电磁学论文范文1
1.1知识结构分散，实践教学单一
自教学设计这一学科产生以来，教学设计领域已经有许多教学设计模式，诸如“肯普模型”“史密斯—雷根模型”“AirForceModel“”迪克—凯瑞模式”等。传统的教学设计模式并不适合于学生完成复杂学习任务的教学设计，传统教学设计一般是把复杂的任务分解为简单的成分，传统的教学模式注重概念，原则，理论的解释理解，依据课本对知识分散讲解，关联性差，从而导致实践教学难成一体。电子技术实践课对学生的动手能力要求较高，学生必须具备将理论知识转化为实践的能力，融理论知识于实际产品生产中，能够运用所学知识搭建电路，完成相应的控制要求。而传统的实践教学只是对理论知识的一个验证过程，实验简单，独立，与实际生产生活脱离，这早已不能满足时代对大学生能力的要求。
1.2学生学习状况与学习效果
基于传统教学的模式，再加计算机专业学生专业设置各方面的客观原因，学生的硬件知识薄弱，学生读写电路结构能力差，接收能力较差，动手能力更差，在以前的教学过程中为让学生读懂一个简单的电路通常要花费教学大纲规定的双倍或更多学时才能完成，教、学都比较困难，从而导致学生学习积极性不高，甚至每届都存在有少部分学生会放弃对该课程的学习。另外，由于时代问题，大学生学习目的性非常强，计算机专业学生一向认为电子技术课程与自己的专业没有关联，这也是学生不愿学习该课程很重要的原因之一。所以该课程的学习基本只是完成学时应付考试，实际效果不大。
24C/ID四要素教学设计模型
20世纪30年代到50年代，贝培朗菲提出了整体论，按整体论的观点，学习任务应该被视为一个整体性任务，其根本思想是在充分考虑各要素相互关系的基础上来考虑和应付其复杂性。荷兰开放大学著名教学设计理论家麦里恩博尔（JeroenJ.G.vanMerrienboer）在此基础上综合各种教学理论提出了面向复杂学习的4C/ID整体任务设计模式，即四要素教学设计模式。该模式面向复杂学习,是以提高和改进学生在专业领域的业绩表现为宗旨，注重的是如何应用这些知识解决实际生活中所遇到问题的能力，这是4C/ID的根本特征。4C/ID模型以“学习任务”作为核心支柱，以“支持性信息”、“即时性信息”、“分任务练习”为辅助要素，旨在帮助学习者学会解决复杂问题、发展推理机能，并最终开展自我导向的学习。它强调给学生提供一套具体的、真实的、面向实际工作实践的整体学习任务，始终将学习任务作为一个复杂的整体来对待，它有利于知识、态度和技能的综合运用，有利于训练学生把所学知识迁移到实际工作和日常生活中的能力。目前国外对于4C/ID模型研究现状是基于实践，主要倡导利用技术的支持来实现技能培训、案例学习等。这里将技术作为教学设计的重要因素，现代教育教学设计的又一个发展趋势就是借助技术的力量实施各种问题解决学习策略。4C/ID模型是教学设计的新发展，是一种面向复杂学习的整体性的教学设计，它试图实现学习者在真实的情境中“做”真实的学习任务，在应用情境中能以一种协调和综合的方式运用所有技能，以便提高他们在复杂认知技能操作上的综合能力。因此，在运用该模型时，我们应该考虑到学习者的认知负荷和指导者知识的权威性与广博性，这样才能真正将该模型所体现的思想落到实处，更好、更有效、更全面地指导实践。
3基于4C/ID模型的实践教学设计
依据这个模式建立的实践教学贯穿于一种实际的电子产品生产与制作的全过程，将企业文化贯穿于高校教学中，进行实训与理论一体化教学。生产设计过程分任务进行，每次任务涉及到的理论知识学习之后进行实践设计，分任务分步骤有序进行，同时实践教学又基于虚拟环境，利用仿真软件完成电路设计。
3.1任务和技能分解
大学教学过程的特点是理论知识学习循序渐进的过程，所以利用4C/ID模型有别于企业生产和短程培训，对于4C/ID模型在教学中的应用，不能死搬硬套，要灵活使用，与传统教学模式相辅相成，取长补短，不能完全摒弃传统教学模式。课程教学起始给学生下发一个完整的产品设计样例，并附带了详细的工程师设计步骤与过程。和学生一起分析样例，引导学生进行角色转变，从工程设计的角度分解设计任务和所需技能，对任务进行分类，排序，通过这个环节目的是要学生了解学习该课程应该做些什么，做到什么程度。有了案例分析铺垫以后，给学生一个相似的完整任务，例如，给学生提出要求完成的一个整体任务即实践课程任务是“汽车尾灯控制电路”的产品设计，参照下发给学生的设计样例对设计过程进行详细分解。该任务包括开关控制电路，显示、驱动电路，译码电路，计数器，最后任务整合组成尾灯控制。
3.2构成子技能涉及相关知识分析
分解任务和子技能后，需要将理论知识和任务挂靠，确定完成任务所需的认知策略，描述每个非重复性子技能的心智模式。教学采取让学生读懂课本目录的方式，查找子技能所需知识对照内容所在目录，记录目录所在章节需掌握的理论知识，包括概念、原则、电路原理及需达到程度。在这一过程中并不局限于是采取再用性构成技能分析方法还是采用非再用性构成技能分析方法，只要最终促进学生建立认知图式，实现认知图式达到自动化，能够明白学习完每章节自己必须具备的技能，或者说完成每一任务需要的知识点所在即可。从而建立了一个描述解决问题的模型。上述案例中控制电路分解后要给学生分析讲解每部分对应的知识点所在章节，也就是分析对应章节知识点学习后要完成的任务。要完成电路设计首先要具备逻辑门电路及集成芯片的工作原理认知，这部分内容在教材第一章到第三章系统学习（选用教材是阎石主编《数字电子技术》），其它子任务在教材中对应着单独章节讲解，例如，译码电路设计直接对应着独立章节，讲解译码器74ls138集成芯片的工作原理及应用。
3.3任务合成及完整作品呈现
经过任务分解以及部分任务的完成后，理论知识循序渐进地融进实践中，而所有前序设计数据和电路或程序都在虚拟环境保存，接下来就可以依据案例要求将所有任务合成，实现完整作品呈现。这个过程使学生将知识、技能和态度综合一体，理论知识精致化、整体化，厚书读薄，将知识转换为技能的一个提升。个人认为要在现时代立足，一个应用性大学必须能够培养出时代需要的人才，现时代不再像十年前只要是一个有理论知识的人就有足够时间让他经过社会的洗礼成熟，而是踏出大学校门的那一刻他必须有能力将理论知识转换为社会效益，这是教改的原因和目的,也是时代对现代大学提出的新要求。
4结束语
4C/ID模型在国外早已广泛应用，不过主要还是用在企业短程培训中，在高校教学中使用该模式还处于探索阶段。经过实践检验，4C/ID模型在“大学电子技术”实践教学中的灵活使用，效果显著：
（1）改变了传统教学理论与实际相脱离的现象，传统教学学生概念原理烂熟，但实验时一头雾水。采用了复杂认知技能学习后，将理论学习融入实践中，学习不只为考试，主要为掌握技能，利用知识解决实际问题的能力。当代大学生必须具备将理论知识转换为实际生产技能的能力，以前这个环节是社会完成的，现在移交给了大学，这也要求我们的培养目标做相应地转变。
电磁学论文范文2
我校模拟电子技术实验室一直使用的是用世行贷款购买的THM－6型模拟电路实验平台。该产品比较适合非电类学生使用，对于电类的学生，其测试验证性实验模块就稍显简单。并且，随着实验教学内容的不断改进和完善，原厂所提供的实验教学模块越来越不适应现在的实验教学需求。在实验过程中，几乎所有的实验内容都需要学生在面包板上搭接实验电路。在实验平台上，用到的只有电源、直流信号源和手调电位器。并且，由于使用时间过长，实验平台已经老化，电源部分损坏率较高，手调电位器接触不良的问题频繁出现，已经严重影响到学生做实验的情绪和进度，现急需更换一种新的实验教学平台。在模拟电子技术实验课上，大多数学生第一次接触到面包板，认识和熟悉使用面包板的过程会相对较慢，头几次实验，学生在面包板上搭错实验电路的问题普遍存在。再加上配套的实验仪器也都是刚刚接触，学生还没有达到熟练使用的程度，让学生自己用实验仪器在面包板上纠错非常困难。很多学生因找不到出错原因，就重新搭接实验电路，结果造成一部分学生整个实验过程就是不停地搭电路、拆电路、再搭电路，再拆电路……这部分学生做完实验，除了知道自己实验电路搭错了，其他几乎没有任何收获，实验效率极低。这种完全靠学生自己在面包板上搭接实验电路的教学方式需要改变。尤其是头几次实验，应该用一些相对简便的实验教学方式，引导学生认识并熟悉使用实验仪器和面包板，教会学生基本的电路纠错方法，激发出学生喜欢做实验的热情，在实验过程中逐步引导学生，帮助学生逐步过渡到自己在面包板上实现相对复杂的实验电路。
