yīng)用如當(dāng)講授電磁波對介質(zhì)分界面的斜入射知識時(shí),可列舉2013年浙江大學(xué)陳紅勝團(tuán)隊(duì)的最新研究成果:“隱身衣”[6]。如圖3所示,該前沿研究成果是一精致的六角形結(jié)構(gòu),當(dāng)電磁波入射到結(jié)構(gòu)上時(shí)發(fā)生全透射現(xiàn)象(折射),經(jīng)過數(shù)次折射當(dāng)電磁波出射該結(jié)構(gòu)時(shí),波的傳播路徑不變,就好像從來沒存在該結(jié)構(gòu)一樣,而放置于結(jié)構(gòu)中心的物體就被隱身了。這種學(xué)科前沿知識的介紹,讓學(xué)生明白了所學(xué)課本知識與科學(xué)研究的關(guān)系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。圖3應(yīng)用電磁波對介質(zhì)分界面的斜入射知識的“隱身衣”俗話說興趣是學(xué)習(xí)的最好老師,適當(dāng)介紹電磁場理論知識在實(shí)際工程中的應(yīng)用和在國際科學(xué)研究前沿的應(yīng)用,可以活潑課堂教學(xué),讓學(xué)生明白電磁場知識是怎樣在實(shí)際工程中應(yīng)用的,讓學(xué)生了解當(dāng)前科學(xué)研究前沿,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,大大提高課堂教學(xué)的效果。

2結(jié)束語

電磁場課程是教學(xué)和學(xué)習(xí)難度很大的一門課程,但也是十分重要的一門課程,搞好這樣一門課程的教學(xué)工作時(shí)每一個(gè)電磁場課程教師都需要認(rèn)真思考的問題。而科研對于搞好這樣一門課程的教學(xué)具有很大的促進(jìn)作用。我們應(yīng)將理論知識與工程實(shí)際和學(xué)科前沿相聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和科學(xué)研究的熱情,為我國的科研事業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的人才。

作者:彭麟 姜興 仇玉杰 單位:桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院

【參考文獻(xiàn)】

[1]田雨波,張貞凱.“電磁場理論”教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),,Vol.30,No.1,F(xiàn)eb,2008:11-13.

[2]張華美,徐立勤.《電磁場理論》課程教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識[J].科技信息,2010(14):3.

[3]彭麟.電磁場輔導(dǎo)課的幾點(diǎn)體會[J].科技信息,2014(5):45.

篇(2)

初中物理能力導(dǎo)向的課堂有效教學(xué)的實(shí)施,是落實(shí)初中物理新課程目標(biāo),有力推進(jìn)課堂有效教學(xué)改革的重要途徑.初中物理科普教育課長期以來得不到教師和學(xué)生的重視,但是科普教育課對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要,本文借鑒初中物理能力導(dǎo)向的課堂有效教學(xué)模式和策略[1](即實(shí)現(xiàn)“先學(xué)后教、問題教學(xué)、“知識樹”教學(xué)、深度教學(xué)、簡約教學(xué)”的課堂教學(xué)),通過對初中物理的科普課《廣播與電視》的教學(xué)實(shí)踐探索出以能力為中心、為主線、為基礎(chǔ)的新型科普教育課堂教學(xué)模式,將學(xué)生能力的培養(yǎng)和提升真正落實(shí)到教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié),同時(shí)不斷完善在教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)的問題,從而來提高課堂教學(xué)效率,使我們的課堂教學(xué)變得更加有效、高效[2].

下面以“廣播與電視”一節(jié)課為案例,來闡述如何利用能力導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),如何注重在教學(xué)環(huán)節(jié)上對學(xué)生能力的培養(yǎng)與提升,從而構(gòu)建高效的課堂.[3]

1教學(xué)設(shè)計(jì)思路

《廣播與電視》是義務(wù)教育物理課程九年級第十五章第二節(jié)的內(nèi)容,本章節(jié)通過介紹通信技術(shù)的基本知識,開拓學(xué)生的視野,擴(kuò)大知識面,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣.本章屬于介紹性的科普常識,知識比較淺顯,要求不高,注重科普知識的普及教育,讓學(xué)生了解現(xiàn)代化通信技術(shù)的初步知識,這對他們將來學(xué)習(xí)物理知識和其他自然科學(xué)知識是非常有必要的,同時(shí)也是現(xiàn)代生活中必備的科學(xué)常識.[4]為此我們設(shè)計(jì)了以下教學(xué)目標(biāo):

知識目標(biāo)

了解無線電廣播與電視的大致工作過程,擴(kuò)大學(xué)生視野,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.

能力目標(biāo)

通過學(xué)習(xí)廣播與電視的工作流程,挖掘?qū)W生主動學(xué)習(xí)的潛力,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)概括的能力與應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力.

德育目標(biāo)

通過學(xué)習(xí)廣播與電視的工作流程,讓學(xué)生體會到科技改變生活.

2教學(xué)過程

(1)復(fù)習(xí)提問,引入新課

[師]新年到來了,現(xiàn)在請班長用對講機(jī)在教室外為我們帶來新春的祝福

[班長]祝福同學(xué)們在新的一年里學(xué)業(yè)有成,萬事如意.

[師]班長剛才是借助什么為我們傳遞祝福的呢?

[師]同學(xué)們回答得很好,是電磁波.電磁波在生活中廣泛被利用,可以用來進(jìn)行無線電通信,那么電磁波如何將信號傳遞出去呢?

[以情感祝福激起志趣,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的趣味性,讓物理走進(jìn)生活]

[師]請同學(xué)們思考一下,在古代科技沒有這么發(fā)達(dá),人們又是如何將信息傳遞出去的?

[生甲]古代戰(zhàn)爭時(shí)用煙來傳遞信息,比如長城上的烽火臺.

[生乙]“飛鴿傳信”利用信鴿來傳遞信息.

[生丙]現(xiàn)代的快遞非常發(fā)達(dá),郵差利用車輛、火車、飛機(jī)等交通工具將信件郵寄出去來傳遞信息.

[師]同學(xué)們大家有沒發(fā)現(xiàn)這些傳遞信息的共同點(diǎn)都要借助搭載工具完成信息的傳遞.

(2)進(jìn)行新課

[師]]下面請同學(xué)們交流、討論古老傳遞信息方式,以郵差傳信為例大家討論以傳遞流程圖的方式寫到我們導(dǎo)學(xué)案上.

[建立思維導(dǎo)圖將知識圖示化,揭示概念間的層次與聯(lián)系.能力是從提出問題、分析問題和解決問題中得到培養(yǎng)的,培養(yǎng)學(xué)生由具體模型延伸到另一模型的遷移能力,培養(yǎng)學(xué)生概括能力,為無線電的傳遞信息做好鋪墊.]

學(xué)生在交流討論中完成下面圖1

[師]下面請小組同學(xué)學(xué)會描述它的整個(gè)過程.

[生](通過交流、討論回答出)信件郵寄的整個(gè)流程,總結(jié)出傳遞信息要有載體.

[師]今天我們要介紹的無線電通信的載體就是電磁波.

[師]電磁波傳播速度是C=3×108 m/s且能在真空中傳播,所以傳遞信息又快又遠(yuǎn),那我們的信號又是如何搭載在電磁波上進(jìn)行傳播的呢?今天我們就一起來學(xué)習(xí).

①無線電廣播信號的發(fā)射和接收

下面請同學(xué)預(yù)習(xí)課本,總結(jié)出電臺是如何將無線電廣播信號傳遞出去呢?

[引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)會閱讀教材思考問題,堅(jiān)持以學(xué)論教、因?qū)W定教.]

[生]在臺里播音員對著話筒講話,將聲音的信號變成音頻信號,音頻電信號只有轉(zhuǎn)化成電信號才搭載在頻率較高的電磁波上進(jìn)行發(fā)射.

[師]對,那么被搭載的電磁波就要求穿透能力要強(qiáng)、頻率要高,那么如何獲取高頻率的電磁波呢?

[生]要靠載波發(fā)生器產(chǎn)生高頻振蕩電流激起高頻率的電磁波,這樣的電磁波傳播得遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng),我們要搭載的電磁波就通過載波發(fā)生器產(chǎn)生的.

[生]最后由發(fā)射天線發(fā)射電磁波,根據(jù)登高望遠(yuǎn)的原理,將發(fā)射天線安裝在較高電視塔上進(jìn)行發(fā)射.

[師]同學(xué)們總結(jié)的非常的好,剛才同學(xué)講的是無線電廣播的發(fā)射流程,下面請同學(xué)思考無線電廣播接收流程又是怎樣的呢?

[生]空中有很多無線電信號,我們要有選擇接收,我們利用收音機(jī)上天線與調(diào)諧旋鈕,選取我們要收聽的某一頻率的電磁波.

[生]選出電臺廣播的特定頻率信號后,我們要將音頻信號從高頻率電磁波上卸載下來,把音頻信息先進(jìn)行功率放大再送到揚(yáng)聲器,最后揚(yáng)聲器把音頻電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號,我們就聽到了特定頻率的廣播電臺的節(jié)目.

[師]同學(xué)們講得非常好,也就基本掌握了無線電廣播的流程,下面請同學(xué)結(jié)合課本里的物理專業(yè)用語,將無線電廣播的發(fā)射與接收流程填入下表中,并用語言描述它的整個(gè)過程.

學(xué)生輕松完成無線電廣播的發(fā)射與接收流程圖,填入下圖3.

請同學(xué)上臺用投影儀展示交流,如下圖4:

[通過概念圖,讓本節(jié)知識在學(xué)生頭腦中形成知識結(jié)構(gòu),讓學(xué)生層層遞進(jìn)、輕松掌握.

[師]那么電視信號即包含音頻信號也包含視頻信號,那它將如何進(jìn)行傳遞的呢?

②電視的發(fā)射和接收 [板書]

(播放電視信號的傳遞流程視頻,學(xué)生看完討論得出結(jié)論)

[生]電視信號也需要借助電磁波進(jìn)行傳遞的,他傳遞的是“二條龍”信號,一條傳遞的是圖像信號龍頭是攝像機(jī)龍尾是顯示屏,另一條是傳遞的聲音信號龍頭是話筒龍尾是揚(yáng)聲器.

[生]電視信號中的聲音信號的發(fā)射與接收跟無線電廣播的工作流程大致相同.

[生]電視信號中的圖像信號需借助攝像機(jī)轉(zhuǎn)換成電信號,然后像廣播信號一樣搭載在高頻率的電磁波上在空中進(jìn)行發(fā)射.

[生]最后接收時(shí)用電視機(jī)中的顯像管將其還原成圖像信號.

(3)小結(jié)

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們初步了解了無線電廣播與電視的工作流程,請同學(xué)們觀察屏幕上的工作流程圖,自己學(xué)會闡述本節(jié)課內(nèi)容.

(4)布置作業(yè)

課外作業(yè)(科普知識的推廣)

①請同學(xué)們思考一下電視對我們的生活有哪些影響?閱讀課本,并說出你的看法.

②向你的爺爺、奶奶介紹無線電信號發(fā)射和接收的基本原理

[讓物理走向生活,走向社會,將科學(xué)知識應(yīng)用于日常生活和社會實(shí)踐,并積極成為科普知識推廣者,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣]

3教學(xué)實(shí)踐效果與反思

《廣播與電視》是本縣參加中學(xué)優(yōu)秀青年教師教學(xué)大賽的課題.本人的這節(jié)課教學(xué)實(shí)踐在教學(xué)大賽中獲得一等獎,并榮獲縣優(yōu)秀青年教師稱號.本節(jié)課是一節(jié)科普教育課,著重要培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng),所以對本節(jié)課教學(xué)本人始終以培養(yǎng)學(xué)生信息收集能力、初步的分析能力、初步的信息交流能力和自學(xué)能力為導(dǎo)向組織教學(xué),讓不同知識層次的同學(xué)都能參與進(jìn)來,成為一個(gè)科普知識的宣傳員,有效地提高學(xué)生的信息交流、培養(yǎng)學(xué)生分析能力與自學(xué)能力,提高了每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的優(yōu)越感與自豪感.同時(shí)本節(jié)課圍繞開展概念圖教學(xué),讓學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型,使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化,最終上升為學(xué)生的學(xué)科能力,這樣的一堂課使學(xué)生不僅增強(qiáng)了科學(xué)素養(yǎng)又培養(yǎng)了學(xué)習(xí)興趣和能力.這節(jié)課結(jié)束前學(xué)生主動響起了掌聲,這是對老師的肯定也是對自己所獲取的知識能力的肯定,這種效果只有在初中物理能力導(dǎo)向的課堂才能呈現(xiàn),這也是對我們開展課堂教學(xué)改革的又一次肯定,說明能力導(dǎo)向課堂是有效的、高效的.[2]

參考文獻(xiàn):

[1]余文森.n堂有效教學(xué)的理論與實(shí)踐[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2011.

[2]鄭明紀(jì).初中物理能力導(dǎo)向課堂的有效教學(xué) [D].福州.福建師范大學(xué)碩士論文, 2014.5

[3]鄭明紀(jì),葉德美,鄭文生.有效的探究 高質(zhì)的課堂――談《機(jī)械效率》一節(jié)課的教學(xué)[J].《中學(xué)物理》初中版, 2010(11) .

