時(shí)間：2023-03-21 17:14:43
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0引言
探討《電磁場(chǎng)》課程教學(xué)方法的論文已經(jīng)不少[1-4]，但是科研對(duì)《電磁場(chǎng)》課程的促進(jìn)作用的論文卻很少見。實(shí)際上，有些教師對(duì)于科研對(duì)電磁場(chǎng)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(duì)電磁場(chǎng)教學(xué)有促進(jìn)作用，但卻體會(huì)不深，思想上也不重視。筆者認(rèn)為科研對(duì)電磁場(chǎng)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(shí)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(duì)知識(shí)理解的融會(huì)貫通；3）科研前沿在課堂的滲透可以激勵(lì)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(lì)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)研究的殿堂。
1科研與電磁場(chǎng)教學(xué)
從教學(xué)來(lái)說(shuō)，將課本枯燥的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用和國(guó)際前沿科學(xué)研究聯(lián)系起來(lái)，以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。電磁場(chǎng)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(wèn)題嚴(yán)重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，我們?cè)谑谡n時(shí)要注意穿插電磁場(chǎng)知識(shí)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(shí)，這些知識(shí)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(wèn)題。除可適當(dāng)介紹電磁場(chǎng)在通信（手機(jī)、基站、衛(wèi)星等）、探測(cè)（探地雷達(dá)，石油探測(cè)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(shí)的應(yīng)用。如當(dāng)講授電磁波對(duì)理想導(dǎo)體平面的垂直入射這一章節(jié)時(shí)，將會(huì)講到電磁波全部被理想導(dǎo)體（PEC）反射回來(lái)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(zhǎng)，以得到波1和波2同相疊加。通過(guò)對(duì)授課內(nèi)容的拓展，可以使得學(xué)生明白所學(xué)知識(shí)并非無(wú)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(shí)與國(guó)際前沿科學(xué)研究的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的熱情。介紹當(dāng)前國(guó)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(shí)講授中，使學(xué)生明白課堂所學(xué)知識(shí)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(zhǎng)，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(lái)越不適用。當(dāng)前國(guó)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(wèn)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(zhǎng)，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(duì)介質(zhì)分界面的斜入射知識(shí)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(guò)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(lái)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(shí)的介紹，讓學(xué)生明白了所學(xué)課本知識(shí)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(duì)介質(zhì)分界面的斜入射知識(shí)的“隱身衣”俗話說(shuō)興趣是學(xué)習(xí)的最好老師，適當(dāng)介紹電磁場(chǎng)理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和在國(guó)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(chǎng)知識(shí)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(yǔ)
電磁場(chǎng)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(chǎng)課程教師都需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。而科研對(duì)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(shí)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(guó)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(chǎng)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(chǎng)理論》課程教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].科技信息,2010(14):3.
［3］彭麟.電磁場(chǎng)輔導(dǎo)課的幾點(diǎn)體會(huì)[J].科技信息,2014(5):45.
作者簡(jiǎn)介：朱希安（1962-），男，黑龍江訥河人，北京信息科技大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，教授。（北京 100101）
基金項(xiàng)目：本文系北京信息科技大學(xué)2012年度教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012JGYB17）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）02-0062-02
工程電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)與電磁波課程分別是電子信息工程和通信工程專業(yè)的專業(yè)骨干課程。為了使學(xué)生能夠?qū)W好和掌握這門課程，該門課程的教師費(fèi)勁了心機(jī)，想盡了辦法，總的看教學(xué)效果都不夠理想。究其原因，一方面是該類課程的學(xué)習(xí)的確困難，數(shù)學(xué)公式繁多，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，同時(shí)電磁場(chǎng)與電磁波既看不見又摸不著，要求學(xué)生要有較好的空間想象力，加之教學(xué)方法主要以理論教學(xué)為主，沒有相應(yīng)的科研課題與之對(duì)應(yīng)，學(xué)生得不到感性認(rèn)知，造成學(xué)習(xí)該門課程的目的不夠明確，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性欠缺，影響了后續(xù)的微波技術(shù)、電磁兼容等課程的學(xué)習(xí)，甚至影響了考研。為此急需將理論課程的學(xué)習(xí)與科研項(xiàng)目相結(jié)合，探索這類課程教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的方法、具體實(shí)施的步驟、理論課與實(shí)踐課的學(xué)時(shí)比例等問(wèn)題，為該類課程的教學(xué)改革積累經(jīng)驗(yàn)，提供第一手資料。
一、本科教學(xué)與科研項(xiàng)目結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)
1.有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自覺性
工程電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)與電磁波課程的講授是諸多課程教學(xué)的難點(diǎn)之一。在教授該門課程的過(guò)程中，經(jīng)常有學(xué)生問(wèn)老師學(xué)習(xí)該門課程究竟有什么用？對(duì)以后找工作有什么幫助？每當(dāng)遇到這樣的問(wèn)題，即使老師講了許多應(yīng)用實(shí)例，學(xué)生仍很難得到感性認(rèn)知?；谏鲜鰧?shí)際情況，北京信息科技大學(xué)專門設(shè)立了研究課題。課題以國(guó)家科技重大專項(xiàng)中的瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究作為基礎(chǔ)，從2010級(jí)及2011級(jí)電子信號(hào)工程專業(yè)及通信工程專業(yè)的本科生中優(yōu)選5～10名左右的學(xué)生參與該項(xiàng)目的具體研究，以求使他們能夠提高對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波學(xué)習(xí)的興趣，增加該門課程的感性認(rèn)識(shí)，深刻地理解和掌握本門課程學(xué)習(xí)的目的和意義，提高學(xué)習(xí)的自覺性。同時(shí)，為探索本課程教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)的改革積累經(jīng)驗(yàn)。
2.更好地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力
科研項(xiàng)目所研究的內(nèi)容都是本學(xué)科、本專業(yè)急需解決的問(wèn)題，具有很強(qiáng)的綜合性，并在某種程度上需要?jiǎng)?chuàng)新。學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，利用已學(xué)過(guò)的知識(shí)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地解決問(wèn)題，可以培養(yǎng)、鍛煉獨(dú)立工作的能力。由于科研項(xiàng)目研究的都是本學(xué)科最前沿的問(wèn)題，學(xué)生難免會(huì)遇到?jīng)]有學(xué)過(guò)的理論或遇到?jīng)]有涉及的實(shí)際問(wèn)題，這會(huì)激發(fā)學(xué)生的自學(xué)熱情及挑戰(zhàn)困難的勇氣和創(chuàng)新精神。科研項(xiàng)目涉及的內(nèi)容廣泛，需要項(xiàng)目組成員間的緊密協(xié)作和良好的溝通，在此過(guò)程中可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神，提高處理問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和溝通能力。
3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)
科研項(xiàng)目通常是分割成許多相互聯(lián)系和相互滲透的子課題。學(xué)生承擔(dān)的部分內(nèi)容是項(xiàng)目的有機(jī)組成部分，如果學(xué)生由于自身的原因完不成指導(dǎo)教師所布置的畢業(yè)設(shè)計(jì)，某種程度上就會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目完成的進(jìn)度。學(xué)生迫于這方面的考慮就會(huì)增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，起早貪黑，刻苦鉆研，克服困難，完成任務(wù)。
二、具體的實(shí)施過(guò)程和方法
1.學(xué)生的優(yōu)選
在教師的指導(dǎo)下，優(yōu)選出的本科學(xué)生與研究生多次見面、溝通，探討課題的研究?jī)?nèi)容、研究難點(diǎn)和與電磁場(chǎng)與電磁波類課程的關(guān)系，使學(xué)生真正了解所學(xué)課程的用武之地，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺性。例如：研究生的研究課題中有：重疊回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維正演解釋方法研究、中心回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維正演解釋方法研究、瞬變電磁信號(hào)消噪方法研究、中心回線裝置的水平層狀介質(zhì)的一維縱向電導(dǎo)解釋方法研究等。通過(guò)上述過(guò)程，從研究生的研究課題中，減少研究?jī)?nèi)容和研究難度，確定本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。例如：瞬變電磁信號(hào)小波閾值消噪方法研究、瞬變電磁信號(hào)不同小波分解層次消噪對(duì)比分析、瞬變電磁信號(hào)獨(dú)立成分分析消噪方法研究、瞬變電磁重疊回線裝置均勻半空間視電阻率的研究、瞬變電磁中心回線裝置均勻半空間視電阻率的研究、基于小波閾值的瞬變電磁信號(hào)去噪方法研究、不同小波基的瞬變電磁信號(hào)消噪對(duì)比分析等都是從研究生課題中縮減內(nèi)容和減少難度確定的。
2.指導(dǎo)過(guò)程的有效性
學(xué)生選定后，對(duì)教師而言即開始了教學(xué)與研究項(xiàng)目結(jié)合、提升教學(xué)效果的實(shí)踐工作。教師從授課計(jì)劃到教學(xué)方法的改進(jìn)，乃至教學(xué)管理部門——教務(wù)處的管理模式都應(yīng)該有相應(yīng)的調(diào)整。整個(gè)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)均直接影響該項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量。教師應(yīng)做到嚴(yán)格要求、整體把握、指導(dǎo)具體、科學(xué)有效。
在學(xué)生參加課題研究和上課的同時(shí)，教師應(yīng)指導(dǎo)研究生與本科學(xué)生做好確定方案，在研究生的指導(dǎo)下查找相關(guān)的文獻(xiàn)，擬補(bǔ)參與課題研究所需知識(shí)的不足，以便學(xué)生盡早進(jìn)入工作狀態(tài)。文獻(xiàn)檢索與應(yīng)用是科學(xué)研究的必備能力之一。合理利用文獻(xiàn)資料是了解前人成果、避免低水平重復(fù)的必要手段。然而，考慮到學(xué)生的能力和精力有限，加之大三時(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)也較繁重，進(jìn)行大規(guī)模的資料檢索工作不太現(xiàn)實(shí)，筆者的做法是指定部分關(guān)鍵性的專著和論文，要求學(xué)生查找和閱讀，以便他們迅速進(jìn)入狀態(tài)，少走彎路。
3.與考研方向相結(jié)合，促進(jìn)考研率的提高
出于就業(yè)形勢(shì)的壓力和繼續(xù)深造的要求，很大一部分學(xué)生要參加考研。由于考研復(fù)習(xí)外語(yǔ)和數(shù)學(xué)與參加課題研究的時(shí)間有一定的沖突，處理不好會(huì)影響學(xué)生對(duì)參加課題時(shí)間和精力的投入。如果能將課題研究與學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和考研后的研究方向相結(jié)合則可最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課題研究的積極性。而且，如果他們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)和研究的內(nèi)容就是他們碩士階段的研究方向，這對(duì)于考研的專業(yè)課考試和復(fù)試階段的口試都有極大的幫助，因此學(xué)生會(huì)投入極大的熱情和盡最大的努力學(xué)好電磁場(chǎng)與電磁波這類課程，高質(zhì)量地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。例如，筆者2013年度所帶的兩個(gè)學(xué)生所作的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是《瞬變電磁信號(hào)獨(dú)立成分分析消噪方法研究》和《瞬變電磁重疊回線裝置均勻半空間視電阻率的研究》。由于這兩個(gè)學(xué)生所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容既與本人的科研項(xiàng)目結(jié)合，也是他們考研后導(dǎo)師的研究方向，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中兩個(gè)學(xué)生非常地努力，克服了種種困難，出色地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯獲得了優(yōu)秀成績(jī)。同時(shí)，考研的專業(yè)課成績(jī)和復(fù)試的成績(jī)?cè)诳忌忻星懊?，分別順利地被北京郵電大學(xué)和中科院錄取為碩士研究生，所撰寫的科研論文經(jīng)筆者修改后也發(fā)表在核心期刊上。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)與考研研究方向結(jié)合，取得了較好的效果。
