前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的磁场教案主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
1.知道磁场对通电导体有作用力。
2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。
3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。
4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。
5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。
(二)教具
小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12-10的挂图,线圈(参见图12-2),抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。
(三)教学过程
1.引入新课
本章主要研究电能;第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器--电动机。
出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。
提问:电动机是根据什么原理工作的呢?
讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。
2.进行新课
(1)通电导体在磁场里受到力的作用
板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉
介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。
演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会_____,这说明_____。
板书:〈1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉
(2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关
教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。
演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。
归纳实验2的结论并板书:〈2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。〉
(3)磁场对通电线圈的作用
提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,它的受力情况是怎样的呢?
出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替),并出示如课本上图12-10的挂图(此时,图中还没有标出受力方向)。
引导学生分析:通电时,图甲中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢?
演示实验3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过,让学生观察线圈的运动情况。
教师指明:线圈转动正是因为两条边受力方向相反,边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。
提问:线圈为什么会停下来呢?
利用模型和挂图分析:在甲图位置时,两边受力方向相反,但不在一条直线上,所以线圈会转动。当转动到乙图位置时,两边受力方向相反,且在同一直线上,线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。
板书结论:〈3.通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止。〉
(4)讨论
①教材中的"想想议议"。
②小黑板上的题3:通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能,得到了______能。
3.小结:板书的四条结论。
4.作业(思考题):电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时,还有些问题需要我们解决,比如:通电线圈不能连续转动,而实际电动机要能连续转动,这个问题同学们先思考,下节我们研究。
(四)说明
关键词:工程电磁场;ANSYS;仿真
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)15-0164-02
“工程电磁场”是一门理论性比较强的课程,要求学生具有较好的数学基础,尤其是对场论的掌握,因此课程公式较多,并且抽象,给课程的学习增加了难度。有限元法[1-2]是求解边值问题的数值计算方法,利用有限元方法对电磁场一些简单工程问题的求解可以使工程电磁场的一些物理概念更直观更形象,有助于学生加深对基本概念的理解,提高对工程电磁场课程的学习兴趣,同时也有助于提高学生处理和解决实际工程问题的能力[3]。随着计算机理论的迅猛发展和有限元技术的逐渐成熟,不同形式的电磁场均可以通过相应的有限元软件来实现,使本来看不见、摸不到的电磁场可以通过场图的形式表达出来。学生在理论知识的基础上,通过设置不同的求解域、边界条件、分界面的衔接条件等,对比不同条件下的场图,得到更为直观和形象化的电磁场模型[4]。
1 实例
导体块嵌入理想的铁磁体中,给定的方向的电流,分析计算该导体块的磁场,能量,焦耳热损失,和洛仑磁力。
a) 方块导体的电磁计算示意图
b)方块导体的洛仑磁力计算示意图
如图1a所示,导体块的磁导率为,和电阻率,方向上的电流为。长宽高分别为:,,,导体块上下面及左面满足磁通量垂直的边界条件,在电流的入口及出口端面和右面满足磁通线平行条件。
理论计算:
2 运行结果
2.1 仿真云图
图2a、2b给出了Ansys所求导体沿x方向磁感应强度等值线图及矢量图,注意的是这些值取得都是在节点上做平均值后的数据,可看成是单元中心的值,即
等处的值。图2c、2d为导体沿x方向磁场强度等值线图及矢量图,这些值也可看成是单元中心的值
2.2 数据表格
表1给出了Ansys计算的所求导体各单元的磁场强度、磁感应强度、电流密度、焦耳热、电磁力、储能及总计,我们可以将该表和前面的计算结果比对,其符合度还是很好的。注意的是计算磁场强度和磁感应强度时应考虑各单元的中心位置。
3 结论
本文通过求一导体的电磁参数的实例,将理论计算结果与Ansys的仿真计算结果进行比对,得出了比较一致的结果。其他相关实例也可如法进行,也可应用于工程电磁场课程的仿真实验中去。将有限元法与“工程电磁场”教学相结合,通过有限元软件对电磁场问题的仿真计算,电磁场相关参数以更直观、更丰富多彩的形式展现出来,加深了学生对电磁场问题的直观认识,拓展了学生的知识面,较大的提升学生的学习兴趣及动手能力的培养。
参考文献:
[1] 王泽忠.工程电磁场[M].北京:清华大学出版社, 2004.
[2] 倪光正,杨仕友,邱捷,等.工程电磁场数值计算[M].北京:机械工业出版社, 2012.
关键词:恶性腹腔积液;腹胀;美常安;复方谷氨酰胺胶囊
多数肿瘤晚期如卵巢癌、淋巴瘤、乳腺癌、腹膜癌、消化系统肿瘤等均可合并恶性腹腔积液,此类患者中位生存期为5~7个月,1年生存率小于10%[1]。临床上对于腹胀主诉明显的患者多采用腹腔穿刺置管术缓解症状,相当一部分置管术后患者出现腹胀,极大影响其生活质量。因此,找到一个相对经济有效,能够减轻患者腹胀痛苦的治疗手段,成为当前恶性腹腔积液穿刺后治疗的当务之急。本文旨在通过对58例晚期恶性肿瘤腹水患者腹胀的治疗,探讨应用美常安联合复方谷氨酰胺胶囊治疗恶性腹腔积液腹腔穿刺后腹胀的可行性。
