电工基础知识总结(6篇)

时间:2024-09-25 来源:

电工基础知识总结篇1

关键词:电子电工技术教学方法

电工电子技术在机电类学校作为一门基础课程,是电学相关的各个专业的学生必修的课程之一。但是对于高职高专类的学生,底子差,物理基础知识掌握不牢,而本课程主要特点是内容涵盖面广、概念多、抽象、难学、难记、难理解。在实际的教育教学过程中,针对此类学生,需要教师充分对课程理解,消化,通过具体例子分析,真正做到工学结合,理实一体,从学中做,从做中学。大量的学者和专家对高职高职电工电子技术教学进行了研究和分析,主要在教学内容和教学形式方面展开。根据个人授课经验总结,电工电子可以采用以下几种方法学习,以增强学生学习的积极性和主动性。

一、备学生,讲好课,多总结。

明确教材的性质、任务、教学目标、容和要求、研究教材中各章节的重点和难点,很重要,但是研究所授学生的心身发展特点,相关知识面和智力基础也是同样的重要的,以前在更多文献里关于教师如何备好课讲的很多,但是如何备好学生也是一门比较复杂的课程,在一个班级里,有反应快点,反应慢的,有自学能力强的,自学能力弱的,要每个人学生做到能懂,无疑对教师是一个考验,所以备学生就显得比较重要,尤其是对于高职高专的学生,基础比一般本科院校的要差一点,这对教师的要求会更高。

怎么讲好课,要求我们对教学内容有深刻的认识,认真的组织;课堂上要积极创设教学情境,做一些比喻性,对比性的较强易懂的例子以及结合实物挂图等形式,使枯燥乏味的知识趣味化、生活化、活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣;同时要正确评价学习行为,帮助学生体验成功,要每一个学生体会到学习的乐趣,成功的自豪。例如我们在讲授二极管开启电压和正向压降的时候,好多学生容易含糊。首先二极管要导通,导通的前提是正向偏置,电压达到所需开启电压才导通,导通后二极管上才会有一个正向压降。学生容易把开启电压和正向压降搞混,教师就可以通过举一些相似的例子来比较记忆。

总结,顾名思义,就是对所做做教学进行总体归纳和全面概括的具体结论。一般情况,在每一章节学习完成以后,学生很难自己把学习的知识系统的连贯起来,这就需要教师给于一个正确的引导。教师在总结中可以利用一些对比、类比的方法,找出异同点。比如在放大电路讲授结束之后,教师可以通过将分压式,固定式及射极输出器的的静态值,动态值的求法以及直流通路和交流通路放在一起类比,指出电路的异同点,很大程度上增加了学生的理解能力。

二、建框架,学概念,打基础。

好多教师在新学期开始,就一股脑的开始讲授新课,至于为什么要学这门课,通过这门课的学习学生能够知道什么,这门课究竟是讲什么的,好多学生都是不清楚的。所以开始上课的时候,没有必要第一堂课就开始讲课,教师可以利用一堂课或者更多的时间,把所要学习的知识给学生一个大的框架,就像盖楼一样,先把建设大楼所需的图纸,材料,资金等必须物品准备好,这样盖起楼来,就可以得心应手。就像学生学习电工电子技术,教师可以细致的把这门课程先分为电工技术部分和电子技术部分。电工部分我们可以分为电工基础,电路分析,安全用电;电子技术部分可以分为模拟电子技术,数字电子技术,新型电子技术部分。每个大的框架,结合具体生活的例子在给学生仔细剖析,使学生一开始就对电工电子技术产生浓厚的兴趣。这样给学生一个整体的框架,要学生知道我们要学什么,需要从哪些方面下手,怎么样去学,怎么样才能学好,以消除学生在高中时期对物理的恐惧心理,更好的投入到电工电子技术知识的学习,认识到我们学三、重实验,多实训,勤练习。