4.建立有效的溝通聯(lián)系制度
參加教師的科研項(xiàng)目研究是鍛煉學(xué)生各方面能力的一次極好的機(jī)會(huì)。然而，由于本科生初次接觸這類實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)過(guò)程，難免有些不適應(yīng)，建立有效的溝通和聯(lián)系制度顯得十分必要。在上課的同時(shí)，又要參加科研實(shí)踐，對(duì)學(xué)生的要求較高。筆者的做法是建立研究生與學(xué)生討論的例會(huì)制度，堅(jiān)持每周兩次研究生與本科學(xué)生會(huì)面，其中一次為指導(dǎo)教師答疑解惑時(shí)間，另一次為詳細(xì)討論、總結(jié)交流會(huì)。每位同學(xué)都要在會(huì)上對(duì)前一階段的電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并把課程中所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與研究課題的內(nèi)容關(guān)聯(lián)，找出課程中哪些是基礎(chǔ)知識(shí)、哪些是研究課題中遇到的問(wèn)題以及解決課題某些難題的需要自學(xué)和補(bǔ)充的知識(shí)，提出來(lái)讓大家討論。在討論時(shí)，指導(dǎo)教師傾聽、引導(dǎo)和總結(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生間的自主交流。這樣既可實(shí)時(shí)掌握課程的教學(xué)效果和學(xué)生課題研究的參與程度及進(jìn)展情況，也可以使學(xué)生間了解彼此的體會(huì)，相互促進(jìn)，形成良好的學(xué)習(xí)、科研氛圍。筆者近幾年的實(shí)踐表明，例會(huì)制度是行之有效的，取得了一定的效果。
5.強(qiáng)調(diào)規(guī)范化管理和檢查制度
對(duì)研究生指導(dǎo)本科生參加研究項(xiàng)目、促進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)的過(guò)程要規(guī)范組織管理和操作程序，明確責(zé)任，理順關(guān)系，制定完善的規(guī)章制度，使管理科學(xué)化、規(guī)范化。在這個(gè)過(guò)程中，指導(dǎo)教師要督促和指導(dǎo)學(xué)生按照規(guī)范化的程序保質(zhì)、保量按時(shí)地完成各階段的任務(wù)。具體地講，每個(gè)參加課題研究的學(xué)生要寫一個(gè)實(shí)踐報(bào)告，總結(jié)參加課題的收獲和電磁場(chǎng)與電磁波課程學(xué)習(xí)的體會(huì)與方法，供本屆和下一屆學(xué)生參考以及教師授課時(shí)講解。
三、收獲與體會(huì)
本次研究以提高工程電磁場(chǎng)導(dǎo)論和電磁場(chǎng)與電磁波的教學(xué)效果為出發(fā)點(diǎn)，以國(guó)家科技重大專項(xiàng)中的瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究作為依托，探索和研究本類課程教學(xué)的理論與實(shí)踐方法，以求通過(guò)學(xué)生參加項(xiàng)目的實(shí)施和研究過(guò)程，提高對(duì)本門類課程學(xué)習(xí)的積極性和認(rèn)清學(xué)習(xí)與掌握該類課程的重要性以及與后續(xù)課程學(xué)習(xí)（例如，天線和微波課程的學(xué)習(xí)）、考研、畢業(yè)后從事相關(guān)領(lǐng)域工作的相關(guān)性。通過(guò)優(yōu)選的5～10名2010級(jí)及2011級(jí)學(xué)生參加瞬變電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)二氧化碳專題研究項(xiàng)目，跟蹤和評(píng)價(jià)學(xué)生參加實(shí)際的研究項(xiàng)目對(duì)本類課程學(xué)習(xí)和教學(xué)效果提高的促進(jìn)作用，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，為改進(jìn)電磁場(chǎng)與電磁波課程的教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)，奠定基礎(chǔ)。通過(guò)本次實(shí)踐研究得到了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：
理論教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合是科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)成果的途徑，是科研與教學(xué)相互作用、促進(jìn)教學(xué)水平提高和學(xué)生獲取課程內(nèi)容感性知識(shí)的有效手段，有助于提高該類課程學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自覺性，提高教學(xué)效果。
在本項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神、責(zé)任意識(shí)，挑戰(zhàn)困難的勇氣和創(chuàng)新精神，獨(dú)立地解決問(wèn)題的能力和溝通能力等。同時(shí)，在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，提前開設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，摸索行之有效的畢業(yè)設(shè)計(jì)科學(xué)和規(guī)范的管理方法、正確指導(dǎo)、有效溝通方法，促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提升。此外，在項(xiàng)目的研究過(guò)程中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本校的眷戀度，提高考研第一志愿報(bào)考本校本專業(yè)的比例，提高本專業(yè)的考研率。
通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施探索課程教學(xué)改革的有效途徑和方法，形成一套行之有效的管理辦法，為該類課程的教學(xué)提供示范。
探索學(xué)科建設(shè)成果轉(zhuǎn)化為本科人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)的機(jī)制與途徑，在此成果的基礎(chǔ)上凝練新的學(xué)科方向，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)。
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關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)方向；CDIO理念；人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）26-0143-02
一、引言
電磁場(chǎng)方向人才培養(yǎng)模式是電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才培養(yǎng)的重要的研究方向之一。電磁場(chǎng)與微波技術(shù)類課程是電子、通信以及物理電子等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程或?qū)I(yè)方向課程。以《電磁場(chǎng)與電磁波》這門課程為例，該課程實(shí)際應(yīng)用很廣，是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，起到承上啟下的重要作用。因此如何提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，是教學(xué)者在改革探索和實(shí)踐過(guò)程中遇到的難題，也是值得進(jìn)一步深入研究的課題。
CDIO教育理念是以學(xué)生為中心的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的一種有效模式[1]。CDIO教育模式不僅重視培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、專業(yè)技能，在工程領(lǐng)域的情境中展開教學(xué)活動(dòng)，還重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及溝通交流能力[2，3]。
為結(jié)合電子科技大學(xué)教學(xué)綜合改革試點(diǎn)工作，對(duì)電磁場(chǎng)方向人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，擬開展對(duì)基于CDIO教育理念的電磁場(chǎng)方向人才培養(yǎng)模式的初步研究。具體以《電磁場(chǎng)與電磁波》課程為例，針對(duì)該課程教學(xué)的具體情況，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)質(zhì)量，運(yùn)用CDIO教學(xué)理念，從教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)等方面進(jìn)行了初步探索與實(shí)踐。
二、CDIO理念與電磁場(chǎng)人才培養(yǎng)的融合
1.教學(xué)方法研究。CDIO教育理念重視培養(yǎng)基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能[4]，而良好的教學(xué)方法可以起到事半功倍的效果。因此有必要對(duì)不同的教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)踐研究。
類比教學(xué)法是一種行之有效的方法?！峨姶艌?chǎng)與電磁波》整個(gè)課程體系中都存在對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系，通過(guò)對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的類比，學(xué)生可以體會(huì)到課程的精髓。類比包含兩個(gè)方面的類比，一是課程之間的橫向類比，另一個(gè)是課程自身知識(shí)點(diǎn)的縱向類比。橫向類比如《電磁場(chǎng)與電磁波》與《大學(xué)物理》相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的類比，雖然有部分知識(shí)有交集，但并不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，因此，要明確它們之間的聯(lián)系與區(qū)別。教學(xué)中借助類比的方法，可以消除學(xué)生的疑慮，同時(shí)增強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的理解?？v向類比是課程自身知識(shí)點(diǎn)的類比，如在時(shí)變電磁場(chǎng)中，電和磁是緊密聯(lián)系的兩種現(xiàn)象，具有相似的宏觀現(xiàn)象，因此可以運(yùn)用類比的教學(xué)方法，講解電介質(zhì)的極化現(xiàn)象與磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象、電場(chǎng)的位函數(shù)與磁場(chǎng)的位函數(shù)、并且利用電磁對(duì)偶關(guān)系，深入理解電磁現(xiàn)象，加深對(duì)其物理本質(zhì)的理解。采用類比的教學(xué)策略可以形象、直觀地教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
探究式教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐也能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在授課前，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置一個(gè)相關(guān)的應(yīng)用情境，并布置課后需要查閱相關(guān)資料，之后嘗試用電磁場(chǎng)與電磁波的知識(shí)進(jìn)行解釋，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。在進(jìn)行探究式教學(xué)的雙向活動(dòng)中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，師生良好互動(dòng)，探究問(wèn)題本質(zhì)。教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自行討論和思考，對(duì)學(xué)生思維中的模糊認(rèn)識(shí)進(jìn)行探討，在互動(dòng)交流中大膽質(zhì)疑和解疑。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入正確的探究路徑，并讓學(xué)生感受到自我探索的樂趣。
2.課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。“紙上得來(lái)終覺淺”，在傳統(tǒng)的理論課堂教學(xué)中，學(xué)生大多數(shù)只是被動(dòng)接受知識(shí)，學(xué)習(xí)興趣不濃。為了使學(xué)生直觀生動(dòng)地理解各種不同電磁場(chǎng)理論模型，可以將Matlab、HFSS等軟件的應(yīng)用引入到《電磁場(chǎng)與電磁波》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過(guò)仿真各種電磁場(chǎng)模型結(jié)果，可以將抽象的理論模型及相關(guān)特性都生動(dòng)直觀的可視化，增強(qiáng)了學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，達(dá)到了改善教學(xué)效果的目的。
例如在學(xué)習(xí)矢量場(chǎng)時(shí)，可以利用Matlab繪制不同三維矢量場(chǎng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分布圖；在學(xué)習(xí)均勻平面波時(shí)，可以繪制均勻平面波在無(wú)耗和有耗媒質(zhì)中傳播時(shí)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布圖；在學(xué)習(xí)矩形波導(dǎo)時(shí)，可以利用HFSS繪制矩形波導(dǎo)的主模和高次模的電磁場(chǎng)分布圖；在學(xué)習(xí)電磁輻射時(shí)，可以利用HFSS繪制電流元的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布圖以及半波振子的方向圖分布。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以大大提高同學(xué)們的空間想象力和對(duì)這部分知識(shí)的理解。
電磁仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以有效地把理論教學(xué)和仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來(lái)，不僅可以使學(xué)生更好地理解課程的基本原理，掌握分析方法，還可以通過(guò)直觀的三維結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高他們的學(xué)習(xí)積極性，讓被動(dòng)的接收變成主動(dòng)的思考與總結(jié)，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，為以后的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。
3.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)。CDIO教育模式更加強(qiáng)調(diào)在工程領(lǐng)域的情境中展開教學(xué)活動(dòng)，重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及溝通交流能力[5，6]。