2市场上模拟电子技术实验平台的现状
由于教学仪器和设备的生产厂家对高校学生的学习状况、实验教学过程、实验教学需求等并不十分了解，在生产制造实验用教学平台时，只注重传统的实验教学内容和教学方法，对近几年的教改内容并不十分熟悉。目前市场上各仪器设备厂家所提供的模拟电子技术实验平台不能完全满足当今实验教学的要求。并且，随着教学改革的不断深入，市场现有模拟电子技术实验平台的使用率会逐年降低，花费大量的资金购买现有模拟电子技术实验平台势必会造成某种程度上的资源浪费。市场上现有模拟电子技术实验平台普遍存在的问题是:以测试验证性实验为主，实验项目比较固定，大多是传统的实验项目。实验用器件比较单一，出厂前都已经设定好，不允许学生自己做元器件的增减或替换，一块实验模板对应一个实验项目。实验内容单一，实验方式的灵活性不够，直接导致某些能引起学生实验兴趣的实验项目无法开设。并且市场上所能买到的模拟电子技术实验平台，实验器件大多封装在实验箱里。在完成实验的过程中，学生看不到真正实现实验功能的器件实物，造成实验过程与实践训练脱节。学生在实验过程中所能看到的大多是电路符号和电路图形，做实验的感觉就好像在图纸上测试实验数据，学生不能真正体会到用真实的电子元器件设计、安装实验电路的兴奋和刺激。并且，为了能让学生对实验器件有感性认识，学校还必须另外安排时间给学生做电子元器件的辨识培训，这既占用了学生有限的学习时间，同时又因为学生没有真正在实验过程中见过并使用过这些电子元器件，器件辨识培训的效果并不理想，很多学生很快就会忘掉培训内容。
3开发思路和设计准则
在实验平台开始设计之初，课题组成员专门到兄弟院校做了实地考察，将各种实验平台进行了比较，对在不同实验平台上的实验过程进行了观摩，同时和一线实验教师进行了现场交流，重点讨论实验教学过程中遇到的问题，一起探讨了对未来实验平台的设想，整理出第一手实验教学资料。课题组成员将带回来的产品图片和产品资料进行了汇总，对实验平台样品进行了剖析，对比分析了各知名厂家生产的实验平台，重点讨论现有实验平台在设计中存在的缺陷。从可靠性、耐用性、可扩展性、产品成本和使用效率等多个角度出发，经多次集体讨论修改，最终确定了模拟电子技术实验平台的研发方案。实验平台的设计，必须将安全性和可靠性放在首位。为了增强学生对电子元器件的感性认识，课题组决定，在此次设计的实验平台上，所有电子元器件都安装在外面，保证学生在实验的过程中能直观地看到自己是用哪些电子元器件完成设计任务的。这种产品设计方案对电路设计的安全性提出了更高的要求。在设计电路时，必须将安全问题渗透到每个实验项目、每个实验细节。设想学生在实验过程中可能出现的操作失误，设想这些失误会造成哪些过流或过压的安全隐患，在适当的位置，加上电路保护器件，这样可以大大减少学生在实验过程中所浪费的无效实验时间，同时安全可靠性的提高，也简化了实验教师对实验平台的维修维护工作。在安全可靠的基础上，实验平台还应具有一定的灵活性。其灵活性表现在实验内容的多样性和实验器件的可替换性。此次实验平台的设计原则之一是保证每一个实验项目可以提供多种不同的实验电路供学生选择，方便学生在相同的实验时间里完成不同的实验内容，这样不仅有利于提高实验平台的利用率，同时也减轻了实验教师的课前准备时间。实验内容的多样性，也符合层次化教学培养目标的要求，改进了实验教学方法，提高了学生做实验的效率。创新应从细微处开始，在实验内容设置上，保留了经典的实验项目，扩展了设计性实验内容，注重单元电路与系统的融合，重视各模块之间的衔接和匹配。把实验过程中一些小的细节渗透到每个实验电路中。在经典实验项目基础上，增设了设计提高性实验项目。在实验内容中，强化电路的原理，让学生根据实验电路原理设计扩展功能和细化功能，设定除主要元器件之外其他各元件的电路参数，制定符合电路要求的实验方法并测试。给学生在实验过程中提供了更加灵活方便的实验条件，让学生把时间和精力都用在电路设计、实验过程、实验方法、仪器仪表的使用、实验数据的测试、对比和分析上，以提高学生的实践技能。
4实验平台的研究成果
4．1电源部分
出于安全考虑，市场上所能购买到的模拟电路实验平台的电源电路:变压、整流、滤波、保护、去耦等都封装在机箱里面，学生所能看到的只有交流220V输入电源线、直流输出电源接口、电源指示灯和电源开关。学生对电源电路的设计没有感性认识，甚至很多学生认为电源电路很简单，用电阻分压就可以实现。本次教改设计实验平台时，将整个电源电路全都暴露给学生，让学生清楚的看到自己在实验过程中所用的电源是怎么实现的，让学生直观地认识到使用电源应该注意哪些问题，帮助学生理解在设计电源电路时保护电路的重要性，同时也教会学生在使用电源的过程中，通过指示灯和表头发现并判断问题所在，帮助学生在实验过程中学习维护实验设备的基本常识，从细微处学习，积累实践经验。为了能做到电源变压器外置，让学生能直观地看到整个电源电路的设计，前提是必须保证学生在用电方面的安全。在设计电源电路的过程中，课题组成员花费了大量的时间在市场上调研，最后确定选用北京新创四方电子有限公司生产的兵字牌全封闭环氧灌封板载电源变压器，该系列电源变压器采用绝缘灌封的方式，采用双层绝缘，PPT外壳的绝缘电压符合外置变压器的用电安全要求，同时解决了电源变压器外置和保证学生用电安全的问题。
4．2基础实验部分
在市场上所能购买到的实验平台上，基础实验部分大多采用模块化设计结构，即一个实验模块对应一个实验项目，模块上的实验器件不可以更换，除了可以用电位器调节静态工作点外，学生在实验过程中可以自由选择的实验器件几乎没有，这势必会造成在同一次实验课上，所有学生使用的是一种实验模块，做的是相同的实验内容，测试出来的实验数据也基本一样。对学生来说，这种实验方式，缺乏新鲜感，更没有挑战性，很难激发出学生做实验的热情，更难以实现层次化培养的教学目标。新设计的实验平台，在实验内容的一致性方面做了重大调整。在实验平台上，只提供给学生最基本的实验器件，学生需要自己补充选择一部分实验器件才能完成实验。比如单管放大实验，实验台上只给学生提供一个晶体管和四个固定电阻，学生需要另外选择一个电位器才能完成最基本的基极分压式单管放大电路静态工作点的设置实验，同时还需要学生另外选择交流器件，设计不同的交流放大通路:共发射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路，最后完成全部实验内容。这样设计实验的好处是:在一个实验环节里，给学生设置了多个不同的实验内容，实现了实验内容的多样性。同时也保证了实验技能相对较好的学生可以利用剩余的实验时间，完成扩展的实验内容，以实现层次化培养的教学目标。
4．3设计提高实验
本次设计的实验平台，注重采用传统实验平台上很难见到、并且学生平时也很少有机会使用的贴片封装器件，如贴片封装的电阻、二极管、MOS管，让学生有机会认识这些器件。各单元模块都采用开放式设计结构，增加接口电路，注重各模块之间的级联和匹配，提高设计性实验内容的比重。让学生进到实验室，一下子见到很多以前没有见过的实验器件，首先会异常兴奋，充满好奇心，带着新鲜感去完成实验。为了能更好地贴近实际应用，激发学生学习的热情，在本次设计的实验平台上，还增设了多个传感器接口电路，如称重传感器小信号的检测与放大，室内光强变化的检测与控制，环境温度变化的检测与控制，障碍物的检测与判断等多种模拟传感器检测电路，让学生在实验室里就能直观地体验到在学校所学到的理论知识与实际应用有着紧密的联系，以激发学生做实验的热情，同时帮助学生初步建立起系统设计的观念。
5结语
电磁学论文范文3
关键词:磁性材料;分子磁学;学科交叉
磁学本身不是新的研究领域,自古就是物理学的一个主要分支.我国古代就对磁性材料进行研究与应用.随着人们对磁学研究的深入,磁学理论不断完善并逐渐从物理学科向其他学科渗透,如生命磁学[1]、环境磁学[2]、医学磁学[3]、地球磁学[4]等一系列交叉学科,开拓出包罗万象的科学生长点.早在20世纪初,磁学就进入到化学领域.当时科学家意识到物质的磁性与物质结构之间存在着密不可分的关系,构成物质的原子内部以及原子核自旋、电子围绕原子旋转都会产生磁场,因此所有物质都存在磁现象.化学的研究对象也是分子和原子,是在微观层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律,进而创造新物质的科学.化学和磁学都以微观物质和微观粒子为研究对象,因此,磁学与化学相互融合,形成一个新兴的交叉科学———磁化学.