篇(3)

【摘 要】柱函數(shù)是數(shù)學(xué)物理方法中的一個(gè)重要內(nèi)容,它包括貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)。這些函數(shù)表達(dá)復(fù)雜、性質(zhì)眾多、計(jì)算過程繁瑣,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到很困惑。特別是柱函數(shù)積分計(jì)算比微積分中的積分要困難得多,通常使用洛梅爾積分教學(xué)計(jì)算。它的特點(diǎn)是只涉及同類柱函數(shù)乘積的積分。而在同軸諧振腔和同軸波導(dǎo)教學(xué)中,我們經(jīng)常要涉及不同種類柱函數(shù)乘積的積分。因此,對這類積分進(jìn)行研究,得到一般公式并應(yīng)用于教學(xué)。

關(guān)鍵詞 柱函數(shù);洛梅爾公式;積分

Discussion on Cylindrical Function Teaching

HOU Shen-yong ZHAO Bo

(Institute of mathematical statistics, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)

【Abstract】Cylindrical function is an important content of methods of mathematical physics. It includes Bessel function, Neumann function and Hankel function. Since these functions have complex expressions, lot of properties and the complicated process of calculation, students feel difficult to master them. In particular, the integral of cylindrical function by Lomel integral is more difficult than it in higher mathematics, which is usually the integral of same kind cylindrical function. However, the integral of different kind cylindrical function will appears in the teaching process of coaxial resonator and coaxial waveguide. Hence, this integral will be studied in teaching process.

【Key words】Column; Function; Lommel formula; Integration

作者簡介:侯慎勇(1964.03—),男,漢族,重慶人,博士,長江師范學(xué)院,副教授,研究方向?yàn)楦吖β饰⒉ㄆ骷趪鴥?nèi)外公開刊物上發(fā)表了20余篇論文。

趙博(1979.05—),男,漢族,重慶人,碩士,長江師范學(xué)院,講師,研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)教育,在國內(nèi)外公開刊物上發(fā)表了10余篇論文。

0 引言

在柱坐標(biāo)系里對拉普拉斯方程進(jìn)行分離變量,人們得到了貝塞爾方程。它的解可由貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)表示[1-2]。在一般的數(shù)學(xué)物理方法的教材都給對它們的許多性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。通過教師的講解,學(xué)生都能夠有效的掌握這些函數(shù)的性質(zhì)和并且靈活的應(yīng)用它們。但是,數(shù)學(xué)物理方法對柱函數(shù)的積分講解不多,一般只介紹了貝塞爾函數(shù)的有關(guān)的積分,這對學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)會帶來不利的影響。因?yàn)樵陔妱恿W(xué)、電磁場與電磁波、微波工程課程中,經(jīng)常會出現(xiàn)柱函數(shù)的積分,因此,在數(shù)學(xué)物理方法的教學(xué)中介紹一些柱函數(shù)的積分方法有助于學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)。

本文針對這一問題,在柱函數(shù)積分的計(jì)算方面進(jìn)行一些探討。

1 柱函數(shù)的性質(zhì)

在電動力學(xué)、電磁場與電磁波、微波工程的教學(xué)中,常常會出現(xiàn)在如圖1所示的同軸圓。

Tmn(x)=AmnJm(x)+BmnYm(x)(4)

Jm(x)和Ym(x)分別是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù),Amn和Bmn是與x無關(guān)的常數(shù),Tmn(x)是貝賽爾函數(shù)和諾伊曼函數(shù)的線性組合。通常稱Tmn(x)是同軸波導(dǎo)的柱函數(shù)。在以下的討論中,我們介紹柱函數(shù)Tmn(x)的一些性質(zhì):

通過matlab軟件畫出Tmn(x)與Jm(x)和Ym(x)隨x變化的圖形,如圖2。圖中m=3,A=B=1。

從圖2中,可以看到Tmn(x)與Jm(x)和Ym(x)和一樣都是準(zhǔn)周期振蕩函數(shù),而且Tmn(x)的零點(diǎn)在Jm(x)和Ym(x)的零點(diǎn)之間。這樣可以幫助學(xué)生了解柱函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì)。

在貝塞爾方程的教學(xué)過程中,學(xué)生都知道貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)都有以下的公式:

然而,柱函數(shù)Tmn(x)是否具有相似的性質(zhì)? 在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生證明了Tmn(x)對(5)~(7)也同樣成立。

關(guān)于貝賽爾函數(shù)的積分,經(jīng)常應(yīng)用到的積分是洛梅爾積分公式[4]:

它主要出現(xiàn)在于圓波導(dǎo)中的相關(guān)計(jì)算中。但是,在同軸圓波導(dǎo)中,由于電磁場是通過(1)~(3)表示,因此,在電磁場的功率和不同模式的耦合的計(jì)算中,往往需要計(jì)算。但是,(8)~(9)式不能有效的解決這一積分的計(jì)算。為此,我們引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)該積分公式:

式(10)~(11)是對洛梅爾積分公式的推廣。

從式(6)~(11),我們可以發(fā)現(xiàn)貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)和柱函數(shù)Tmn(x)存在相似的性質(zhì),這些關(guān)系能夠加深學(xué)生對貝賽爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)和漢克爾函數(shù)的認(rèn)識,提高他們在后繼課程對這些積分的計(jì)算能力。

2 柱函數(shù)的應(yīng)用

在這里,通過事例說明(10)~(11)的應(yīng)用。

例1 計(jì)算

解: 這個(gè)積分在同軸圓柱波導(dǎo)的教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn),無法使用公式(8)~(9)計(jì)算,而使用(10)~(11)可以方便的計(jì)算出個(gè)積分:

例2 在同軸圓波導(dǎo)和同軸諧振腔計(jì)算電磁場的功率時(shí),會出現(xiàn)計(jì)算的兩個(gè)積分

其中:vmn、R0是常數(shù)。

解:如果不采用公式(8)和(9),這兩個(gè)積分是很困難的,而采用公式(10)和(11)時(shí),過程就顯得很簡單。我們可以直接得到該積分

通過以上的推導(dǎo),發(fā)現(xiàn)使用公式(10)和(11)能夠貝塞爾函數(shù)與諾伊曼函數(shù)的乘積的積分和柱函數(shù)的積分變得容易簡單。這給教學(xué)帶來極大的方便,在學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)中對它們的學(xué)習(xí)提供一定的幫助。

3 結(jié)論

本文對柱函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)它與貝塞爾函數(shù)、諾伊曼函數(shù)、漢克爾函數(shù)存在相似的性質(zhì)。這將有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,增加它們對貝塞爾函數(shù)的認(rèn)識,有助于學(xué)生的后繼課程的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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篇(4)

國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級需要大量高素質(zhì)、多樣化的應(yīng)用型人才,向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型是新建地方本科院校走向內(nèi)涵式發(fā)展的必然選擇和重大機(jī)遇。在向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的背景下,各新建地方本科院校突出了“應(yīng)用型”辦學(xué)定位[1]。然而,目前多數(shù)新建地方本科院校仍然沿用傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式,側(cè)重理論知識的教學(xué),對不同專業(yè)未加以區(qū)分,在教材選用、教學(xué)內(nèi)容、授課方式和考核評價(jià)等方面仍采用同一標(biāo)準(zhǔn)。不同專業(yè)有不同的特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo),對大學(xué)物理課的教學(xué)的需求也不盡相同,缺乏專業(yè)針對性的大學(xué)物理教學(xué)模式顯然已不適合新形勢下應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求。因此,如何將大學(xué)物理與各理工科專業(yè)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)行具有專業(yè)針對性的大學(xué)物理課程教學(xué)模式改革的探索與實(shí)踐具有重要的意義。

1.目前大學(xué)物理課程設(shè)置中存在的問題

1.1大學(xué)物理課程與理工科各專業(yè)其它課程結(jié)合度差

目前,多數(shù)新建地方本科院校各理工科專業(yè)使用統(tǒng)一的大學(xué)物理教材,與各個(gè)具體的專業(yè)結(jié)合不夠緊密,專業(yè)針對性差。雖然大學(xué)物理是理工科各專業(yè)的公共基礎(chǔ)課,但各專業(yè)有各自的專業(yè)特色和要求,因此對大學(xué)物理課的要求也不盡相同[2]。大學(xué)物理課程缺乏專業(yè)針對性容易使學(xué)生產(chǎn)生物理無用論的錯(cuò)覺,認(rèn)為學(xué)習(xí)物理對專業(yè)知識、課程的學(xué)習(xí)沒有幫助,學(xué)習(xí)積極性不高,學(xué)習(xí)效果差。

1.2教學(xué)內(nèi)容陳舊,較少體現(xiàn)現(xiàn)代性和專業(yè)針對性

當(dāng)今社會科技發(fā)展日新月異,物理新知識、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),為其它學(xué)科的進(jìn)步奠定了重要的理論和物質(zhì)基礎(chǔ),推動了諸如信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)以及農(nóng)業(yè)科學(xué)等學(xué)科的進(jìn)步。然而目前多數(shù)新建地方本科院校使用的物理教材,教學(xué)內(nèi)容陳舊,側(cè)重于經(jīng)典物理學(xué)中的力學(xué)、熱學(xué)、振動和波動光學(xué)以及電磁學(xué)基本知識和理論的教學(xué),較少涉及高新技術(shù)、科技在現(xiàn)實(shí)社會中的應(yīng)用,同時(shí)缺乏專業(yè)針對性,對與信息科學(xué)、材料科學(xué)以及生物科學(xué)等學(xué)科關(guān)系緊密的激光信息技術(shù)、量子通信技術(shù)、同步輻射核磁共振波譜技術(shù)、新型顯微技術(shù)、混沌理論和耗散結(jié)構(gòu)等鮮有介紹。

1.3課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理

向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的大形勢下大學(xué)物理地位被削弱,大學(xué)物理教學(xué)面臨著學(xué)時(shí)少而教學(xué)內(nèi)容多的突出的矛盾。目前,大多數(shù)新建地方本科院校各理工科專業(yè)主要是通過刪減教學(xué)內(nèi)容來克服學(xué)時(shí)少的矛盾,側(cè)重于經(jīng)典物理知識的教學(xué)而對于近現(xiàn)代物理技術(shù)及其應(yīng)用僅作簡單介紹或干脆完全刪除,在課程體系設(shè)置方面則主要還是采用單一的必修課。物理新知識、新技術(shù)的發(fā)展帶動了其他學(xué)科的發(fā)展,因此,有必要對物理學(xué)新進(jìn)展、新技術(shù)及其在各專業(yè)中的應(yīng)用加以介紹。顯然,單一的課程結(jié)構(gòu)已不能適應(yīng)物理學(xué)知識的深度與廣度上不斷發(fā)展的趨勢,不能滿足各理工科專業(yè)對物理新知識的需求。

2.改革的具體措施

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)專業(yè)關(guān)聯(lián)性

物理學(xué)包括經(jīng)典物理學(xué),近代物理學(xué)與當(dāng)代物理學(xué)三個(gè)部分。經(jīng)典物理學(xué)主要涉及力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等內(nèi)容,這部分內(nèi)容的教學(xué)對理工科專業(yè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、數(shù)理思維以及分析解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)具有重要意義。在向應(yīng)用技術(shù)型技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下雖然大學(xué)物理的地位被弱化、教學(xué)課時(shí)被縮減,但筆者認(rèn)為大學(xué)物理中經(jīng)典物理知識的完整性不應(yīng)被削弱和破壞,但要結(jié)合各專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化整合[3]。在學(xué)時(shí)有限的前提下,那些與專業(yè)課程聯(lián)系不是特別緊密的內(nèi)容只需圍繞物理學(xué)基本知識、概念、定律和思想方法進(jìn)行定性介紹,只要能夠使學(xué)生建立清晰的物理圖像即可,避免繁雜的數(shù)學(xué)論證和理論推導(dǎo);而那些對專業(yè)課程具有較大影響的內(nèi)容則要進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。比如,對于通信工程和電子信息工程類專業(yè)的學(xué)生,電磁學(xué)部分要進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。對于這些專業(yè)的學(xué)生而言,《電磁場理論》是一門非常重要的專業(yè)課。電磁場和電磁波作為信息的重要載體,在通信領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,在雷達(dá)、遙感、導(dǎo)航等技術(shù)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。因此,通信工程和電子信息工程類的學(xué)生必須熟練掌握電磁場與電磁波的基本性質(zhì)、傳播規(guī)律和傳輸、輻射、散射的基本理論。作為《電磁波理論》的先導(dǎo)課程,大學(xué)物理課程教學(xué)時(shí)應(yīng)該突出電磁學(xué)部分的教學(xué),重點(diǎn)介紹電磁感應(yīng)現(xiàn)象和變化的電磁場等內(nèi)容,使學(xué)生對感應(yīng)定律、自感和互感、電磁振蕩、電磁波和電磁波譜的基本理論和規(guī)律有充分的認(rèn)識,為《電磁波理論》的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。對于土木工程類專業(yè)大學(xué)物理在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)該側(cè)重于力學(xué)部分;而對于石油化工等專業(yè)則需要側(cè)重于流體力學(xué)和熱力學(xué)基礎(chǔ)定律等知識。近現(xiàn)代物理學(xué)與當(dāng)代物理學(xué)前沿知識的教學(xué)可以開闊學(xué)生的視野,有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在有限的課時(shí)內(nèi),需結(jié)合理工科各專業(yè)的特點(diǎn)從眾多物理學(xué)新知識和新技術(shù)中選擇與專業(yè)緊密相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)。比如對于材料類專業(yè),應(yīng)選擇與材料檢測、分析息息相關(guān)的電子掃描顯微鏡、X射線衍射儀、激光超聲檢測等先進(jìn)檢測技術(shù)的原理和方法進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué);對于通信類專業(yè),應(yīng)選擇激光信息技術(shù)、量子通信技術(shù)、量子計(jì)算機(jī)和光復(fù)用與光放大等技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)介紹。