在已實(shí)施的教學(xué)實(shí)踐中，首先將課程分解為多個(gè)可應(yīng)用的知識(shí)單元，每個(gè)知識(shí)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目，然后根據(jù)實(shí)踐提煉出需要用所學(xué)的理論分析和設(shè)計(jì)的訓(xùn)練項(xiàng)目，每個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目對(duì)應(yīng)具體的知識(shí)和能力訓(xùn)練目標(biāo)。在講授相關(guān)內(nèi)容之前，把對(duì)應(yīng)訓(xùn)練項(xiàng)目給學(xué)生，提出要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。待相關(guān)內(nèi)容講授完畢后，把學(xué)生分成若干小組，以小組為單位，完成訓(xùn)練項(xiàng)目。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生需要搜集資料、查找文獻(xiàn)，分析討論，歸納總結(jié)，撰寫小論文，制作PPT并上臺(tái)講解和演示，最后由教評(píng)分并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。相關(guān)訓(xùn)練項(xiàng)目包括矢量場(chǎng)環(huán)境下的特性分析、同軸線單位長(zhǎng)度電容和電感的計(jì)算、矩形波導(dǎo)的場(chǎng)分布分析、半波振子天線的設(shè)計(jì)與分析等。
這種方法能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)動(dòng)力，小組合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神，口頭表達(dá)有針對(duì)性地培養(yǎng)了學(xué)生的溝通交流能力，大多數(shù)學(xué)生對(duì)此有很高的積極性。
通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)將所學(xué)課程系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可以有效地把《電磁場(chǎng)與電磁波》的理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)際中來(lái)，幫助學(xué)生獲得一些基本的解決實(shí)際工程問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程設(shè)計(jì)建立一個(gè)直觀、整體的認(rèn)知，理解理論和工程實(shí)踐之間的關(guān)系。
三、結(jié)束語(yǔ)
CDIO教育理念是以學(xué)生為中心的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的一種有效模式。將CDIO理念融入電磁場(chǎng)方向人才培養(yǎng)，可以加快理論知識(shí)的消化理解速度，縮短理論與實(shí)踐的距離，培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題中抽象出理論問(wèn)題的能力。本文圍繞教學(xué)方法、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)等方面進(jìn)行了初步探討，為培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力、自主創(chuàng)新能力提供了有益探索。
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國(guó)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(jí)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(shí)的教學(xué)，對(duì)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(píng)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(duì)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(duì)性的大學(xué)物理教學(xué)模式顯然已不適合新形勢(shì)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(duì)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(wèn)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(duì)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(duì)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(duì)性容易使學(xué)生產(chǎn)生物理無(wú)用論的錯(cuò)覺，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理對(duì)專業(yè)知識(shí)、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(duì)性
當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展日新月異，物理新知識(shí)、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(dòng)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(dòng)和波動(dòng)光學(xué)以及電磁學(xué)基本知識(shí)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(huì)中的應(yīng)用，同時(shí)缺乏專業(yè)針對(duì)性，對(duì)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(shì)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(guò)刪減教學(xué)內(nèi)容來(lái)克服學(xué)時(shí)少的矛盾，側(cè)重于經(jīng)典物理知識(shí)的教學(xué)而對(duì)于近現(xiàn)代物理技術(shù)及其應(yīng)用僅作簡(jiǎn)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(shí)、新技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了其他學(xué)科的發(fā)展，因此，有必要對(duì)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(shí)的深度與廣度上不斷發(fā)展的趨勢(shì),不能滿足各理工科專業(yè)對(duì)物理新知識(shí)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(duì)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(wèn)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(shí)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(shí)、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(duì)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(duì)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(duì)于這些專業(yè)的學(xué)生而言，《電磁場(chǎng)理論》是一門非常重要的專業(yè)課。電磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)等內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)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(shí)，為《電磁波理論》的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。對(duì)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(duì)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(shí)。近現(xiàn)代物理學(xué)與當(dāng)代物理學(xué)前沿知識(shí)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(shí)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(shí)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(duì)于材料類專業(yè)，應(yīng)選擇與材料檢測(cè)、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(cè)等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的原理和方法進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)；對(duì)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(duì)大學(xué)物理課的教學(xué)需求不盡相同。因此，需要對(duì)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(shí)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(shí)，是學(xué)生必須掌握的部分，學(xué)生通過(guò)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(wèn)題能力；選修模塊則側(cè)重于物理知識(shí)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(shí)、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(dòng)手能力；科技發(fā)展日新月異，知識(shí)量、信息量劇增，除了通過(guò)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(shí)、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(guò)奧斯特實(shí)驗(yàn)學(xué)生已經(jīng)知道了變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。因此，教師可以類比地提出問(wèn)題“變化的磁場(chǎng)是否產(chǎn)生電場(chǎng)”，通過(guò)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(duì)于“位移電流”的本質(zhì)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。除了傳統(tǒng)的講授式和啟發(fā)式教學(xué)外，對(duì)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(shí)，可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的方式引導(dǎo)學(xué)生研討，使學(xué)生對(duì)原本模糊的概念、知識(shí)和規(guī)律有清晰的認(rèn)識(shí)。比如，為了加深學(xué)生對(duì)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(shí)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(dòng)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(duì)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(guò)分依賴多媒體課件。對(duì)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(duì)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(píng)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(jī)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(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，對(duì)學(xué)生的考核、評(píng)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(cè)試可以包括隨堂測(cè)試、單元考核和攥寫探究性論文等形式。比如在講授電場(chǎng)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(chǎng)分布后可以隨堂測(cè)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(chǎng)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(duì)本單元的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)給出知識(shí)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(duì)生活中常見的物理現(xiàn)象提出問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)自主查閱文獻(xiàn)資料，撰寫科技小論文。除了平時(shí)測(cè)試，針對(duì)基本知識(shí)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(cè)試成績(jī)40%，期末考試成績(jī)40%的比例核定總成績(jī)。
3.結(jié)語(yǔ)
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(duì)《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(píng)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(shì)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):
［1］李宏,谷建生,莫文玲.結(jié)合專業(yè)特色的大學(xué)物理課程教學(xué)改革探索[J].物理與工程，2014,24(3):48-50.
［2］韓桂華,王鈺.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的大學(xué)物理課程教學(xué)改革[J].黑龍江高教研究,2009,6:185-186.
研究生培養(yǎng)目標(biāo)最典型的目標(biāo)是創(chuàng)新精神，因?yàn)檠芯可邆淞溯^系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并且具有一定的自學(xué)能力，因此在教育上就要與本科生教育就要有一定的區(qū)別。目前，研究生課堂教學(xué)最常見的是“灌輸式”和“放羊式”教學(xué)，顯然不適合實(shí)現(xiàn)研究生培養(yǎng)目標(biāo)。鑒于研究生的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，研究生的課程教學(xué)應(yīng)該采取“啟發(fā)式”教學(xué)方式。
啟發(fā)式教育指教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促使他們生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。本文針對(duì)《隨機(jī)介質(zhì)中波的傳播與散射》課程具體闡述了該“啟發(fā)式”教學(xué)方法。
二、“啟發(fā)式”教學(xué)實(shí)施
1、大綱設(shè)計(jì)與進(jìn)度安排
研究生培養(yǎng)目標(biāo)的核心是創(chuàng)新精神，因此大綱的制定和進(jìn)度的安排都要考慮這個(gè)目標(biāo)?！峨S機(jī)介質(zhì)中波的傳播與散射》這門研究生課程主要講授電磁波在隨機(jī)介質(zhì)中的傳播和散射，該課程要求的數(shù)學(xué)知識(shí)較多，涉及的公式較復(fù)雜，并且需要學(xué)生具有非常扎實(shí)的電磁場(chǎng)理論知識(shí)。為了能夠讓學(xué)生順利地學(xué)習(xí)，第一章用了6學(xué)時(shí)，主要講授該課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)。第三章內(nèi)容較多用6學(xué)時(shí)，第二、四和五章用4學(xué)時(shí)，2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，隨后用6學(xué)時(shí)進(jìn)行討論（第六章涉及最前沿的研究成果，適合創(chuàng)新性討論）。
2、團(tuán)隊(duì)劃分與課堂討論