电工电子技术技术作为一门实用技术比较强的课程,理实一体化,培养学习听、看、做、记、想的能力,更有助于调动和开发学生学习的积极性和主动性。因此,彻底变革原来的实验内容,提升基础实验的内涵,在验证性实验中渗入“探究型”内容,加强设计性实验教学内容,完成一定的应用创新设计实验,使实验教学变为由理论通向工程实际的桥梁。在实际的实验教学中,总目标是:培养学生的动手实践能力、分析问题和解决问题的能力、创新设计能力,以及综合情况的处理能力。为此,可以将电工电子实验教学规划为3个模块。即:基础训练模块、综合设计模块、应用创新模块,然后根据每个模块分配具体的合理的时间。在每章课程结束后,安排一个小实验,使学生在学中做,在做中学,通过采用理论实践一体化教学法,打破理论课、实验课和实训课的界限,将其中相关教学环节相对集中,由同一教师主讲,教学场所直接安排在实验室或实训车间,使“教”,“学”,“做”同时互补,整体提高学生的综合能力。

比如在做晶体管简单测试的试验中,要用到万用表,二极管,三极管,电阻器等主要电工电子器件,教师可以要学生要对比二极管,三极管,电阻在外形上有什么不同,然后从里到外,从简单到复杂,要求学生通过万用表测出各个元件的特点,并作出总结,另外在测量方法上也可以要学生验证二极管,三极管的主要特点。要学生体会到我们讲的理论和具体做的实验是一体的,更促进学生的理解和动手能力,从点到面,从简单到复杂,从不知到无所不知。

三、结束语

电工电子技术比较抽象,尤其是一些概念,不像其它工学学科,学生通过具体的实验或者实训看得到,好多时候只能通过抽象的想象来理解,所以在教学中,教师要采用多种灵活的授课方法,更好的增加学生的理解力是教学者的首要工作,本文通过教学中三个方面的分析,希望能给电工电子的教学提供一些参考,使学生能够热爱电工电子,使学生从学习中得到乐趣,使电工电子技术不在枯燥,促使学生从实践中得到真知,以此激发学生学习的积极性,培养学生创造性的思维,为学生以后的工作,学习打下坚实的基础。

电工基础知识总结篇2

如何激发学生的学习兴趣培养学生的角色意识?笔者主要从电工电子教学实践中常用的教学方法:启发讨论法、理论实际互换法来阐述如何激发学生学习兴趣,聚焦课堂教学。

一、展现个性教学,激发学生兴趣

引言是引起学生注意、激发学习兴趣、形成学习动机、明确学习目标和建立知识间联系的教学活动方式。引言运用得恰当是上好一堂课的重要因素之一。

(一)提问——复习法

《电工基础》是一门理论性强、抽象、不易被学生接受的课程。恰当提问,通过复习的方式便可达到“温故而知新”的目的,逐步启发学生,顺其自然地引入新课。笔者讲授“谐振电路”一课时,有针对性地提出如下一系列问题:RLC串联电路的电流及电流与电压之间的相位差的计算方法;电感性负载与电容并联的电路的总电流及总电流与电压之间的相位差的计算方法;这两个电路中的电抗值的变化对电路计算的影响。这样既复习了已学知识,又为新课打下坚实的基础。

(二)演示——议论法

职高学生学习能力差、基础薄弱、形象思维强、抽象思维弱,他们对生动、形象、具体的事物易记住。一边进行演示实验,一边发问,师生通过观察现象、相互议论引入新课题。这样可以直观地激发学生思维,使其得到初步的感性认识。再通过教师讲解,能使学生的感性认识和理性认识融为一体。笔者讲授《电子技术基础》的“PN结的单向导电性”、“晶闸管的可控单向导电性”等课时笔者均采用此法。

(三)习题——延伸法

先通过对已掌握的知识点习题的练习,再将知识延伸,把新课的习题布置给学生作为悬念。这样可将学生的思维引导到新课上来,自然会集中他们的注意力,使得新课的教学很好的开展。笔者在讲授《电子技术基础》课程的“加法、减法运算电路”一节课时,先让学生们计算“反相、同相比例运算电路”的习题,再通过电路变换要求学生们给出结果,这显然无法回答。但是对教师提出的问题却产生了很大的兴趣,对新课内容产生了极强的求知欲。

二、运用启发讨论激活学生思维

“启发讨论法”不同于传统的“讲述法”。它的基本做法是围绕教材的中心要求,设计一系列互相联系而又不断深化的问题,激活学生的思维,组织学生进行分析和讨论,引导他们得出正确的结论。并在此基础上进一步组织学生继续探讨,不断巩固和扩大学生的认识,把整个教学过程变成培养他们的分析问题和处理问题的能力的过程。