2.2完善課程結(jié)構(gòu),將必修、選修和網(wǎng)絡(luò)課程有機(jī)結(jié)合

各專業(yè)的特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)不同,對大學(xué)物理課的教學(xué)需求不盡相同。因此,需要對大學(xué)物理課程體系進(jìn)行調(diào)整,改變單一化的課程模式,豐富大學(xué)物理課程體系[4]。根據(jù)大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與各專業(yè)的緊密程度,可以分成必修、選修和自主學(xué)習(xí)三個(gè)模塊。必修模塊主要包括經(jīng)典物理理論基礎(chǔ)知識和核心內(nèi)容,其中重點(diǎn)在于與各專業(yè)聯(lián)系緊密的物理知識,是學(xué)生必須掌握的部分,學(xué)生通過該模塊的學(xué)習(xí)可以形成基本的科學(xué)素養(yǎng)、數(shù)理思維以及分析解決實(shí)際問題能力;選修模塊則側(cè)重于物理知識的延展與應(yīng)用,主要包括與各專業(yè)聯(lián)系最緊密的物理學(xué)前沿知識、技術(shù)及其在各專業(yè)中的應(yīng)用,本模塊可為理工科各專業(yè)學(xué)生后續(xù)的實(shí)踐、操作課程奠定理論基礎(chǔ),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動手能力;科技發(fā)展日新月異,知識量、信息量劇增,除了通過必修模塊和選修模塊將經(jīng)典物理學(xué)內(nèi)容和與各專業(yè)聯(lián)系密切的近現(xiàn)代物理學(xué)前沿知識、技術(shù)傳授給學(xué)生,還應(yīng)優(yōu)選與專業(yè)關(guān)系緊密的物理學(xué)最新進(jìn)展,如“高亮度發(fā)光二極管”、“超導(dǎo)體與超流體”、“混沌理論”和“熵信息論”等內(nèi)容制成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻,供學(xué)生根據(jù)興趣和需要自主學(xué)習(xí),達(dá)到開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新型思維的目的。

2.3豐富教學(xué)方式、手段,開展多元化教學(xué)

如上所述,為適應(yīng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容、課程體系需要根據(jù)理工科各專業(yè)的特點(diǎn)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)做出相應(yīng)調(diào)整。教學(xué)內(nèi)容和課程體系的調(diào)整要求教學(xué)方式和教學(xué)手段也必須作出相應(yīng)的變革。

2.3.1傳統(tǒng)教學(xué)方式與研討式、啟發(fā)式有機(jī)結(jié)合

向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的背景下,大學(xué)物理課程課時(shí)被大幅壓縮。傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)是以保姆式、注入式的教學(xué)方式為主,需要耗費(fèi)較多的課時(shí),而且教師一言堂講授式教學(xué)往往忽略了學(xué)生的主體地位,教學(xué)效果普遍不佳[5]。因此,應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和專業(yè)特色,將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與啟發(fā)式、研討式等教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合。比如講解“位移電流”時(shí),教師可以利用奧斯特實(shí)驗(yàn)進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。通過奧斯特實(shí)驗(yàn)學(xué)生已經(jīng)知道了變化的電場會產(chǎn)生磁場。因此,教師可以類比地提出問題“變化的磁場是否產(chǎn)生電場”,通過類比的方法,引導(dǎo)學(xué)生提出“位移電流”的假設(shè),并與“傳導(dǎo)電流”進(jìn)行比較,從而使學(xué)生對于“位移電流”的本質(zhì)有一個(gè)清晰的認(rèn)識。除了傳統(tǒng)的講授式和啟發(fā)式教學(xué)外,對于那些與各專業(yè)的工程技術(shù)和實(shí)際生活聯(lián)系緊密的,學(xué)生又易混淆、難以理解和掌握的物理概念和知識,可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境的方式引導(dǎo)學(xué)生研討,使學(xué)生對原本模糊的概念、知識和規(guī)律有清晰的認(rèn)識。比如,為了加深學(xué)生對極性分子的極化、取向變化以及電磁感應(yīng)和渦流加熱原理的理解,在教學(xué)中可以讓學(xué)生討論為何金屬容器不能放進(jìn)微波爐而電磁爐只能使用鋼、鐵等金屬容器?在學(xué)生文獻(xiàn)查閱、交流討論的基礎(chǔ)上,教師進(jìn)行物理相關(guān)知識進(jìn)行總結(jié)概括,最終使學(xué)生電磁感應(yīng)和渦流加熱原理。

2.3.2優(yōu)化多媒體、電視教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

多媒體、動畫演示、仿真視頻等技術(shù)手段可以將抽象的物理概念、現(xiàn)象形象化,可以幫助學(xué)生從直觀的物理現(xiàn)象中加深對基本物理概念、物理規(guī)律的理解和掌握,同時(shí)避免概念、定理等文字性內(nèi)容的板書,顯著增加課堂的容量。但是,在大學(xué)物理課程教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意多媒體等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)不能偏離課堂教學(xué)輔助手段的定位,不能忽略教學(xué)內(nèi)容的主導(dǎo)作用,應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)適當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w技術(shù),避免過分依賴多媒體課件。對于抽象的概念和側(cè)重演示與觀摩的教學(xué)內(nèi)容,使用多媒體和電視教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)可以獲得較好的教學(xué)效果;而對于側(cè)重理論推導(dǎo)和定量計(jì)算的教學(xué)內(nèi)容,傳統(tǒng)的授課方式效果更好。比如推導(dǎo)“麥克斯韋方程”時(shí),傳統(tǒng)的推導(dǎo)式教學(xué)可以引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的思維,學(xué)生更容易形成自己的邏輯推理能力,而用多媒體演示的效果要差得多。

2.4優(yōu)化考核、評價(jià)體系

現(xiàn)有的大學(xué)物理課程基本上是采用結(jié)合平時(shí)作業(yè)、考勤和期末閉卷考試卷面成績的考核方式,其中又以期末閉卷考試為主。閉卷考試的考核方式容易造成學(xué)生為了應(yīng)付考試而死記硬背例題,從而忽略對知識的理解和應(yīng)用。為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,對學(xué)生的考核、評價(jià)體系也應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法的改革同步地作出調(diào)整,宜采用多元化和累加式的考核方式,增加平時(shí)考核的項(xiàng)目和比重[5]。平時(shí)測試可以包括隨堂測試、單元考核和攥寫探究性論文等形式。比如在講授電場強(qiáng)度時(shí),教師在分析了均勻帶電圓環(huán)在其軸線上的電場分布后可以隨堂測試學(xué)生是否能夠推導(dǎo)出均勻帶電圓盤在其軸線上的電場分布情況。教師還可以將教學(xué)內(nèi)容分成幾個(gè)單元,在每個(gè)單元教學(xué)結(jié)束后針對本單元的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)給出知識應(yīng)用型題目,采用開卷答題考試的方式考察學(xué)生掌握情況。除此之外,教師還可以針對生活中常見的物理現(xiàn)象提出問題,讓學(xué)生通過自主查閱文獻(xiàn)資料,撰寫科技小論文。除了平時(shí)測試,針對基本知識和教學(xué)重點(diǎn),每學(xué)期末再進(jìn)行一次開卷答題考試。最終按照作業(yè)10%,考勤10%,平時(shí)測試成績40%,期末考試成績40%的比例核定總成績。

3.結(jié)語

圍繞服務(wù)新建地方本科院校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型發(fā)展和高素質(zhì)、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的,結(jié)合學(xué)科、專業(yè)的特點(diǎn)對《大學(xué)物理》課程從教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方式和考核評價(jià)體系幾個(gè)環(huán)節(jié)開展教學(xué)改革的討論和探索,給出了改革的具體建議,希望能夠?qū)D(zhuǎn)型發(fā)展形勢下的《大學(xué)物理》課程教學(xué)工作有所促進(jìn)。

作者:顏慧賢 曾振武 楊秀珍 單位:三明學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

參考文獻(xiàn):

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篇(5)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)07-0097-02

“工程電磁場”課程以分析各類電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律和應(yīng)用原理與方法為核心內(nèi)容,是培養(yǎng)合格的電氣信息類專業(yè)本科生所應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)的必要組成部分。[1]但是“工程電磁場”課程一直被認(rèn)為是難教、難學(xué)的兩難課程,究其原因主要集中在以下幾個(gè)方面。一是課程要求學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)的矢量分析、微積分等基礎(chǔ)知識;二是電磁場是人類無法直觀感知的特殊形態(tài)物質(zhì),要求學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中要有較強(qiáng)的抽象思維和邏輯推理能力;三是經(jīng)典理論內(nèi)容與課時(shí)安排之間的矛盾導(dǎo)致目前教學(xué)方式主要以理論教學(xué)為主,缺乏經(jīng)典且深入的工程實(shí)例輔助教學(xué),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的主動性欠缺。[2]針對以上問題本文從該課程特點(diǎn)出發(fā),提出從教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段多樣化等方面激發(fā)學(xué)生興趣,提升“工程電磁場”教學(xué)效果。

一、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

“工程電磁場”課程的前接課程為“大學(xué)物理”,與“大學(xué)物理”中的電磁學(xué)部分相比,“工程電磁場”更加重視以麥克斯韋方程為基礎(chǔ)的宏觀理論體系、工程中電磁問題的數(shù)學(xué)描述――邊值問題及其求解方法、電磁能量和電磁力以及電磁場與電路之間的聯(lián)系等,而大學(xué)物理中的電磁學(xué)部分內(nèi)容更突出物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)描述及其機(jī)理的微觀闡釋,兩者在電磁場麥克斯韋方程部分存在重疊。同時(shí)工程電磁場又與電類相關(guān)的工程實(shí)際聯(lián)系緊密,就電氣工程專業(yè)來講,其后續(xù)課程“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”、“高電壓技術(shù)”等核心課程的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用分析均基于電磁場基本原理進(jìn)行。因此建議在學(xué)生已有大學(xué)物理基礎(chǔ)知識的背景下,對“工程電磁場”課程內(nèi)容進(jìn)行如下安排。

(一)適當(dāng)減少靜電場內(nèi)容

“工程電磁場”在教學(xué)安排上遵循先靜電場后時(shí)變場的思路,且靜電場所占比例較大,但這部分內(nèi)容中基本物理量、基本性質(zhì)、導(dǎo)體和電介質(zhì)、電容等內(nèi)容學(xué)生在大學(xué)物理中有所接觸,因此重點(diǎn)講授靜電場的邊值問題及其解的物理意義。

(二)加強(qiáng)時(shí)變電磁場理論和應(yīng)用部分內(nèi)容

“大學(xué)物理”對時(shí)變電磁場部分內(nèi)容僅限于電磁感應(yīng)現(xiàn)象和結(jié)論,而時(shí)變電磁場特別是其中的時(shí)諧電磁場在電氣工程、自動化等專業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用背景,應(yīng)是此門課程的教學(xué)重點(diǎn),可適當(dāng)增加授課學(xué)時(shí);在內(nèi)容講解上可適當(dāng)增加時(shí)變電磁場理論的具體應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀,有助于學(xué)生理解相關(guān)概念,提升學(xué)生積極性,提高教學(xué)質(zhì)量。

(三)增加工程應(yīng)用背景內(nèi)容

“工程電磁場”這門課程有著廣泛的工程應(yīng)用背景,尤其在工程實(shí)踐、科學(xué)研究以及日常生活中。[3]對電磁現(xiàn)象應(yīng)用背景的介紹可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。比如結(jié)合所學(xué)內(nèi)容可以討論為什么封閉的接地金屬導(dǎo)體可以屏蔽手機(jī)及其他電磁信號,微波爐為什么不能加熱金屬,變電站或輸電線對附近居民身體的影響等問題,使學(xué)生深刻意識到本課程的工程應(yīng)用性,而提高學(xué)習(xí)積極主動性。

在具體教學(xué)過程中根據(jù)“工程電磁場”以麥克斯韋方程為核心,靜態(tài)場均為其在不同條件下的特例的特點(diǎn),教學(xué)中應(yīng)了解電磁場知識的總體結(jié)構(gòu),如表1所示,應(yīng)突出靜電場這一基本內(nèi)容和時(shí)變電磁場這一核心內(nèi)容,學(xué)會對比總結(jié),方便理解和記憶。在課程的教學(xué)過程中應(yīng)適當(dāng)講述散度和旋度、通量和環(huán)量的數(shù)學(xué)概念,從流體力學(xué)中流速場出發(fā),形象化地重點(diǎn)闡明此概念的物理意義。因?yàn)椤肮こ屉姶艌觥敝兴婕暗乃姆N場的基本性質(zhì)都是以此概念為基礎(chǔ)展開的。