“啟發(fā)式”強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用和學(xué)習(xí)積極性相結(jié)合；教學(xué)方法關(guān)鍵是因材施教，結(jié)合學(xué)生本身的特點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，盡量讓學(xué)生提出創(chuàng)新思路。因此，在課堂討論分組及劃分團(tuán)隊(duì)時(shí)要充分考慮同組人員的性格及組員之間的關(guān)系，每個(gè)小組里最好有一名性格外向的學(xué)生（不至于整個(gè)小組沉默），同一個(gè)小組內(nèi)的成員避免一個(gè)宿舍（很容易閑談、嘮嗑）。組間討論不但會(huì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且會(huì)學(xué)到“真知識(shí)”（討論出真知）。
授課教師要經(jīng)常組織同學(xué)討論（使討論成為一種習(xí)慣），每次討論前要給出一個(gè)特定的問(wèn)題，對(duì)于認(rèn)真思考、積極討論（哪怕只是態(tài)度積極）的學(xué)生要給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)性成績(jī)（透明度越高越好），建議這個(gè)成績(jī)占最終成績(jī)的10%。到本課程第六章時(shí)，要以學(xué)生自學(xué)為主講授為輔，若有條件最好讓每個(gè)學(xué)生都登上課堂試講授。這種方法不但能檢驗(yàn)學(xué)生的自學(xué)成果，并且還能鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，是一種非常好的方法。
3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
由于該課程理論性非常強(qiáng)，單靠教學(xué)講授遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，我們采用最新研究成果和經(jīng)典理論相結(jié)合，教師課堂教授與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，學(xué)生討論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的三結(jié)合方法，以達(dá)到熟練掌握理論知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教學(xué)目的。其中，最關(guān)鍵的是理論與實(shí)踐聯(lián)系，書本與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系?！峨S機(jī)介質(zhì)中波的傳播與散射》這門研究生課程理論性很強(qiáng)，但理論對(duì)否最終還要用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，因此我們準(zhǔn)備依托學(xué)科科研力量，建設(shè)研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)，并用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證最新科研成果。
4、學(xué)習(xí)報(bào)告及考核
結(jié)合本課程的特點(diǎn)，建議學(xué)生考核方式如下：
總成績(jī)=討論（10%）+程序（30%）+學(xué)術(shù)報(bào)告（60%）
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）21-0108-02
一、引言
《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程是材料科學(xué)與工程類專業(yè)的一門專業(yè)特色課，是該專業(yè)的主干課程，在整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃的專業(yè)課程架構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用。眾所周知，材料是人類進(jìn)化史的里程碑、現(xiàn)代文明的重要支柱、發(fā)展高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。現(xiàn)代材料的發(fā)展在很大程度上依賴于對(duì)材料性能與其成分及顯微組織關(guān)系的理解。材料現(xiàn)代分析技術(shù)和儀器的發(fā)展，加深了對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了對(duì)材料本質(zhì)的了解，使得對(duì)材料的組分構(gòu)成、制備方法和工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能，以及它們之間的相互關(guān)系的研究愈來(lái)愈深入，為材料科學(xué)理論體系的形成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的材料（金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料及有機(jī)高分子材料）及熱加工（熱處理、鑄造、鍛壓、焊接）專業(yè)均開設(shè)了《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》這門課，國(guó)外的如麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)與工程專業(yè)也開設(shè)了《衍射與結(jié)構(gòu)》、《材料的成像（微觀分析）》等類似的課程。由此可見，該課程在材料科學(xué)與工程類專業(yè)中的重要性。由于不同學(xué)校的專業(yè)傾向性不同，課程整體設(shè)置不同，講授內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)也不同，因此根據(jù)自身的情況開設(shè)一門符合本專業(yè)特點(diǎn)的《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程是非常有必要的。
二、我校開設(shè)該課程的基本情況
我校自2008年成立材料科學(xué)與工程專業(yè)以來(lái)，所在的材料科學(xué)系就根據(jù)國(guó)家本科生培養(yǎng)計(jì)劃，結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢(shì)專業(yè)和重點(diǎn)發(fā)展方向設(shè)置了《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》這門專業(yè)特色課。我們選用獲全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)周玉院士主編的“十五”國(guó)家規(guī)劃教材《材料分析測(cè)試技術(shù)》為主講教材。課程主要講授的內(nèi)容包括X射線衍射、電子衍射原理、電子光學(xué)基礎(chǔ)、衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)等基本理論和X射線衍射儀、電子顯微鏡等現(xiàn)代儀器的基本原理和結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)講授材料結(jié)構(gòu)、晶體缺陷以及微區(qū)成分、微區(qū)形貌的基本方法，使學(xué)生掌握現(xiàn)代材料的分析測(cè)試方法和手段，提高研究和解決材料理論和工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程教學(xué)研究與實(shí)踐
該課程涉及大量材料科學(xué)和物理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，也涉及理論知識(shí)的工程實(shí)踐應(yīng)用，還包含較多抽象的概念和晦澀難懂的公式推導(dǎo)，學(xué)生普遍反映該課程較難學(xué)。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)原動(dòng)力和興趣，讓學(xué)生能夠由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)；如何提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，讓學(xué)生能夠把理論知識(shí)和工程實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，是擺在授課老師面前的兩道難題。因此，通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段來(lái)提升教學(xué)效果是非常有必要的。筆者自該專業(yè)成立以來(lái)就一直擔(dān)任該課程的主講老師，積累了一定的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
（一）加強(qiáng)背景資料的收集和介紹，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣
該課程涉及的主要內(nèi)容多是抽象的知識(shí)，如果直接進(jìn)入主題，沒有預(yù)先做一些鋪墊，學(xué)生往往會(huì)感到困惑，直接影響其繼續(xù)聽課的興趣和對(duì)知識(shí)的深入理解。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)預(yù)先介紹相關(guān)的背景資料來(lái)解決。例如在講授X射線性質(zhì)的章節(jié)時(shí)，我首先介紹X射線發(fā)現(xiàn)者倫琴的生平，然后講述倫琴通過(guò)偶然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)X射線的過(guò)程，并給學(xué)生觀看倫琴夫人在X射線作用下與底片上留下的完整手骨影子，并提及我國(guó)的李鴻章在X射線被發(fā)現(xiàn)后僅7個(gè)月就體驗(yàn)了此種新技術(shù)，成為拍X光片檢查槍傷的第一個(gè)中國(guó)人。通過(guò)這些背景的介紹，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生迫切需要知道X射線的本質(zhì)是什么，X射線和其他電磁波的本質(zhì)區(qū)別是什么，X射線的具體用途有哪些。這樣再講授以上內(nèi)容就變得順理成章。在講授X射線在晶體中的衍射章節(jié)時(shí)，我先介紹X射線衍射用于晶體結(jié)構(gòu)分析的背景，也就是19世紀(jì)末20世紀(jì)初國(guó)際上困擾人們的兩個(gè)難題。第一個(gè)難題就是1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，認(rèn)為是一種電磁波，但無(wú)法證明。要證明X射線是一種電磁波，只需證明它可以通過(guò)光柵產(chǎn)生衍射，衍射產(chǎn)生的子波干涉后可以在記錄板上留下衍射花樣。然后提出X射線無(wú)法得到衍射花樣的兩個(gè)原因：1.X射線根本不是一種電磁波；2.X射線是一種電磁波，但由于波長(zhǎng)極短，通過(guò)人工的方法無(wú)法制造出可以滿足衍射條件的具有足夠小狹縫的光柵。第二個(gè)難題就是同一時(shí)期晶體學(xué)家根據(jù)晶體的一些特性推測(cè)其由周期排列的原子、分子或離子組成，但無(wú)法證明。這兩個(gè)看似風(fēng)馬牛不相及的難題被德國(guó)物理學(xué)家勞埃巧妙聯(lián)系在一起，他以單晶體作為天然光柵、原子之間的間距作為狹縫。狹縫尺寸如此小的光柵是人工無(wú)法制造出來(lái)的。他讓X射線照射到單晶體，然后觀察是否會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。結(jié)果他得到了世界上第一幅晶體的衍射花樣，震驚世界。勞埃不僅證實(shí)了X射線是一種電磁波，還同時(shí)證明了晶體的周期性。然后我又介紹了迄今為止和X射線及晶體衍射研究相關(guān)的諾貝爾獲得者以及他們的獲獎(jiǎng)成果，從1901年X射線的發(fā)現(xiàn)者倫琴，1914年X射線衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者勞埃，1915年布拉格方程的推導(dǎo)者布拉格父子，到1962年脫氧核糖核酸DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者威爾金斯、沃森和克里克，再到1994年在中子衍射領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的布羅克豪斯和沙爾。通過(guò)以上背景的介紹，明顯提升了學(xué)生的興趣，學(xué)生很渴望了解X射線在晶體中產(chǎn)生衍射需要滿足什么條件，不同晶體是否會(huì)得到不同的衍射花樣，衍射花樣是否能夠反映晶體結(jié)構(gòu)等等。接下來(lái)再講授這些內(nèi)容，學(xué)生就很容易帶著問(wèn)題來(lái)聽課，課堂紀(jì)律明顯提高，學(xué)生積極性也得到了提高。
由此可知，主講內(nèi)容相關(guān)背景資料的介紹是否充分、是否到位會(huì)直接影響教學(xué)效果。
（二）強(qiáng)化和內(nèi)容相關(guān)案例的收集和介紹，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的歸屬感
該教材正文中介紹了大量的基礎(chǔ)知識(shí)，包括概念、現(xiàn)象的理論解釋和原理、公式的推導(dǎo)等等，但針對(duì)某一概念或某一原理的案例很少，很容易讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)沒有歸屬感，即不明白學(xué)這些內(nèi)容的用途是什么，使用的前提是什么，應(yīng)用的條件是什么，結(jié)果形式是什么，如何具體問(wèn)題具體分析。這些疑問(wèn)，可以通過(guò)講解一些和內(nèi)容密切相關(guān)的案例或者自己的研究成果來(lái)解決。在X射線物相分析章節(jié)，主要內(nèi)容就是介紹單相分析的程序和注意的事項(xiàng)，相對(duì)簡(jiǎn)單，很容易讓學(xué)生誤以為物相分析就是一件很簡(jiǎn)單的比對(duì)工作。事實(shí)并非如此，實(shí)際中物相的鑒別是非常復(fù)雜的一件事。我以我的科研成果為例，介紹激光熔覆層的物相分析過(guò)程。1.試樣制備：熔覆層表面通常為火山口或山峰狀，要通過(guò)電火花切割法對(duì)其表面平整化；2.衍射花樣的標(biāo)定：由于熔覆材料組分通常較為復(fù)雜，含有多種元素，在熔覆過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較為復(fù)雜的多種物相，且激光熔覆快速加熱、快速冷卻的特點(diǎn)也易產(chǎn)生亞穩(wěn)定過(guò)飽和固溶體或中間相，晶格也會(huì)發(fā)生畸變。這使得其物相分析較為棘手。通常要分為以下幾個(gè)步驟：1.根據(jù)熔覆材料組分，結(jié)合相圖及熱力學(xué)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)可能生成的物相種類，以及生成傾向性的排序；2.通過(guò)Jade軟件來(lái)進(jìn)一步鑒別，初步標(biāo)定主要物相組成；3.通過(guò)電子探針進(jìn)行不同形態(tài)物相的成分分析，最終確定熔覆層的主要物相組成。在掃描電鏡和能譜分析章節(jié)，主要內(nèi)容就是介紹其在微觀組織的應(yīng)用，原理相對(duì)簡(jiǎn)單，但在實(shí)際中較復(fù)雜。我也以我的科研成果為例介紹不同材料顯微組織分析過(guò)程。1.針對(duì)不同的材料，如何來(lái)選擇合適的腐蝕劑？腐蝕到什么程度較為適宜？2.如樣品導(dǎo)電性不好，需要通過(guò)噴金來(lái)提高像的襯度；3.在觀察時(shí)，如何選擇是用二次電子掃描還是背散射電子掃描？如何根據(jù)形貌襯度和原子序數(shù)襯度對(duì)增強(qiáng)相形態(tài)、大小、分布以及原子序數(shù)的相對(duì)高低進(jìn)行合理分析？在進(jìn)行微區(qū)成分分析時(shí)，如何合理選擇點(diǎn)分析、線掃描和面掃描這三種操作模式？如何對(duì)得到的成分信息進(jìn)行合理分析？
通過(guò)大量案例和自身科研成果的介紹，學(xué)生加深了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，并提高了他們將知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的能力，教學(xué)效果非常明顯。
四、體會(huì)和總結(jié)
《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》理論性很強(qiáng)，通過(guò)上述介紹的兩種方法可以有效提升教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)，也增強(qiáng)了學(xué)生申報(bào)和參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的積極性，有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和將理論用于解決工程問(wèn)題的能力。在大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這門課所學(xué)的知識(shí)得到了充分發(fā)揮，畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率得到了提高，論文質(zhì)量也有了較大的改善。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 鐘世云.麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃的分析[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013（3）.