1磁学在化学领域中的发展
1977年诺贝尔物理奖得主约翰哈斯布鲁克范弗累克(JohnHasbrouchvanVeckl)把物质的磁学性质与原子的结构相联系,通过量子力学对化学元素的单个原子的磁性进行了精确的解释,从而形成现代磁学.自此后,磁学与化学紧密结合在一起,形成了一个丰富多彩、引人入胜的研究领域———磁化学[5].经过化学家们数十年的努力,磁化学领域取得了丰厚的成果,逐步形成无机磁化学、有机磁化学、环境磁化学、高分子磁化学等多个子学科,促进化学学科整体的发展.
2磁学在化学专业教学中的现状
我国的高校,本科生基本按照各自的或职业方向培养,从而导致学生的知识结构和知识视野比较狭窄,对其他专业的了解几乎处于隔行如隔山的状态,很不利于学生对今后工作的适应与发展.由于磁学是从物理学科渗透到化学专业中,受到专业的局限,虽然在20世纪八、九十年代时,已经把磁学作为教学的一部分编入化学专业的教学大纲中,但常常把磁学和电学合并在一起,作为物理化学的一个小分支在教学中一带而过,而且电磁学的教学偏重于物理,缺乏化学的相关知识和专业特色.因此,改革化学专业的磁学教学,增加近年来的研究成果是非常必要的.
3化学专业磁学授课内容改革
首先,化学学科的发展需要保持活力和可持续性,其教学应与时俱进,从知识结构上增加科学研究前沿性理论.近年来,在材料科学及生命科学的推动下,以开壳层分子及开壳层分子聚集体的磁性质为研究对象的分子磁学,成为诸多学科的最为活跃的前沿研究领域之一[6].因此将分子磁学理论编写入化学专业的教学大纲,使化学专业的学生在本科阶段接触到磁耦合、磁有序、磁驰豫等具有化学专业特色的新知识,开拓学生的视野.其次,磁学离不开电学.电磁学一直作为物理化学课程的一部分,理论知识偏向物理学科.而近年来超导材料的合成与制备成为化学领域的热点,保留电磁学知识也是有必要的,在课程体系上利用原有的电磁学经典教学内容,使学生了解电磁学的基础知识,再深入浅出讲授低温电磁学的知识,特别是超导材料的特性、合成与制备、应用与前景等与化学专业息息相关的理论知识,让学生在本科阶段接触到学科国际前沿,对学生今后的工作或深造有着重要意义.
4磁学实验课的教学内容改革
实验教学是深化知识和综合能力的重要途径,能更好地提高大学生的实验设计和动手操作能力,培养全面发展、各方面更具竞争力的创新型人才.充分研讨现有课程实验体系后,将磁学性质测量仪器、测试手段以及表征方法补充到实验教学中,使化学专业的学生在本科阶段接触先进的实验手段,培养学生的创新意识.磁学实验教学的仪器要根据高校设备配置情况,将科研中使用的大型磁学测试设备的空余机时分配给教学,或制作简单的教学测试仪,满足本科生磁学实验教学的需要.
4．1磁学性质测试
近10年来,磁学性质测量方法广泛应用于化学专业,随着超导量子干涉仪(SQUID)在化学学科中推广和使用,磁学性质测量方法成为磁性材料性质分析的重要手段.由于教学远远落后于科学研究,使得化学专业没有开设相应的磁学实验课程,学生对磁学性质测量以及分析方法等知识相对陌生.因此,有必要增加磁学性质分析中常用的几种测试方法,如变温磁化率测试、磁滞回线测试等实验课程,帮助学生理解和掌握相关知识.
4．1．1直流变温磁化率测试
直流变温磁化率测试(见图2)[7]是磁学性质分析中应用最广的一种测试方法,通过冻结磁性分子前不施加外磁场(零场冷却变温测试ZFC)和冻结前施加外磁场(场冷却变温测试FC)的2组磁化率数据的对比,判定磁性材料的磁性分类(铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性、抗磁性).
4．1．2交流变温磁化率测试
交流变温磁化率测试常应用于长程有序的磁性材料的分析.在变化温度的同时给磁性材料施加不同的频率.在同一测试温度和外加磁场条件下,长程有序的磁性材料的磁化率随交流频率的大小呈现出有规律
4．1．3磁滞回线测试
磁滞回线测试(见图4)[9]是在恒定温度的测试条件下有规律地变化外加磁场强度,测定磁性材料对外场磁场的感应.对于强磁性材料———铁磁和亚铁磁其变场磁化率曲线会出现磁滞现象.通过对磁滞回线的分析,可得到磁性材料的饱和磁化强度、矫顽力等信息。
4．2自制磁测量综合教学实验装置
目前,磁学性质测量最精准的仪器是超导量子干涉仪(SQUID),由于价格在300万元以上,对于大多数高校来说,即使有条件购置此类大型设备也无法让每个本科生上机操作.为满足磁学教学的需要,可自制简单的磁学测试装置.1999年,华中理工大学电子科学与技术系的刘玳珩等人为94和95级本科生搭建的磁测量装置(见图5)[10],简单可行,比较适合大多数高校的本科生实验教学。
4．3低温电磁学测试实验教学
经典的电磁学课程讲授的理论多为宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的知识,实验设备简单易寻,因此实验课也丰富多彩.但低温设备非常昂贵,动辄上百万,一般的高校很难为教学配备如此贵重的仪器.因此可以在常温实验设备,如电阻、霍尔效应、I—V曲线等测试平台上加装液氮杜瓦等简单的低温装置,进行实验教学.如条件允许,学校配有物理性质测量系统(PPMS)[11]或带有电学测试插杆的超导量子干涉仪(SQUID)等大型低温电磁学测试仪器,在条件允许的情况下可安排实验教学演示实验,培养学生对低温电磁学的兴趣,有利于学生在本科论文期间从事这方面的研究.
5结语
针对近十几年来的磁学与化学专业融合并迅猛发展的形势,磁学课程的教学应紧跟学科研究的步伐进行改革和探索.化学专业的磁学教学应与时俱进,将近年来的科研成果引入教学大纲,紧跟化学学科研究的热点和前沿生长点,努力使教学适应社会和科学研究需求,为社会培养具有创新思维和综合能力强的新型化学专业人才.