1 资料与方法
1.1一般资料 经过临床与病理确诊,选取56例影像学检查提示大量恶性腹腔积液,且患者自觉腹胀明显需行腹腔穿刺术的患者。随机分为治疗组与对照组,其中治疗组28例,男性14例,女性14例。28例患者中位年龄59岁,其疾病构成为:原发肝细胞癌8例,结肠癌10例,胃癌2例,胰腺癌1例,胆管癌1例,卵巢癌9例,乳腺癌3例;对照组28例,男性16例,女性12例。中位年龄57.5岁,肝细胞癌7例,结肠癌10例,卵巢癌7例,乳腺癌 1例,胃癌3例。两组患者预期生存期大于1个月,年龄、性别、KPS评分、起病时间、营养状态等资料经统计学处理,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2方法 入院后两组患者均因大量腹腔积液(非局限性腹水)导致腹胀明显无法耐受,行超声腹水定位后,于局麻下行腹腔穿刺置管引流术,留置双腔中心静脉导管,首次放腹水量小于1000 ml,以后每次放腹水量小于2000 ml。双腔中心静脉导管留置时间不超过1个月,以患者出现明显腹胀症状,要求放腹水治疗为再次放腹水时机,腹水均为淡红色、淡黄色清亮液或血性液,无乳糜样腹水。治疗组于腹腔穿刺置管术当天开始起3次/d温水送服美常安(枯草杆菌、肠球菌二联活菌肠溶胶囊)500 mg(2粒),同时配合饭前口服复方谷氨酰胺胶囊3粒/d3次。对照组同时口服枸橼酸莫沙必利分散片5 mg,饭前3次/d口服。治疗组及对照组均以2 w为1个疗程进行疗效观察。
1.3效果评价标准 治疗前后,根据腹围的变化、患者的自我感受、排气情况,将腹胀分为0~3级,若治疗后0~1级则评定为治疗有效,2~3级评定为治疗无效,具体为:腹胀0级对应治疗后显著有效,无腹胀,主诉排气次数为用药前1倍以上;1级/有效:腹壁张力略大,轻度腹胀,不影响休息和睡眠,腹胀好转或矢气次数增加;2级/无效:腹壁张力较大,中度腹胀,影响休息和睡眠;3级/无效:腹壁张力大,重度腹胀,多伴有顽固呃逆,不能休息和睡眠[2-4]。评价患者肠胀气情况,询问患者自我感受,记录患者24 h矢气次数。并统计2次腹腔穿刺引流间隔时间。治疗有效率计算:有效率=治疗后0-1级腹胀患者数/28×100%。
1.4统计学处理 将所得数据使用SPSS 17.0软件进行统计学分析。描述计量资料应用用(x±s),t检验进行统计分析;计数资料应用构成比描述,χ2检验进行统计分析;等级资料应用构成比描述,秩和检验进行统计分析。检验水准以a=0.05,以P
2 结果
2.1两组患者治疗前腹胀分级的比较 治疗前,两组患者腹胀程度多为2~3级,其中治疗组中,2级腹胀:15例,3级腹胀13例,分别占治疗组中总人数百分比为54%,46%;对照组中2级腹胀12例,3级腹胀16例,分别占治疗组中总人数百分比为43%、57%,经秩和检验,治疗组与对照之间患者治疗前腹胀分级构成差异不具有统计学意义(W=756,P=0.427>0.05),见表1。
2.2两组患者治疗后腹胀分级的比较 经不同药物2 w治疗后,治疗组与对照组腹胀分级均有所下降,其中,治疗组中,腹胀程度0、1、2、3级患者数分别为8例、15例、3例、2例,分别占治疗组中人数百分比为:28%、54%、11%、7%,对照组腹胀程度0、1、2、3级患者分别为4例,7例、14例、3例,分别占对照组人数百分比为:14%、25%、50%、11%。经秩和检验,治疗组与对照之间患者治疗前腹胀分级构成差异具有统计学意义(W=641,P=0.007
治疗后有效率:治疗组为(8+15)/28×100%=82%,对照组为(4+7)/28×100%=39%,从有效率看,治疗组大于对照组43%.且差异有统计学意义(P
2.3两组治疗后放腹水间隔时间比较 在2 w的治疗期间内,治疗组穿刺后两次放腹水时间间隔为4~12 d,平均为(8.35±2.80)d,对照组两次放腹水时间3~7 d,平均为(4.28±1.11)d见表3。
经t检验,治疗组与对照组相比,对两次放腹水间隔时间上,有显著延长。且差异有统计学意义(t=7.765,P
3 讨论
恶性肿瘤后期出现腹水后大多预后不良,生存期短,生活质量差,而因前期肿瘤对于患者的消耗,晚期肿瘤患者多无法耐受进一步抗肿瘤治疗,此时,姑息对症治疗成为缓解患者痛苦的唯一办法。临床上,多对自觉腹胀无法耐受的恶性腹腔积液患者行腹腔穿刺置管术,避免患者遭受多次腹腔穿刺的痛苦,但患者在行腹腔穿刺后,腹胀症状未见明显缓解的情况,其中原因,不除外癌性腹水生长迅速,严重低蛋白血症,腹腔压力减少,门脉压力升高,稀释性低钠血症等多方面原因,上述腹胀原因虽顽固,但可行腹带加压,纠正离子紊乱,药物及介入治疗减低门脉压力等对症处置,而因胃肠功能因腹腔胀气导致患者遭受腹胀困扰出现迅速且目前未见特效处置办法,既往有研究应用中医艾灸、木香顺气丸、对应穴位药物外敷等治疗方法,取得一些成效[5],但临床推广应用受限。西医治疗腹胀多采用胃肠动力药物,局部灌肠,排气,效果欠佳,且晚期肿瘤病应用药物存在禁忌症。因此,急需找到一种疗效确切,临床操作可行性高的治疗方式。
正常人体的肠道内菌群间有恒定的比例关系,恶性肿瘤腹水患者因有肠道的淤血、水肿,加之长期进食差,肠内环境紊乱,导致肠道内正常菌群比例失调,条件致病菌生长,机体肠道微生态系统平衡被打破,破坏胃肠道屏障功能,进而导致胃肠道内细菌易位,益生菌数目减少,条件致病菌及有害菌数目增加[6-7],产生大量内毒素及气体,造成患者腹胀。益生菌是可以维持肠道菌群生态平衡的活的微生物制剂。本实验中所采用的美常安,即枯草杆菌与屎肠球菌的二联活菌制剂,含有耐酸与耐胆盐的两种活益生菌,在恶性肿瘤患者的胃肠道环境中存活率高,可发挥最大生物学效应。美常安防止肠道细菌易位方面有明显疗效。实验表明:其作用机制为生物夺氧,即益生菌定植于肠内,降低肠内氧浓度和氧化还原电位,使肠道内环境适于益生菌生长,抑制有害菌生长,减少细菌易位[8]。
复方谷氨酰胺胶囊的中西药成分主要为人参、茯苓、白术、甘草和谷氨酰胺。其中的中药成分:人参可增强机体免疫功能;茯苓、白术有保护胃黏膜及缓解肠蠕动的作用;甘草有类糖皮质激素作用[9]。上述中药对晚期肿瘤患者均有健脾补气利水的功效;谷氨酰胺是肠黏膜所需,由体内脏器合成或外源提供的营养物质,具有维持肠道的结构和功能功能的作用。同时,谷氨酰胺也是恶性肿瘤细胞线粒体的主要氧化底物,在恶性肿瘤患者,尽管机体器官中的谷氨酰胺浓度逐渐下降,但其释放谷氨酰胺显著增加[10]。文献中把肿瘤细胞的这一特征称为"谷氨酰胺陷井"。动物研究表明,在肿瘤发展的早期,谷氨酰胺耗竭即已开始,使得肠道黏膜因缺乏谷氨酰胺而萎缩,绒毛变稀变矮,导致肠粘膜屏障和免疫功能低下,细菌易位增加。而补充谷氨酰胺及美常安后能阻止肠黏膜萎缩及炎症所致的通透性增加,从而恢复并维持黏膜形态和功能的完整性[11]。这一现象为进行补充谷氨酰胺及益生菌治疗恶性腹水患者腹胀提供了理论基础。
从本次临床研究中得到的结论,应用益生菌制剂美常安配可复方谷氨酰胺肠溶胶囊,对改善患者腹胀症状有明显疗效,该治疗方案疗效确切、患者依从性好,建议可进一步扩大试验样本,同时结合不同种类恶性肿瘤来源、不同治疗方式(如腹腔热灌注、腹腔化疗、全身化疗、腹腔生物治疗、介入治疗等)的恶性腹腔积液进行更深一步的研究,为恶性腹腔积液患者改善生活质量,甚至延长生存周期提供一个更具个体化、更加行之有效的治疗方案。
参考文献:
[1]Aslam N, Marino CR. Malignant ascites: new concepts in pathophysiology, diagnosis,and management[J].Arch Intern Med,2001,161(22):2733-2737.
[2]刘淑霞.护理干预预防妇科腹腔镜手术后腹胀临床观察[J].河北医药,2009,31(24):3454-3455.
[3]罗付珍.大承气汤治疗术后腹胀的临床观察[J].中华现代中医学杂志,2006,2(2): 111-112.