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(hào)電路且以數(shù)字信號(hào)電路為主的信號(hào)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(guó)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(shì)，適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，必須轉(zhuǎn)變我們過(guò)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(huì)主義市場(chǎng)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(shí)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(duì)當(dāng)前這一新的形勢(shì)，新的教學(xué)改革大潮，世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家教委結(jié)合我國(guó)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(chǎng)理論、信號(hào)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(shí)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(shí)。
2.2.1 電路、電磁場(chǎng)與電磁波、信號(hào)與系統(tǒng)模塊
① 電路分析、信號(hào)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(dòng)態(tài)電路的分析等。參考學(xué)時(shí)為90-100學(xué)時(shí)。
信號(hào)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(guò)程和信號(hào)處理等。參考學(xué)時(shí)為80-90學(xué)時(shí)。
② 電磁場(chǎng)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(chǎng)、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(hào)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(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)“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(yǔ)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(duì)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(shí)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(dòng)手能力、思維創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力等）的基本環(huán)節(jié)。對(duì)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(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)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(cè)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(lái)按技術(shù)基礎(chǔ)課分別開設(shè)實(shí)驗(yàn)課所存在的問(wèn)題，為優(yōu)化能力結(jié)構(gòu)，設(shè)想將電路分析、信號(hào)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(jiǎn)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(guò)程中，并與有關(guān)學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合?？紤]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(shuō)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(jiǎn)單裝置，檢查并排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障。設(shè)計(jì)題目有：多級(jí)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(jí)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(lái)，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(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)“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(hào)、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(kù)管理系統(tǒng)、多路自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(yǔ)
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(guó)內(nèi)外教改指導(dǎo)思想的先進(jìn)性與國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況的可行性結(jié)合起來(lái)，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。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）01（a）-0150-02
近年來(lái)，我國(guó)教育正在發(fā)生在翻天覆地的變化，其中高等教育逐年擴(kuò)大招生，教育規(guī)模也隨之迅速擴(kuò)大，并且正在從精英式教育轉(zhuǎn)向大眾化教育[1]。在這個(gè)階段，社會(huì)對(duì)人才的需求也有了變化，呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，他們更青睞于既有扎實(shí)理論基礎(chǔ)又有較強(qiáng)實(shí)踐能力的人才。全國(guó)高校中工科院校占多數(shù)，是國(guó)家培養(yǎng)工程技術(shù)性人才的主要陣地。沈陽(yáng)化工大學(xué)是一所以工科為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的應(yīng)用型本科院校，工科占有較大比重。按1999年教育部備案的專業(yè)目錄，國(guó)內(nèi)多數(shù)高校將原來(lái)的精細(xì)化工專業(yè)（工科）改辦為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（理科），無(wú)疑這是工科背景下的理科專業(yè)，我們學(xué)校也是如此。工科院校的理科專業(yè)有別于理科院校理科專業(yè)，在保證理科專業(yè)的課程設(shè)置的前提下，應(yīng)適當(dāng)體現(xiàn)工科特色，加強(qiáng)理工結(jié)合，培養(yǎng)復(fù)合型人才，以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需要。按照教育部“工科院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)按理科建設(shè)”的要求，沈陽(yáng)化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)定位為：培養(yǎng)具有化學(xué)基本理論、基本知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能，具備應(yīng)用化學(xué)和應(yīng)用分析方面知識(shí)，在功能性精細(xì)化學(xué)品、涂料、農(nóng)藥、催化劑等的研究開發(fā)，化工產(chǎn)品分析檢測(cè)技術(shù)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相關(guān)工程技能等方面，受到全面的培養(yǎng)和鍛煉，在化學(xué)或相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域理工結(jié)合型的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[2]。我校的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是立足于精細(xì)化工行業(yè)的應(yīng)用研究型專業(yè)，本專業(yè)堅(jiān)持理工結(jié)合，協(xié)調(diào)發(fā)展，立足遼寧，面向全國(guó)，服務(wù)于振興遼寧老工業(yè)基地的人才需要，服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)。
波譜分析課程是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程。本課程的教學(xué)任務(wù)主要講述紫外（UV）、紅外（IR）、核磁共振（NMR）和質(zhì)譜（MS）的基本理論與一般解析方法及四大光譜的綜合解析方法。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)波譜分析的基本概念、基本原理和基本方法，并能應(yīng)用光譜法對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析，進(jìn)一步提高學(xué)生識(shí)圖、解圖的能力，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)課程、畢業(yè)論文和今后的工作及深造奠定良好的基礎(chǔ)。1986年我校成立精細(xì)化工新專業(yè)，波譜分析課程為選修課。1999年國(guó)家專業(yè)目錄調(diào)整，精細(xì)化工專業(yè)改名為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，在新制訂的教學(xué)計(jì)劃中波譜分析課調(diào)整為專業(yè)必修課，理論學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)。在本學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中，先后有10余位教師主講了波譜分析課，波譜分析課程的建設(shè)也得到逐漸發(fā)展和完善。作者從事波譜分析教學(xué)及相關(guān)科研工作已經(jīng)十幾年，積累了一定的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)。下面介紹作者在波譜分析課程的教學(xué)改革方面所作的一些有益嘗試和探索。
1 教學(xué)內(nèi)容力求實(shí)用和新穎
波譜分析課程涉及的每種儀器方法都有各自的理論基礎(chǔ)、應(yīng)用范圍和研究?jī)?nèi)容，在教學(xué)時(shí)容易使課程顯得內(nèi)容龐雜、結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易產(chǎn)生零散、枯燥的感覺。我們?cè)诮虒W(xué)中首先明確“波譜”與電磁波的聯(lián)系。UV、IR、NMR譜學(xué)方法都是電磁波與樣品分子作用的結(jié)果，不同的電磁波作用在分子上，呈現(xiàn)出不同的波譜特征，從譜圖產(chǎn)生的原理上理解三大譜學(xué)之間的聯(lián)系。每章的學(xué)習(xí)首先介紹該波譜方法的原理、儀器類型、介紹其制樣方法，然后闡述各類化合物的波譜特征，最后介紹該種譜學(xué)方法的實(shí)際應(yīng)用。這樣能使學(xué)生清晰地把握波譜分析課程的框架，掌握課程內(nèi)容的重點(diǎn)。同時(shí)我們?cè)诓ㄗV的應(yīng)用中引入科研實(shí)例，根據(jù)我校的應(yīng)用化學(xué)是立足于精細(xì)化工行業(yè)的應(yīng)用研究型專業(yè)，在解析實(shí)例中引入功能性精細(xì)化學(xué)品結(jié)構(gòu)解析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，注重理論與實(shí)際的有效結(jié)合。這門課的最終目的是提高學(xué)生解析譜圖的技能，我們?cè)趯W(xué)生掌握了各類譜圖的基本規(guī)律之后，通過(guò)大量的科研實(shí)例使學(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，掌握解析各類化合物譜圖的基本特征，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得以鞏固。
2 教學(xué)手段多樣化
（1）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)改變了傳統(tǒng)的、枯燥的教學(xué)方式，他用生動(dòng)的聲音、圖像展現(xiàn)動(dòng)態(tài)的視頻，讓學(xué)生身臨其境，耳目一新。他的運(yùn)用能夠達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法達(dá)到的效果[3]?，F(xiàn)代多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，已成為最具潛力的教學(xué)模式。在教學(xué)中合理的運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的過(guò)程中，不僅可以利用討論式、啟發(fā)式等教學(xué)手段，還可以制作電子課件、教學(xué)大綱、電子教案，并且可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行答疑，及時(shí)了解教學(xué)反饋，和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)等為一體的局域網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，這樣可以做到無(wú)限的延伸我們的課堂教學(xué)，變學(xué)生的被動(dòng)接受為主動(dòng)參與，真正成為課堂的主人，滿足不同學(xué)生的不同需求。
相對(duì)論教學(xué)中不少教師習(xí)慣于直接給出狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)，忽視愛因斯坦提出相對(duì)論的歷史背景，學(xué)生的認(rèn)知僅僅停留在識(shí)記層次，對(duì)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)缺乏深入理解，科學(xué)素養(yǎng)得不到有效提升.基于上述教學(xué)現(xiàn)狀創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，客觀考慮高中學(xué)生認(rèn)知能力，按照下面的教學(xué)邏輯關(guān)系展開課堂教學(xué)，取得了比較理想的教學(xué)效果.
1.1三個(gè)必須明確的基本物理問(wèn)題
狹義相對(duì)論的誕生源自于對(duì)相對(duì)性原理、牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則和麥克斯韋電磁理論這三個(gè)基本物理問(wèn)題的審視和思考，教學(xué)過(guò)程中首先必須使學(xué)生明確對(duì)這三個(gè)基本物理問(wèn)題的認(rèn)識(shí).可以將上述三個(gè)基本物理問(wèn)題以文本材料方式呈現(xiàn)給學(xué)生，要求學(xué)生依據(jù)文本材料進(jìn)行自主研習(xí)，為接下來(lái)相對(duì)論學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的知識(shí)準(zhǔn)備.
材料1相對(duì)性原理
伽利略在《關(guān)于兩個(gè)世界的對(duì)話》中提到一個(gè)事實(shí)，在一艘封閉且勻速行駛的大船里觀察自由釋放的小球，小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和在地面上得到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的（均為自由落體運(yùn)動(dòng)），也就是說(shuō)船上得到的物理規(guī)律和地面得到的物理規(guī)律是相同的.依據(jù)這個(gè)事實(shí)相對(duì)性原理指出，物理規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，要求所有慣性系是平權(quán)的，或者說(shuō)同一個(gè)物理規(guī)律在所有慣性系中具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)式.可以看出相對(duì)性原理是一個(gè)優(yōu)先級(jí)很高的原理，只有滿足相對(duì)性原理才能稱之為物理規(guī)律.同時(shí)相對(duì)性原理也符合物理學(xué)的基本哲學(xué)觀和世界觀，自然世界是簡(jiǎn)單優(yōu)美而和諧的，難以想象如果物理規(guī)律對(duì)于不同慣性系具有不同表達(dá)形式，物質(zhì)世界將會(huì)變成一副怎樣混亂復(fù)雜的圖景.
