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【摘 要】探究学习教学是一种在教师指导下学生自由建构知识,经验的活动式过程。将其教学策略引入《电磁场与电磁波》课程教学,可以有效激发学生的学习热情,帮助学生克服学习困难,培养学生的探究能力、创新能力,逻辑思维和抽象思维的能力。
【关键词】探究学习;《电磁场与电磁波》;教学研究
《电磁场与电磁波》为电气信息类学生必修专业基础课程,然而很多学生反应该课程的学习难度很大,为了达到良好的教学效果,可考虑引入探究学习教学方法。探究学习教学是指为了达到一定教学目标,在教师指导下学生自由建构知识,经验的活动式过程[1]。探究学习教学根据具体的实施课程不同,可以分为不同策略,本文以“问题解决”教学策略在“坡印亭定理”教学中的应用为例进行初步探讨。
一、“问题解决”教学
“问题解决”教学就是教师在现代认知科学理论,建构主义学习理论以及课程基本理论的指导下,依据学习内容和教学目的,以问题为中心,为学生提供一个探索、创新的环境和机会,让学生自己发现,提出问题并且运用自己的积极思考和深入探究来解决问题,从而使学生获得知识。构建教学的具体实施模式如图1。
图1 “问题解决”教学实施模式
二、教学设计
1.创设情境,提出问题。创设情境,提出问题是依据教学内容和要求,创设教学情景,这一环节是“问题解决”教学的开始环节。创设情境:学生在《电路理论》等相关课程中已经学习过类似简单电路的分析,观察图2所示电路。
图2 手电筒电路
问题1:闭合开关,灯泡发光。为什么灯泡会发光?
学生答:灯泡将电能转化为光能。
问题2:灯泡的电能从何而来?
学生答:从电路中的电源元件获得。
问题3:电源元件与灯泡相隔一段距离,能量是如何从电源输送到灯泡的?
学生答:沿导线从从电源输送到灯泡的。
观察图3电路[2],没有导线联接,灯泡发光。
图3 无线功率传输实例
问题4:没有导线联接,能量是如何从电源输送到灯泡的?
首先以现实问题为背景创设问题情境,当学生回答有误时,进一步用认知冲突创设问题情境。问题的情境给学生带来了认知冲突和求知的动力,大多数同学在思考后都会发现并提出问题,教师要予以合理的评价和鼓励。
2.分析、解决问题。分析、解决问题是“问题解决”教学的核心所在。在发现能力传输与自身认知矛盾后,可引导学生从时变电磁场的基本方程——麦克斯韦方程组出发,考虑场中点的能量变化的数学运算,进行分析与推导。分析、推导:在时变电磁场中,电场与磁场同时存在,因此任何一瞬间,空间任一点的电磁能量密度应为此时电场能量密度与磁场能量密度之和。
则该点电磁能量密度随时间的变化率为
代入麦克斯韦方程组
3.得出问题结论,教师进行反馈与评价。学生通过在教师引导下的自主探究,可以得出问题解决的策略以及待澄清的问题反馈给教师。教师对此进行评价和指导。引导学生对得出的
【关键词】探究学习;《电磁场与电磁波》;教学研究
《电磁场与电磁波》为电气信息类学生必修专业基础课程,然而很多学生反应该课程的学习难度很大,为了达到良好的教学效果,可考虑引入探究学习教学方法。探究学习教学是指为了达到一定教学目标,在教师指导下学生自由建构知识,经验的活动式过程[1]。探究学习教学根据具体的实施课程不同,可以分为不同策略,本文以“问题解决”教学策略在“坡印亭定理”教学中的应用为例进行初步探讨。
一、“问题解决”教学
“问题解决”教学就是教师在现代认知科学理论,建构主义学习理论以及课程基本理论的指导下,依据学习内容和教学目的,以问题为中心,为学生提供一个探索、创新的环境和机会,让学生自己发现,提出问题并且运用自己的积极思考和深入探究来解决问题,从而使学生获得知识。构建教学的具体实施模式如图1。
图1 “问题解决”教学实施模式
二、教学设计
1.创设情境,提出问题。创设情境,提出问题是依据教学内容和要求,创设教学情景,这一环节是“问题解决”教学的开始环节。创设情境:学生在《电路理论》等相关课程中已经学习过类似简单电路的分析,观察图2所示电路。
图2 手电筒电路
问题1:闭合开关,灯泡发光。为什么灯泡会发光?
学生答:灯泡将电能转化为光能。
问题2:灯泡的电能从何而来?
学生答:从电路中的电源元件获得。
问题3:电源元件与灯泡相隔一段距离,能量是如何从电源输送到灯泡的?
学生答:沿导线从从电源输送到灯泡的。
观察图3电路[2],没有导线联接,灯泡发光。
图3 无线功率传输实例
问题4:没有导线联接,能量是如何从电源输送到灯泡的?
首先以现实问题为背景创设问题情境,当学生回答有误时,进一步用认知冲突创设问题情境。问题的情境给学生带来了认知冲突和求知的动力,大多数同学在思考后都会发现并提出问题,教师要予以合理的评价和鼓励。
2.分析、解决问题。分析、解决问题是“问题解决”教学的核心所在。在发现能力传输与自身认知矛盾后,可引导学生从时变电磁场的基本方程——麦克斯韦方程组出发,考虑场中点的能量变化的数学运算,进行分析与推导。分析、推导:在时变电磁场中,电场与磁场同时存在,因此任何一瞬间,空间任一点的电磁能量密度应为此时电场能量密度与磁场能量密度之和。
则该点电磁能量密度随时间的变化率为
代入麦克斯韦方程组
3.得出问题结论,教师进行反馈与评价。学生通过在教师引导下的自主探究,可以得出问题解决的策略以及待澄清的问题反馈给教师。教师对此进行评价和指导。引导学生对得出的