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基于翻转课堂模式的《电磁场与电磁波》MOOC课程教学改革研究

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  摘要:围绕“新工科”理念,《电磁场与电磁波》课程以培养创新能力强、工程实践能力强以及具备国际竞争力的高素质复合型人才为出发点,结合《电磁场与电磁波》慕课的建设,采用翻转课堂的教学方式,强化双师双能型教师培养,把科研引入教学课堂的形式,最终使学生能够在“新工科”理念下理解并掌握电磁场与电磁波的基本理论。
  关键词:新工科;电磁场与电磁波;慕课;翻转课堂
  慕课和翻转课堂是“新工科”教育背景下课程的一个发展趋势,是较为新兴的一种教育教学模式,翻转课堂的教学模式是以教育实践为基础,能够增强学生的创新精神和自主探索能力,同时,也重新调整了知识的传授与内化的结构。因此,慕课与翻转课堂成为了我们进行《电磁场与电磁波》课程改革的新的途径[1]。
   一、基于MOOC的翻转课堂教学模式的构建
   针对MOOC中存在的不足,翻转课堂的教学模式做了很好的补充,不仅调动了师生的互动积极性,也极大增强了学生们对于MOOC课程的参与性[2]。电磁场的边界条件是本课程的一个重要知识点,在教学过程中也是重点难点之一,本文以电磁场的边界条件为例,讲述翻转课堂教学模式的构建原则。
   (一)课前自主学习
   学生以辽宁科技大学李志刚副教授的《电磁场理论》课程为学习平台,首先给学生提出几个问题:电磁场的边界条件研究的是什么?为什么磁感应强度的切向分量连续而磁场强度的法向分量连续?理想介质和理想导体的边界条件为什么有所不同?[3]由于这些问题学生在理解方面有一定的困难,所以在讲解的时候添加了图片辅助展示说明。通过图片展示以后,大部分同学对不同介质的边界条件有了较为深刻与全面的理解。
  
   由一般情况可以根据理想介质和理想导体的媒质特性,可自行推导出相应的边界条件:
   (1)在两种理想介质分界面上,通常没有电荷和电流分布,即s=0,ρs=0:
   (2)理想导体表面上的边界条件,由于电磁场不可能进入理想导体内,故
   (二)课中互动交流探讨
   在课堂教学中以学生为中心,主要教学环节以小组合作讨论、师生互动交流为主,首先各小组分别对课前的学习内容进行讲解展示;然后,本小组或者其他小组可以提出不理解的学习内容,本小组主讲人或其余小组可以组间协作来解答疑问[4];最后,教师首先对本次课程进行总结,再对在讨论过程中的学生存在的普遍问题进行讲解,并强调本节课的重难点,结合课堂互动环节中的抢答、选人、测试题等形式,考察学生对本节课程内容的掌握情况,进而能够更好地促进知识点的理解和掌握。
   (三)课后巩固练习
  一方面,每一节课程学习完成之后,在MOOC平台里面会有相应小节内容的随堂测试,来巩固和加深学生对本节知识点的理解和掌握[5]。另一方面,每一小节的内容会留课后作业题,登录MOOC学习平台拍照上传作业本中的课后作业题,延伸和巩固所学知识,进一步完成所学知识的内化与应用。
   二、结论
   基于翻转课堂教学形式的MOOC课程改革,一方面,挖掘出了学生自主学习和主动思考的潜力、提升了学生合作交流、自主解决问题的能力;一方面,也对学生的学习热情与学习兴趣进行了激发,使学习效率得到了有效地提高了;另一方面,很大一部分同学对翻转课堂的教学模式表示很喜欢,在课上和课下的交流探讨与互相合作的过程中,同学与同学之间以及同学与教师之间的交流更加深入密切,不仅增加了同学们之间的额友谊,也增加了教师对学生的了解,进而有利于各项教学活动和科研项目的开展。以上都说明了,基于MOOC的翻转课堂的教学模式是可行的,教学效果是显著的,也为该种教学模式有效的应用于其他课程奠定了一定的基础。
  [参考文献]
  [1]石峰,王国东,王昊,朱红伟.基于慕课的电磁场与波翻转课堂的教学改革与实践[J].教育教学论坛,2020(08):206-207.
  [2]石振刚.通信工程专业《电磁场与电磁波》课程教改探索[J].教育教学论坛,2020(07):130-131.
  [3]付琴,黄秋元,李政颖,魏勤,赵宁.通信工程专业“电磁场与电磁波”教学改革探讨[J].当代教育实践与教学研究,2020(01):63-64.
  [4]李金艷.“电磁场与电磁波”课程MOOC建设的实施与探讨[J].中国电子教育,2019(03):31-34.
  [5]梁快,胡顺仁,郑大青,李双,刘伟.“新工科”背景下《电磁场与电磁波》教学新思考[J].电脑知识与技术,2018,14(36):128-129+159.
  [6]周雪芳,毕美华,杨国伟,胡淼.“新工科”背景下对《电磁场与微波技术》课程教学的思考与探索[J].大众科技,2019,21(04):95-97.
  (作者单位:大连科技学院 电气工程学院,辽宁 大连 116052)
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