材料2牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則
如圖1所示，一輛平板車AB以速度v相對(duì)地面勻速行駛，平板車A端一物塊相對(duì)平板車以速度u向B端勻速運(yùn)動(dòng)，嘗試推導(dǎo)物塊相對(duì)地面的速度v′.
以平板車為參考系，物塊t1時(shí)刻從A端出發(fā)，t2時(shí)刻到達(dá)B端，在平板車慣性系中車長(zhǎng)AB為l，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有
l=u（t2-t1）（1）
以地面為參考系，物塊t1′時(shí)刻從A端出發(fā)，t2′時(shí)刻到達(dá)B端，在地面慣性系中車長(zhǎng)AB為l′，則物塊從A端到達(dá)B端的時(shí)間為t2′-t1′，這段時(shí)間內(nèi)平板車相對(duì)地面的位移為v（t2′-t1′），物塊相對(duì)地面的位移為v′（t2′-t1′），根據(jù)位移關(guān)系有
v′（t2′-t1′）=v（t2′-t1′）+l′（2）
牛頓絕對(duì)時(shí)空觀指出：時(shí)間就其本質(zhì)而言，是永遠(yuǎn)均勻地流逝著，與任何外界事物無(wú)關(guān)；空間就其本質(zhì)而言，永遠(yuǎn)不動(dòng)、永遠(yuǎn)不變，與任何外界事物無(wú)關(guān).基于牛頓絕對(duì)時(shí)空觀可以看出，對(duì)于平板車和地面兩個(gè)不同慣性系來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間和平板車長(zhǎng)度是絕對(duì)相同的，應(yīng)該有t=t1′、t2=t2′、l=l′，這個(gè)結(jié)論從經(jīng)驗(yàn)角度看來(lái)也是毋庸置疑的.由此可以將（2）式寫成
v′（t2-t1）=v（t2-t1）+l，
對(duì)比（1）式可知v′（t2-t1）=v（t2-t1）+u（t2-t1），
即v′=v+u（簡(jiǎn)稱伽利略速度變換法則）.
材料3麥克斯韋電磁理論
1873年麥克斯韋在前人工作的基礎(chǔ)上提出著名的麥克斯韋方程組，系統(tǒng)解釋了電磁場(chǎng)的演化過(guò)程，成功預(yù)言了電磁波的存在.根據(jù)麥?zhǔn)侠碚摽梢宰C明電磁波在真空中的傳播速率等于真空中的光速，從而揭示了光的電磁本質(zhì).赫茲于1886年首次在實(shí)驗(yàn)中捕捉到了電磁波，并通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)觀測(cè)了電磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，同時(shí)還通過(guò)測(cè)量證明電磁波在真空中具有與光相同的速度 .由此赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，將天才的預(yù)言變成世人公認(rèn)的真理.麥克斯韋電磁理論表明電磁波在真空中的傳播速度等于光速c，并沒有涉及相對(duì)哪個(gè)參考系的問(wèn)題，也就是說(shuō)“電磁波的速度等于 ”本身就是電磁規(guī)律的一部分，而不是電磁規(guī)律應(yīng)用于某個(gè)具體參考系的結(jié)果.
1.2三個(gè)基本物理問(wèn)題引發(fā)的困惑
麥克斯韋電磁理論的出現(xiàn)引發(fā)了一個(gè)不可調(diào)和的矛盾，審視上述三個(gè)基本物理問(wèn)題不難發(fā)現(xiàn)存在如下邏輯關(guān)系.相對(duì)性原理+牛頓絕對(duì)時(shí)空觀伽利略速度變換法則①，①式認(rèn)為物理規(guī)律在不同慣性系中具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)式，結(jié)合牛頓絕對(duì)時(shí)空觀必然導(dǎo)出伽利略速度變換法則；麥克斯韋電磁理論+相對(duì)性原理光速對(duì)任何慣性系均為c②，②式認(rèn)為麥克斯韋電磁理論推導(dǎo)出光速對(duì)于任何慣性系均為c，可以理解為麥克斯韋電磁理論對(duì)于任何慣性系都具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)式，那么這將符合相對(duì)性原理關(guān)于是否能成為物理規(guī)律的判定，麥克斯韋電磁理論作為物理規(guī)律的地位得到進(jìn)一步確立.假如①和②兩種邏輯關(guān)系都成立，就會(huì)得出矛盾的結(jié)果，②式表明光速對(duì)任何慣性系均為c，而①式卻表明若光在慣性系K中速度是c，慣性系K′相對(duì)慣性系K以速度v運(yùn)動(dòng)，那么光相對(duì)于慣性系K′的速度應(yīng)該是c-v.
相對(duì)性原理、牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則、麥克斯韋電磁理論都是凝聚著物理學(xué)家智慧的科學(xué)結(jié)晶，放棄哪一個(gè)都是非常困難的，看來(lái)物理學(xué)陷入了無(wú)法自洽的困境.但是問(wèn)題不能止步于此，物理學(xué)必須在三者之間作出選擇，審視三者之間的邏輯關(guān)系，物理學(xué)似乎存在如下兩種選擇的可能.
選擇A麥克斯韋電磁理論僅相對(duì)于某個(gè)特殊慣性系（以太系）成立，真空中的光相對(duì)于該系的速率為c，相對(duì)其他慣性系光速并不是c而遵循伽利略速度變換法則.同時(shí)為了肯定麥克斯韋電磁理論作為物理規(guī)律的地位，提出相對(duì)性原理僅適用于力學(xué)規(guī)律而不適用于電磁學(xué)規(guī)律，也就是說(shuō)“真空中光速為c”雖然僅對(duì)以太系成立，但是不影響其成為物理規(guī)律.
選擇B麥克斯韋電磁理論僅相對(duì)于某個(gè)特殊慣性系（以太系）成立，真空中的光相對(duì)于該系的速率為c，相對(duì)其他慣性系光速并不是c而遵循伽利略速度變換法則.同時(shí)堅(jiān)持相對(duì)性原理適用于所有物理規(guī)律，既然麥克斯韋電磁理論僅相對(duì)于以太系成立，那么麥克斯韋電磁理論不能稱之為物理規(guī)律，應(yīng)該另外存在一個(gè)高于麥?zhǔn)侠碚摰碾姶乓?guī)律，它在所有慣性系中均具有相同的數(shù)學(xué)表述.
從上面的分析不難看出，A、B兩種選擇都承認(rèn)牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則，A選擇堅(jiān)持麥克斯韋電磁理論作為物理規(guī)律而放棄（修正）相對(duì)性原理，B選擇堅(jiān)持相對(duì)性原理而放棄麥克斯韋電磁理論作為物理規(guī)律的地位.因此在牛頓絕對(duì)時(shí)空觀視閾下，相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論是水火不容的，堅(jiān)持一個(gè)必須放棄另一個(gè)，使物理學(xué)家們陷入了兩難的境地.
1.3決定物理學(xué)走向的歷史選擇
相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論到底該放棄哪個(gè)，歷史上物理學(xué)家們做過(guò)了大量的嘗試，但是都陷入了無(wú)法自圓其說(shuō)或者與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符的困境.其中最著名的莫過(guò)于邁克爾遜――莫雷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)旨在測(cè)量地球相對(duì)于以太系的速度，卻意外得到“零結(jié)果”，同時(shí)發(fā)現(xiàn)不論光源與觀察者存在怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者得到的光速都是一樣的.看來(lái)需要重新審視前面三個(gè)基本物理問(wèn)題間的邏輯關(guān)系了，相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論之所以水火不容，是因?yàn)槎紙?jiān)持牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則，這種堅(jiān)持看上去理所當(dāng)然，實(shí)際上在三個(gè)基本物理問(wèn)題中恰恰是牛頓絕對(duì)時(shí)空觀來(lái)源于直覺認(rèn)識(shí)，缺乏理論和實(shí)驗(yàn)的佐證，或許選擇從一開始就走進(jìn)了錯(cuò)誤的方向.
愛因斯坦敏銳地看到，如果放棄牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則，相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論其實(shí)并不是勢(shì)不兩立的.1905年愛因斯坦發(fā)表了題為《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，首次提出狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)：①對(duì)于所有的慣性系，任何物理規(guī)律都是相同的，具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)形式；②真空中的光速與光源和觀察者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，在任何慣性系中均為c.從狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可以看出，愛因斯坦的選擇非常明確，在三個(gè)基本物理問(wèn)題中選擇相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論，放棄牛頓絕對(duì)時(shí)空觀及其速度變換法則，這將成為物理學(xué)走出無(wú)法自洽困境的必然選擇，物理學(xué)自此來(lái)到了一片前所未有的廣闊天地.
2合理設(shè)計(jì)問(wèn)題情景，巧妙構(gòu)建時(shí)空觀念
物理學(xué)在三個(gè)基本物理問(wèn)題中作出了必然選擇，基于相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論提出的狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)，在放棄牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的同時(shí)將推導(dǎo)出對(duì)時(shí)空觀念的全新認(rèn)識(shí).教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重合理設(shè)計(jì)問(wèn)題情景，有效降低教學(xué)起點(diǎn)，適當(dāng)增加教學(xué)梯度，以有利于學(xué)生科學(xué)構(gòu)建相對(duì)論時(shí)空觀.依據(jù)物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)建議，主要從同時(shí)的相對(duì)性、長(zhǎng)度的相對(duì)性、時(shí)間間隔的相對(duì)性三個(gè)方面展開課堂教學(xué).
2.1同時(shí)的相對(duì)性
問(wèn)題情景：如圖2所示一列火車沿平直軌道以速度v高速行駛，車廂中央有一光源發(fā)出閃光，將閃光傳播到車廂前壁和后壁看作兩個(gè)事件.分別以地面和車廂作為慣性系，這兩個(gè)事件是否同時(shí)發(fā)生.
以車廂為慣性參考系，光向前壁和后壁傳播速度均為c，顯然應(yīng)該同時(shí)到達(dá)前壁和后壁，兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生；以地面為慣性參考系，光的傳播速度仍然為c，考慮到車廂以速度v向右前進(jìn)，在傳播過(guò)程中車廂將向前運(yùn)動(dòng)一段距離，那么向前傳播的光路程要大于向后傳播的光，所以先到達(dá)后壁，兩個(gè)事件不同時(shí)發(fā)生.
