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電磁波課程論文范文1
關鍵字：Mathematica，電動力學，課堂教學
中圖分類號：G423.07 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
引言
大學高等教育通常致力于培養專業基礎扎實、有較強實踐能力和拓展潛力、富有創新精神的本科人才。其中理工科專業要求學生系統掌握專業基礎理論、基本實驗方法和實驗技能，并具有較強的數理基礎。近些年，大學普遍擴招，生源質量下降，學生數學基礎不夠扎實，冷門專業情況更是嚴重，不少學生往往因專業知識在數學計算上的復雜及相關定理、概念和過程的抽象等問題而失去學習興趣，導致專業課的教學學習效果不夠理想[1]。
基于此種情況，已有不少人把多種現代教育技術如Matlab，Java，Mathematica等軟件應用到課堂教學中[2， 3]，使現代教學技術在提高學生學習積極性、優化課堂、提高課堂效率等方面取得了較好的效果。Mathematica是一款科學計算軟件，其很好地結合了數值和符號計算引擎、圖形系統、編程語言、文本系統以及與其他應用程序的高級連接。很多功能在相應領域內處于世界領先地位，截至2014年，它也是世界上使用最廣泛的數學軟件之一。普遍認為Mathematica的標志著現代科技計算的開始，它是世界上通用計算系統中最強大的系統。自從1988以來，它已經對科技和其它領域中計算機的運用方式產生了深刻的影響，并且在國外教學工作中獲得了廣泛的應用[4， 5]。從google學術搜索中搜尋Mathematica以及Education相關條目，有近十萬條結果。從高中到研究生數以百計的課程都使用它，并有多本關于Mathematica教學的圖書出版，涵蓋多門專業教學。Karim等人[5]甚至還基于Mathematica軟件開展了遠程教學。而在我國，雖然教師們對于現代化手段在教學中的應用很早就開展了研究，但是一直以來不夠重視，特別是Mathematica軟件在教學中的應用和國際相比還處于初級階段，還沒有得到廣大教師的足夠重視和普遍使用。這從google學術檢索中就可以發現，Mathematica與教育教學等詞條相關的論文搜索結果還不到三千條。相關教學論文數量不夠充分，內容也還很不深入，相關中文教材也處于缺乏狀態，并且這些研究主要分布于大學物理以及數學分析這兩門課程[2， 3， 6]。對于Mathematica在數學、物理等數學要求較高的大學各專業核心課程教學中的應用工作還未深入展開，而物理、電子等系核心專業課之一――電動力學的數學要求遠比普通理工科專業高，因此本文欲在前人研究基礎上，以電動力學部分難點的教學工作為例，展開深入分析，力圖引入Mathematica軟件輔助教學，消除學生對復雜公式的畏懼感，直觀準確地展示各種物理圖像，使學生對課程的學習有良好的進步。
1 應用
本文研究目的旨在借助于Mathematica軟件將學生從復雜的微分偏微分方程求解過程中解放出來，并用圖形和動畫直觀展示各重點難點，從而降低專業課的學習難度，達到提高學生學習積極性的目的，并使學生初步掌握Mathematica軟件的使用方法，提高他們學習新事物的能力。
電動力學是很多大學專業的主干課程之一，如電子、信息、通信、物理等學科。其主要內容就是麥克斯韋方程組的來由及其在各種條件下的具體應用。此處我們以電磁波的傳播為例，在瞬變條件下，變化的電場和磁場相互激發，形成在空間傳播的電磁波。單從字面描述以及電磁波方程來看，較為抽象。學生一般很難理解。通過使用Mathematica軟件，我們可以將平面電磁波的傳播用圖1展示。從圖1中可以清晰看出平面電磁波的幾個特性：1，平面電磁波是橫波；2，電場、磁場以及傳播方向三者是相互垂直的； 3，電場和磁場是同位相。