笔者在讲授《电工基础》课程的“闭合电路的欧姆定律”一节课时,提出“为什么在实际电路中测得的电源电压值略小于它的电动势?”一石激起千层浪,激发了学生的兴趣和调动他们的积极性。接着抓住要害,深入讨论。提出“什么是全电路?”“电荷为什么会沿着回路循环流动?”“在闭合电路中电源内部和外部发生了哪些化学的和物理的过程?”等等一系列的问题,为论证闭合电路的欧姆定律创造条件。最后画龙点睛,引出结论。可喜的在提出“从能量守恒的角度看,非静电力做功所形成的E和电场力所形成的电势降落U之间,应该有什么样的关系”学生即可答出:E=U外部+U内部,再考虑部分电路的欧姆定律,得到E=IR+Ir。接着继续深入,提高认识。提出“比较部分电路的欧姆定律和全电路欧姆定律的区别和联系?”等等,使定律运用到实际生活的问题上来。最后似尽非尽,留有余味。提出“什么是损耗功率?什么是消耗功率?”等等问题,把学生引向另一个新的天地,为新的学习埋下伏笔。

通过运用“启发讨论式”教学方法,有利于学生思维能力的锻炼和培养,有利于学生牢固的掌握基础知识,以提高课堂教学的效率。

采用此法教学时要注意几个问题:①注意对个别学生的辅导;②留出足够的时间给学生自己归纳小结;③教师要对本课的内容做出适当的总结。

三、互换理论实际锻炼学生能力

(一)理论到实际

电子电工专业学科中的许多教学内容是我们日常生活中经常遇到的,只不过学生们没有正确运用电子电工基础知识去理解它。因此,在讲这些内容时,尽可能与实际生活中的实例联系起来,让学生易于理解,学得轻松。在《电工基础》中讲授“电源的端电压与负载电阻之间的关系”一课时,笔者就结合家中的电灯有时在白天和晚上不一样亮这一生活实例告诉同学们,负载使用越多,总电流就越大,内阻上消耗的内压降也会增大。所以,电源的端电压就会减小,电灯也就会变暗。从而,学生们就能很好地理解电源端电压与负载之间的关系了。

(二)实际到理论

对日常生活中已经存在的产品进行理论研究,从而可达到既了解社会相关行业的动态又能使自己的理论知识更加巩固与灵活运用。当然这需要学生要有一定的理论基础,同时对产品的科技含量要有一个先低后高、对产品的组成要有先简后繁认识的过程。比如:拿“音乐彩灯控制器”为例,通过演示操作、观察现象、电路分析等过程,既可把《电子技术基础》课程已学的“可控硅”章节做一全面的知识总结和渗透,又加深学生的创造欲望,使学生的创造能力得到培养。

电工基础知识总结篇3

关键词:电路分析基础;课程教学设计;思维导引

中图分类号:TM133文献标识码:A文章编号:1674-7712(2014)02-0000-02

《电路分析基础》是电气和电子信息专业的一个基础课程,学生在学习电气专业知识时,《电路分析基础》是其第一个课程。这个课程主要是基于电路,以器件和电路拓扑为约束为关键的,旨在使学生能够了解和掌握电路理论中的基本知识和基本的计算方法,以为学生以后的学习奠定基础[1]。在对《电路分析基础》进行教学的过程中发现,很多学生对于课程中各种相关的概念容易混淆,对于一些综合性很强的题目,学生无法解答。出现这些现象主要是因为学生还没有对学习的内容进行综合性的理解,对分析方法的由来还不够了解,对于课程上学习的理论还比较孤立,在综合性题目面前也就无法综合各种理论进行解答。从教师方面来看,如何把知识间的联系好思维的过程以最佳的效果展现给学生,又如何在教学中引导和启发学生自主的思考,最终促进教学质量的提高,这是当前教师面临的一个重要课题,是教师在设计教学中研究的重点。