[4]盛颖, 王秀玲. 中西医结合治疗慢性肝病肠胀气21例[J].中国中西医结合杂志,1998,8(6):332.
[5]马锦程.中医治疗恶性腹水研究简况[J].实用中医内科杂志,2014,28 (23)158-159.
[6]刘嫦钦, 吴维, 邬瑞金, 等.健康者粪便微生物移植治疗溃疡性结肠炎1例[J].中华消化杂志,2013,33(12):873.
[7]赵旭红,常丽丽,田春风,等.溃疡性结肠炎患者免疫功能分析[J].河北医药,2012,34(4):560-561.
[8]GuarnerC, RunyonB, YoungS, et al. Intestinal bacterial over・growth and bacterial trans location in cirrhotic rats with ascites [J].J Hepatol,1997,26(6):1372-1378.
[9]全国中草药汇编.上册[M].第2版.北京:人民卫生出版社, 1996:20-242 .
摘要:随着电子教案在物理教学中日益广泛的应用,就应用电子教案开展启迪式教育谈了几点体会,分别从电子教案的制作以及设计教学过程启迪学生思维、教学中如何突出学生主体性地位,启发诱导学生进行探究式的学习展开了论述。关键词:电子教案;启迪式教育;主动性;物理教学中图分类号:G424.1
文献标识码:A
文章编号:16723198(2009)19021301
在物理学教学的过程中,不仅要传授知识,更应注重培养学生的能力,启迪学生的思维,培养学生的开拓性。培养大学生创新意识和创造能力是衡量办学质量和水平的重要标志。课堂教学是学校教育的重要环节和基本途径,如果善于启发学生积极思维,那么课堂教学就会成为引导学生创新的主阵地。本文着重从以下三方面进行了一些探索,取得了一定的效果,总结出来与同行共同探讨。1 运用逻辑性启发式教学在电子教案的应用过程中,其制作是关键,教案的设计与开发是极其重要的问题,教案在整个教学过程中起着计划教学,控制教学过程和实施教学的作用。在电子教案的编制中,充分注意培养学生开拓精神这一要求,是有深远意义的。注意力和敏锐的观察力是科学家基本的能力,因此在教案的制作中我们注重训练学生的注意力和观察力。计算机的屏幕显示中,包含了丰富的信息.有许多我们要传授给学生的知识点,一般我们习惯于直接点出来,在电子教案的制作上,我们认为愈明显愈好,愈直观愈好,往往把许多基本原理,基本概念突出出来,同学一目了然。这正是计算机的一大优点,它能显示丰富的信息,给学生以刺激,增加了形象直观的概念。但事物总是一分为二的,完全形象直观的教学画面,在某些情况下使学习过程成为一种被动地接收外界刺激的过程,成为一种“牵着走,抱着走”的教学,因而也就缺少对分析,综合,抽象等逻辑思维能力的培养。我们认为对于高等学校的学生应该放手让他们自己走,应该是引导学生,某些规律应该让学生自己去发现它,自己去总结它,通过学生自己分析去得出正确结论,这样将很好的训练学生的观察力、注意力,教给学生如何在大量信息中发现规律,获取规律性的信号,培养同学分析问题的能力。在此我们就机械波的讲解为例,说明我们如何制作电子教案。在这一部分的讲解中,我们要说明波的特性是媒质能不变形式地将振动向前传播。许多学生常常对有关波的现象发生严重的误解,如果在上课之前提出问题:“当一个扬声器播放一段频率不变的调子时(频率较低,约10赫兹),扬声器前空气中的一粒浮尘将怎样运动?”下面是一种典型的错误回答:浮尘因受声波的推动,将运动而远离扬声器,意思是,声波通过空气向外传播,空气实际上在运动,因此浮尘颗粒将随空气一起向远离扬声器的方向运动,声波撞击浮尘粒子并给之以力的作用。实际上声波是靠压力传递的振动,浮尘粒子应该来回振动。这一现象具有反直觉、有趣的性质。为了说明这一问题,我们专门制作了Flas,演示内容为在一个正在播放声音的扬声器前放置一个闪烁的火焰,然后将Flas插入PowerPoint幻灯片中,设置为全屏播放。课上,首先提出我们的问题,然后引导学生观看制作的动画,要求学生解释从动画上观察到的在扬声器前闪烁的火焰的运动。学生必须解决他们的描述与实际观察现象之间的矛盾,最后基于观察,得出结论。通过这样一个过程,将原来要凭借学生想象的动态变化过程展示出来,让学生自己去发现、总结,通过自己分析得出了“浮尘粒子应该来回振动”的正确结论,即波的特性是媒质能不变形式地将振动向前传播。2 画龙点睛的习题课现代教学思想、观念是树立以学生为主体,教师为主导。也就是使教师从单纯地讲授知识转变为主要设计教学过程,学生从单纯地接受知识转变为主要依靠自学。在教学过程中注重如何启发学生思考,发现规律,进一步引导学生自学,对于学生发挥主体能动性起到了很大的作用。教学既要让学生学会知识,又要让学生会学知识,培养学生开拓创新的能力。因此,要启迪学生的思维,首先要精心设计教学过程,正确处理知识、方法、能力三者的关系,要设计引人入胜、轻松和谐,具有探索性、启发性、创造性和科学文化氛围的教学情景,真正体现学生为主体、教师为主导的完美结合。充分做到信任学生,问题让学生提、思路让学生找、错误让学生析、是非让学生辨、异同让学生比,好坏让学生评,最大限度恰到好处地给学生提供自我学习、自我调控的机会,让他们能看见的东西用视觉,能听到的东西用听觉,让知识、方法、能力如泉水般地流入学生心田,滋润学生成长。例如,在讲解法拉第电磁感应定律时,首先我们在电子教案的幻灯片上显示文字提问,“在做电磁感应实验中,有哪些情况可以产生感应电流?”,然后利用精心制作的Flas给学生演示5类不同条件下的电磁感应实验,即变化着的电流,运动着的稳恒电流,变化着的磁场,运动着的磁铁和在磁场中运动的导体,因利导势的提出问题,“这些现象反映了产生感应电流的本质吗?”,紧接着引导学生从中归纳出共同的物理要素,即这五种变化实则是磁通量的变化,然后让学生相互讨论总结出规律,先用自己的语言写文字结论,再由此引导学生抽象出数学模型得到了电磁感应定律的精确表述,然后再与课本对照,并找出法拉第电磁感应定律中的关键字句,采用这种方法比传统的讲授法课堂效果能大大的提高,又通过五个电磁感应的应用实验的动画展现了精巧的应用构思,同时也使学生从自己的探索中深深体会了物理内涵美的奥妙。就这样在学生的自我参与下,一步一步地展示和掌握了物理研究方法的精髓和特点。3 建立民主、和谐的新型师生关系在讲课过程中应用电子教案把问题讲清楚了,学生看明白了,并不能保证学生就一定把知识学到手了,更不能说明有主动解决这类问题的能力。教学过程中把所有能方便展示的内容都展示出来,但是学生多数时候只是被动地去观察,去理解,这也就是斯金娜行为主义派的教学方法。尽可能地利用和分析学到的知识,避免从零开始起步,迅速地开始有意义的研究,这是信息时代科学研究的方法。在应用电子教案教学的过程中,也要体现这一点,应该在教学中使学生学习利用和综合现有知识,解决实际问题。应该遵循认知心理学的理论,应给学生留有余地。