二、教學(xué)方法

(一)課堂以問題為基礎(chǔ)教學(xué)方法

“工程電磁場”這門課程在電類專業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用背景,在教學(xué)中過程中可采用基于問題的教學(xué)方法。首先根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出與工程實(shí)踐和實(shí)際生活緊密相關(guān)的問題;針對問題引導(dǎo)學(xué)生思考將問題切分,并逐一介紹與子問題相關(guān)的基本理論知識;在知識匯總的同時(shí)由子問題解決方案逐步推導(dǎo)出所提問題的各種可能方案,并結(jié)合工程實(shí)踐數(shù)據(jù)或結(jié)論驗(yàn)證提出解決方案的正確性;最后匯總與此問題相關(guān)知識體系,并擴(kuò)展介紹在工程實(shí)際中的同類問題。這一過程中的難點(diǎn)是如何篩選具有一定理論深度并能夠吸引學(xué)生的問題,從論題中逐步展開切分成一系列與基礎(chǔ)知識體系對應(yīng)的子問題,激發(fā)學(xué)生探究與子問題對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,產(chǎn)生學(xué)習(xí)動機(jī)。[4]比如靜電場學(xué)習(xí)中可提出:雷雨天氣里的閃電是如何產(chǎn)生的?接閃器如何吸引雷電并如何釋放巨大的雷電能量?學(xué)習(xí)恒定電場中電流場部分內(nèi)容時(shí),可引入雷擊高壓輸電線路桿塔,雷電流在土壤中泄流導(dǎo)致桿塔附近魚塘中的魚大量死亡的新聞。時(shí)變電磁場內(nèi)容的學(xué)習(xí)中可形象直觀地給出發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器等時(shí)變電磁場理論的經(jīng)典應(yīng)用實(shí)例。通過諸如此類與工程實(shí)際、日常生活緊密結(jié)合的問題,不但可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)工程電磁場的經(jīng)典理論知識體系,并且培養(yǎng)學(xué)生遇到問題勤于思考,并能科學(xué)地借助相關(guān)理論分析問題,解決問題的能力。

(二)多種教學(xué)方式相結(jié)合

工程電磁場知識體系的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具有的優(yōu)秀的邏輯推導(dǎo)能力和抽象思維能力。教師在常規(guī)基礎(chǔ)內(nèi)容的PPT展示基礎(chǔ)上,對部分重點(diǎn)數(shù)學(xué)推導(dǎo)知識進(jìn)行板書推導(dǎo),并對于不易理解的電磁場空間分布及時(shí)變特性進(jìn)行動畫及圖形展示,如典型輸電線路、電力設(shè)備的電場強(qiáng)度、電場線、電位分布圖等,使學(xué)生在抽象理論知識的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中對其對應(yīng)的電磁場這種特殊形態(tài)物質(zhì)有一個(gè)定量的形象化認(rèn)識;對于時(shí)變電磁場相關(guān)知識內(nèi)容,可制作精美的電磁場演示動畫,例如電磁波在空氣中傳播特性、電介質(zhì)在時(shí)變電場中的動態(tài)極化特性等動畫視頻,可直觀反映電磁波傳播特點(diǎn),有助于學(xué)生對抽象的基本概念的理解。

(三)數(shù)值計(jì)算軟件仿真教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和電磁場數(shù)值計(jì)算理論的逐漸成熟,實(shí)際工程中的電磁場問題均可以通過相應(yīng)的軟件建模求解。電磁場數(shù)值計(jì)算軟件眾多,如:ANSYS、COMSOL、ANSOFT、HAFF等,且此類商業(yè)軟件只需學(xué)生掌握基本理論知識,通過制作簡單幾何圖形,選擇求解域控制方程、自然邊界條件、分界面的銜接條件等過程即可計(jì)算工程實(shí)際問題,結(jié)合相應(yīng)的后處理即可得到直觀形象的電磁場結(jié)果。這種充分利用最新科技成果的形象化教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使教學(xué)內(nèi)容更加豐富充實(shí),并得到理想的教學(xué)效果。

(四)作業(yè)模式的多樣化改革

課后作業(yè)是鞏固課堂知識,提升綜合應(yīng)用能力,反饋學(xué)習(xí)效果并據(jù)此改進(jìn)課堂授課模式的重要方式。目前,課后作業(yè)大多為課后習(xí)題,存在理論性強(qiáng)、難度大、與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密等特點(diǎn)。部分學(xué)生由于沒有興趣或不能獨(dú)立完成,而選擇抄襲,然后向老師交差完事,并沒有起到作業(yè)應(yīng)有的效果。[4]因此為提升教學(xué)效果,完善整體教學(xué)過程,應(yīng)對作業(yè)的內(nèi)容、形式及考核方法進(jìn)行改革。

減少課后習(xí)題的布置量,增加課程報(bào)告環(huán)節(jié),即根據(jù)其基礎(chǔ)知識內(nèi)容對應(yīng)設(shè)置多個(gè)工程應(yīng)用課題,由學(xué)生分組自由選擇并協(xié)作完成。設(shè)計(jì)的工程課題主要應(yīng)包括以下幾種類型:1.應(yīng)用分析型,要求利用所學(xué)的電磁場知識計(jì)算分析簡單電力、電子、通訊設(shè)備產(chǎn)生電磁場。2.編程驗(yàn)證型,要求通過C++、MATLAB等計(jì)算機(jī)語言編程實(shí)現(xiàn)簡單電磁場問題的數(shù)值計(jì)算,并與經(jīng)典理論對比驗(yàn)證。3.數(shù)值計(jì)算類,要求對實(shí)際工程中典型電磁場問題采用ANSYS、COMSOL等軟件建立模型,求解,并進(jìn)行簡單分析。作業(yè)以報(bào)告論文為主課堂宣講討論為輔的形式提交,報(bào)告中應(yīng)闡明解析計(jì)算、數(shù)值計(jì)算所用到的公式、原理,展示程序設(shè)計(jì)流程圖及代碼、數(shù)值計(jì)算模型,列寫詳細(xì)的分析和驗(yàn)證過程及計(jì)算結(jié)果演示等內(nèi)容。

三、總結(jié)

“工程電磁場”是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,又是眾多相關(guān)交叉學(xué)科和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ),而該課程在目前的教學(xué)過程中呈現(xiàn)“教”、“學(xué)”兩難的狀態(tài),如何提高該課程的教學(xué)效果值得探索和實(shí)踐。本文針對該課程教學(xué)中的問題及其專業(yè)基礎(chǔ)課的特點(diǎn),在“工程電磁場”教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方面初步改進(jìn)措施,旨在培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和邏輯推導(dǎo)能力,建立由問題出發(fā)、探尋基礎(chǔ)理論、不斷實(shí)踐的科學(xué)學(xué)習(xí)方法,提高電磁場教學(xué)效果。

[ 注 釋 ]

[1] 黃麟舒,柳超.疑難課程“電磁場與電磁波”中類比教學(xué)方法的探索[J].中國電力教育,2013(23):68-70.

篇(6)

一、現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展

《遙感導(dǎo)論》是作為一名地理專業(yè)的學(xué)生需要在大學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程。在高中的課程學(xué)習(xí)中,我們就已經(jīng)知道地球上的物體都在不停發(fā)射、反射和吸收電磁波,而且不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。而遙感(Remote sensing,簡稱RS)就是指借助對電磁波敏感的儀器,在不與探測目標(biāo)接觸的情況下,記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散射等信息,揭示目標(biāo)物的特征和性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。[1]

遙感技術(shù)是在20世紀(jì)60年代興起的一門技術(shù)。人類從古代就向往著“順風(fēng)耳”、“千里眼”,隨著這一技術(shù)的產(chǎn)生,它就像人類的另一雙眼睛,能夠從另一個(gè)高度感知地球。但是在以前這是一門處于高科技領(lǐng)域的技術(shù),普通人很難接觸到,當(dāng)然也很難運(yùn)用到。但是隨著社會的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步,這一門以前“高高在上”的技術(shù)在生活中的運(yùn)用也越來越普遍,各種遙感軟件平臺大眾化,普通群眾也能夠很容易地在某些網(wǎng)站下載遙感影像。

另一方面,遙感技術(shù)會被廣泛應(yīng)用,也正是因?yàn)樗墓δ苁謴?qiáng)大?,F(xiàn)代遙感技術(shù)視域廣闊,檢測范圍大,可覆蓋整個(gè)地球。能夠瞬時(shí)成像、實(shí)時(shí)傳輸、快速處理,迅速獲取信息和實(shí)施動態(tài)監(jiān)測,在自然災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、遺產(chǎn)保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展等多個(gè)領(lǐng)域都能夠發(fā)揮其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉樹地震震后以及13年廬山縣震后,航空影像圖都起到了關(guān)鍵作用。強(qiáng)烈地震往往會造成一些地區(qū)交通和通信中斷,嚴(yán)重影響外界對受災(zāi)情況的判斷和相應(yīng)決策。如何盡快獲取受災(zāi)信息,成為指導(dǎo)救災(zāi)工作的關(guān)鍵。而高分辨率遙感觀測技術(shù),正是精確獲取災(zāi)區(qū)數(shù)據(jù)的最重要的手段之一。遙感地球所將地震后獲取的遙感數(shù)據(jù),共享給參與救災(zāi)的國家有關(guān)部門和災(zāi)區(qū)政府,并將衛(wèi)星數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站上供社會免費(fèi)使用,為精確判斷災(zāi)情和救災(zāi)指導(dǎo)發(fā)揮了重要參考作用。

二、遙感技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用

由此可見,遙感技術(shù)已不再高深莫測,它逐步走進(jìn)我們的生活并為我們所用。作為一名地理師范生,我們將來更多地會參與到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中,雖然偶爾會有部分教師在教學(xué)中也運(yùn)用到了一些遙感影像,但總的來說這種趨勢還并不明顯。那到底遙感技術(shù)能不能運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)中呢?我認(rèn)為是能的。

比如在人教版高中地理必修一第四章第三節(jié)《河流地貌的發(fā)育》中,就有講述黃河三角洲的發(fā)育。教材當(dāng)中只用到了一張黃河三角洲的衛(wèi)星影像圖,但是為了讓學(xué)生能夠更清楚地感知到黃河三角洲的發(fā)育速度十分迅速,我們可以采用多張不同時(shí)期的衛(wèi)星影像圖來進(jìn)行對比教學(xué)。現(xiàn)代黃河三角洲是1855年以來,黃河沖積作用形成的,從那時(shí)至今衛(wèi)星影像的數(shù)量有很多,教師也很容易獲取。

除了在必修一自然地理的教學(xué)中運(yùn)用到遙感技術(shù),必修二人文地理也同樣可以大量的運(yùn)用到遙感技術(shù)。例如城市內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、城市化、農(nóng)業(yè)地域與工業(yè)地域類型、交通運(yùn)輸?shù)牟季忠约叭祟惻c地理環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展都可以通過加入遙感影像豐富課堂素材,提升教學(xué)質(zhì)量。以高中地理必修二第二章第三節(jié)的《城市化》為例,教材上使用了大量的圖片,但都是一些地圖或者圖表,學(xué)生們只能抽象的去理解城市化的進(jìn)程,卻難以有一個(gè)具體的印象。然而遙感影像卻能夠很好地解決這個(gè)問題。從不同時(shí)期的遙感影像上我們能夠很清楚地看出一個(gè)城市城市化進(jìn)程地快慢與程度。學(xué)生也能夠從影像上清晰地找出一個(gè)區(qū)域的房屋、河流、植被等等,從而通過自主學(xué)習(xí)得出《城市化》這一節(jié)內(nèi)容的知識點(diǎn),打破了以往的傳統(tǒng)教學(xué)。

當(dāng)然,遙感技術(shù)不僅可以運(yùn)用到中學(xué)地理教學(xué)當(dāng)中,也應(yīng)該運(yùn)用到其中。一方面是遙感技術(shù)可以豐富地理教學(xué)的課程資源。地理重在觀察,學(xué)生們習(xí)慣了看各種地圖、圖表,而遙感影像看得卻并不多。事實(shí)上遙感圖像可以真實(shí)、客觀的觀察到廣闊的地域空間和地物,實(shí)時(shí)性強(qiáng)。且信息豐富,具有綜合性的特點(diǎn),因此打破了傳統(tǒng)教學(xué)中圖片信息過時(shí)、圖片范圍太小的缺點(diǎn),進(jìn)一步充實(shí)課堂。另一方面遙感技術(shù)也能夠培養(yǎng)學(xué)生從影像中獲取信息的能力。在遙感影像上有許許多多的信息,它們有的是直接的,有的是間接的。直接信息能夠提升學(xué)生的讀圖看圖能力,而間接信息能夠增強(qiáng)學(xué)生間接獲取信息的綜合能力,同時(shí)還能讓學(xué)生明白“眼見不一定為實(shí)”,很多知識是隱藏在事件背后的,我們需要去思考、去挖掘,探索求真的精神是科學(xué)創(chuàng)新與進(jìn)步的原動力。并且要間接獲取隱藏的信息需要用到數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的知識,從而也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

篇(7)