参考文献(References)
[1]吴本玠．生物磁学与生物电磁学[J]．科技导报,1992,10(2):23G26．
[2]彭杰．磁化率等环境磁学及应用介绍[J]．中山大学研究生学刊(自然科学与医学版),2015(4):1G6．
[3]吕柄江,赵小杰,姚力,等．实时功能磁共振成像及其应用[J]．科学通报,2014,59(2):195G209．
[4]李国栋．2004—2005年磁学和磁性材料新进展[J]．磁性材料及器件,2006,37(2):1G4．
电磁学论文范文4
1.1教学内容和授课计划针对专业性不强
大学物理学作为一门专业基础课，人们更多地强调它的基础性、系统性，重视概念、原理、定律推导和数学公式的表达，忽视了不同专业学生对大学物理内容的不同需求。从而导致在大学物理教学过程中按照多年来形成的固定模式，对不同专业的学生采用统一的教学大纲和同一个授课计划。大部分地方院校大学物理内容以经典物理为主，近现代物理内容所占比例较少，有的院校甚至不讲近代物理。而实际上以量子力学和相对论为支柱的近现代物理是现代科技的先导。大部分大学生以后将在高新技术领域工作，肩负着国家未来科技发展的重任，他们不能不学习近现代物理的内容。教学内容没有和学生的专业需求紧密联系起来，没有用发展的观点来选择、组织传统物理教学内容，导致物理教学与时展、科技进步脱节。这种对各专业和学科不加区分的课程设置，导致学生无法体会大学物理与自身专业的密切联系，从而很难激发学生的学习兴趣。
1.2教学内容宽泛
大多数院校的培养计划不断增加专业课和专业实践课的学时，压缩大学物理的学时。而大学物理教学内容不变，从而导致学生难以在如此短的时间内消化和吸收新知识。并且不同理工科专业的大学物理课时都一样，这样就造成了为了完成教学大纲规定的全部内容，教师往往挑拣考试的内容讲，只重视物理结论定律，很难对知识点的应用进行详细地展开和深入地剖析。因此，如何利用最少的课时，讲解更多的对学生专业有帮助的教学内容，以及如何处理好本学科知识与后续专业课知识衔接等问题，对大学物理教学提出了严峻的挑战。
1.3考评方式单一
绝大部分普通院校对大学物理学的考核手段非常单一，就是简单地采用期末考试成绩为主（占总成绩的80%），出勤率及课后作业完成情况（占总成绩的20%）为辅的考核方式。大多数院校都是进行统考统评，老师上课时为了应付考试对一些与学生专业知识相关但又不考试的内容不敢深入讲，学生也是处于考试压力之下被动学习。这种单一的考评方式并不能真正地反应一个学生对知识的掌握和应用程度。大多数期末考试题一般都是填空、选择和计算题，其中计算题占分较重，这种考核方式最终把学生导向用记概念公式、背定理定律的学习方式来学学物理课程。另外，有的院校甚至还规定了期末考试及格率的底线，如果及格率低于所规定的低线，学校将问责任课教师，所以教师为了提高及格率尽可能的降低考试要求，甚至于出现老师给学生划重点，学生背试卷考试的不良现象。
2分专业进行大学物理教学的必要性
洛阳理工学院是一所新建的理工本科院校，几乎所有理工科专业都开设大学物理课程，所有开设大学物理课程的专业都严格按照大学物理的框架体系，统一的教学大纲和授课计划组织教学，教学效果并不理想。学生的物理基础参差不齐，不同专业的学生对大学物理学的内容需求差异比较大。在这种情况下，按照统一的教学大纲和教学计划，对各个专业不加区分地进行教学，会导致学生对大学物理与自身专业的联系体会不深，无法激起学习兴趣。因此，为了突出专业特色、加大专业的针对性，使大学物理更好地为专业课的学习服务，实行按专业分类教学是十分必要的。
3大学物理分专业教学的几点建议
针对以上大学物理教学过程中出现的问题，笔者将结合不同的专业特色提出以下几点建议。
3.1结合不同专业特色修改完善教学大纲
不同的专业有不同的培养目标，学生毕业就业方向也不尽相 同。他们对大学物理的需求肯定不一样。而且不同的院校有各自不同的专业服务定位，也有各自不同的专业特色。比如洛阳理工学院服务面向定位就是“立足洛阳，面向河南，服务地方，服务行业”。该校的特色专业有无机非金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、自动化、计算机科学与技术和土木工程等。根据这些不同的专业、不同的培养目标应该制定不同的教学大纲。可以将这些专业根据对大学物理需求的高低分成三类：无机非金属材料工程、材料物理、金属材料工程、自动化和电气工程及其自动化专业归为一类，这一类对大学物理要求比较高，后继专业课的学习与物理知识联系紧密，且物理学所培养的思维方式，对于他们来说也非常重要。包括力学、热学、光学、电磁学和近代物理，各部分内容讲解比较详细，教学学时应不少于128学时。为这些专业的学生打下坚实的物理基础，提高他们利用科学的思维方法分析、解决问题的能力。而对于机械设计制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、材料成型及控制工程、过程装备与控制工程、计算机控制技术、通信工程和计算机科学与技术专业可以分为一类，教学学时可以控制在96学时。在教学过程中针对专业特点，可以减少相应的内容，对与学生专业结合紧密、学生需要的物理学内容要有所侧重，并加强近代物理及物理知识在生产、生活、科学技术应用等方面的内容。对于这些专业的学生来说，由于有了侧重点，可以使他们体会大学物理课程与自身专业的联系，激发学习兴趣，为后续专业课学习打下良好的物理基础。对于大学物理要求不高的高分子材料与工程、土木工程、建筑环境与能源应用工程等专业可以开设64学时。在教学中加强应用性和趣味性的内容，侧重物理规律内在的联系性、物理体系的严密性，侧重对物理现象的描述而弱化具体解题的过程，注重培养学生科学思维素养和理论联系实际能力。
3.2针对不同专业适当调整教学内容、制定不同的授课计划
任课教师在制订授课计划时，应与所教专业学科教师和学生进行座谈，详细了解所教学科专业后续课程及学生在以后工作和学习过程中对大学物理知识的需求，为各专业订制不同的教学内容体系，使大学物理的基础性和实用性充分扩展到学生求学和工作的整个过程中。在授课过程中，任课教师应将一些技术应用方面的知识纳入到教学内容中。让学生切身体会到学学物理的作用，从而培养他们学学物理的兴趣。现实中大学物理课时开设不足，可以在在开设大学物理课程时根据不同专业对物理知识的需求，教学内容有所侧重。如土木工程和机械类等专业，他们对力学要求比较高，对热学、光学和电磁学要求就相对低一些。任课老师在讲授时就应该侧重力学部分，尤其是刚体力学，对光学、电磁学的知识可以少讲。而对于计算机与电子信息类等专业，他们对电磁学、光学要求比较高。任课老师在制定授课计划时就应该侧重电磁学、光学部分，还要将近代物理知识，尤其是半导体物理贯穿到课堂教学过程中，这些专业需求比较低的力学和热学部分可以少讲。对于材料类专业，这部分专业的学生对热学、电磁学、光学和近代物理要求比较高，对质点运动和动力学要求就相对低一些。老师在讲授时就应该侧重热学、电磁学、光学和近代物理部分。此外，教师在讲课的过程中还可以考虑压缩经典物理教学内容，增加近代物理的知识传授，精简与中学物理相同的内容并加深与现代科技、现代物理知识相关的内容，这样即可以扩大学生的科学视野，又可以提高学生的综合应用能力和学习兴趣。
3.3改变单一的考核方式