学生学习的过程,不仅仅是一个知觉和记忆的过程,而且是一个从已有的认知结构出发,通过解决问题的实践获得新知识而发展和优化认知结构的过程,应把重心放在如何促进学生对已有知识的发展和优化,如何促进学生新的知识的形成和优化上。比如,在讲到气体分子的麦克斯韦速率分布时,教学中需要利用图像来说明其方程所表达的物理意义,大多的普通物理教科书均根据公式给出了相应的曲线图示。由于这些方程有一定的复杂性,如果要求学生按照传统的方法根据方程进行描点做图显然是不可能做到的。讲解时,首先应使学生产生认知失调,产生好奇。所以事先可以给与一个小提示:“这样的曲线怎样方便的做出来?”这样他们会主动地,搜肠括肚地想出画出曲线的方法,而他们会发现描点作图是不可能做到的,而达到这一目的的最好手段是利用计算机编程计算,并借助计算机进行做图。这时教师可利用学生已学习过计算机语言作为工具,启发诱导学生对所学的知识、方法进行探究式的学习。教师在课堂上指出其关键点和注意事项后,要求学生作为研究性作业在课后自己完成。这样就大大调动了学生物理的学习积极性和利用计算机知识解决物理问题的热情,大多数学生通过积极思考可以很好地完成任务。在这个内容的教学中,由于做到了变教为诱、变学为思,发挥了教师的主导地位,突出了学生的主体地位,不仅学生的学习能力得到了有效的提高,也加深了他们对相关物理知识的理解和掌握,同时使学生充分体会到计算机的威力,也学到了一种进行科学探索的方法。综上所述,随着电子教案在物理教学中日益广泛的应用,在电子教案的应用中,开展启迪式的教育,多让学生思考,多让学生自己提出问题解决问题,可以更好地培养学生的开拓创新精神。在应用电子教案进行物理的教学中,充分重视这一点,将使教学真正具有新的生机和活力。参考文献[1]晏世雷,吴永熙 .“诱思探究”教学理论在大学物理教学中的实践研究[J].高等理科教育,2001.[2]罗国忠.物理美学思维及其培养[J].广西教育学院学报,2002.[3]耿兴国,周王民.大学物理教育理念的创新与改革实践[J].西北工业大学学报(社会科学版),2002.
无效与低效:当前教师备课中存在的突出问题
笔者认为,当前教师备课中所存在的突出问题就是无效与低效。具体表现在以下几个方面:(1)备课搞形式。有的教师为了在自己的备课本中努力体现所谓的“新课程理念”,将若干年前陈旧的“教案”摇身一变做成“学案”,没有教后反思,缺少二次备课的种种要求,把以往的教学过程分解为教师活动和学生活动,内容依旧,教法依旧,实际的课堂教学“换汤不换药”,备课只是做表面文章,成为应付上级检查的形式主义。(2)备课搞“克隆”。有的教师备课时,先到图书馆拿来一大堆的名师教案、优秀教案等,拼命抄写,成为自己备课本的内容,有的甚至天天抄、月月抄、年年抄,抄得不亦乐乎,抄得手背肿痛,不注重内容的翻新,不关注时代的变迁,不关注学情的变化,不注重教法的研究,不注重教学的实际,这样的效果可想而知。(3)备课搞“合作”。在所谓的“集体备课”的理念下,许多教师把集体备课看成了合作抄写、修改教案的最佳时机,将集体备课后的“成果”原封不动地搬进自己的课堂,照本宣科。只讲共性,不讲个性,一样的导入,一样的步骤,一样的练习,一样的答案。快慢班不分,教学对象不看,自己的特点不突出。(4)备课搞“拼盘”。一些教师的备课,就是简单的“复制”加上“粘贴”。充分发挥自己的网上功夫,先搜索课目,然后拼命从网上下载与自己所教课程有关的教案,完全不加取舍地变成自己的教案,全然不顾这些内容是否可用,是否切合实际的教学需要,是否具有实际的借鉴作用。这种备课,缺少自己主动参与的成分,更缺少创造的因素,课堂教学质量又从何谈起?
导致无效与低效的备课,主要有两个原因。一是主观原因,二是客观原因。主观原因,主要是教师的备课态度和工作责任心。一些教师认为,课备得好差无所谓,只要上课时即兴发挥就行了,因此,备课时往往草草而过,犹如蜻蜒点水,对上课内容稍作准备,就匆忙“上场”,或者,拿来一本教案,照搬照抄,依样画葫芦,亦步亦趋,由此造成了课堂教学缺少针对性,这样一来,教学效果也就可想而知了。当然,客观原因也不可忽视,比如教师更多的是疲于应付学校或上级有关部门各类名目繁多的检查等等,就没有充裕的时间去备课了。如有的学校规定教师上一课必须在备课本上写三页,没有三页的文字,备课就视为不合格,这样一来,为了能写出三页的文字内容,有的教师就往往不动脑筋地去拼命抄写、摘录有关教案、教参的内容,没有经过自己大脑的过滤和思考,这样的备课,教学效果从何谈起?备课的无效与低效,必然带来整个课堂教学的无效与低效,这种状况如果不加以改变,切实提高教学质量必然成为一句空话。
有效与实效:新课程改革对教师备课的基本要求
笔者认为,新课程改革对教师备课的基本要求便是有效与实效,以有效来求得实效,以实效来强化有效。具体应该体现在以下一些方面:
一、目标定位要准确合理
备课的目标定位是指教师所制定的教学目标既要符合课程标准的要求又要符合学生的实际情况,既不是偏低标准的又不是高不可攀的,应该是既具体明确又切实可行。
二、重点难点要全面把握
每一单元、每一堂课都有教学重点和难点。教师的备课就在于对这些重点的突出和难点的突破上。当教学目标定位、教学内容确定以后,教师应考虑在这节课中,让学生理解和掌握哪些知识,那些主要的、关键性的知识就是教学的重点;同时还考虑,学生在学习时会遇到哪些困难,那些学生难以理解、容易出错的知识就是教学的难点。其次,考虑怎样突出重点、突破难点,教师要及时制定出详细的、切实可行的教学方案,帮助学生化难为易,全面理解和掌握所学知识,有效提升思维能力。
三、教学方法要灵活多样
有的教师每一节课都用同样的教学方法,这不但使课堂死板,同时也让学生学得呆板。教学有法,教学又无定法。同样的教学内容和学生不同的教师、同样的教学内容和教师不同的学生、同样的教师和学生不同的教学内容采用的教学方法都不应相同。有经验的教师,在备课时总是根据教学内容和学生实际,根据自己的教学特点,灵活多变而且恰当地选择多种多样的教学方法,以求得最佳的教学效果。
四、课堂练习要精心设计
有些教师课堂练习多而杂乱,不得要领,学生埋头苦做,却收效甚微。有些教师课堂上没有练习,课外也不见作业,讲到哪里算哪里。这样,巩固和落实就无从谈起。学生是通过练习来理解和掌握所学知识、形成技能和技巧、发展智力、培养能力的,所以课堂练习要精心设计。既要有一定的数量,也要有一定的质量;既要有基本题,也要有提升题;既要有梯度,也要有难度;既要在面上铺开,又要在点上突破;既要有反复性,又要有对比性,使学生真正在巩固中有所扩展和提高。
高效与长效:新课改下理想的备课境界
有效与实效,是基本的备课要求,而在新课改下理想的备课境界应该是“高效”和“长效”。
所谓“高效”,就是能让学生用最少的时间获得最大的效益,不但在知识层面上获得提高,更要在能力层面上获得全面提高。所谓“长效”,就是指课堂教学的效果不是短期的,而是长期的;不是眼前的,而是长远的;它既是一时所需,又是一生所需;它既是考试所需,又是生存所需;它既是生活所需,又是生命所需;它既是自己所需,又是时代所需。
如何才能达到理想的备课境界?笔者认为要做到“五有”:
(1)有一些与众不同的独特感受。笔者认为“集体备课”并不可取,教师只有独立思考了,才能够深入钻研、不断创新,才能够依靠自己的思想力量分析问题、解决问题。教师的备课,是在研读教材的过程中,结合自己的知识结构和认知结构,结合学生的智力和非智力因素,备出自己独特感受的一个再创造过程。有一些与众不同的独特感受是教师备课的一种境界,它不仅是教师创新课堂的需要,更是教师自我发展的需要,也是新时代课程改革的需要。
(2)有一个巧妙的教学抓手。在课堂教学中,一个好的“教学抓手”就是一根省时省力的杠杆,抓准了它就会轻而易举地走进文本,从而轻松愉快地感知文本、欣赏文本;一个好的“教学抓手”就是走进文本的钥匙,抓准了它就找到了走进文本的捷径,就会收到“四两拨千斤”的效果。
(3)有一种别开生面的教学模式。教师在抓住了教学内容的重点和难点后,应该更多地去考虑课堂教学结构与教学模式。因为教学内容只解决了“教什么”的问题,而课堂教学结构或教学模式是解决
“怎么教”的问题,也就是课堂教学的“过程与方法”问题,而从本质上来说,“怎么教”比“教什么”更重要。而在有限的时空里,让教师所预设的课堂教学内容被学生主动放大、增值而不仅仅是保值,教师必须研究“怎么教”的问题。
(4)有一个画龙点睛的课堂亮点。教师所备的每一节课,都应该凸现亮点。或是茅塞顿开的收获,或是豁然开朗的顿悟,或是幽默诙谐的搞笑,或是水到渠成的回答,或是此时无声的沉默,或是声情并茂的朗诵,或是针锋相对的辩驳,或是高屋建瓴的把握,或是条分缕析的精细,或是诗情画意的境界,或是赏心悦目的课件……备课中设置了亮点,也便有了课堂教学的。有了,又何愁无效?
(5)有一个和谐共振的引力磁场。这个磁场,吸引着师生自由向往并陶醉其中,它应该是这样的一种情景――“冠者五六人,童子六七人,浴乎沂,风乎舞雩,咏而归”。它应该是这样的一种境界――“纵一苇之所如,凌万顷之茫然”。
达到理想的备课境界,必然既备课标,又备教材。因为课标是备课的依据,是课堂教学的指南针;因为教材是师生进行共同教学的平台,是课堂教学的根本。达到这种理想的备课境界,必然既备学生,又备自己。因为教学总是在学生原有的经验基础上来构建的,学生是主体的因素;因为教师是学生成长的指路者和引领者,是课堂教学的主导因素。
达到理想的备课境界,必然使每一节课都准确制定目标,科学性、艺术性强,思想营养丰富,师生双边活动得体,方法策略选用妥当,具有广度和深度,既能照顾到优秀学生,也能照顾到后进学生,并且能够体现出对弱势群体的关怀,努力使课堂教学充满生机与活力。
文/曹银立
摘?要:电机与变压器是技校电类专业的专业基础课。本文从教学内容、课程编排、教学方法以及学生学习方法等方面对技工院校三相异步电动机课程教与学进行了探讨。
关键词 :技校?电动机?教学方法
电机与变压器课程是电类专业学生接触的第一门专业课。目前的技校生源普遍存在基础较差,学习积极性不高的问题。很多学生很难把电路相关知识与电机与变压器相结合,找不到科学的学习方法,掌握相关知识很困难。但它是一门重要的专业基础课,知识点多,内容杂,会影响学生对电的学习兴趣及以后专业课的学习。经过教学实践得出:通过科学的课程安排与教法、学法相结合能帮助学生取得较好的学习效果。
一、教学安排
1.课前准备
(1)分组。为调动学生学习的积极性,在新学期开始笔者就对学生实行分组,对每位学生的课堂表现进行打分,最后评出优秀组和优秀个人。这一环节抓住学生争强好胜的心理,为提前上好这堂课打好了预防针,也可以培养学生的集体荣誉感和团队意识。
(2)教案、课件、教具准备齐全。搜集有关电机的相关知识,例如三峡机组资料;利用单相异步电动机,讲解电动机的结构并供拆装时应用;准备拆装工具,讲解电动机拆装过程。
2.预习
温故而知新,此课题的知识与电工基础联系紧密,可以起到温故引新的作用。例如在讲解三相异步电动机的工作原理前预习磁场与电磁感应的相关内容,这对理解三相异步电动机的工作原理是非常重要的。通过电磁感应相关知识讲解三个知识点:三相定子绕组通上三相交流电产生旋转磁场:转子导体在磁场中切割磁力线产生感生电势、感生电流:通电的转子导体在磁场中受力旋转。以上三点即三相异步电动机的工作原理,通过相应知识的联系学生能很快掌握三相异步电动机的工作原理。
3.讲授
(1)引入。目前技校学生的学习现状不容乐观。为了吸引学生求知的欲望,教师由生活实际引入所学课题,让学生想一想在日常生活中哪些电器中使用了电动机作为动力设备。从生活中的实物引入所学内容让学生真实感受到所学专业课的重要性和实用性,从而激发他们学习的兴趣。
(2)授课。内容从电动机结构到工作原理的知识衔接,从实物到原理的过渡更让学生易于理解。第一,实物教学必不可少。在讲电动机的结构时,如果单纯地给学生讲三相异步电动机由什么组成,学生也能记住,但谈不上对电动机结构的真正了解。教师应把电动机实物呈现到学生面前,让学生真实了解各个部分的结构。电动机的拆装课采用实物教学,不仅让学生掌握电动机的拆装顺序,还让学生掌握各个工具的使用方法和适用场合。学生通过实物教学能切切实实掌握相关内容。第二,模拟实验使虚拟知识更易理解。在讲异步电动机的旋转磁场时,由于旋转磁场是看不到摸不着的,学生很难理解旋转磁场的形成,感觉这一部分知识很空洞,难掌握。笔者通过多媒体教学,利用matlab软件制作动画模拟其旋转磁场的形成,让旋转磁场以动画的形式表现出来,鲜活地呈现在学生面前,通过模拟动画学生轻松地理解了旋转磁场的形成。第三,以实习操作训练技能。电机与变压器是一门非常具有操作性的专业课。笔者学校建有电动机和变压器车间。学生在车间可以进行电动机和变压器的相关实验以及操作,例如单项变压器极性的判别、三相电动机接线盒的接线方法、三相异步电动机的定子绕组端部接线以及电动机通电实验等等。动手操作不仅便于学生更好地掌握相关知识,也让学生具备了相应的操作能力,使学生不仅懂理论,更会操作,从而适应社会对技能人才的需求。
二、学习方法
1.培养动手能力
电机与变压器是一门实践性很强的专业课。在讲操作理论时学生觉得很简单(如讲电动机的拆装),但很多学生在实际操作时就会出现各种问题,如再装的时候把前后端盖装反等问题。学生只有通过实际操作才能真正掌握电动机的拆装技能。
2.学会合作
团队合作,不仅体现在学校的实习操作中,而且以后到了工作岗位中显得更为重要。例如,电动机的定子绕组嵌线工作一个人是很难完成的,两位同学配合得好才能较好地完成此项操作。这样的实操培养了学生自身团队的荣誉感和使命感。学生学会与他人合作,为将来走上工作岗位,进入团体工作打下基础。
3.学会归纳总结
电动机学完后,学生可以通过比较的方式来归纳直流电动机、单相异步电动机、三相异步电动机以及同步电动机的启动方法,通过归纳比较更好地掌握电动机启动的相关知识。
教与学的完美统一,需要教师在课前精心备课,上课过程中组织好教学,利用学校和社会资源进行教学,培养学生良好学习方法,从而掌握实践技能,满足社会对技能人才的要求。
参考文献:
[1]郑国强.高等职业技术教育教学质量问题综论[J].职业技术教育,2004(4).