中圖分類號:F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

l 引言

集成電路的飛速發(fā)展使電子科學(xué)技術(shù)的面貌日新月異。電子產(chǎn)品在50年代以前是以電子管為核心器件,60-70年代逐步由晶體管代替,80-90年代則是以集成電路為主,并由全模擬電路轉(zhuǎn)為兼有模擬、數(shù)字信號電路且以數(shù)字信號電路為主的信號系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起及其廣泛應(yīng)用深人到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化必不可少的手段,沒有哪個(gè)行業(yè)有電子工業(yè)這么快速的驚人變化。為適應(yīng)科技高速發(fā)展的形勢,適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的需要,必須轉(zhuǎn)變我們過去在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)休制下形成的教育思想,使教育真正面向社會主義市場經(jīng)濟(jì),面向世界,面向21世紀(jì)。

2 電子信息工程類大學(xué)本科生培養(yǎng)目標(biāo)及必備的知識結(jié)構(gòu)和基本素質(zhì)

2.1 專業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)

面對當(dāng)前這一新的形勢,新的教學(xué)改革大潮,世界上一些發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為大學(xué)生的工程教育不可能什么都學(xué),也不可能學(xué)得太專,工程教育只能是基礎(chǔ)性教育,培養(yǎng)通用的適應(yīng)能力強(qiáng)的人才。

國家教委結(jié)合我國實(shí)際情況,提出了高等教育要進(jìn)一步拓寬專業(yè)面,加強(qiáng)基礎(chǔ)教育,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)教學(xué),加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。我們認(rèn)為電子信息工程類核心技術(shù)基礎(chǔ)課程的設(shè)置可以分為3大模塊,即:①電路理論、電磁場理論、信號與系統(tǒng);②線性電子線路、非線性電子線路、數(shù)字邏輯電路;③計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程。所涉及的內(nèi)容是電工學(xué)、電子學(xué)技術(shù)中已經(jīng)成熟的并帶有普遍意義的基本理論、基本分析方法和基本技能。它提供了電子信息工程類專業(yè)人員所必備的知識結(jié)構(gòu)和基本素質(zhì),這些課程的內(nèi)容是今后學(xué)習(xí)專業(yè)課的基本知識。

2.2.1 電路、電磁場與電磁波、信號與系統(tǒng)模塊

① 電路分析、信號與系統(tǒng)課程是電工類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它是核心技術(shù)的基礎(chǔ)與核心。電路分析基本內(nèi)容是:電路與磁路、交流電路、動態(tài)電路的分析等。參考學(xué)時(shí)為90-100學(xué)時(shí)。

信號與系統(tǒng)基本內(nèi)容是線性連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)、線性離散時(shí)間系統(tǒng)分析、線性系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析、隨機(jī)過程和信號處理等。參考學(xué)時(shí)為80-90學(xué)時(shí)。

② 電磁場與電磁波課程是核心技術(shù)課的組成部分,同時(shí)是一些新興邊緣學(xué)科的理論基礎(chǔ),基本內(nèi)容是:電磁場、電磁波、傳輸線和天線等。參考學(xué)時(shí)為80-100學(xué)時(shí)。

2.2.2 線性、非線性電子電路、數(shù)字邏樣電路模塊

線性、非線性電子電路、數(shù)字邏輯電路課程是電子信息工程教育中重要基礎(chǔ)課,是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科。線性、非線性電子電路課程的主要內(nèi)容是:半導(dǎo)體器件、放大器、信號波形變換、功率電路、頻率變換等。參考學(xué)時(shí)為150-160學(xué)時(shí)。

數(shù)字邏輯電路課程的基本內(nèi)容是:邏輯門電路、數(shù)字電子學(xué)理論基礎(chǔ)、組合邏輯與時(shí)序邏輯電路、大規(guī)模集成電路、模一數(shù)接口電路等。參考學(xué)時(shí)為70-80學(xué)時(shí)。

2.2.3 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程模塊

由于計(jì)算機(jī)科學(xué)的蓬勃發(fā)展及其廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)系列課程是電子信息工程技術(shù)教育中的核心課程。根據(jù)中國計(jì)算機(jī)學(xué)會“93大綱”的規(guī)定,它包括9個(gè)領(lǐng)域、3個(gè)進(jìn)程、12個(gè)基本概念,按照循序漸進(jìn)的原則,我們認(rèn)為包含以下基本內(nèi)容:計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)錄入技術(shù)、編程語言和基本算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)原理與體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)與軟件工程、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。

2.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革在培養(yǎng)學(xué)生能力中的作用

實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性不僅在于加強(qiáng)對理論的理解,而且在學(xué)生的工程能力訓(xùn)練和科研能力的培養(yǎng)方面有特別重要意義。實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)課、綜合專題實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐的主要環(huán)節(jié)之一,實(shí)驗(yàn)課是綜合理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的聯(lián)合體,它為學(xué)生掌握知識和發(fā)展能力的統(tǒng)一提供了最佳條件,是全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力(如動手能力、思維創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力等)的基本環(huán)節(jié)。對培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、探索精神、堅(jiān)強(qiáng)毅力和求實(shí)作風(fēng)等方面都有積極作用。綜合專題實(shí)習(xí)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,建立正確的工程設(shè)計(jì)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是對學(xué)生專業(yè)知識和能力的綜合實(shí)踐和考查,是學(xué)生在校期間受到的工程師素養(yǎng)和科學(xué)方法訓(xùn)練的最重要的環(huán)節(jié),根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),這一環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)而不是削弱。

3 改革實(shí)踐環(huán)節(jié)的方案

3.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)突出能力培養(yǎng)使學(xué)生達(dá)到如下要求:

① 熟悉常用的元器件的性能及使用。

② 熟悉各種常用電子儀器的使用及各種測試方法。

③ 能設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試常用電子電路, 檢查和排除常見故障。

④ 具有一定的工程設(shè)計(jì)能力, 建立正確的工程觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。

⑤ 能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 進(jìn)行誤差分析和撰寫科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

⑥ 能應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理, 能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)、分析等。

3.2 關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系的初步設(shè)想

3.2.1 體系結(jié)構(gòu)框圖

根據(jù)原來按技術(shù)基礎(chǔ)課分別開設(shè)實(shí)驗(yàn)課所存在的問題,為優(yōu)化能力結(jié)構(gòu),設(shè)想將電路分析、信號與系統(tǒng)、電子線路、數(shù)字電路等課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分合并開設(shè)一門“基礎(chǔ)電工實(shí)驗(yàn)”,內(nèi)容安排由易到難,由簡單到綜合,覆蓋整個(gè)電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的前兩個(gè)模塊。再開設(shè)一門課程設(shè)計(jì)性質(zhì)的綜合實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)習(xí),突出培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力。將計(jì)算機(jī)能力的訓(xùn)練貫穿整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過程中,并與有關(guān)學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合。考慮到計(jì)算機(jī)學(xué)科能為其它學(xué)科提供非常先進(jìn)的工具,計(jì)算機(jī)學(xué)科的成果能為其它學(xué)科的發(fā)展創(chuàng)造前所未有的條件,因此在綜合實(shí)習(xí)階段和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段要盡可能地運(yùn)用計(jì)算機(jī)學(xué)科的成果。

3.2.2 關(guān)于各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的說明

(1) 課程設(shè)計(jì)性質(zhì)的電路綜合實(shí)驗(yàn)

電路綜合實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試一個(gè)電子電路或一個(gè)簡單裝置,檢查并排除實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障。設(shè)計(jì)題目有:多級放大器、OTL功放、直流穩(wěn)壓電源、調(diào)制器、解調(diào)器、計(jì)數(shù)器、分頻器及數(shù)字鐘等。本實(shí)驗(yàn)安排在3年級分段進(jìn)行。參考學(xué)時(shí)為60-70學(xué)時(shí)。

(2) 綜合專題實(shí)習(xí)

綜合專題實(shí)習(xí)使學(xué)生得到工程設(shè)計(jì)中的方案論證、工程計(jì)算、安裝調(diào)試及撰寫論文等方面的基本訓(xùn)練。綜合專題實(shí)習(xí)應(yīng)是電子信息工程系統(tǒng)的一個(gè)分機(jī),或一個(gè)較小的設(shè)備,在技術(shù)上已較成熟,在設(shè)計(jì)與調(diào)試方面有典型性與先進(jìn)性。例如:電視機(jī)安裝與調(diào)試、音響系統(tǒng)安裝與調(diào)試、數(shù)字調(diào)諧器、各類報(bào)警系統(tǒng)、電子裁判系統(tǒng)、家用電器的電腦控制等。本實(shí)驗(yàn)可安排在第7學(xué)期進(jìn)行,可在校內(nèi)進(jìn)行,也可在工廠進(jìn)行,可與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、勤工儉學(xué)結(jié)合起來,實(shí)習(xí)期約為3-4周。

(3) 計(jì)算機(jī)能力訓(xùn)練

計(jì)算機(jī)能力訓(xùn)練包括計(jì)算機(jī)操作訓(xùn)練、編程訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn)等。根據(jù)由淺入深的原則,全面貫徹中國計(jì)算機(jī)學(xué)會“93大綱”的要求,根據(jù)目前大多數(shù)高中畢業(yè)生的現(xiàn)狀,可在第一學(xué)期安排計(jì)算機(jī)操作訓(xùn)練,然后是計(jì)算機(jī)編程訓(xùn)練;在此基礎(chǔ)上可在數(shù)學(xué)、物理、電路與信號、電子線路等課程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助分析和設(shè)計(jì)。另一方面,在電子電路、數(shù)字邏輯電路課程的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn),從而為利用計(jì)算機(jī)開發(fā)產(chǎn)品,進(jìn)行綜合專題實(shí)習(xí)作好準(zhǔn)備。

圍繞計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展而進(jìn)行的綜合專題實(shí)習(xí)應(yīng)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型系統(tǒng)選題,如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、多路自動監(jiān)測系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)通信系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)等。上機(jī)時(shí)數(shù)為150-200小時(shí)。

4 結(jié)束語

本文在東南大學(xué)教改的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況提出了實(shí)踐環(huán)節(jié)教改的實(shí)施方案它將國內(nèi)外教改指導(dǎo)思想的先進(jìn)性與國內(nèi)的實(shí)際情況的可行性結(jié)合起來,可以為絕大多數(shù)院校所接受。寫作本文目的也在于拋磚引玉,以求加快教改的步伐。

篇(8)

我校是機(jī)電類中職學(xué)校,開設(shè)有數(shù)控、機(jī)制、電子、模具、機(jī)械等專業(yè),在各專業(yè)中開設(shè)中職物理這門基礎(chǔ)課,目的是在初中物理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動學(xué)、力學(xué)、幾何光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子能等相關(guān)知識,為專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)使之有效地服務(wù)于機(jī)電各專業(yè)成為課程改革的的關(guān)鍵,本文認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

一、立足崗位,面向?qū)I(yè),優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

物理是機(jī)電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,必須立足于機(jī)電類崗位,服務(wù)于機(jī)電類專業(yè)課程。機(jī)電類中職培養(yǎng)機(jī)電技術(shù)及應(yīng)用方面的操作維護(hù)使用及管理技能型人才,面向制造業(yè)各崗位。制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門,包括國防和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供先進(jìn)的手段和裝配,其技術(shù)裝備是數(shù)控機(jī)床(CNC)、柔性制造單元(FMC)和柔性生產(chǎn)線,這些裝備的操作使用、維護(hù)管理要求高,需求復(fù)合型人才,并且隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)水平在不斷提高,對機(jī)電設(shè)備操作使用維護(hù)要求也提高,制造類各崗位如機(jī)械制造、數(shù)控加工編程、汽車維修、模具加工與修理、電子產(chǎn)品裝配、機(jī)電維修、機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、機(jī)電設(shè)備營銷等等都需要多門課程知識的綜合,需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)及對崗位的適應(yīng)能力和以后的擴(kuò)展能力。中職生在短短三年間掌握機(jī)電類某一崗位群所需的全部知識和技能是不可能的,只能是掌握該崗位群所需的基本知識與基本技能,只有夯實(shí)基礎(chǔ),拓寬基礎(chǔ),才能提高社會的適應(yīng)能力。專業(yè)基礎(chǔ)課是為專業(yè)崗位服務(wù)的,而物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、為機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)課程打基礎(chǔ)方面起著無可替代的作用,所以物理是機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)的基礎(chǔ),其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)必須滿足專業(yè)與崗位的需求。

考慮到機(jī)電類各專業(yè)后繼課的特點(diǎn),將物理分為I、II兩類:I類包括知識模塊有:直線運(yùn)動,牛頓運(yùn)動定律,沖量與動量,功與能,曲線運(yùn)動、萬有引力定律,機(jī)械振動與機(jī)械波,分子運(yùn)動論、理想氣體,熱量與功,靜電場,恒定電流,磁場,電磁感應(yīng),電磁振蕩和電磁波,幾何光學(xué),光的本性,原子和原子核。II類是將I類中的靜電場,恒定電流,磁場,電磁感應(yīng),電磁振蕩和電磁波內(nèi)容合并到電工基礎(chǔ)中。II類是面向電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè),對物理、電工、電子等課程的要求相對較高。在第一學(xué)期開設(shè)《物理》,而第二學(xué)期起就依次開設(shè)《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子》和《數(shù)字電子》三門課程。I類是面向機(jī)械、機(jī)械制造、模具等專業(yè)。另外,增加選修模塊,如自制物理實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新制作內(nèi)容。各個(gè)不同專業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)亦不相同。