圖1是靜態圖，實際上，通過圖2所示代碼，我們還可以用動畫演示電磁波的傳播。圖2所示代碼形式簡潔，接近于自然語言，這樣就讓學生無須較高的編程水平即可自行編寫代碼，容易激發學生的學習興趣。圖2所示代碼會生成一個簡潔易懂，易于操作的界面，可以通過設置循環播放，良好地演示電磁波的傳播。通過“waves”按鈕可以分別演示不同個數的完整波形，時間軸可以快速或慢速地動態演示電磁波的傳播過程，讓學生輕松理解電磁波傳播過程。
除了平面電磁波在無界空間的自由傳播之外，平面電磁波在兩塊平行板之間的傳播，也能形象清晰地展示。如圖3所示，此圖可以大大加深學生對電磁波傳播的理解，便于學生學習。誠然此圖所需代碼較為復雜，不僅需要相關的電動力學知識，還必須熟悉偏微分方程求解理論，此外對Mathematica軟件的使用熟悉程度也有要求，學生難以短時間內獨立完成，需要進一步的訓練之后才可能完成。類似的內容可以讓學生課后完成，作為考核內容，這樣可避免學生過于依賴該軟件而忽視數學學習的重要性。
總而言之，Mathematica應用到電動力學課堂教學中，能讓教學過程更生動，促進學生學習理解。
2 結束語
當前我國大學專業課教學中，數學分析軟件的使用還處于初級階段。學生薄弱的數學基礎與專業課較高的數學分析要求是專業課學習過程中的主要矛盾之一。本文著力于解決由學生薄弱的數學基礎和抽象的專業概念所引起的在專業課學習上的困難，讓學生開闊視野，并培養學生利用工具軟件的能力。從而可以將專業課學習過程中的復雜數學問題交給專業數學分析軟件Mathematica來進行，學生只需掌握基本的數學原理，了解相關知識，配合Mathematica豐富的互動界面和圖形顯示功能，就能達到更充分更深層次理解內容本質的目的。本文重點有機銜接了電動力學與Mathematica軟件，通過Mathematica在電動力學課堂教學上的使用，達到加強基本理論教學，擴展學生視野，引導學生關注科學前沿的發展動態，并訓練學生的創新精神，而且避免了學生過于依賴該軟件而置數學于不顧的情況。對于電動力學課程中的主要內容，可以建立一系列相應的數值程序，進而開發一個系統性的課件，輔助課堂教學，這將會對教學效果產生很大的促進作用。
參考文獻
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電磁波課程論文范文2
論文關鍵詞：建構主義學習理論；建構主義學習理論；電動力學
1．引言
《電動力學》課程是物理本科專業的一門重要專業課，也是理論物理的第一門基礎課。它是在學生學習了高等數學、數學物理方法和電磁學等基礎課程之后開設的。分析整個電動力學教材的內容體系，我們不難看出，矢量分析和數學物理方法好比電動力學的雙腿，電磁學的實驗、定義、公式、方法和應用則是它的軀干，而物理概念、物理思想、物理圖像和物理思維方式是它的靈魂。
由此可見，學生的數學基礎特別是對矢量、張量分析的掌握是學好整個課程的關鍵，沒有這個基礎，學生就無法領會電動力學的定義、公式和方法。電動力學本身是一門較難也比較枯燥的理論課程，如果此時教師不注意對學生進行學習方法和學習自主性的引導，就很容易滋生厭學清晰，從而影響教學質量。本文利用建構主義理論針對電動力學中如何處理一些知識的教學做了一些探討，希望達到拋磚引玉的目的。
2．建構主義理論
建構主義是當代教育心理學的一場革命，代表人物是著名心理學家皮亞杰(．Piaget)。建構主義理論的核心內容可以用一句話來概括：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現對知識意義的主動建構]。建構主義理論內容豐富、流派紛呈，本文只對建構主義理論中對學習及教學的認識加以淺析。
2．1建構主義理論對學習的認識