随着信息技术的不断发展,初中物理课程的教学资源也在不断丰富,信息技术的快速发展也为课程改革提供了便利条件。将信息技术与初中物理学科有效整合在一起,既能丰富课程资源结构,又能促使课程资源不断得到优化,有利于提高教学效果。
关键词:
初中物理;信息技术;辅助教学
将信息技术与物理课程有效整合在一起,能使教学内容更趋于现实。信息技术辅助教学作为有利的教学工具对丰富课堂教学资源、拓宽学生视野范围很有帮助。
一、课前精心制作,教学中科学合理利用
为提高教学效率,教师首先需要做的是做好备课工作,主要包括:写好教案,理清思路;熟悉操作,运用自如;精心制作课件,运用时要把握好度等。教师要明确这样一个道理:制作课件的最终目的是为课堂教学服务,如果可以使用实验代替,就没必要用课件展示。在使用课件授课的过程中,教师要站在大屏幕与讲台之间,这样利于自己及时掌握学生的情况,便于及时采取相应的措施引导学生进入到最佳的学习状态之中。教师也可以结合不同层次的学生制作不同内容的课件,根据物理教材的实际需要选择适合的教学模式。
二、设疑引探模式
设疑引探模式是使用计算机直观形象的优点创设相关的疑点,为学生的探索猜想提供相关的模型与验证,为学生逐步理解物理概念以及相关的物理量之间的关系提示其规律的有效教学方式之一。学生也能通过对多媒体展示出来的内容进行观察、思考抓住模拟事物的基本特征和原来的事物相关、相连之处,继而展开分析、比较、概括,从根本上加以认识,并形成概念,掌握物理知识的规律。例如,在教学关于“物质比热”的内容时,教师就可以结合日常生活中的实例让学生就“烧开水过程吸热多少与哪些因素相关”的问题展开讨论,然后再让学生自己去猜想,之后再结合课件的展示、模拟演示让学生通过对水加热时间的长短、水升高温度是多少、水的质量是多少等加以比较、分析。在此过程中,教师要让学生自己去总结出热量与其他几个因素的数量关系。此时,教师再适当提出新问题:不同物质吸收热量多少是否相等?之后,通过模拟实验的演示过程,师生一起分析、总结,得出规律。在此基础上,教师要抓住最后一步的模拟实验过程,顺利引入物理概念“比热”。这种教学方法有利于培养学生的创新能力,有利于培养他们的实验能力。
三、信息量大,有助于突出教学重点和难点
多媒体辅助教学既能有效突出教学重点,分散难点,而且还能增加课堂教学的信息量。教师在教学时,轻轻点击鼠标,则能进行大量演示。演示微观现象更利于学生对宏观自然现象、物质运动等的理解。传统的教学方法下,学生对探究分子水平的微观世界有一定的困难,再加之学生的抽象思维能力不强,如果不容易理解,就更不可能掌握了。但是,巧用多媒体技术则能轻易将肉眼看不见的微观现象展示在眼前。在教学分子运动论的知识点时,教师可利用多媒体课件演示分子的无规则运动、分子之间的间隔等,这样既生动形象,又能加深学生对这一知识点的理解。如在讲解“电解质导电的原因”相关知识时,教师也可以用课件作如下演示:氯化钠中本身存在带正电的钠离子与带负电的阴离子(用不同颜色的球体表示),但是这些离子之间的位置是相对固定的,不能自由进行移动;但是,加入水后,由于水分子的作用,离子则开始变得能自由移动了;通电后,阴离子(Cl-)向阳极移动,阳离子(Na+)向阴极移动,而且接在电路中的电灯也开始发光了。通过观察,学生则能领会电解质中本身存在离子,电离在加水或者加热的情况下会产生自由移动的离子,但是并不是通电后生成的结果,明确了导电与电离之间的相互关系。
四、降低物理学习难度
物理学科的知识点较抽象,而且学生的思维能力以及探索能力有限,因此,很多学生感觉物理是一门比较难的学科。但是,信息技术课件辅助教学将抽象的物理知识变得更生动形象,有利于学生更好地理解。例如,在分析“磁现象和磁场”这一内容点时,磁现象与磁场的概念相对来说比较抽象,学生对生活中的磁现象理解起来也很困难,对一些天体的磁场以及相关的自然现象等理解起来也比较困难,但是他们对直观的图片具有较强的理解力。这时,教师可借助信息技术将磁场以及天体磁场和与之相关的自然现象等通过图片形式生动形象地演示出来。形象的演示让学生更直观地看到并且熟悉掌握,这样也利于他们更直观地去了解地磁场的分布、地磁南北极与地理南北极之间的关系,在很大程度上降低了物理知识的学习难度。教师也可以借助多媒体课件将太阳与月亮等天体的磁场形象展示出来,既能开阔学生的视野,又能有效拓展他们的课外知识。
将信息技术与物理有效整合需要师生明确其整合所发挥的价值与意义,这样有利于学生全身心地投入到知识的学习当中,明确两者间的有效整合,同时有利于教师选择恰当的教学方式,调动学生的学习积极性,充分发挥学生的主动性,为最终促使学生的科学素养获得大幅度提高做好准备工作。
参考文献:
[1]姜青峰.利用信息技术提高初中物理教学效率的一点体会[J].现代阅读,2013(2).