一、《电路分析基础》课程特点

《电路分析基础》课程的主要内容是对电气电路各种分析方法、基本概念等及进行介绍。分析方法介绍:如果总假设的条件可以得到满足以及简化电路的模型,那么对线性变电路可以通过使用线性方程等分析工具,在电路模型的基础上进行分析,由此可以推出多种分析的方法。概念:《电路分析基础》对课程概念介绍上主要针对数学分析和推理,对于工程的概念介绍并不深入,和模拟电路课程相对比而言,《电路分析基础》课程中展开课程设计项目的深度还不够。因此,很多学校在这门课程中没有安排设计教学内容。因为在该课程中会出现工程性的问题,而且电子科学和技术之间存在很强的工程应用,如果在课程中涉及到这些问题,对刚刚学习这个课程的学生来说就会产生困惑。例如,在这个教材中把一些的输入电压称之为输入信号,但是很多学生对于信号和电压之间的联系还不理解。因此。在学习的过程中就会产生很多的不理解。《电路分析基础》作为学生学习电子信息技术的基础课程,其中的理论知识和工程型知识是较多的,由于在接触这门课程时几乎无法涉及到工程问题,因此在教学时就要转换学习方式和思维模式,让学生能适应这门课程的学习,通过不断的实践加强学生对知识的理解[2]。基于《电路分析基础》课程的这些特点,采用思维导引模式进行课程教学设计是一个新的方式,这里将通过案例进行探讨。

二、《电路分析基础》课程设计中思维导引的案例分析

在本章中对课程设计中思维导引应用主要从案例的基础上加以分析的。

(一)课程内容

教师在进行第一课的讲授中可以通过使用思维大导图展现一个完成的体系,这样学生就可以直观的对课程有一个总体的认识,在今后的学习中就可以根据这个体系不断的细化内容,而且在复习的过程中也可以回归到这个体系中。例如,使用MindManager8设计的思维导图。图中对课程的整体进行了映射,学生通过思维的导图可以获得这些概念,电路模型的构成、基本定理、分析方法等等,在不同阶段中的课程,通过导图学生可以建立自己的导图,独立思考,更好的理解知识。

(二)网孔电流法与节点电压法

网孔电流法的变量是网孔电流,这是一种列写电压方程的方式[3]。如果只是具有电压源和电阻的电路内容,学生是比较容易总结出通用的方程的,但是如果电路中有电流源或者是受控的电流源,那么在列方程式时就要加以调整。关于节点电压法也有同样的问题,因为电路构件不同,列写的方程也就有所不同,如果学生无法掌握好这些方法,就容易混淆。对于这个问题,可以通过思维导图引导学生总结各种方法,学生在复习的过程中也就更加容易理解。例如,设计网孔电流法与节点电压法导图时,教师在设计中还留可一部分节点电压法的导图内容让学生自己总结完成,学生在自己绘制中不但可以增强对知识的理解,而且还能培养自己思考的能力,提高学生独立分析问题和总结的能力。

三、结束语

总而言之,在《电路分析基础》课程的设计中,教师要重视学生的思维发展,以及学生掌握知识点联系能力的发展,引导学生发散思维,促进学生学习热情和水平的提高。通过思维导引设计思维导图不仅能更好的组织教学内容而且还有利于设计课程教学过程。在教学课堂上,教师把一个问题的关联元素以清晰的层析,进行展现,学生才能更好的理解和记忆。同时,通过思维导图够帮助学生构建问题情境,使得知识形成更加的生动,学生探索的热情也得到了提高。诸如文章中提高学生自己完善节点电压的思维导图,使得课程上学生被动的学习转换为主动的思考,学生思维能力才得以发展。因此,通过使用思维导引进行课程教学设计,有利于教学活动效率的提高,加强学生对课程知识的理解,值得教师在教学中使用。

参考文献:

[1]钟洪声.电子信息专业创新人才培养的探索与建设[J].云南大学学报:自然科学版,2011(01):355-357.

[2]钟洪声.电子类专业创新人才培养体系的建设[C].2009年全国高等学校电子信息科学与工程类专业教学协作会议论文集.北京:邮电大学出版社.2009(02):64.

电工基础知识总结篇4

一、精心设计课堂导入,激发学生的求知欲望

课堂导入是整个课堂教学的“准备动作”,使师生为即将进行的思维活动做好心理准备。课堂导入的教学功能,是激发学生的认识兴趣和情感,启发和引导学生的思维,让学生在最短的时间内进入到学习的最佳状态中去,为开展好新课内容教学打好基础。《电工基础》是一门实践性很强的课程,而学生很喜欢实验,因此,教师用演示实验导入新课,用实验验证理论,对提高课堂教学效率,激发学生的求知欲望,将起到极大的促进作用。