2.2時(shí)間間隔的相對(duì)性
問(wèn)題情景：如圖3所示一列火車沿平直軌道以速度v高速行駛，車廂地板上有一光源向上發(fā)出閃光（事件1），閃光到達(dá)車廂頂端h高處的反射鏡被反射回來(lái)（事件2）.
以車廂為慣性參考系，事件1和事件2發(fā)生在同一位置，傳播的距離為2h，那么車廂里面的觀察者測(cè)得事件1和事件2的時(shí)間間隔即為光傳播所需時(shí)間，記為Δτ=2hc①（也稱固有時(shí)間）.
以地面為慣性參考系，由于車廂與地面豎直方向上無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，車廂高度h保持不變.假設(shè)閃光發(fā)射（事件1）到接收到反射光線（事件2）的時(shí)間間隔為Δt.如圖4所示考慮到列車在水平方向向右運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地面事件1發(fā)生于A位置，那么事件2將發(fā)生在B位置，AB之間的距離等于vΔt.實(shí)際上地面的觀察者看來(lái)閃光沿鋸齒形路徑傳播，其傳播距離為2（vΔt2）2+h2，所以有cΔt=2（vΔt2）2+h2，化簡(jiǎn)可得Δt=2hc1-（vc）2②.比較①式和②式可知Δt=Δτ1-（vc）2，表明同一過(guò)程在相對(duì)運(yùn)動(dòng)情形下測(cè)得的時(shí)間間隔Δt大于相對(duì)靜止情形下測(cè)得的時(shí)間間隔（固有時(shí)間）Δτ，即運(yùn)動(dòng)時(shí)間間隔變長(zhǎng)、時(shí)間進(jìn)程變慢，也稱為時(shí)間膨脹效應(yīng).
2.3長(zhǎng)度的相對(duì)性
問(wèn)題情景：如圖5所示一列火車沿平直軌道以速度v高速行駛，在列車地板上放置一把尺子AB.為了測(cè)量尺子的長(zhǎng)度，在尺子A端放置光脈沖發(fā)射器和接收器，B端放置一平面鏡，.閃光從A端發(fā)出（事件1），經(jīng)B端平面鏡反射回來(lái)，被A端接收器接收到（事件2）.
以車廂為慣性參考系，事件1和事件2發(fā)生的時(shí)間間隔Δτ為前述相對(duì)靜止情形下測(cè)得的固有時(shí)間，而且事件1和事件2都發(fā)生在同一位置A，假設(shè)相對(duì)靜止情形下尺子的長(zhǎng)度為l0（也稱固有長(zhǎng)度），則有Δτ=2l0c.
以地面為慣性參考系，事件1和事件2發(fā)生的時(shí)間間隔為Δt，相對(duì)運(yùn)動(dòng)情形下測(cè)得尺子的長(zhǎng)度為l.地面上的觀察者看來(lái)列車向右運(yùn)動(dòng)，事件1和事件2并非發(fā)生在同一位置.如圖6所示將上述過(guò)程分成兩個(gè)部分，閃光從A端發(fā)出到達(dá)B端時(shí)間為Δt1，Δt1時(shí)間內(nèi)列車前進(jìn)的距離為vΔt1，顯然有cΔt1=l+vΔt1，即Δt1=lc-v；閃光從B端返回A端時(shí)間為Δt2，Δt2時(shí)間內(nèi)列車前進(jìn)的距離為vΔt2，同理可得Δt2=lc+v.那么事件1和事件2發(fā)生的時(shí)間間隔Δt=Δt1+Δt2可以寫成
Δt=lc-v+lc+v=2lc（1-v2c2），
結(jié)合Δτ=2l0c以及時(shí)間膨脹效應(yīng)Δt=Δτ1-（vc）2，可以得到l=l01-（vc）2.表明相對(duì)運(yùn)動(dòng)情形下測(cè)得的物體長(zhǎng)度小于相對(duì)靜止情形下測(cè)得的物體長(zhǎng)度（固有長(zhǎng)度），即運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度變短，也稱為長(zhǎng)度收縮效應(yīng).
通過(guò)上面三個(gè)問(wèn)題情景的討論，學(xué)生可以比較形象地認(rèn)識(shí)到相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的差別，深刻體會(huì)到是相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)引領(lǐng)物理學(xué)走出無(wú)法自洽的困境，同時(shí)將人類時(shí)空觀念拓展到嶄新的境界.特別需要說(shuō)明的是，教學(xué)過(guò)程中可以引導(dǎo)學(xué)生從時(shí)間膨脹效應(yīng)、長(zhǎng)度收縮效應(yīng)的結(jié)論，認(rèn)識(shí)到牛頓絕對(duì)時(shí)空觀是相對(duì)論時(shí)空觀在宏觀低速條件下的近似，因此在經(jīng)典物理學(xué)當(dāng)中牛頓絕對(duì)時(shí)空觀仍然是適用的，而相對(duì)論時(shí)空觀主要研究物體高速運(yùn)動(dòng)情形下的圖景.
介紹：隨著全球一體化進(jìn)程的深入，現(xiàn)在英語(yǔ)學(xué)習(xí)已經(jīng)普及到高等教育的方方面面。英語(yǔ)教學(xué)不僅包括通識(shí)基礎(chǔ)的英語(yǔ)教學(xué)，而且還涉及具有學(xué)科背景的專業(yè)課程的英語(yǔ)教學(xué)[1]～[4]。專業(yè)課程英語(yǔ)教學(xué)因其更具針對(duì)性的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的相關(guān)詞匯和語(yǔ)言表達(dá)，從而在大學(xué)英語(yǔ)教育和專業(yè)知識(shí)教育方面具有重要作用。不僅如此全英語(yǔ)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(yǔ)作為工作語(yǔ)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(guó)高等教育越來(lái)越受到世界上其他國(guó)家的認(rèn)可，越來(lái)越多的國(guó)外的學(xué)生都會(huì)選擇來(lái)中國(guó)讀書，無(wú)論是來(lái)攻讀學(xué)位或者短期交流，全英語(yǔ)專業(yè)課程的教學(xué)都有利于對(duì)提高留學(xué)生的教育，拓展我國(guó)高校的國(guó)際化。所以采用全英語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)課程教學(xué)更加需要和國(guó)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(guò)潛心設(shè)計(jì)，對(duì)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(guó)學(xué)生和外國(guó)留學(xué)生的共同需求。
鑒于專業(yè)全英語(yǔ)教學(xué)課程的重要性，本文結(jié)合全英語(yǔ)課程建設(shè)過(guò)程中的體會(huì)和收獲，重點(diǎn)闡述采用全英語(yǔ)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(yǔ)課程，因其特定的學(xué)科性，往往會(huì)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(yǔ)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(yǔ)的用法和上下文的話，這些專業(yè)詞匯和語(yǔ)句往往會(huì)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(duì)一些固定搭配的專業(yè)詞語(yǔ)和表達(dá)方式都會(huì)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(yǔ)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(guò)膠片中列表或者通過(guò)板書寫在黑板的邊緣，在課堂講授過(guò)程中不予擦除，這樣可以方便學(xué)生在聽課過(guò)程中經(jīng)?；仡?，做到知識(shí)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(yǔ)言表達(dá)的中英文釋義對(duì)照，給出下一章節(jié)的生詞對(duì)照，以降低學(xué)生對(duì)英語(yǔ)專業(yè)課程接納的難度。由于大部分的學(xué)生在聽課過(guò)程中，尤其是在初次聽英語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)境，這樣有利于學(xué)生掃除課程開始之前的語(yǔ)言障礙，使其更容易地跟上老師的講課節(jié)奏。
2 化繁為簡(jiǎn)，將生僻的句子以簡(jiǎn)單的方式表達(dá)
英語(yǔ)和漢語(yǔ)不同，如果漢語(yǔ)的特點(diǎn)是形散而神不散，那英語(yǔ)的特點(diǎn)則可用形神兼?zhèn)鋪?lái)描述。具體來(lái)說(shuō)，使用漢語(yǔ)表達(dá)對(duì)句子的語(yǔ)法表達(dá)沒有特別明確的規(guī)定，漢語(yǔ)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(yǔ)則有比較明確的句子結(jié)構(gòu)。含有主語(yǔ)從句，定語(yǔ)從句，賓語(yǔ)從句等的復(fù)合語(yǔ)句表達(dá)在英語(yǔ)文獻(xiàn)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)。課堂教學(xué)如果只是簡(jiǎn)單復(fù)述書本上的語(yǔ)句，不做任何簡(jiǎn)化，會(huì)使大多數(shù)學(xué)生很難連貫完整地聽完，對(duì)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(yǔ)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該特別注意盡量使英語(yǔ)表達(dá)簡(jiǎn)單化，口語(yǔ)化，通過(guò)使用課堂上的口語(yǔ)表達(dá)來(lái)代替書本上的英語(yǔ)書面表達(dá)。同時(shí)，可以通過(guò)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(duì)講過(guò)的知識(shí)已沒有了疑惑。必要時(shí)，也需要通過(guò)對(duì)一兩個(gè)學(xué)生的提問(wèn)，從他們的回答中了解對(duì)已講內(nèi)容的接納程度。總之，采用簡(jiǎn)單的英語(yǔ)和口語(yǔ)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(duì)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(yǔ)對(duì)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(yǔ)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(duì)于采用全英語(yǔ)進(jìn)行講授的專業(yè)技術(shù)課程，課堂上學(xué)生不僅會(huì)遇到關(guān)于專業(yè)知識(shí)的問(wèn)題，可能還會(huì)有英語(yǔ)方面的理解問(wèn)題，綜合起來(lái)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的接納難度將會(huì)對(duì)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(duì)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(duì)專業(yè)知識(shí)，除了為某些具體問(wèn)題進(jìn)行解惑之外，還要考慮詢問(wèn)學(xué)生對(duì)如此英語(yǔ)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(guò)的基本知識(shí)，學(xué)生以前是通過(guò)中文學(xué)習(xí)的，學(xué)生雖然能夠聽懂此次課程的英語(yǔ)講授，但是并沒有真正透徹地領(lǐng)會(huì)知識(shí)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(wèn)題歸類，通過(guò)改革講授方法，個(gè)性化地解決問(wèn)題，提高課堂上的教學(xué)質(zhì)量。如果某些問(wèn)題是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)于英語(yǔ)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(wèn)題，將對(duì)提升專業(yè)課程的全英語(yǔ)教學(xué)的效果起到事半功倍的作用。
再者，通過(guò)在課后老師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間使用英語(yǔ)討論課堂內(nèi)容，也會(huì)對(duì)學(xué)生適應(yīng)英語(yǔ)語(yǔ)境，掌握專業(yè)知識(shí)，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?duì)采用英語(yǔ)交流的恐懼，順應(yīng)和習(xí)慣英語(yǔ)語(yǔ)境。除此之外，還希望能在課后成立學(xué)習(xí)小組，利用英語(yǔ)溝通討論專業(yè)知識(shí)，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(yǔ)教學(xué)上努力“排除”漢語(yǔ)