关键词:教学模式;主动学习;导学案
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003—6148(2012)8(S)—0013—3
1 “主动学习”六步课堂教学模式提出的背景
自实施新课改以来,教学的基本指导思想是要以学生发展为本,教师应逐步培养学生形成主动学习知识的良好学习习惯,让他们能具有发现问题并主动寻找解决问题方法的学习能力。这就需要改变原有的教学条件下所形成的那种偏重于讲练结合的教学模式,要变被动学习为主动学习。在实践摸索过程中,我校物理组教师认真学习、进行讨论与反思。在讨论和反思过程中,我们清醒地意识到:必须打破“教学就是教课本”的观念,树立“大教学”的教学观,树立“课堂教学以学生能力的培养为根本,强调学生主动学习能力和创新能力的提高”的理念,教学课程要适应学生发展的需要,要把原先的“教学生学会”变成“教学生会学”,建构新的课堂教学模式。最后,全组教师达成共识,即以优秀导学案设计为载体,逐步构建符合现代教、学策略的“学生主动学习”六步课堂教学模式,即“课前教师提供导学案——通过导学案引导学生自主学习——教师依据学生在导学案指导下的自学情况进行课堂讲授——学生纠正导学案——学生根据导学案和教师讲授的情况提出各自存在的问题——师生共同总结”。
2 “主动学习”六步课堂教学模式的理论依据
1.新课程标准对教学的基本指导思想是:提高学生物理科学素养,要以学生发展为教学的根本,面向全体学生。教师应逐步培养学生形成自主探究知识的良好学习习惯,让他们能具有发现问题并主动寻找解决问题方法的学习能力。师生在课堂教学中角色的转变,为尝试进行新型的导学案设计提供了前提和保障。同时,教师在精心设计“导学案”过程中,也提升了自己的理论知识和专业素养。
2.建构主义学习理论:建构主义认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助获取知识的过程,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得知识。学习的质量是学习者建构意义能力的函数。而不是学习者重现教师思维过程能力的函数。换句话说,获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识意义的能力,而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习,也就是说,既强调学习者的认知主体作用,又不忽视教师的指导作用,教师是意义建构的帮助者、促进者,而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者,而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。
3.主体教育理论:主体教育理论无论在教育的目的上还是在教育的过程上,都把发挥人的主体性摆在了十分突出的位置。教育者的任务不仅在于传授知识,更为重要的是要在教育教学过程中充分激发和调动学生的能动性、主动性和创造性,培养学生的探究态度和发展学生的探究能力。
3 “主动学习”六步课堂教学模式的主要内容
3.1设计新课程理念下的高中物理导学案
导学案设计的好坏是该教学模式实施成功与否的关键,导学案的设计应该紧扣教学目标,符合学生的认识层次和围绕物理课程教学的重难点进行,应该理清教与学之间的关系,实现教为主导、学为主体的原则,努力给学生提供更多的自学、自思、自练的空间。同时还应突出物理课程的特点,直观地展示教学难点,培养学生自主学习和主动探究的良好习惯。导学案的内容是学生思考的载体,应该能够激活学生的学习思维,让学生在问题的显现和解决过程中体验到成功的喜悦。导学案不仅应该让学生知道自己知道什么,还应让学生知道自己不知道什么。目前导学案所设置的栏目包含以下几个内容:[学习目标]、[学习重点、难点]、[预习导学]、[习题巩固]、[我的问题]等。导学案设计具体的技术细节内容研究包含以下几个方面:
(1)将原本“先教后学”的教案转变为“先学后教”的导学案,变一人的“讲堂”为全班学生的“学堂”,变教学生学会为教学生会学,变要学生学为学生要学。提高学生学习的主动性。
(2)新课程要求教学活动要面向全体学生,但是在目前的教学实际中,因为学生实际存在的个体差异,使得教师在设计教学活动中很难照顾到全体同学。现行的班级管理中,不同学生在某一学科上往往处于不同的认知层次。因此导学案的设计应具有层次性。
(3)教师在讲课的前一天把导学案发给学生,让学生在课下预习。通过预习,学生明确学习的目标、要学的内容、教师的授课意图、教师要提的问题、自己不懂的地方及听课的重点等。学生带着问题上课,可大大提高听课的效率。在学生学习的过程中,教师进行适当的引导,不仅能使学生不断地体验成功,维持持久的学习动力,而且学生在教师的引导下,能缩短获取知识的时间,提高学习效率。同时,学生在预习导学案时,能够带着问题走进课堂,使其产生一种探究的强烈欲望。
3.2通过导学案引导学生自主学习
导学案[预习导学]部分的量安排在10—15分钟完成为宜,教师在编写导学案时一定要注意内容要呈现思维梯度,突出学科章节的主干知识和学生基本技能的培养,不能仅仅局限于教材内容的填空、习题的堆积。教师要潜心研究,分类专项突破,以挖掘导学案之潜力,在“导”字上下功夫,决不能把导学案当成变相练习,否则不但起不到应有的效果,反而会加重学生负担,与素质教育相违背。
关键词:电磁场与微波技术;精品课程;教学实践
作者简介:裘国华(1974-),男,浙江绍兴人,中国计量学院信息工程学院,讲师;李九生(1976-),男,广西桂林人,中国计量学院信息工程学院,教授。(浙江杭州310018)
基金项目:本文系浙江省高等学校精品课程建设项目、中国计量学院校立高教课题资助(编号:HEX200727、HEX200872)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0051-02
“电磁场理论与微波技术”是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术类专业的一门重要专业必修课。也是一门学生公认较难学难教的课程,该课程既与前期的高等数学、大学物理学等课程的知识紧密联系,又对目前移动通信、电磁兼容和生物电磁学等前沿学科的学习与认知起着重要作用。[1-2]随着信息技术的快速发展,为满足社会对从事于微波工程、电磁测量技术和无线电技术等领域人才的需求,中国计量学院(以下简称“我校”)始终如一支持该课程的建设,我们对“电磁场理论与微波技术”进行课程改革和教学实践,有效地提高课程的教学质量,改进了教学效果,[3]2009年被评为学校精品课程,在2010年被增选为浙江省精品课程。本文对课程的改革和实践作初步总结。
一、课程建设和教学实践历程简述
我校“电磁场理论与微波技术”课程建设与教学改革实践经历多年,从原先“电磁场理论”和“微波技术与天线”分开授课,然后合并成“电磁场理论、微波技术与天线”课程,发展到目前为“电磁场理论与微波技术”,期间主要经历了三个时期:
2004年以前,课程建设初期。“电磁场理论”和“微波技术与天线”单独设课,两个课程安排在不同学期,理论与实践相隔一个学期,总体教学效果不明显。
2005至2006年,课程建设的起步期。学校根据高校微波专业的电磁场培养目标,决定将原来的“电磁场理论”和“微波技术与天线”合并为“电磁场理论、微波技术与天线”课程,电信、通信和电科三个专业同时开设该课程,并进行教学方法、教学手段的改进,以及教材建设和师资队伍建设。编写了《电磁场理论与微波技术》实验指导书;在校内实行微波实验室“全日制”开放,积极开辟学生第二课堂;制作《电磁场理论与微波技术》课件,改革教学方法与手段,结束了“黑板+粉笔”的单一教学模式,聘请外校知名教授来校讲课和培训新教师,取得了一定的教学效果。