二、注重理论与实际的结合

《电工基础》是一门实践性很强的课程,课程中涉及很多演示实验和分组实验,且与课本理论紧密联系。学生必须学会理论联系实际,认真观察演示实验的实验步骤与现象,积极思考为什么会出现这种现象。学生对分组实验要动手操作,保证实验的正确性、科学性,在实践操作中运用原理掌握理论和操作方法,验证所学知识的正确性,将知识转为技能。学生在进行实验的同时,要注意掌握工作原理、工作过程。教师在指导学生实践时,要首先让学生明确目的和任务,重视教师的示范作用,培养学生的技能方法,要求学生能独立操作和及时记录报告。这样能帮助学生提高理论水平和技能水平,从而达到“以用促学,学以致用”的目的。

三、利用多媒体课件,充分调动学生对学习的积极性

《电工基础》和其它学科一样,每一章节都有若干个知识点需要学生掌握,在掌握知识点的过程中学生会遇到一系列的困难,这些困难就是我们常说的教学难点,解决这些疑难问题,突破教学难点,为学生学会扫除“拦路虎”,是教学中的常规问题。由于《电工基础》的许多概念和原理是比较抽象的,有些现象在传统教学的实验中无法展示与形容,因此,仅靠形象、表象和想象学生是不容易理解和掌握的。利用多媒体课件可以较好地解决这一难点。例如,在讲解电压这节内容时,其教学难点就是“电压是电路中形成电流的原因”。教材是把水流比作电流,水压比作电压,抽水机比作电源进行描述的。但有的学生缺乏想象力,有的学生未见过实物抽水机,无法在头脑中把水流、水压、抽水机和电流、电压、电源相匹配联系,从形象思维上升到抽象思维。教师利用多媒体课件可以在屏幕上观看模拟水流的形成过程,同时看到正电荷从正极向负极运动。教师利用多媒体将电流转换成电荷的流动,将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画,遵循学生的思维由浅入深、由表及里,从具体到抽象、由现象到本质的循序渐进的思维过程,充分利用多媒体技术,可以比较容易地解决这一教学难点。

四、及时归纳总结,提高学习效率

通过掌握基本定律和基本原理解决问题是《电工基础》课要求学生掌握的基本技能,但是学生自己归纳总结问题的能力较差,这就要求教师在解题过程中花大力气、下大功夫,帮助学生总结出精练的解题过程。笔者把这种解决某类问题的方法称为“内功心法”。只有归纳出正确、精辟的“内功心法”,学生才能牢记心底,练起来才能得心应手。

五、建立科学的成绩评估体系

良好的教育评估体系对学生的学习会起到很大的促进作用,它对学生学习动力和发展方向起着一定的科学统筹作用。旧的教学评估体制是单一的,仅仅根据考试的卷面成绩对教学与学生的学习进行总体评估,这是极为不合理的。笔者认为对学生的评估主要应从以下三方面进行:以操作技能为主,约占50%,理论约占40%,学习态度约占10%。其中操作技能以基础能力为主,并要体现出学生的创新能力,避免单纯只靠笔试一考定名次的局限性,使学生彻底地从应试教学中脱离出来,加快技能的发展。

六、结语

总之,《电工基础》的教学方法和教学手段多种多样,教师在实施优化课堂教学实践中不能生搬硬套,而要根据课程内容的特点及学生的具体情况科学地应用,使学生掌握适合自己的方法,形成良好的学习习惯,教会学生有兴趣地学习,努力提高教学效果,培养出符合知识经济时展所需要的具有创新能力的合格人才。

参考文献:

[1]顾杰.提高电工基础教学效果方法例谈[J].中国农村教育,2009,2:101-102.

[2]周少敏.电工基础(第二版)[M].北京:高等教育出版社.

[3]王志礼.实验课在《电工基础》教学中的作用[J].中国科教创新导刊,2009,16:172-173.

电工基础知识总结篇5

现有的实验大都是验证性的实验,设计性和综合性实验少之又少,更没有具有专业针对性的实验。应针对汽车专业的特点增加设计性、综合性实验。但是不能过于复杂,要结合汽车专业找出简单有代表性的问题,从而使基础实验更能接近专业课程,提高学生分析问题、解决问题、理论联系实际的能力,提高学生的动手能力、实践能力。

二、加强传统实验教学中的预习和总结两部分工作

实验内容改革之后,每个人的设计内容应该不是完全相同的。老师给定一个题目,学生自己设计分析,所以必须加强预习设计这一项工作。实验结束后的分析工作也必须加强,因为自己设计的电路肯定会包含电路中的很多基础理论知识,要做到能将最基本的理论验证部分从自己设计的电路中找出来的能力。这样才达到实验的效果。