雖然現(xiàn)在英語(yǔ)教育越來(lái)越普及，學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的時(shí)間也逐漸增多，學(xué)生的英語(yǔ)水平也越來(lái)越好了，但是英語(yǔ)畢竟不是母語(yǔ)，在專業(yè)課程的英語(yǔ)教學(xué)當(dāng)中也必定會(huì)遇到比普通專業(yè)課程教育更多的問(wèn)題，在起初的一段時(shí)間內(nèi)，采用英語(yǔ)教學(xué)未必能收到預(yù)期的效果。在專業(yè)課程的英語(yǔ)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(shí)，跟不上老師的節(jié)奏，不能適應(yīng)老師的英語(yǔ)口語(yǔ)特點(diǎn)和習(xí)慣，自身的英語(yǔ)水平達(dá)不到回答課程提問(wèn)等問(wèn)題，從而漸漸失去了對(duì)本門課程的興趣。有時(shí)候，老師會(huì)在學(xué)生的壓力下，在全英語(yǔ)教學(xué)的專業(yè)課程上使用越來(lái)越多的漢語(yǔ)，最后可能導(dǎo)致了英語(yǔ)教學(xué)只停留在英語(yǔ)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(yǔ)來(lái)教授這些英語(yǔ)課程，這樣就失去了全英語(yǔ)教學(xué)的意義，退化成了“半英語(yǔ)教育”。短期來(lái)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(shí)。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，這樣做不符合采用英語(yǔ)進(jìn)行授課的初衷，而且使學(xué)生對(duì)英語(yǔ)教學(xué)失去興趣，對(duì)學(xué)院學(xué)校國(guó)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(yǔ)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(lái)表述自己的觀點(diǎn)，做到徹底采用英語(yǔ)進(jìn)行授課、輔導(dǎo)。
5 采用視頻，提升英語(yǔ)氣氛和課程的趣味性。
《電磁場(chǎng)與電磁波》中的大部分內(nèi)容可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(guò)在課堂教學(xué)中，大量增加視頻內(nèi)容的方式來(lái)補(bǔ)充此類內(nèi)容?，F(xiàn)階段《電磁場(chǎng)與電磁波》英文課程中已經(jīng)包含了66段視頻內(nèi)容，其來(lái)源基本分為現(xiàn)場(chǎng)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(yǔ)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(duì)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(duì)理論的了解更為感性深入。
6 與國(guó)際接軌，邀請(qǐng)國(guó)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(qǐng)國(guó)外高校中具有多年電磁學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師，來(lái)學(xué)院講授部分課程。外國(guó)專家的介入不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課程的興趣，而且也可以提升學(xué)生們對(duì)課程國(guó)際接軌的認(rèn)可程度。“模塊化”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(lái)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(duì)其教學(xué)方法進(jìn)行修正和優(yōu)化等。
小結(jié)：采用全英語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)課程的講授不僅是為了讓學(xué)生在英語(yǔ)語(yǔ)境下，掌握此門課程涉及的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，更肩負(fù)起了使學(xué)生更快適應(yīng)英語(yǔ)環(huán)境，拓展他們?cè)趪?guó)際化進(jìn)程中的學(xué)習(xí)能力，對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展，對(duì)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(yǔ)作為一種國(guó)際通用語(yǔ)言越來(lái)越多地出現(xiàn)在工作學(xué)習(xí)的方方面面。除此之外，對(duì)于日后選擇出國(guó)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，全英語(yǔ)教學(xué)也可以為其做好充分的準(zhǔn)備。專業(yè)課程英語(yǔ)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(duì)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(yǔ)化表達(dá)，積極和學(xué)生互動(dòng)，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(yǔ)干擾，能夠?yàn)槔蠋焸兲峁┮恍┯行нM(jìn)行全英語(yǔ)專業(yè)課程授課的幫助，為我國(guó)高等教育的國(guó)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
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微波技術(shù)的應(yīng)用已滲透到了科學(xué)領(lǐng)域的許多方面，如無(wú)線通信、全球定位系統(tǒng)、雷達(dá)以及電子和計(jì)算機(jī)工程學(xué)科中。因此對(duì)于電子與信息工程類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，微波技術(shù)課程的開設(shè)是必不可少的。
一、微波技術(shù)課程特點(diǎn)
《微波技術(shù)》作為通信工程、電子工程、電子信息以及微波等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是在學(xué)習(xí)了《電路基礎(chǔ)》和《電磁場(chǎng)與電磁波》等課程基礎(chǔ)上深入研究微波領(lǐng)域的重要科目，其內(nèi)容豐富、概念抽象、理論性強(qiáng)、對(duì)數(shù)學(xué)方法的依賴性強(qiáng)，教與學(xué)都有難度。微波技術(shù)課程主要包括傳輸線理論和圓圖的應(yīng)用；微波網(wǎng)絡(luò)基本理論、S矩陣及其特性等方面。在講解波導(dǎo)理論時(shí)以簡(jiǎn)正波理論為線索介紹矩形波導(dǎo)的物理構(gòu)成及其工作原理，其場(chǎng)結(jié)構(gòu)在三維空間分布，因而要求學(xué)生有一定的空間想象能力和抽象思維能力。而課程涉及到的多由理論均以麥克斯韋方程組為理論依據(jù)，其中重要的結(jié)論推導(dǎo)都離不開高等數(shù)學(xué)和復(fù)變函數(shù)的知識(shí)。由此可見，微波技術(shù)課程教學(xué)難點(diǎn)主要表現(xiàn)為課程理論性更強(qiáng)、內(nèi)容復(fù)雜而抽象、分析方法多樣、對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求較高[1-3]。
二、微波技術(shù)教學(xué)中存在的問(wèn)題
通過(guò)對(duì)以往教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的情況，結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)《微波技術(shù)》課程的講授過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：
（一）在現(xiàn)有的教學(xué)過(guò)程中，往往過(guò)于偏重理論教學(xué)，而實(shí)踐教學(xué)所占比重較?。粌H是按照課本簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃，將基本的、重要的概念、原理、方法在有限的課時(shí)教學(xué)中教授給學(xué)生，而缺少介紹微波技術(shù)的發(fā)展前沿，因而學(xué)生課程學(xué)習(xí)意義不明確。
（二）由于該課程需要大量的先進(jìn)儀器設(shè)備，而有限的學(xué)科建設(shè)及科研經(jīng)費(fèi)造成實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)儀器設(shè)備相對(duì)匱乏，導(dǎo)致學(xué)生缺少開放式教學(xué)環(huán)境。
（三）教學(xué)方法相對(duì)于其它課程比較傳統(tǒng)，網(wǎng)上教學(xué)輔導(dǎo)與課堂教學(xué)難以有效結(jié)合；對(duì)學(xué)生的考核僅限于分?jǐn)?shù)的高低；在課程建設(shè)過(guò)程上未能引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)理念、教學(xué)方法及教材，未能及時(shí)更新配套的實(shí)驗(yàn)教材，使學(xué)生不能在多層次、開放式的教學(xué)環(huán)境下學(xué)習(xí)。
三、微波技術(shù)教學(xué)改革的實(shí)踐探索
針對(duì)以上教學(xué)中存在的問(wèn)題，認(rèn)為從以下幾個(gè)方面對(duì)《微波技術(shù)》教學(xué)改革進(jìn)行探索：
（一）注重合理利用教材，配套實(shí)驗(yàn)教材。以教材更好地適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)的需要為目的，對(duì)教材在保留原有經(jīng)典基礎(chǔ)理論的同時(shí)，增加新的理論和實(shí)用技術(shù)；結(jié)合當(dāng)前微波技術(shù)的發(fā)展，增加的新型微波元器件的原理和使用方法介紹。
（二）不斷更新課程內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。微波技術(shù)課程內(nèi)容比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不易建立概念，也會(huì)因懷疑課程的實(shí)用性從而減少學(xué)習(xí)的動(dòng)力。因此，應(yīng)多注重對(duì)于課程內(nèi)容實(shí)際應(yīng)用背景的介紹，比如介紹未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)中的射頻技術(shù)等，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（三）將實(shí)踐性教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合。本課程緊密結(jié)合實(shí)際，教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。為節(jié)省設(shè)備經(jīng)費(fèi)，采取硬件平臺(tái)與軟件輔助相結(jié)合，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作與演示相結(jié)合的方法，開發(fā)基于仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從測(cè)量微波的基本參量入手，將“電磁場(chǎng)與電磁波”實(shí)驗(yàn)與“微波技術(shù)”實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生加深對(duì)書本知識(shí)的理解。
（四）積極改革教學(xué)內(nèi)容組織方式?；A(chǔ)理論教學(xué)方面，教學(xué)內(nèi)容以講授基本原理、基本方法為主，使學(xué)生了解基本理論知識(shí)，掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，在講授該課程時(shí)，把重點(diǎn)放在基本概念和基本原理的解釋上；實(shí)踐課程教學(xué)方面，結(jié)合理論課程教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)典型的實(shí)驗(yàn)范例，利用實(shí)驗(yàn)室擁有的微波儀器設(shè)備，進(jìn)行微波系統(tǒng)基本參數(shù)的測(cè)量；實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方面，主要包括課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能。
（五）開展互動(dòng)式教學(xué)與研究式教學(xué)。開展互動(dòng)式教學(xué)，在授課過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，每一章結(jié)束后都進(jìn)行分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。開放式、研究式的討論，使學(xué)生總結(jié)歸納所學(xué)內(nèi)容，用一條龍“串”起來(lái)，寫出“小論文”形式的學(xué)習(xí)筆記。這些措施促進(jìn)了學(xué)生的積極性和自信心的提高，幫助學(xué)生克服了畏難情緒，增強(qiáng)了對(duì)自己將來(lái)從事微波科研工作的興趣和信心。
（六）堅(jiān)持推進(jìn)優(yōu)師建設(shè)，加強(qiáng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與資源的總結(jié)、研究與推廣，實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的融合，不斷優(yōu)化教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，全面提高任課教師水平。
（七）積極進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)改革試驗(yàn)。充分利用利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來(lái)補(bǔ)充課堂教育，將網(wǎng)絡(luò)教育與課堂教育有機(jī)地融合起來(lái)。