2007年至今,课程的建设改革期。2007年申请了校级教改课题,开展“电磁场理论与微波技术”课程实践和教学探索,并以建设学校重点课程为契机,全面修改课程内容体系。从内容的广度、深度都有了质的改变,强化了电磁场理论的基本原理、基本知识,以及仿真、设计、制作方法和步骤等内容,进行精品课程建设,全面提高教学质量。
二、课程建设和教学实践的主要内容
1.完善教学大纲,调整教学内容
教学大纲是指导课程教学、评价教学质量的主要依据。根据培养计划和课程设置等情况,最近五年对教学大纲进行了三次较大的修改和完善,使学生掌握电磁场和微波的基本结构,建立相关概念间的联系,对本课程理论知识有比较完整的理解,为后续课程的学习打下基础。比如在电磁场理论方面,重点要求重点掌握静电场的梯度和散度、静电场的基本性质、恒定磁场的磁通连续性、磁介质的磁化及矢量磁位和矢量泊松方程、标量磁位和拉普拉斯方程、麦克斯韦方程组的内容及其物理内涵和时变电磁场中的分界面的边界条件等内容;在微波技术方面,掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比等微波传输线的基本概念及其物理意义。掌握不同负载时的传输线的工作状态和传输线的阻抗圆图及其应用,掌握导波系统中的波型、传播常数、相位常数、截止波长、相速、群速等的概念,掌握微波网络分析中常用的参量和双口网络的工作特性参量,对矩形波导的波型及传输特性、TE10及波导壁的电流分布也予以重点要求,掌握各种基本微波元件的结构、原理和使用,使学生能对微波器件等最新技术有更加深入的认识,为学生在将来选修天线等知识时打下良好的基础,对于课程其余知识则要求了解。虽然本课程总学时数有所下降,但是教学大纲仍能在知识更新和课程体系结构等方面保证其合理性。
2.精选教材,突出“化繁为简”理念
根据教学大纲选择合适的教材是教学质量的基本保证。近些年来,我们先采用高等教育出版社1999年出版,谢处方、饶克勤编的《电磁场与电磁波》和西安电子科技大学出版社2001年出版,刘学观、郭辉萍编的21世纪高等学校电子信息类系列教材《微波技术与天线》,由于课本内容太多,公式推导繁琐,影响部分学生学习积极性。然后就改选用西安电子科技大学出版社2002年出版,盛振华编著的《电磁场微波技术与天线》,在与学生的互动过程中,学生反映对矢量分析这部分内容比较困惑,希望能在课本中列出这部分知识。于是又选用机械工业出版社2007年出版,傅文斌主编的《微波技术与天线》为教材,[4-6]该教材属于普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
由于进行精品课程建设,对教材也提出更高的要求。吸取以往选择教材的经验,现在使用北京邮电大学出版社2010年出版,李媛、李久生编写的《电磁场与微波技术》,与以前教材相比,该教材根据面向21世纪电类技术基础课程教学改革的要求,并考虑到电子类专业的特点,注重对电磁场与微波技术的基本概念、基本规律、基本分析方法的介绍,着重对广大普通学生分析问题、解决问题能力的培养。本书内容由浅入深、重点突出,基本理论推导去繁就简,着眼于应用,方便学生理解,使学生更易于接受课程知识。[7]
3.促进教学科研互动,培养创新能力
教学与科研的相互结合,可促进教学质量提高。任课教师在授课过程中,把自己相关的科学研究项目和研究结果介绍给学生,例如在讲授微波滤波器知识时,介绍如何用微带设计新型微波器件,并用Ansoft HFSS和MathCAD等仿真软件进行设计和分析,画出设计电路原理图,然后再播放相关滤波器件的实际电路图,这样一方面使学生对利用微带设计微波器件等复杂过程和抽象概念有简洁的理解,加深对理论知识的认识,另一方面提高学生对本课程的学习兴趣,为学生今后做相关微波研究和创新设计打下基础,例如利用MATLAB软件进行练习和处理,学生还可以自己动手实践,起到良好的效果。目前太赫兹波的研究利用是近些年比较热门的课题,在车站、奥运会和出入境等安检以及食品质量检测方面具有越来越多的应用前景,鼓励有潜力的学生利用学校太赫兹波实验室进行研究和创新设计,允许学生与老师一道,积极参与发表科研论文和撰写专利,有些学生在攻读硕士研究生时,继续选择与本课程相关的课题作为研究方向,学生的创新能力得到培养。
4.改进实验教学,提高实验效果
根据教学大纲,改革实验内容,重新编写实验指导书,增加综合性和设计性实验。在实验中,教师首先讲解实验要点和注意事项,然后以学生操作为主,教师指导为辅进行实验,对实验结果进行当场验收并进行相关理论知识的提问,以此作为评定学生实验平时成绩的主要依据,有助于学生的实验预习和增强学生的动手积极性,鼓励学生多角度分析实验现象,检验实验数据的可靠性,规范学生实验报告,提高实验效果。实验室还提供高要求的选做实验和开放性实验,利用学院建立的RF-2000系列射频实验基地,鼓励学生自行创新设计,切实体验和探索电磁场和微波技术在工程中的应用,使学生感受理论知识与实际工程的联系,增进对基本概念的认识。
5.重视教学电子资源建设,拓宽课程信息来源
课程组利用学校教学网络设施,建设本课程的教学网站,列出该课程的教学团队情况、教学大纲、教学日历、电子教案、授课录像、实验指导书、实验大纲、思考题、习题及解答和多媒体课件等信息,鼓励学生经常点击浏览。作为随堂答疑的补充,还安排教师负责解答学生提出的疑难问题,解决学生在学习中遇到的困惑,增强学生对学习本课程的自信心,也为学生提供了一个崭新的自学环境,拓宽了本课程信息来源。
6.改革考试方式,促进考核公平公正
本课程的考试方式曾经采用开卷考试,相当一部分学生就以为只要考试时带上书本就能考好,在平时也不认真做作业和复习,实际情况是考得不是很理想。课题组教师决定改变考试方式,采用闭卷考的方式,建立20多套试题库,由于本课程的公式较多,有的公式又较繁琐,就在每套试题后面附上公式,而且公式不按照章节的先后顺序排列,比如有关相速度的公式可能就有;;;;;等公式,需要学生真正了解试题所指物理概念才能找到正确公式。期末考试时由学校教务处随机抽取试题进行考试,任课教师也不清楚具体会考什么题目,使学生打消了以前认为的平时可以不来上课,只要划重点的那节课来了就能考好的投机心理,从而重视平时按时上课,既提高了课堂出勤率,又促使学生自觉加强考前复习,改善了学习效果,促进学生考核更加公平和公正。
7.建设精品课程,提升教学水平
精品课程建设对教学质量的提高起到积极作用,已成为课程建设的重要标志。本课程积极参与精品课程建设,整合课程资源,优化教学内容体系,全面提升课题组的教学水平,在2009年经学校评审成为校级精品课程,2010年被增选为浙江省精品课程,表明该课程建设取得了良好成果,课程的教学水平也得到进一步的提升和认可。
三、结束语
课题组教师经过多年的不懈努力,“电磁场理论与微波技术”课程建设和教学实践取得了初步成效,学生对本课程的学习积极性更加主动,教学效果得到明显改善,在校内外获得了积极评价。当然,还有许多工作需要进一步完善,我们一定会在今后的教学中继续改进。
参考文献:
[1]周雪芳,钱胜,李齐良.“电磁场与电磁波”精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(4):68-69.
[2]李丹美,仇润鹤,叶建芳.“电磁场与电磁波”课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2005,(S1):157-159.
[3]姜宇.在“电磁场与电磁波”课程中建立创新理念[J].电气电子教学学报,2009,31(1):95-96.
[4]谢处方,饶克勤.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,1999.
[5]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.