大学物理课程是培养大学生基本的科学素质和科学分析、解决问题的能力，为学生进一步学习后续专业知识、掌握工程技术以及今后知识更新打下必要的物理学基础。所以对于大学物理的考核，可以改变以往的重期末考试成绩的方式。甚至可以把大学物理课改成考查课来进行考核，而不是全校统一进行考试。考核时加大平时成绩的比例，但平时成绩不能只看学生出勤情况，还要将学生完成作业情况、课堂回答问题情况和分析解决工程应用中的与物理相关的问题考虑在内，使平时成绩能对学生学习过程起到督促作用。根据以上制定的三类教学大纲和相应的授课计划分专业进行考核：对大学物理要求比较高，后继专业课的学习与物理知识联系紧密的材料和电子信息类专业可以采用期末考试和平时成绩相结合的方式，而对于大学物理要求不高的高分子材料与工程、土木工程、建筑环境与能源应用工程等专业可以采用考查的考核方式。虽然是考查课，但同样可以培养学生对所学知识的综合运用能力。比如，可以考虑让学生设计跟自己专业相关的课程论文，或者利用所学大学物理知识解释与本专业紧密相关一些物理现象。这样既可以把大学物理知识与学生的专业知识紧密地结合在一起，同学们也会从内心觉得学学物理对自己有很大帮助。
4结束语
电磁学论文范文5
大学物理实验是高等院校理工科专业开设的全面系统的必修课，课程独立设置，其任务是通过实验培养学生发现、分析和解决物理问题的能力，让学生系统地掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。通过该门课程的教学，不仅要加强学生实验技能训练，培养学生的实际动手能力，对实验数据的处理及综合分析能力，更主要是培养学生分析问题和解决问题的能力，科学思维和创新意识，这些都是服务地方经济建设和社会发展所需应用型人才必须具备的素质和能力。目前大学物理实验课程已经独立设课，但是实验内容仍然按照理论课体系来编写，分为力学实验、热学实验、电磁学实验和光学实验四部分。这样安排大学物理实验课程，只是考虑了物理学的理论体系，没有充分考虑不同专业学生的学科特点和专业背景。只注重对物理原理的讲解和学生动手操作能力培养，忽略了学生处理数据，分析误差等综合能力培养。实验教学方式通常是先由教师讲解实验原理、实验步骤、仪器的使用及注意事项等，然后由学生按照实验的步骤，操作实验仪器进行实验和实验数据的记录，课后进行数据处理和误差分析，最后完成实验报告。期末实验的考核，主要依据是最后完成得实验报告。显然，这种教学方式注重实验由易到难、循序渐进，保证了学生掌握基础实验知识和技能，但却忽略开设设计性和研究性实验对学生综合设计能力和创新意识的培养。结果导致学生只能按照实验步骤完成实验各项内容，达不到提高学生创新意识、分析问题和解决问题的能力，培养应用型人才的真正目的。另一方面，扩招制度下的生源素质下降，课程学时量的不断削减。因此，我们有必要打破原有的教学模式和教学观念，改革现有教学内容、教学方法和考核方式，使教学满足应用型才培养的需要。
2大学物理实验改革举措
2.1建立分层次教学体系
培养地方社会发展和经济建设所需要的高素质应用型人才，需要整合大学物理实验的实验内容，改革课程体系，基于专业需求，建立了分层次大学物理实验教学体系。基础性实验主要训练学生实验技能，培养学生实际动手能力，和处理数据的综合能力，教学对象为各专业学生。基础性实验包括长度和密度的测量、示波器和电位计调节与使用及分光计的调节等实验。综合性实验是在基础性实验的基础上，把力学、热学、电磁学、光学的有关知识或测量仪器综合加以应用，以综合实验能力锻炼为目标，教学对象为理、工类各专业学生。综合性实验能够提高学生的综合素质和操作能力，为今后的设计性实验和研究性实验打下基础。设计性和研究性实验教学对象为物理、电子信息科学与技术各专业学生，内容为融合各分支学科和交叉学科的综合创新性实验。
2.2与毕业设计相结合
培养高素质应用型人才，不仅需要完善科学的课程体系，合理的实验内容，还需要为应用型人才的培养多创造实践和锻炼的机会。将大学物理设计性和研究性实验项目作为学生的毕业设计内容或者把大学物理实验室作为完成毕业设计平台。为完成毕业设计的各专业学生开放实验室，学生自主选择实验设备，在教师的指导下完成设计性或研究性实验内容。与毕业设计相结合可分为两种类型，一是先给定某种主要仪器设备，让学生根据已知原理，拟定实验方案，选择和组装实验所需仪器，完成某一物理量的测量。二是给定一个新的实验项目，让学生根据所学知识，自拟实验方案，自选实验仪器，自己组装线路和设备，完成实验项目所提要求。按照以上类型完成实验后、根据实验撰写相关毕业论文，从而培养学生的分析解决问题能力和创新能力。
2.3搭建对外服务窗口
利用大学物理力、热、光及电实验室仪器设备，结合实验教学改革的理念，积极鼓励学生参加全国性大学生科技创新类竞赛，使得学生在准备比赛中动手能力得到锻炼，创新意识得以提高。把物理实验实验中心作为培训周边中学的物理教师和参加物理及相关竞赛的学生基地，提供实验理论知识，综合性、设计性及研究性实验的平台。暑期还可以组织优秀中小学生，以夏令营的形式参观实验室，开放基础性实验项目，提供力、热、光及电磁学的演示性小实验。
3结语
电磁学论文范文6
生物物理学典型教学案例的选择和构建需要一定的针对性，只有准确地把握生物类各个专业的学科内容与专业特点，才能挑选出合适的教学案例，以便让不同专业的学生能够关注到生物类专业科学知识中的物理学问题，并充分认识到大学物理知识和教学方法对生物类专业学生后期学习与研究的基础性和重要性作用。面对这样的问题，学校应注重4个主要条件的积累。首先，学校的物理学教研室通过有计划地加强生物物理学教师团队的构建，让教师团队成员都具有一定的生物学研究经历，对物理学和生物学的交叉学科亦有深刻的认识；其次，学校对公共基础课程教学实施研究生助教助学的政策，这个政策有效地缓解了因“大班上课”导致的主讲教师工作量大的问题，使得主讲教师有更多的时间进行教学改革与课程创新设计；再次，教师的授课对象应以创新实验学院、生命科学院、动物科技学院、动物医学院的生物类专业学生为主，通过将课程论文和报告引入到大学物理教学环节中，让学生最大程度地参与到教学过程中，充分展现学生的学习诉求；最后，学校要加强与相关专业教师的沟通，了解学生后续课程的教学内容以及教师的科研状况，梳理出生物类专业学生后续学习与科研工作的重点。
综合前期的调研，笔者有计划地选取了生物流体力学、生物电磁学与电磁生物学、生物声学与超声生物学、生物光子学与激光生物学、辐射生物学等5个框架性主题，对生物学中涉及到的物理知识和研究方法作了简单介绍。该部分内容已在2008年高等教育出版社版的普通高等教育“十一五”部级规划教材《大学物理学》中有所体现，并将在2013年的教材修订版中有所加强，但这部分教材内容依然强调物理学基础理论的讲授。以此为基础，任课教师根据自身的专业特长，分工合作，加强对典型案例的科学性、代表性和综合性进行考究，在研究生助教和专业学生的协助与参与下，逐渐把5大框架性主题丰富起来，这5大框架性主题主要涉及到物理学在植物科学、动物科学、动物医学和人体医学方面的应用实例。而且每个专题都要注意到研究对象和教学对象的扩展问题，每个主题都有多个可以选择的案例，方便教师在不同的专业教学中使用。
教师根据选定的案例，调整具体的教学内容与教学计划，并据此修改通用的大学物理电子教案，教案多采用PPT（含图片）和小短片的形式，力求做到短小精悍。为实现教学案例的动态更新并检查案例教学的效果，笔者有针对性地制定了与调整后的教学内容和教学计划相匹配的课后作业体系。首先，选定一些专业取向性较强的小型研究题目，考察学生独立解决专业问题的能力；其次，在以多媒体技术为主的教学环境下，采用板书和教具演示相结合的教学模式，增加教学的互动性；再次，对新的教学方法进行及时的总结和反思，并对先前选定的教学案例和教学内容作相应的改进与完善。
二、生物类专业大学物理教学典型案例库的构建
作为公共基础必修课程，大学物理的基础内容包含了力学、热学、光学、电磁学、原子物理等内容。为体现教学案例的代表性和针对性，笔者选取了生物流体力学、生物电磁学与电磁生物学、生物声学与超声生物学、生物光子学与激光生物学、辐射生物学等5个主题作详细的介绍。
（一）生物流体力学