二、做學(xué)合一,培養(yǎng)創(chuàng)新能力

物理課教學(xué)中的學(xué)主要是指理論知識學(xué)習(xí);做是做實(shí)驗(yàn)、做習(xí)題和課外活動,主要是實(shí)踐過程,無論是學(xué)還是做,都是為了理解基本概念與定律,分析物理現(xiàn)象與自然規(guī)律,掌握物理科學(xué)方法與知識。由于各種原因,中職生入學(xué)的實(shí)際情況是基礎(chǔ)差、底子薄,文化素質(zhì)相對較低,但其思維能力和智力水平并不低。按照職業(yè)教育觀點(diǎn)[1],他們只是智力類型的不同,而非智力水平的高低。中職生的培養(yǎng)目標(biāo)是技能型人才,注重實(shí)際應(yīng)用與操作。鑒于上述情況,中職物理教學(xué)首先要調(diào)動學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程,發(fā)揮其主體能動作用,發(fā)掘其能力與潛力;其次加強(qiáng)技能培養(yǎng)。為此采取如下措施:(1)在學(xué)的方面,降低理論知識的難度,強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和實(shí)踐性,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析問題、解決問題的能力,淡化理論推導(dǎo),突出物理概念的理解,注重計(jì)算能力的培養(yǎng),并將部分概念與定律內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化,轉(zhuǎn)化為可以做的內(nèi)容,加大課堂演示內(nèi)容及份量;同時(shí)采用多樣化教學(xué)手段,充分運(yùn)用投影、幻燈、錄象、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件(CAI)等現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué),注重形的視覺作用,加深對物理概念與定律的理解。對于每個(gè)章節(jié),明確目標(biāo)任務(wù),以任務(wù)為驅(qū)動,教師指導(dǎo)學(xué)生主動思考,學(xué)生帶著思考的頭腦進(jìn)入課堂。理論聯(lián)系實(shí)際,聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際,聯(lián)系專業(yè)實(shí)際,聯(lián)系學(xué)生實(shí)際,循序漸進(jìn),由淺入深。(2)做的方面,充分利用習(xí)題、實(shí)驗(yàn)與課外活動。這樣在學(xué)中做、在做中學(xué),做學(xué)合一,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,增強(qiáng)學(xué)生的主體意識,提高學(xué)生的動手能力,掌握科學(xué)方法,提高科學(xué)素養(yǎng)。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是深化教育體制和結(jié)構(gòu)改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的重點(diǎn),創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問題的方式方法,而不僅僅是知識的本身。在中職物理教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行:(1)在理論課教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力,設(shè)計(jì)提問,激發(fā)學(xué)生問題意識,引入課題;指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),啟發(fā)學(xué)生思考、交流、探究;引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑;注重挖掘物理教材中的研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。(2)在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新能力,一題多解,訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維;一題多變,訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。(3)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力,在規(guī)定學(xué)生完成一定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和要求的前提下,可以鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教材中的做法,進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn),或自己另外設(shè)計(jì)不同的方案或者自己提出實(shí)驗(yàn)研究課題,設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,獨(dú)立或與同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(4)在課外活動中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,舉辦“異想天開”發(fā)明創(chuàng)造“金點(diǎn)子”方案競賽;舉辦發(fā)明創(chuàng)造講座、科普知識講座、發(fā)明創(chuàng)造作品展覽;開展“小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作、科學(xué)小論文”等競賽,以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強(qiáng)創(chuàng)造能力。

三、對教師的要求

物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施,需要高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。教學(xué)過程設(shè)計(jì)、教學(xué)情景設(shè)計(jì)、學(xué)生情況分析、創(chuàng)新能力培養(yǎng)都對教師提出了很高的要求,不僅要求教師具有豐富的相關(guān)專業(yè)知識與嫻熟的實(shí)踐技能,而且要具有靈活的教(下轉(zhuǎn)第149頁)(上接第145頁)學(xué)方法、較強(qiáng)教學(xué)情景設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)場調(diào)控能力和創(chuàng)新教學(xué)能力。為此,教師必須經(jīng)常收集資料、補(bǔ)充自己的專業(yè)知識、了解最新科技動態(tài),及時(shí)掌握科技方面的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及崗位所需技能;鉆研教學(xué)藝術(shù),深入學(xué)生調(diào)查研究分析,做到因材施教。如教學(xué)過程設(shè)計(jì)中每個(gè)章節(jié)找出恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn),“萬有引力定律”以“人造衛(wèi)星、黑洞例子”切入;“機(jī)械波”以“地震、超聲波和次聲波”切入;“能量守恒”以“長江三峽”切入;“電場中的導(dǎo)體”以“靜電的防止和利用”切入;“電阻定律”以“超導(dǎo)”切入;“磁場”以“磁懸浮列車”切入;“原子核”以“核武器”切入等。引入這些例子,不僅可以引出問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,還可增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)的崇尚。

篇(9)

我校是機(jī)電類中職學(xué)校,開設(shè)有數(shù)控、機(jī)制、電子、模具、機(jī)械等專業(yè),在各專業(yè)中開設(shè)中職物理這門基礎(chǔ)課,目的是在初中物理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動學(xué)、力學(xué)、幾何光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子能等相關(guān)知識,為專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)使之有效地服務(wù)于機(jī)電各專業(yè)成為課程改革的的關(guān)鍵,本文認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

一、立足崗位,面向?qū)I(yè),優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

物理是機(jī)電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,必須立足于機(jī)電類崗位,服務(wù)于機(jī)電類專業(yè)課程。機(jī)電類中職培養(yǎng)機(jī)電技術(shù)及應(yīng)用方面的操作維護(hù)使用及管理技能型人才,面向制造業(yè)各崗位。制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門,包括國防和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步提供先進(jìn)的手段和裝配,其技術(shù)裝備是數(shù)控機(jī)床(CNC)、柔性制造單元(FMC)和柔性生產(chǎn)線,這些裝備的操作使用、維護(hù)管理要求高,需求復(fù)合型人才,并且隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及裝備技術(shù)水平在不斷提高,對機(jī)電設(shè)備操作使用維護(hù)要求也提高,制造類各崗位如機(jī)械制造、數(shù)控加工編程、汽車維修、模具加工與修理、電子產(chǎn)品裝配、機(jī)電維修、機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、機(jī)電設(shè)備營銷等等都需要多門課程知識的綜合,需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)及對崗位的適應(yīng)能力和以后的擴(kuò)展能力。中職生在短短三年間掌握機(jī)電類某一崗位群所需的全部知識和技能是不可能的,只能是掌握該崗位群所需的基本知識與基本技能,只有夯實(shí)基礎(chǔ),拓寬基礎(chǔ),才能提高社會的適應(yīng)能力。專業(yè)基礎(chǔ)課是為專業(yè)崗位服務(wù)的,而物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、為機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)課程打基礎(chǔ)方面起著無可替代的作用,所以物理是機(jī)電類專業(yè)基礎(chǔ)的基礎(chǔ),其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)必須滿足專業(yè)與崗位的需求。

考慮到機(jī)電類各專業(yè)后繼課的特點(diǎn),將物理分為I、II兩類:I類包括知識模塊有:直線運(yùn)動,牛頓運(yùn)動定律,沖量與動量,功與能,曲線運(yùn)動、萬有引力定律,機(jī)械振動與機(jī)械波,分子運(yùn)動論、理想氣體,熱量與功,靜電場,恒定電流,磁場,電磁感應(yīng),電磁振蕩和電磁波,幾何光學(xué),光的本性,原子和原子核。II類是將I類中的靜電場,恒定電流,磁場,電磁感應(yīng),電磁振蕩和電磁波內(nèi)容合并到電工基礎(chǔ)中。II類是面向電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè),對物理、電工、電子等課程的要求相對較高。在第一學(xué)期開設(shè)《物理》,而第二學(xué)期起就依次開設(shè)《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子》和《數(shù)字電子》三門課程。I類是面向機(jī)械、機(jī)械制造、模具等專業(yè)。另外,增加選修模塊,如自制物理實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新制作內(nèi)容。各個(gè)不同專業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)亦不相同。

二、做學(xué)合一,培養(yǎng)創(chuàng)新能力

物理課教學(xué)中的學(xué)主要是指理論知識學(xué)習(xí);做是做實(shí)驗(yàn)、做習(xí)題和課外活動,主要是實(shí)踐過程,無論是學(xué)還是做,都是為了理解基本概念與定律,分析物理現(xiàn)象與自然規(guī)律,掌握物理科學(xué)方法與知識。由于各種原因,中職生入學(xué)的實(shí)際情況是基礎(chǔ)差、底子薄,文化素質(zhì)相對較低,但其思維能力和智力水平并不低。按照職業(yè)教育觀點(diǎn)[1],他們只是智力類型的不同,而非智力水平的高低。中職生的培養(yǎng)目標(biāo)是技能型人才,注重實(shí)際應(yīng)用與操作。鑒于上述情況,中職物理教學(xué)首先要調(diào)動學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程,發(fā)揮其主體能動作用,發(fā)掘其能力與潛力;其次加強(qiáng)技能培養(yǎng)。為此采取如下措施:(1)在學(xué)的方面,降低理論知識的難度,強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和實(shí)踐性,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析問題、解決問題的能力,淡化理論推導(dǎo),突出物理概念的理解,注重計(jì)算能力的培養(yǎng),并將部分概念與定律內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化,轉(zhuǎn)化為可以做的內(nèi)容,加大課堂演示內(nèi)容及份量;同時(shí)采用多樣化教學(xué)手段,充分運(yùn)用投影、幻燈、錄象、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件(CAI)等現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué),注重形的視覺作用,加深對物理概念與定律的理解。對于每個(gè)章節(jié),明確目標(biāo)任務(wù),以任務(wù)為驅(qū)動,教師指導(dǎo)學(xué)生主動思考,學(xué)生帶著思考的頭腦進(jìn)入課堂。理論聯(lián)系實(shí)際,聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際,聯(lián)系專業(yè)實(shí)際,聯(lián)系學(xué)生實(shí)際,循序漸進(jìn),由淺入深。(2)做的方面,充分利用習(xí)題、實(shí)驗(yàn)與課外活動。這樣在學(xué)中做、在做中學(xué),做學(xué)合一,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,增強(qiáng)學(xué)生的主體意識,提高學(xué)生的動手能力,掌握科學(xué)方法,提高科學(xué)素養(yǎng)。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是深化教育體制和結(jié)構(gòu)改革、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的重點(diǎn),創(chuàng)新教育要求學(xué)生學(xué)習(xí)的是解決問題的方式方法,而不僅僅是知識的本身。在中職物理教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行:(1)在理論課教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力,設(shè)計(jì)提問,激發(fā)學(xué)生問題意識,引入課題;指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),啟發(fā)學(xué)生思考、交流、探究;引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑;注重挖掘物理教材中的研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。(2)在習(xí)題教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新能力,一題多解,訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維;一題多變,訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性。(3)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力,在規(guī)定學(xué)生完成一定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和要求的前提下,可以鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生不拘泥于教材中的做法,進(jìn)行一些創(chuàng)新改進(jìn),或自己另外設(shè)計(jì)不同的方案或者自己提出實(shí)驗(yàn)研究課題,設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,獨(dú)立或與同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(4)在課外活動中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,舉辦“異想天開”發(fā)明創(chuàng)造“金點(diǎn)子”方案競賽;舉辦發(fā)明創(chuàng)造講座、科普知識講座、發(fā)明創(chuàng)造作品展覽;開展“小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作、科學(xué)小論文”等競賽,以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強(qiáng)創(chuàng)造能力。

三、對教師的要求

物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施,需要高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。教學(xué)過程設(shè)計(jì)、教學(xué)情景設(shè)計(jì)、學(xué)生情況分析、創(chuàng)新能力培養(yǎng)都對教師提出了很高的要求,不僅要求教師具有豐富的相關(guān)專業(yè)知識與嫻熟的實(shí)踐技能,而且要具有靈活的教(下轉(zhuǎn)第149頁)(上接第145頁)學(xué)方法、較強(qiáng)教學(xué)情景設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)場調(diào)控能力和創(chuàng)新教學(xué)能力。為此,教師必須經(jīng)常收集資料、補(bǔ)充自己的專業(yè)知識、了解最新科技動態(tài),及時(shí)掌握科技方面的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及崗位所需技能;鉆研教學(xué)藝術(shù),深入學(xué)生調(diào)查研究分析,做到因材施教。如教學(xué)過程設(shè)計(jì)中每個(gè)章節(jié)找出恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn),“萬有引力定律”以“人造衛(wèi)星、黑洞例子”切入;“機(jī)械波”以“地震、超聲波和次聲波”切入;“能量守恒”以“長江三峽”切入;“電場中的導(dǎo)體”以“靜電的防止和利用”切入;“電阻定律”以“超導(dǎo)”切入;“磁場”以“磁懸浮列車”切入;“原子核”以“核武器”切入等。引入這些例子,不僅可以引出問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,還可增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)的崇尚。

篇(10)