三、增强专业分析的能力

将基础实验与专业内容相结合,让汽车专业的学生将基础知识的分析能力运用到专业实践中,不仅增强学生的专业分析能力,而且增强了学生对专业知识的掌握,同时加深了对知识的运用能力。比如说在车载音响的结露实验中,某处结露就会导致该处电路短路,怎样进行分析,这就需要用到电工技术知识。首先判断结露实验后汽车音响是否出现故障,如出现则寻找电路板中的结露点,分析结露点处电路元件,然后根据电路原理图将结露之后的电路进行分析,结露点导致什么位置的电路短路,由于短路可能造成哪些性能改变,应该怎么解决;再比如车载系统的尘埃实验中,尘埃可能造成哪些地方开路,造成哪些问题出现,问题可能出现在哪里。这些都需要运用电工技术知识以及专业知识去分析、判断并解决;比如振荡实验可能导致车载系统与车载电源的接触分离,这就需要熟悉汽车的基本构造,找到接触处进行分析,如果不是该原因,那么可能是车载系统本身出现问题。以上出现的这些问题都需要分析者即具有汽车专业的知识,又具有电工技术的基础知识,将知识运用到现实问题中,从而培养学生实际分析问题解决问题的能力,以及动手能力。这些看似简单的问题都需要从基础学起,从最简单的问题、最简单的实验、最简单的设计做起,从而逐渐提高电工技术与汽车专业知识的融合能力,提高学生在实际情况中分析问题的能力。

四、实验教师的改革措施

辽宁工业大学现有的电工技术实验教师都是电气工程学院的教师,对汽车专业的知识不了解。为了提高实验教师的专业针对性,必须对电工技术实验教师进行专业培训,并安排电工技术实验教师在课余时间进入到汽车学院实验室中进行参观,并对其进行汽车专业基础实验的培训,使电工技术实验教师走入到专业实验室之中,让其对汽车专业的一些基础知识有简单的了解,这样才能在实验过程中给予学生有效且合理的指导,提高电工技术实验教师的专业能力,提高电工技术实验教师将基础理论与专业实验的融合能力。

五、结束语

电工基础知识总结篇6

关键词:电磁场;以学生为主;教学方法

中图分类号:G642.4文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)21-0212-02

一、引言

“电磁场”是电子/通信/电气工程专业的一门必修专业基础课程。设置本课程的目的是让学生从整体上掌握电磁场的基本理论和基本分析方法,了解电磁场的理论在电气信息类的应用,是通往后续专业课的桥梁,也是电类学生进行科技创新的理论基石。但“电磁场”课程理论强、公式多,要求学生具有较强的空间想象力、抽象思维能力和逻辑推理能力,历来被电类专业的学生认为是“天书”,导致还未开课就已经产生了惧怕情绪。近年来,我国高校综合素质教育要求的不断提高,专业基础课程普遍存在学时压缩的情况,随之出现了“电磁场”教学内容多而课时数少的矛盾。对教师来讲,如何在短学时里使教学内容要点清晰、能突出复杂工程问题中的理论基础,如何在短学时内的理论教学过程中,激发学生的主动学习和动手能力极其关键。

二、建立立体化教材

面对学时压缩的压力,课时量和教学内容的矛盾是首先要解决的矛盾,而教材的选取显得尤为重要。在教材的选取过程中,“电磁场”课程组在研读经典的电磁场理论方面的教材《电磁场与电磁波》(谢处方/饶克谨著)[1]、《工程电磁场导论》(冯慈璋/马西奎著)[2]、《工程电磁场(英文版)》(Hayt,W.H著)[3]的基础上,充分结合本校电类专业的特点,对“电磁场”课程的教材资源进行整合,配合武汉大学出版了《工程电磁场(第一版),2007》。随后,又出版了《工程电磁场(第二版),2011》[3],此教材以充分结合工程应用为主,教材结构安排和知识点阐述清晰简洁便于学生自学,教材中重点内容设置完整,与授课学时匹配。随后课程组提供了的《工程电磁场》立体化教材,包括光盘、课程网站等,列出每节课的教学重点和难点并根据教学内容设计相应的教学方法,提供教学大纲及授课教案、指导教材及电子课件、疑难解答、主讲教师的授课录像等。近两年,在立体化教材基础上,着重进行“电磁场”资料库的建设,包括电磁场的发展历史、对电磁学发展有突出贡献的人物传记(例如:《麦克斯韦:改变一切的人》、法拉第(科学家传记)等)、当前的电磁学的研究热点期刊/著作/视频、利用电磁学理论的手工制作(例如:莱顿瓶、电磁炮、特斯拉线圈等),拟建成一个以学生为中心,丰富多彩的教学资源为基础的开放型网络资源共享平台。