大学力学是在高中力学知识的基础上引入高等数学来展现的，知识点上的新意性不多，生物流体力学的引入则能够让学生充分认识到力学在生物类专业中的应用。生物流体力学着重研究动植物体内生理流体的力学问题，如血液的剪切流动同血管内皮细胞的生长和形态有关，血液流动也总是同氧气和营养物质传输、生化反应及信号传导相联系，这些信号能在一定层面上反映动物个体的生理和病理状态，有助于人们了解动物生理病理，对动物的繁殖育种和增产增质具有积极意义；对于人体而言，血液和淋巴循环是最典型的生物流体力学问题，与每个人的健康生活息息相关，血液粘度的大小和其流动的类型及生理病理状态有直接的对应关系，这些介绍显然要比用简单的数学模型更有意思、更能深入人心。而液体在植物导管和筛管中的传导过程总是伴随着无机和有机营养物质的交换和贮存，对这些液体在植物中的流动及其变化规律的研究将有助于农作物的浇灌、施肥、采光等一系列生产实践，对农作物的抗旱、抗盐、抗寒、增产增质具有实际的指导意义。这些常见的生物流体力学现象极大地激发了学生的学习兴趣，有效地调动了学生的学习积极性，由此奠定了大学物理学习的良好基础。
（二）生物电磁学与电磁生物学
生物电磁学和电磁生物学是生物电磁现象的2个不同方面。首先，生物体本身就是带电体，绝大部分电荷以离子、离子基团、电偶极子的形式存在。细胞膜上的多种磷脂分子都存在离子基团或电偶极子，组成蛋白质的多种氨基酸在水中能离解形成离子基团或表现出电偶极子的特性。这些电荷的运动和相互作用使生物分子保持一定的空间构象，并行使各自特定的生物学功能。生物电磁学与电磁生物学是研究生物体的电磁特性以及在电磁场中的生物学效应的一门边缘科学。从电学介质的角度来看，生物物质或生物体具有电阻、容抗和感抗3大特性。采用生物电阻抗检测技术，可以监测水果的采后生理情况，在水果的非破坏性监测中具有重要意义；同样该技术还可用于研究作物叶片在不同逆境胁迫条件下的阻抗特性，其结果可作为筛选抗逆作物品种的参考。分子与细胞电泳技术的设计原理则能够让学生真正认识、理解和分析细胞、分子电泳的实验结果，能够根据实验结果有效地改进实验设计和数据采集模式，也能对细胞和分子的电学特性有更直观的了解和深层认识。关于电磁场的生物学效应问题是另一个激发学生学习兴趣的突破口，它主要涉及到植物光合作用过程中的光捕获、电子传递、自由基活动、蛋白质活性、生物膜通透性变化等多方面的基础研究。这些材料的引入能让学生直观地感受到电磁场的作用是无处不在的，使得不易理解的电磁规律变得形象、学生的注意力变得高度集中。
（三）生物声学与超声生物学
声波作为机械波，是典型的纵波，相关的基础理论在大学物理学习甚至在物理学专业的学习中一直不是重点。如果教师只局限于介绍振动和波动的概念，学生将不会产生兴趣。但如果教师从“昆虫的鸣叫”“植物也能享受音乐”“不同动物对地震波的感知”“次声与晕车”等声学实例介绍入手，很容易调动起学生学习的积极性。基于学校的专业特点，笔者结合自身的研究经历，向学生介绍了仓储昆虫音频检测装置的研发过程，包括装置研发的科学意义、实验设计原理、实验的困惑和误区、试验成功的经验等，让学生认识到声学在农业生物学应用上的重要性。另外，笔者从超声入手，向学生介绍超声检测（如B超）、超声治疗（超声手术、声动力学疗法）、超声清洗／杀菌等知识在生物学中的应用，有效地吸引了学生的注意力。这些生活常识、生产经验与研究成果在现象上都与学生的专业背景有较好的匹配，在物理机理上又与机械波的物理特性有密切的联系，通过生物声学和超声生物学的介绍，学生对机械波的产生、传播及其与介质的相互作用的理解得到了进一步强化，也为学生后继光学部分的学习做了良好的铺垫。
（四）生物光子学与激光生物学
由于波动光学的许多基本概念与原理都来自电磁学、机械振动与波动，所以笔者可将教学重点转向光的吸收、散射、色散和偏振。光的这些特性在生物学研究中具有广泛的应用，因此笔者首先从介绍光与物质相互作用的光生物学和现代光学技术的生物学应用实例入手，让学生感觉到自己离光学很近，然后向学生介绍二者所包含的物理学基础知识，让学生学会从现象看本质的学习方法，调动学生的学习积极性和主动性。除了激光外，在光学领域最引人入胜的就要数同步辐射光源，目前绝大部分的蛋白结构的解析都是在同步辐射光源上进行的，而相关的结构生物学研究在植物学、动物学、动物医学、人体医学、药学研究领域有丰富的应用实例。笔者结合自己的研究经历，向学生详细介绍了同步辐射的基本原理、实验设计、安全设施、工作模式等，并在课后让具有同步辐射工作经验的研究生助教对学生的问题进行解答，让学生深刻认识到团队合作的重要性以及当前所学知识的先进性与实用性。
（五）辐射生物学
辐射广泛存在于人们的工作与生活环境中，对人类的生产、生活有着巨大的影响。这种影响总是包含有利和危害2个方面，对于有利的方面，人们一直在尝试利用它来造福人类；而对于危害的方面，人们总在设法规避伤害。因此，笔者认为对于二者的了解将有助于人类合理使用辐射资源。如利用同位素示踪原子技术研究农作物生产过程中营养物质的合成、运输、贮存和代谢的路径，这将对作物生产过程中的环节进行人为控制，以保证粮食的安全和质量。另外，辐射育种技术是实际的农业生产中应用最广泛的辐射生物学技术，该技术可以用于农作物的品种改良。当前我国的载人航天事业正在如火如荼地进行着，但其实航天员无时无刻都要面临辐射的威胁，如果我们对太空的辐射环境没有足够了解，对航天员没有做好辐射防护，那将会对航天员的身体造成巨大的伤害。这些事例非常贴近学生的信息圈，也是当前社会讨论的热点问题，容易引起学生的关注。
三、生物类专业大学物理教学典型案例库的使用效果
在教学过程中构建案例库和实施案例教学是2个相辅相成的过程，要进行案例教学首先得构建一定数量和质量的案例素材。目前笔者的教学案例由过去的50余条增加为200余条，这使笔者有足够的案例来进行更具专业针对性的案例教学。学生参与教学过程的积极性和主动性得到了大幅度提高，学生也在尝试利用大学物理所学知识进行一些创新实验研究，已申请相关的试验计划20余项。典型教学案例的构建和案例教学法的实施，有效地促进了教学团队的建设。因为每位团队成员的专业研究方向和兴趣点不一样，所以采取分工合作的方式制作生物物理学案例、实施团队分章节授课，这样使得案例教学显得更为专业、生动，导向性更科学。随着案例教学的逐步开展，案例库已初步成型，以“引入生物物理知识构建生物类专业大学物理课程教学典型案例库”为题的教改项目已经获得2011年度西北农林科技大学校级教学改革项目的支持，同时构建的案例库也将以光盘资料的方式随新版的高教社《大学物理学》教材一同出版发行。随着案例库构建和教学团队建设的成功，笔者已经尝试把团队授课的案例教学模式推广到全校。在参与的几次全国性教改会议上，交流了我们的研究成果，得到了广泛的认可。
四、总结
电磁学论文范文7
为了实现构建物理实验创新教育体系，在对我校物理实验创新特点调查问卷的基础上，对物理实验创新教育的原始动机有了初步的认识，新鲜事物的尝试、满足感、重视收获、表现才干、奖励刺激，这五种因素是创新最基本的原动力，希望能进一步在学习因素的关联度上有进一步研究。
关键词：
大数据；物理实验；创新教育
1概述
从东北地区现实发展看，东北地区近几年受传统发展模式的影响，面临着资源型城市主导的产业随资源衰竭而衰退。2015年在东北调研时强调，抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。不创新就要落后，创新慢了也要落后。要激发调动全社会的创新激情，持续发力，加快形成以创新为主要引领和支撑的经济体系和发展模式。基于大数据分析的物理实验创新教育，是培养服务于东北区域经济人才的重要教育模式，具有深刻的应用价值。通过大数据分析物理实验课程创新教育，对于教育者而言，有利于人才培养方案的及时调整。监测学生学习动态，是为了能让高等教育研究者有效定型学生的进行物理实验创新内在动力和外在表征。