介紹:隨著全球一體化進(jìn)程的深入,現(xiàn)在英語學(xué)習(xí)已經(jīng)普及到高等教育的方方面面。英語教學(xué)不僅包括通識基礎(chǔ)的英語教學(xué),而且還涉及具有學(xué)科背景的專業(yè)課程的英語教學(xué)[1]~[4]。專業(yè)課程英語教學(xué)因其更具針對性的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的相關(guān)詞匯和語言表達(dá),從而在大學(xué)英語教育和專業(yè)知識教育方面具有重要作用。不僅如此全英語教學(xué)的專業(yè)課程還可以幫助同學(xué)更深入的學(xué)習(xí)西方現(xiàn)代科研技術(shù),為以后的英文科研書籍閱讀和論文寫作,乃至提高采用英語作為工作語言的工效率及效果等方面都起到很重要的作用。

與此同時(shí),隨著中國高等教育越來越受到世界上其他國家的認(rèn)可,越來越多的國外的學(xué)生都會選擇來中國讀書,無論是來攻讀學(xué)位或者短期交流,全英語專業(yè)課程的教學(xué)都有利于對提高留學(xué)生的教育,拓展我國高校的國際化。所以采用全英語進(jìn)行專業(yè)課程教學(xué)更加需要和國際接軌。課程本身不能定位在僅僅是中文版課程的英文翻譯,而是需要通過潛心設(shè)計(jì),對課程的內(nèi)容和講授方式進(jìn)行深入的改革,使學(xué)生能夠適應(yīng)全英文教學(xué)的同時(shí),做到系統(tǒng)地順利連接其他課程,滿足中國學(xué)生和外國留學(xué)生的共同需求。

鑒于專業(yè)全英語教學(xué)課程的重要性,本文結(jié)合全英語課程建設(shè)過程中的體會和收獲,重點(diǎn)闡述采用全英語進(jìn)行專業(yè)課程教學(xué)方面的一些指導(dǎo)性原則。

1 未雨綢繆,在課程開始前給出新章節(jié)的相關(guān)生詞

專業(yè)背景下的英語課程,因其特定的學(xué)科性,往往會涉及一些在其他方面不常見的詞匯,常見詞匯的不同詞義以及固定的語言表達(dá)。如果在課程開始之前,學(xué)生不能很好地掌握這些詞匯、熟悉一些相關(guān)詞語的用法和上下文的話,這些專業(yè)詞匯和語句往往會成為學(xué)生有效跟隨課堂教學(xué)的障礙。由于學(xué)生不能很好地理解老師講述的關(guān)鍵詞,對一些固定搭配的專業(yè)詞語和表達(dá)方式都會造成歧義和疏漏,從而造成課堂領(lǐng)悟一知半解,課堂教學(xué)效果下降。由此,在正式講述課堂內(nèi)容之前,需要教師給出這些詞語和搭配的正確解釋,并銜接好中文和英文之間的相互轉(zhuǎn)換。具體方式可以通過膠片中列表或者通過板書寫在黑板的邊緣,在課堂講授過程中不予擦除,這樣可以方便學(xué)生在聽課過程中經(jīng)常回顧,做到知識的順利銜接。

此外,在每一章節(jié)開始之前,也有必要總結(jié)上一章節(jié)出現(xiàn)的相關(guān)生詞及語言表達(dá)的中英文釋義對照,給出下一章節(jié)的生詞對照,以降低學(xué)生對英語專業(yè)課程接納的難度。由于大部分的學(xué)生在聽課過程中,尤其是在初次聽英語課程時(shí),仍然以翻譯老師的話為理解課堂內(nèi)容的必要方式,為了保證專業(yè)課程英語教育的完整性,需要在新的章節(jié)開始之前建立易于接納的語境,這樣有利于學(xué)生掃除課程開始之前的語言障礙,使其更容易地跟上老師的講課節(jié)奏。

2 化繁為簡,將生僻的句子以簡單的方式表達(dá)

英語和漢語不同,如果漢語的特點(diǎn)是形散而神不散,那英語的特點(diǎn)則可用形神兼?zhèn)鋪砻枋?。具體來說,使用漢語表達(dá)對句子的語法表達(dá)沒有特別明確的規(guī)定,漢語習(xí)慣于平鋪直述的描述客觀事物,側(cè)重于使用短句表達(dá)。而英語則有比較明確的句子結(jié)構(gòu)。含有主語從句,定語從句,賓語從句等的復(fù)合語句表達(dá)在英語文獻(xiàn)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)。課堂教學(xué)如果只是簡單復(fù)述書本上的語句,不做任何簡化,會使大多數(shù)學(xué)生很難連貫完整地聽完,對教學(xué)效果的影響是非常不利的。因此,在日常專業(yè)課程的英語教學(xué)過程當(dāng)中,應(yīng)該特別注意盡量使英語表達(dá)簡單化,口語化,通過使用課堂上的口語表達(dá)來代替書本上的英語書面表達(dá)。同時(shí),可以通過觀察學(xué)生的反應(yīng),了解他們是否能夠跟上上課的節(jié)奏,是否已經(jīng)對講過的知識已沒有了疑惑。必要時(shí),也需要通過對一兩個(gè)學(xué)生的提問,從他們的回答中了解對已講內(nèi)容的接納程度??傊?,采用簡單的英語和口語化的講授方式進(jìn)行授課,即可以減少學(xué)生的聽課壓力,同時(shí)對活躍課堂氣氛具有幫助作用。學(xué)生也可以學(xué)習(xí)如果采用英語對一個(gè)想法、一個(gè)流程進(jìn)行直觀具體地闡述。

3 積思廣益,創(chuàng)造課后討論的英語學(xué)習(xí)氣氛

課堂上的時(shí)間是有限的,所以在課后及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通,聽取學(xué)生的反饋意見是非常必要的。尤其對于采用全英語進(jìn)行講授的專業(yè)技術(shù)課程,課堂上學(xué)生不僅會遇到關(guān)于專業(yè)知識的問題,可能還會有英語方面的理解問題,綜合起來,對知識點(diǎn)的接納難度將會對中文授課大很多。作為授課教師,在課后或者課間及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通,對于之后課程的開展和教學(xué)方式方法的改善,都是一件非常重要和有意義的事情。針對專業(yè)知識,除了為某些具體問題進(jìn)行解惑之外,還要考慮詢問學(xué)生對如此英語講授的方法是否接受,看如何加以改進(jìn)。通常情況下,由于一些課堂沒有講述過的基本知識,學(xué)生以前是通過中文學(xué)習(xí)的,學(xué)生雖然能夠聽懂此次課程的英語講授,但是并沒有真正透徹地領(lǐng)會知識點(diǎn)內(nèi)在的關(guān)聯(lián)。所以,教師在和學(xué)生討論時(shí),需要分辨他們不懂的真實(shí)原因,勤于總結(jié)學(xué)生困惑的源頭,將問題歸類,通過改革講授方法,個(gè)性化地解決問題,提高課堂上的教學(xué)質(zhì)量。如果某些問題是因?yàn)閷W(xué)生對于英語教學(xué)方面的不適應(yīng)而導(dǎo)致的,那么適時(shí)地在課堂上著重總結(jié)這些問題,將對提升專業(yè)課程的全英語教學(xué)的效果起到事半功倍的作用。

再者,通過在課后老師與學(xué)生之間,學(xué)生與學(xué)生之間使用英語討論課堂內(nèi)容,也會對學(xué)生適應(yīng)英語語境,掌握專業(yè)知識,增進(jìn)老師和學(xué)生之間的溝通起到非常良好的作用??梢韵龑Σ捎糜⒄Z交流的恐懼,順應(yīng)和習(xí)慣英語語境。除此之外,還希望能在課后成立學(xué)習(xí)小組,利用英語溝通討論專業(yè)知識,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和趣味性。

4 持之以恒,在全英語教學(xué)上努力“排除”漢語

雖然現(xiàn)在英語教育越來越普及,學(xué)生學(xué)習(xí)英語的時(shí)間也逐漸增多,學(xué)生的英語水平也越來越好了,但是英語畢竟不是母語,在專業(yè)課程的英語教學(xué)當(dāng)中也必定會遇到比普通專業(yè)課程教育更多的問題,在起初的一段時(shí)間內(nèi),采用英語教學(xué)未必能收到預(yù)期的效果。在專業(yè)課程的英語教學(xué)的最初期,例如在前幾個(gè)小時(shí)的授課中,學(xué)生往往反映不能很好的接收專業(yè)知識,跟不上老師的節(jié)奏,不能適應(yīng)老師的英語口語特點(diǎn)和習(xí)慣,自身的英語水平達(dá)不到回答課程提問等問題,從而漸漸失去了對本門課程的興趣。有時(shí)候,老師會在學(xué)生的壓力下,在全英語教學(xué)的專業(yè)課程上使用越來越多的漢語,最后可能導(dǎo)致了英語教學(xué)只停留在英語課本、英文課件、和英文試卷等書面材料上,而在課堂上則使用漢語來教授這些英語課程,這樣就失去了全英語教學(xué)的意義,退化成了“半英語教育”。短期來看,采用中英文混雜的方式,確實(shí)可以使學(xué)生更好的理解專業(yè)知識。但是從長遠(yuǎn)的角度來看,這樣做不符合采用英語進(jìn)行授課的初衷,而且使學(xué)生對英語教學(xué)失去興趣,對學(xué)院學(xué)校國際化拓展不利。因此,教師不僅應(yīng)該堅(jiān)持在課上使用英語教學(xué),拒絕采用中文作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充或重復(fù),還應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生如何在作業(yè)和考試中使用英文來表述自己的觀點(diǎn),做到徹底采用英語進(jìn)行授課、輔導(dǎo)。

5 采用視頻,提升英語氣氛和課程的趣味性。

《電磁場與電磁波》中的大部分內(nèi)容可以通過實(shí)驗(yàn)來加深印象、深化理解。但是由于課時(shí)有限,以及有些實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備較為復(fù)雜性,甚至有些實(shí)驗(yàn)帶有一些危險(xiǎn)性,隨堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作和演示較難實(shí)現(xiàn)。為此,我們通過在課堂教學(xué)中,大量增加視頻內(nèi)容的方式來補(bǔ)充此類內(nèi)容?,F(xiàn)階段《電磁場與電磁波》英文課程中已經(jīng)包含了66段視頻內(nèi)容,其來源基本分為現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象演示、應(yīng)用舉例、仿真模擬等四個(gè)途徑。視頻采用英語進(jìn)行錄制,并和課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。事實(shí)表明,學(xué)生對這樣的安排非常滿意,這些視頻不僅增加了學(xué)習(xí)的樂趣,而且延展了課堂內(nèi)容,使學(xué)生對理論的了解更為感性深入。

6 與國際接軌,邀請國際知名教授參與課堂教學(xué)

我們利用985三期建設(shè)項(xiàng)目中的“模塊化”專家經(jīng)費(fèi),邀請國外高校中具有多年電磁學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師,來學(xué)院講授部分課程。外國專家的介入不僅增強(qiáng)了學(xué)生對課程的興趣,而且也可以提升學(xué)生們對課程國際接軌的認(rèn)可程度?!澳K化”專家參與課堂教學(xué)需要較多的協(xié)調(diào)和準(zhǔn)備工作,比如課程內(nèi)容的合理銜接、因所用教材不同而帶來的差異、以及需要實(shí)時(shí)了解學(xué)生的感受,和外教溝通,及時(shí)對其教學(xué)方法進(jìn)行修正和優(yōu)化等。

小結(jié):采用全英語進(jìn)行專業(yè)課程的講授不僅是為了讓學(xué)生在英語語境下,掌握此門課程涉及的相關(guān)專業(yè)知識,更肩負(fù)起了使學(xué)生更快適應(yīng)英語環(huán)境,拓展他們在國際化進(jìn)程中的學(xué)習(xí)能力,對學(xué)生的未來發(fā)展,對學(xué)校的卓越工程師建設(shè),是非常有利的。目前很多技術(shù)領(lǐng)域的前沿科技,依然以西方為主導(dǎo),很多經(jīng)典的教材文獻(xiàn)也是以英文撰寫的。而日益開放的學(xué)術(shù)氛圍和貿(mào)易氛圍,也使英語作為一種國際通用語言越來越多地出現(xiàn)在工作學(xué)習(xí)的方方面面。除此之外,對于日后選擇出國的同學(xué)來說,全英語教學(xué)也可以為其做好充分的準(zhǔn)備。專業(yè)課程英語教學(xué)為所有畢業(yè)生以后的科研、工作奠定了非常好的基礎(chǔ),這是當(dāng)代高等教育的要求,也是對學(xué)生負(fù)責(zé)認(rèn)真的體現(xiàn)。希望我們從自身經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的四個(gè)原則,即正式講授課堂內(nèi)容前,進(jìn)行基礎(chǔ)詞匯和用法的提示,教學(xué)中注意句子的口語化表達(dá),積極和學(xué)生互動,與學(xué)生共同研究方式方法上的改進(jìn),以及在課堂上 “排除”漢語干擾,能夠?yàn)槔蠋焸兲峁┮恍┯行нM(jìn)行全英語專業(yè)課程授課的幫助,為我國高等教育的國際化和卓越工程師建設(shè),做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 《工學(xué)研究生課程的全英文教學(xué)實(shí)踐》徐巍華《電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)》 2013年02期

篇(11)