三、以学生为主的教学方法的探讨

(一)第一堂课的重要性

文献[4]中提到“每门功课都应该这样开始。使它能引起学生的真正爱好,向他们证明它是如何美好、有用、快意、是如何需要”,第一堂课的重要性不言而喻。在“电磁场”的教学中我们从以下几个方面,以激发学生的学习兴趣为目的开展第一堂课:

1.从大家熟知的生活用品,到国防领域,到各种炫酷的高科技产品或体验,让学生切身感受到电磁场理论在生活中的无处不在。

2.拿出初高中乃至小学就涉及到的简单的电磁学实验,让大家各抒己见谈谈对电磁学的认识以及对生活中的其他电磁现象进行举例,让学生对这门课感到熟悉。

3.提出问题,让学生总结一些这些基本的实验与之前生活中的各种应用之间到底具有怎样的相同点?是什么样的东西存在,使得所有的这些看似不挂钩的应用却具有相同的本质?

4.给出解释,现象与理论之间是靠建立物理模型建立起联系。而如何将这些应用转变为物理模型便是本课程的主要研究的内容。随后引出学习电磁场理论所需要的数学基础(场论,适量分析)以及学习方法(类比法,举例法等),最后列出本课程的总体框架图(场和源的关系,时变与时不变的联系)。

(二)强调本课程与其他课程的联系

“电磁场”与“数学”的联系。“电磁场”之所以难学,很大程度上是因为数学占了很大的比例。例如在讲解矢量场的散度和旋度时,如果只讲数学概念,学生会觉得很枯燥。若将这些数学概念有机地与物理模型相结合,例如在讲解散度时提出散度是描述一个场中的实验电荷是否会受到源电荷对它的排斥或吸引作用,而旋度则是描述实验电荷是否会围绕源进行的旋转运动,深挖数学和“电磁场”概念之间内在逻辑关系,使之从繁杂的数学公式中明确主要的物理概念。

“电磁场”与“电路”的联系。“电磁场”是研究微观电荷的作用。“电路”则强调路中电流、电压,是一种宏观的描述。虽然表现形式不同,实质上相互补充相互联系。例如在讲解恒定电场中,从两个基本方程可以推导出电路中的基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。而时变场中的坡印廷定理,很好的解释了电路中的能量传输问题。

(三)激发学生总结归纳的能力

大学前的教育,学生习惯于被动的接收知识,这就导致学生缺乏总结归纳的能力,而这种总结归纳能力恰巧能体现学生对知识点的掌握情况。而电磁场课程概念、公式多,如果学生能理解课程中的知识脉络结构和知识点之间的因果关系,对于后续概念的吸收以及公式的推导会起到有事半功倍的效果。在本课程的教学过程,应该有意的激发大家的这种归纳总结的能力。例如,在第一堂课最后,对整个电磁场的理论用一个框架进行描述,如图1所示,图中通过用直线和虚线代表时不变和时变,用箭头表示相互之间的生成关系。在后续每章的教学过程中,为了加强有关知识点之间的相互联系,也可以充分利用框图来表示知识之间的衔接关系,如图2所示的第一章静电场的框架图,清晰的列出了本章知识点之间的衔接关系,体现了教学过程中从理论到工程实践的过渡。由于场分析的相似性,在后续的几章中鼓励学生自己画出类似的框图,对所学习的知识点进行归纳整理。

四、结束语

本文以“电磁场”立体化教材为基础,探讨了“电磁场”理论与先修和后续课程的联系。在具体的教学方法中,引导和鼓励学生自己进行知识总结,目的在于激发学生主动学习性。但电磁场理论博大精深,我们还需不断努力以实现培养创新人才的艰巨任务。

参考文献:

[1]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]冯慈璋,马西奎.工程电磁场导论[M].北京:高等教育出版社,2000.

[3]WilliamH.Hayt.工程电磁场(英文版)[M].北京:清华大学出版社,2014.

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