2基于大数据视角物理实验
创新教育的学习分析现在公认的学习分析定义为：利用松散藕合的数据收集工具和分析技术，研究分析学习者学习参与、学习表现和学习过程的相关数据，进而对课程、教学和评价进行实时修正[1]。通过物理实验创新教育大数据的分析，围绕与物理实验创新教育的主体———大学生学习信息相关的数据，运用不同的分析方法和数据模型来解释这此数据，根据解释的结果来探究实验者的学习过程和情景，发现学习规律或者根据数据阐释学习者的学习表现，为其提供相应的反馈从而促进更加有效的学习。物理实验创新教育的大数据采集主要分成5个方面：物理实验创新动机、实验者的知识结构、物理实验创新项目、物理实验创新成果、物理实验创新应用。在物理实验创新动机的测量采用Amabile,Hill,Hennessey和Tighe编制的学习动机量表精心设计调查问题[2]，对大一到大四部分同学的座谈，设计了10个问题（见表1）。通过测量指标的度量采用Likert5级尺度度量法，它是由美国社会心理学家李克特于1932年在原有的总加量表基础上改进而成的。该量表由一组陈述组成，每一陈述有“非常同意”、“同意”、“不一定”、“不同意”、“非常不同意”五种回答，分别记为5、4、3、2、1，每个被调查者的态度总分就是他对各道题的回答所的分数的加总，这一总分可说明他的态度强弱或她在这一量表上的不同状态。在物理实验中心网站上调查以及在平时发放纸质问卷的方法共收集问卷763份，其中部分问卷答题不全，作为无效问卷剔除，收到有效问卷752份。从样本构成来看，男生占65.29%，女生占34.75%；从年级来看一年级占43.06%，二年级占35.47%，三年级占11.65%，四年级占9.91%。实验者的知识结构上，设计了三个层次问题：其一，物理实验的原理知识；其二，案例性知识；其三，将物理学原理应用于案例性知识。通过调查76.20%的学生认为能达到第一层次，13.43%的学生认为能达到第二层次，10.37%的学生认为能达到第三层次。在物理实验创新项目上，我们设计了复选项，把物理学科中的力学、热学、电磁学、光学、量子物理，和电子学、计算机科学、机械科学等学科。在问卷调查中，居于前三的选择是电磁学+电子学+计算机科学占43.22%，光学+电磁学+电子学占28.06%，力学+电磁学+机械科学占13.70%。物理实验创新成果上，体现形式主要分成三类：其一，以论文、设计方案、专利说明书等文献形式体现；其二，以改进实验仪器、设计制成原理级产品形式体现；其三，以商业化工业制成品体现。根据调查结果，以文献形式体现的占28.32%，以实验级产品体现的占65.43%，以商业产品体现的占6.25%。物理实验创新应用上，体现形式主要分成三类：其一，主要体现在实验项目操作方式有所不同，实验精度有所提高；其二，体现在形成创意小发明、初试样品；其三，体现在在企业技术革新中部分技术改造。根据调查结果，以实验项目形式体现的占48.80%，以创意小发明体现的占30.85%，以企业技术改造体现的占20.35%。
3物理实验创新教育的数据挖掘
通过物理实验创新教育的大数据，运用数理统计和模型构建等方法掘的技术和方法，对教育大数据进行处理和分析，通过数据建模，发现大学生物理实验学习效果与内容结构、教学资源和教授方法等变量的相关关系。整合学习者知识、动机、元认知和态度等详细信息进行学习者模型的构建，预测物理实验创新教育未来发展趋势。探索和改进包含最佳知识点设计和教学方法的领域模型。研究各种多媒。（表2）体与信息技术所提供的教学支持的有效性。通过构建包含学习者模型、领域模型和多媒体与信息技术教学策略的模型，促进物理实验在创新教育发展点上发展成一种最优的教学模式。通过Ochiia相似性系数法对物理实验创新的收集数据进行分析，计算从而将共词矩阵转换为相关矩阵在相关矩阵的基础上进一步构建相异矩阵[2]，并采用多维度尺度分析法进行分析，形成物理实验创新教育知识构建体系，从而对物理实验创新教育教学模式构建提供良好的决策指导。共词矩阵是一个相关关系矩阵,其对角线上的数据表示为某关键词出现的频次。Ochiia相似性系数法的具体计算公式为:Ochiia系数=Cpq/(Cp*Cq)1/2其中Cp和Cq分别代表关键词p和q出现的频次Cpq表示两者共同出现的频次经过统计分析我们可以得到如表3所示的。相似矩阵中的数字也称为相似系数其大小表明相应的两个特征问题之间距离耦合程度。从表3中可以看出，在新鲜事物的尝试、满足感、重视收获、表现才干、奖励刺激，这五种因素之间耦合程度较高。体现出新时代的物理实验创新教育应侧重的角度。学生特点重视自身才华的展现、强烈的好奇心、收获的愉悦感、成就的满足感，奖励的刺激感，从此五点构建物理实验创新教育体系，是适应当今教育特点的。
4结论
综上，在对我校物理实验创新特点调查问卷的基础上，对物理实验创新教育的原始动机有了初步的认识，新鲜事物的尝试、满足感、重视收获、表现才干、奖励刺激，这五种因素是创新最基本的原动力。以上研究仅是对我校物理实验创新的研究探索，希望能进一步在学习因素的关联度上有进一步研究。
参考文献
[1]徐鹏、王以宁、刘艳华等.大数据视角分析学习变革[J].远程教育杂志,2013,6.
[2]胡水星.大数据及其关键技术的教育应用实证分析[J].远程教育杂志,2015,5.
电磁学论文范文8
关键词：大学物理；工科院校；教学改革
物理学是一门重要的基础学科，它是除了数学之外一切自然科学的基础，对当今世界的科技进步起着不可替代的作用，它推动了社会的发展，人类历史上的几次重大技术革命也无不与物理学密切相关．大学物理是工科专业重要的基础课程，对于工科大学生后续专业课程的学习提供了必要的支持，对提高学生科学素养，培养学生创新意识、逻辑思维能力、工程实践能力等方面起着重要的作用．但长期以来，大学物理课程存在教学内容陈旧、教学手段单一等诸多问题，已不能适应新形势下工科专业学生的教学需求，因此，大学物理教学改革势在必行．
1大学物理课程现状与困境
目前国内高校使用的大学物理教材中经典内容（力学、热学、光学、电磁学）所占比例大多在80％以上，近代物理学所占比例较少，反映当代科技前沿的物理内容更是少见［1］，其结果导致大学物理的内容与当代科技发展脱节，学生对于物理学在现代高科技应用方面的知识较为匮乏．大学物理的经典内容过多，并且重复了中学物理的大部分内容，所以部分学生对大学物理兴趣不大，认为很多大学物理内容就是中学物理加微积分．另外，缺乏与专业相适应的教材，大学物理的教学往往与专业脱节，当然现在大学里的专业非常多，很难针对各个专业都去编写相应教材，所以如何处理好不同专业的教学内容，强化大学物理为专业服务功能是亟需解决的问题．大学物理课程属于基础课程，教师队伍以教学型为主，由于大部分教师不在科研第一线，对科技前沿动态与高新技术的应用方面不太了解，不能将物理知识与科技应用做到很好结合，无法满足工科学生的学习需求［2］．此外，大学物理教学中还存在教学手段单一、考核方式单一的问题．上述问题均是影响大学物理教学效果的重要因素，需要做相应改变，以符合大学物理教学需求．
2大学物理课程教学改革对策
2．1教学内容的调整