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2011)03―0133―03

引言

無線通信系列課程覆蓋面廣,從傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,如電磁場與電磁波,微波技術(shù)基礎(chǔ),射頻理論設(shè)計(jì)與應(yīng)用,到先進(jìn)應(yīng)用背景的專業(yè)型課程,如寬帶無線接入和移動通信等課程,都與電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展十分緊密。這些課程的應(yīng)用前景非常廣泛,如電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)(RFID),物聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程智能遙控技術(shù),高速寬帶無線接入方法,遠(yuǎn)程無線智能定位等領(lǐng)域中都得到迅速和廣泛地應(yīng)用。但是受到軟硬件條件的影響,實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程不能及時(shí)跟蹤最新技術(shù)的發(fā)展,不能適應(yīng)社會對人才技能的要求,造成人才的培養(yǎng)與社會需求之間的脫節(jié),因此對高校的無線通信系列實(shí)驗(yàn)課程的改革勢在必行,同時(shí)改革過程中也出現(xiàn)了一些問題,而這些問題也正成為國內(nèi)高校教學(xué)改革的關(guān)注焦點(diǎn)[1]。

一 無線通信工程課程系列現(xiàn)狀分析

就目前而言,國內(nèi)許多高校開設(shè)的無線通信系列課程存在的主要問題集中在以下幾個(gè)方面:

1 基礎(chǔ)環(huán)節(jié)薄弱,缺乏必要的授課基礎(chǔ)

由于上個(gè)世紀(jì)90年代對無線通信系列課程的忽視,很多學(xué)校取消了微波技術(shù)基礎(chǔ)等課程,師資也隨著出現(xiàn)斷層,以致造成國家在無線技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域與美國相差很多年。隨著無線通信業(yè)的發(fā)展和國家對無線通信人才的迫切需求,特別為解決物聯(lián)網(wǎng),電子標(biāo)簽技術(shù)(RFID),以及軍事中的遙感遙測,國家北斗導(dǎo)航系統(tǒng),國家探月工程等實(shí)際工程問題,對具有無線通信人才的需求越來越迫切,同時(shí)對專業(yè)技能的要求也越來越高。隨著社會的發(fā)展,本世紀(jì)初很多學(xué)校又恢復(fù)了無線通信系列的專業(yè)基礎(chǔ)課程和實(shí)驗(yàn)課程,但是師資力量已經(jīng)嚴(yán)重不足,實(shí)驗(yàn)設(shè)備也嚴(yán)重老化,無論是理論課程還是實(shí)驗(yàn)課程,都面臨著前所未有的困難,授課基礎(chǔ)薄弱[2]。

2 技術(shù)更新過快,授課內(nèi)容難以緊跟學(xué)科發(fā)展

無線通信專業(yè)是一門實(shí)用性較強(qiáng)的應(yīng)用型課程。一方面需要授課教師緊跟學(xué)科技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合實(shí)際情況,因材施教,不能因循守舊,另一方面又需要授課教師注重與基礎(chǔ)課程的銜接,在提高基礎(chǔ)和專業(yè)知識的同時(shí),滿足社會需求對專業(yè)技能的要求。教師需要通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)踐課程和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)方式提高學(xué)生的能力,這些要求無疑提高了對教師本身素質(zhì)的要求。隨著無線通信技術(shù)越來越向高精尖方向發(fā)展,需要授課的內(nèi)容同樣具有較高的廣度和深度,這一定程度上增加了授課難度。但是現(xiàn)在國內(nèi)這類應(yīng)用型課程缺乏教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺,授課效果也很成問題[3]。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏創(chuàng)新性理念和工程思想的灌輸。

無線通信系列課程的實(shí)驗(yàn)問題是困擾各高校的一個(gè)難點(diǎn)問題,無論是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是專業(yè)型實(shí)驗(yàn)的開設(shè),都涉及到頻譜和射頻相關(guān)的設(shè)備,而這些設(shè)備的科技技術(shù)含量都非常高,而且?guī)缀醣粐鈮艛啵欢鴩鴥?nèi)不但生產(chǎn)的廠家少,而且同樣價(jià)格昂貴,因此,即使是購買基本的實(shí)驗(yàn)器材,都需要投入大量的資金,這對于很多高校來說都是難以承受的;另一方面,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)思路也對課程的開設(shè)帶來了問題,在過去,無線通信系列課程實(shí)驗(yàn)不是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),就是演示型實(shí)驗(yàn),缺乏向上拓展空間;但是,就業(yè)市場需要學(xué)生具有創(chuàng)新性理念和有較強(qiáng)的動手能力一定的工程素養(yǎng),能夠熟練地使用各種測試儀器,這與傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)思路格格不入[4]。所以迫切需要進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究和探索,尋求解決的方法。

就目前的就業(yè)市場而言,對通信工程專業(yè)人才的需求十分可觀,與移動通信、網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的各公司企業(yè),特別是對無線通信方面的學(xué)生尤其青睞[5]。因此國內(nèi)各大高校都十分重視無線通信方向發(fā)展,無線通信不僅僅是高校研究者的重點(diǎn)關(guān)注對象,也成為教學(xué)過程中的重點(diǎn)發(fā)展對象,各高校都投入大量人力、物力,對無線通信的教學(xué)體系展開研究,以期迎合就業(yè)市場的需求[6]。

二 構(gòu)建新的無線通信系列實(shí)驗(yàn)課程體系

根據(jù)無線通信系列課程體系,研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以及系列課程實(shí)驗(yàn)的銜接問題,開發(fā)相關(guān)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺,從廣度和深度兩個(gè)方面對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。首先開發(fā)與寬帶無線接入技術(shù)、下一代無線物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)等國家發(fā)展規(guī)劃相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程體系。其次結(jié)合社會的實(shí)際要求,開發(fā)RFID設(shè)計(jì)和無線智能遙控鄰域等具有一定應(yīng)用前景的實(shí)用型實(shí)驗(yàn)課程,構(gòu)建完整的無線通信實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用教學(xué)體系。最后需要根據(jù)學(xué)科發(fā)展的要求,并結(jié)合其他學(xué)科的發(fā)展,融合不同學(xué)科的知識,構(gòu)建交叉性的大型實(shí)驗(yàn),并設(shè)立為期兩周以上的課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系,培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和熟練操作技能的專業(yè)人才。

在構(gòu)建上述三大類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的過程中,要建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施方式,也就是實(shí)驗(yàn)課程的具體的實(shí)現(xiàn)方法體系。整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系將以現(xiàn)有的基礎(chǔ)性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),在應(yīng)用型課程中推出創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),通過引導(dǎo)教學(xué)法,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,同時(shí)增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的充分結(jié)合,并通過創(chuàng)新性平臺,培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系和具體實(shí)施方法體系,需要進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系規(guī)劃。國內(nèi)各高校根據(jù)實(shí)際情況也有不同的具有實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)自身狀況,各高校形成了各自的實(shí)驗(yàn)課程體系,并針對具體的課程教學(xué)和具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大量的研究,并根據(jù)實(shí)際教學(xué)基礎(chǔ)和人才培養(yǎng)的目標(biāo)分別實(shí)施了具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式。譬如清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)、成都電子科技大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等多所名牌大學(xué)都擁有陣容非常強(qiáng)大無線通信系列課程教學(xué)群,開設(shè)了電磁波、微波技術(shù)、射頻技術(shù)、遙感技術(shù)、無線微控制技術(shù)、醫(yī)療電磁技術(shù)、能源電磁轉(zhuǎn)化技術(shù)等具體的實(shí)驗(yàn)課程體系,并且還在不斷擴(kuò)充中,為了能適應(yīng)社會對專業(yè)人才的技能要求,對無線通信系列的實(shí)驗(yàn)課程改革和研究正在成為教學(xué)改革關(guān)注的熱點(diǎn)。

從純粹的知識基礎(chǔ)角度分析,無線通信系列課程必須包括電磁場與電磁波、微波技術(shù)基礎(chǔ)、寬帶無線接入、鎖相技術(shù)、天線與電波、射頻電路設(shè)計(jì)、移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等課程。目前,重慶大學(xué)具體實(shí)施的無線通信課程系列的主要實(shí)驗(yàn)教學(xué)架構(gòu)如圖1所示。該課程體系包括三個(gè)層次,第一個(gè)層次為理論基礎(chǔ)課,課程包括電磁場與電磁波、微波技術(shù)基礎(chǔ)和射頻電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用,第二個(gè)層次為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,課程包括為微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、射頻電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字通信實(shí)驗(yàn)和移動通信實(shí)驗(yàn),第三個(gè)層次為無線通信的應(yīng)用環(huán)節(jié)。以微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和射頻電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)相關(guān)的硬件和軟件后,進(jìn)行較為綜合的課程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)間連續(xù)兩周。設(shè)計(jì)的內(nèi)容涵蓋射頻電路知識,射頻電路的仿真、寬帶無線接入、移動通信和衛(wèi)星通信課程等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。

三 適時(shí)引入實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新機(jī)制

在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)還需要引入創(chuàng)新機(jī)制。利用已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,綜合分析實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和形式,進(jìn)行合理的調(diào)整,建立實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新機(jī)制。

一方面通過各種獎勵措施和鼓勵措施提高教師開設(shè)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,提供必要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)和設(shè)備,激發(fā)教師的創(chuàng)新能力。

另一方面在學(xué)生中征集有意向的志愿者參與平臺開發(fā),針對不同層次的學(xué)生,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系,并確定基礎(chǔ)性,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)在整個(gè)體系中的分布情況和切入深度,構(gòu)造立體交叉性實(shí)驗(yàn)平臺,并檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)思想的可實(shí)現(xiàn)性,積累經(jīng)驗(yàn),完成創(chuàng)新平臺建設(shè)。

構(gòu)架基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的五個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力為最終目標(biāo),建立實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展體系。緊跟前沿?zé)o線通信技術(shù),建立最新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)中引入最新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)儀器,緊跟技術(shù)發(fā)展的趨勢,培養(yǎng)出能為企業(yè)帶來技術(shù)革新和提高效率的人才,同時(shí)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和企業(yè)提供的項(xiàng)目結(jié)合起來,鍛煉學(xué)生的實(shí)際動手能力。

針對理論教學(xué)的課程改革,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行同步改革,我們引入更多的設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié),并加入先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢講座。通過趨勢分析,引導(dǎo)學(xué)生的思維方式轉(zhuǎn)變,使之能逐漸完成從被動接受到主動思考的轉(zhuǎn)變,這是引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新性意識基礎(chǔ)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革相結(jié)合的方式,避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的脫節(jié)。以培養(yǎng)學(xué)生“厚基礎(chǔ)、寬口徑、動手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識”為目標(biāo),堅(jiān)持以理論與實(shí)際、基礎(chǔ)與先進(jìn)、經(jīng)典與現(xiàn)代技術(shù)統(tǒng)一,面向不同專業(yè)要求,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,建成具有鮮明的時(shí)代特征的合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。

四 加強(qiáng)科研和實(shí)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐活動

實(shí)驗(yàn)體系涉及到大量的工程設(shè)計(jì)問題,而這些問題有些不能在實(shí)驗(yàn)室中完全解決,需要依靠校外實(shí)習(xí)基地,進(jìn)一步提高學(xué)生對學(xué)習(xí)這些課程知識的認(rèn)識。為此,我們每年專門組織學(xué)生參觀“中國移動公司科技生活館”、“中國聯(lián)通公司科技中心”“重慶大學(xué)電信機(jī)房”、“重慶有線電視中心”、“重慶鐵通公司發(fā)射中心”和“重慶廣播電視中心”等基地。但是在很長一段時(shí)間里,校外基地并未真正發(fā)揮其優(yōu)勢,學(xué)生在校外基地的活動也僅僅是走馬觀花似的參觀,難以真正涉及工程問題的解決,也達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)的目的。

隨著越來越多的企業(yè)與高校進(jìn)行合作,設(shè)立研究中心和交流基地。教師在理論教學(xué)的同時(shí)要求進(jìn)行相關(guān)的科研工作,這兩方面都促進(jìn)了教師對本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài),也為理論知識聯(lián)系實(shí)際提供了一個(gè)良好的平臺。因此,研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作的具體問題,抓住學(xué)校本身的有利條件,進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,是一個(gè)非常值得探討的問題。

另外也不能以創(chuàng)新實(shí)踐為名,盲目將本科生引入科研活動,必須進(jìn)行細(xì)致周密的安排。一般情況下,低年級本科生主要進(jìn)行基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn),結(jié)合理論知識的學(xué)習(xí),加深對知識的理解和運(yùn)用;而高年級學(xué)生需要結(jié)合教師實(shí)際項(xiàng)目或者學(xué)生感興趣的問題,進(jìn)行相關(guān)的研究??傮w上本科階段的學(xué)生還是缺乏實(shí)際科研能力,還需要誘導(dǎo),因此安排學(xué)生參與哪類科學(xué)研究,參與到什么程度,都是需要研究的。

總之,研究面向應(yīng)用和創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)課程體系是實(shí)驗(yàn)課程體系改革的目標(biāo)和研究的主要內(nèi)容。其中,構(gòu)建適應(yīng)社會需求的實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè),是無線通信實(shí)驗(yàn)課程改革和發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。

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The Innovation and Experiment of Teaching for Wireless Communication Engineering

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