大学物理的教学内容应该立足经典、适当拓展，在以经典物理内容为主的前提下，对物理知识进行拓展，增加物理学前沿介绍，特别是物理学与现代高新技术方面相联系的有关内容．以相对论为例，在传统大学物理中只介绍了狭义相对论的一些最基本、最基础的简单理论知识，包括时间膨胀、动尺收缩、速度合成、质能关系式以及动量与能量关系式等．这些知识与我们的日常生活看起来关系不大，因为在宏观低速情况下狭义相对论能够退化为经典力学．那么相对论的意义何在？这是课本之外的内容需要解答的问题．比如近些年来出现的全球定位系统（GPS）就需要考虑相对论效应，这里的效应包括狭义相对论的动钟变慢效应以及广义相对论的引力钟慢效应，如果不作修正，卫星定位就不准，而且这种效应还会累积．这里面涉及到了广义相对论，所以内容可以适当拓展，不需要给出具体的理论公式、定理，我们只需要把经典力学→狭义相对论→广义相对论的发展历程、建立的基础说清楚即可．经典力学适用于宏观低速物体，当物体的运动速度增加到一定程度就需要考虑到相对论效应，这个时候经典力学就不适用了．而相对论又分为狭义相对论和广义相对论，狭义相对论和经典力学一样只适用于惯性系，但惯性系实际上是无法定义的．牛顿是基于绝对时空定义的惯性系，而根据狭义相对论，绝对时空是不存在的，所以无法定义惯性系，因此爱因斯坦就把狭义相对论建立的基础———相对性原理进行了推广，不是说物理规律在所有的惯性系都一样，而是物理规律在所有的参考系都一样，从而建立了广义相对论．再如，2015年人类首次探测到了“引力波”，这是爱因斯坦广义相对论的重要预言．在课堂上可以增加该方面内容的简要介绍，并可以据此展开讨论，引力波的未来前景会有哪些？因为我们知道电磁波当初被发现的时候并不知道如何去应用，而现在电磁波已经深入到我们生产、生活的方方面面，“引力波”也是如此，现阶段离其应用还有很长的路需要走．这些前沿知识的引入，不但拓宽了知识面，也增加了学生学习物理的兴趣．另一方面，不同专业对于大学物理内容的需求不同，在教材上很难体现，这就需要教师根据学生的专业特点，对教学内容作一些适当调整，以满足不同专业的需求．比如：机械工程专业应重点讲授经典力学；计算机专业侧重电磁学、光学，并可以在实际教学中结合电磁学、光学方面的有关知识，具体分析光盘、磁盘的读写原理以及鼠标定位的工作原理，做到理论联系实际［3］；对电磁场和微波技术专业侧重于电磁学，可以利用电磁感应、涡电流知识来讲解电磁炉等电器的工作原理［4］；光信息科学与工程专业需要侧重光学与量子力学；材料专业可以适当增加对新材料的介绍，比如近年来非常火的一种材料石墨烯，它具有优良的导电、导热和光学性能，应用前景非常广泛．随着时代的发展、科技的进步，一些新的物理知识需要补充进来，教材无法做到经常性更新，但教学内容需要做到，在讲授课本知识的同时，适当补充以及更新教学内容这是教师需要经常去做的．另外教学内容不应只讲授定理、定律，更重要的是培养学生的科学思维模式，把“大师”思维引进课堂．讲授某个理论的时候，应尽可能把该理论的发现历程介绍清楚．比如狭义相对论的发现源于爱因斯坦“追光”的思想实验，就是爱因斯坦年轻的时候曾经思考过这样一个问题，一个人追着光并跟着光一起跑会看到什么？那就会看到一个不随时间变化的波场，光好像被冻结一样，但看起来这件事情应该不会发生，所以他意识到光相对任何人都不可能静止，不管你相对于光如何运动，真空中光的速度相对于观察者都是一样的，这就是光速不变原理，再加上相对性原理，就建立了整个狭义相对论的框架，从而颠覆了传统的绝对时空观．
2．2教学手段多样化
随着现代科技的发展，多媒体教学已经成为大学物理课程教学的主流．与传统的板书比较，多媒体教学改变了传统教学的呆板和枯燥的教学模式，形象直观地展现了物理知识．多媒体教学能够做到图文并茂、声像俱佳，这是传统板书教学所无法比拟的．但是单纯的多媒体教学也有其缺陷，因为信息量过大，学生有时候很难跟上老师的思路，造成知识“消化不良”，特别是一些公式的推导、例题的分析等方面，由于节省了教师书写的过程，导致讲授速度变快，学生跟不上节奏，所以在讲授这些内容的时候，可以结合板书，使节奏降下来，给学生适当的思考时间．“多媒体＋板书”的教学手段由于兼顾两者优点越来越受到教师和学生的欢迎．此外，在教学上可以适当增加一些演示实验，通过演示实验，一方面把理论应用于实际，使学生对知识的印象更加深刻，另一方面可以活跃课堂气氛，激发学生学习物理的兴趣．同时还可以利用网络资源作为课后教学辅导手段，比如，可以建立QQ群，利用QQ群来解答学生提出的问题，也可以在里面进行讨论．还可以把一些物理学的前沿动态、生活中的物理学小知识等内容放到网络上供学生课余时间去了解．最近两年，一种全新的智慧教学工具———“雨课堂”走进了校园．“雨课堂”利用信息手段把PPT和手机微信结合起来，实现了课前、课上、课后教学环节的完美结合，推动了教学模式的改革．从教学效果上看，“雨课堂”比起以往的教学手段来说，其互动性大大增加，对教学过程的把控也更好．通过“雨课堂”，课前可以推送预习课件，帮助学生做好上课准备；课堂上可以发送习题，学生随堂答题，教师可以从中随时了解学生对知识的掌握情况，并根据学生答题结果对课堂教学作出相应调整．同时课件中还可以插入慕课视频、网络视频等，进一步提升教学效果；课后也可以推送一些辅导资料．“雨课堂”在增加师生互动方面的效果是显而易见的，比如有的学生有问题不愿意提问，可以通过弹幕的方式展现在课件上，教师可以随时知晓学生的疑问，并进行答疑．“雨课堂”在各个环节都给予了全新的教学体验，促进了教师与学生之间的多元实时互动，深受广大师生的喜爱．
2．3教师队伍建设
大学物理教学水平高低与教师队伍的整体水平有着密切的关系．如何建立一支业务水平过硬的教师队伍至关重要．大学物理的教学过程不仅仅需要把传统的经典物理知识传授给学生，也需要适度介绍物理学的前沿动态，拓展学生的知识面．大学物理课程需要吸纳科研突出的教师参与进来，把最新最前沿的物理学课题、物理学应用介绍给学生，增加学生对学习物理知识的兴趣，增强学生对物理学实用价值的理解，并能够真正意识到这门课对于人类发展，特别是当今世界生产生活方面所起的巨大推动作用．科研突出的教师带来的不仅仅是更广的知识面，更重要的是科学的思维模式，让学生学会科学地去思考问题．以研促教、教研相长，教学与科研并不冲突，两者是相辅相成、相互促进的．因此，大学物理教师队伍建设的最终目标是建立一支教学业务过硬、科研突出的团队．为此可以采取“外引内培”的方式逐步建立起来．所谓“外引”就是吸引科研水平高的青年教师加入大学物理的教学团队，所谓“内培”就是在现有的教学队伍中提高整体的科研以及教学水平．“外引”处于科研第一线的教师以注入新鲜血液，同时这些外引教师可以对现有大学物理教学队伍中科研水平较低的教师进行科研方面的指导，以把握物理学前沿并把相关知识介绍给学生．而现有大学物理教学队伍中又不乏教学水平高的资深老教师，这些教师又可以对年轻教师进行教学方面的培训与指导．同时，教师还可以走出去，到教学水平更高的院校进行相关培训，加强业务学习，吸取相关教学经验，取长补短，提高自己的教学水平．
2．4考核方式多元化
传统大学物理的考核方式是以期末考试成绩为主，平时成绩为辅（主要是出勤和作业，一般分值在20％左右），可谓“一考定终身”．这种考核方式的弊端在于平时成绩流于形式，只注重考试结果，忽视教学过程．往往有些学生平时不注重学习，到期末考试的时候突击一下，只为应付考试，在此情况下学生对知识的掌握与吸收很差，不能达到预期效果．针对这种局面需要作出改变，应该注重“过程式考核”，即淡化期末考试的分值，强化过程．教学的目的不在于考试，而在于学生对于知识的获取、吸收与应用．为达到此目的，考核方式应多样化，使之贯穿整个教学过程，除了出勤与作业以外，增加课堂互动环节、小论文、专题讨论等．平时成绩多样考核的结果，使得学生在课堂教学中从被动吸收转变为主动获取，增加学生课程的参与度．考核方式的多元化对于转变传统的“应试教育”将起到积极的推动作用，以教学效果为目的的课堂教学不应该只注重于最终考试结果，而应该把聚焦点放在学生对知识的消化吸收上，如何调动学生的学习积极性需要从考核方式上做出根本性的改变．当然，面对多样化的考核方式，教学任务与工作量将大增，在此情况下，传统的基础课大班教学模式将不能适应这种多元考核，需要变大班为小班，坚持小班教学，提高教学效果，提升学生培养质量．
3结语