建構主義理論認為學習是學生在原有經驗基礎上主動進行意義建構的過程，這種過程要在實踐中或者在學生與環境的相互作用中通過新舊知識間的反復相互作用而建構而成。在此過程中學生依靠同化和順應來組建自己的知識結構。同化是指把外來的信息納入已有的知識結構中，以豐富和加強原有的思維取向和行為模式；順應是通過學生原有的知識結構與新的信息產生沖突，調整原有認識結構，從而建立新的認知結構。通過不斷地同化——順應——同化——順應……循環往復，相互交替，將新知識轉化、組織和重新組織，并納入到自己的知識體系中。這就是學習的過程。
2．2建構主義理論對教學的認識
建構主義認為教學是學生在教師設置的情景中通過交流和協作對知識進行主動加工的過程。它不是知識的傳遞，而是對知識的處理和轉換。學生對知識的處理和轉換，只能由學生自己來建構完成，所以在教學中不能把教師對知識的理解傳遞給學生，而要從學生原有的知識經驗出發，引導學生從原有的知識經驗中“生長”出新的知識經驗。即教學的關鍵其實是向學生展示這些結論是如何得到的，而不是去熟記這些結論。
3．建構主義理論對指導電動力學教學的啟示
3．1學生基礎現狀分析
學生經過對經典物理學力學、熱學、光學和電磁學的學習，已經有了一定的物理基礎知識和分析、解決物理問題的能力，并且已經形成自己的學習．方法和習慣。但目前的基本現狀是：數學基礎知識特別是矢量計算基礎較差、先行課程電磁學的知識有很多已經生疏或遺忘、學生習慣接受教師“咀嚼”好的知識和方法，不愿意也不會自己去思考和總結，在學習的主動性和積極性方面還存在很多不足。
上述問題在班上是普遍存在的，它為電動力學的正常教學提出了了刻不容緩的難題，如果不運用適當的手段搞清楚學生的知識狀況，并能及時調整知識的講授方式以便能適當與先行課程做好銜接，就勢必給學生學習電動力學造成很大的困難，對教師的教學也是一個很大的障礙。
3．2建構主義對教學的指導——兩個案例的分析
(1)“位移電流”的教學
‘位移電流假說是麥克斯韋為了將穩恒情況下電磁場所滿足的麥克斯韋方程 (積分形式為推廣到普遍情況(包括穩恒和非穩恒)而引入的一個定義。這是一個很重要的新概念，也是一個比較抽象的概念。學生的思維里可能比較熟悉的是傳導電流的性質。
穩恒情況下，磁場的安培環路定理的積分那么在非穩恒情況下，磁場的環流這個地方，書上的闡述是由麥克斯韋方程與電荷守恒定律之間的矛盾來引入這個概念的口。這是用理論來講授理論，當然推理嚴密，講解簡單。但在教學中，我覺得可以從大家熟悉的含有平行板電容器的充、放電電路(圖1)來講述，學生會更領會“位移電流”的本質。
現考慮以L為邊界作曲面S1和S2，其中曲面S1通過導線的橫截面，有自由電子穿過S1;而曲面S2通過電容器的兩極板之間，沒有自由電子穿過S2. 這說明，盡管兩個曲面的邊界L是相同的，但穿過曲面的傳導電流并不一樣，也就是說這個方程不能推廣到非穩恒電流的情況。
為了解決這個矛盾，麥克斯韋提出了“位移電流”的假設，將方程稍做修改為就代表“位移電流”的貢獻。下面再來計算的表示式。利用 ×)所以直接比較得出：由此式我們就很容易看出：位移電流的本質是變化的電場，它和傳導電流一樣都能激發磁場。引入位移電流以后，上述電路的全電流可表示為：這個全電流在整個電路中是連續的。對上式取散度(并用到 這樣一來，平板電容器充、放電電路中出現的矛盾就得到解決：在電容器兩極之間隨時間變化的電場形成了位移電流它把電容器極板中間斷的電流．廠連接起來，使全電流．Jr具有閉合的性質。
(2)“諧振腔”的教學
第四章四、五節討論的是有界空間的電磁波的傳播問題，以矩形波導和諧振腔為例，研究了高頻電磁波的傳播的駐留行為。從知識的角度來看，本章屬于運用理論解決實際問題的類型，在前面，先給學生回顧和講解分離變量法求解亥姆霍茲方程中的定解問題，同時讓學生學會分析理想導體的邊界條件。有了這兩個基礎以后，后面介紹的具體例子——諧振腔和波導問題的求解就應該不是重點，學生只需要針對具體情況分析好邊界條件就沒有困難。
我們知道諧振腔是儲存某一特定頻率的電磁能量的器件，常用于選擇并發射某一頻率的電磁波。我覺得作為一種光學的應用器件，講授它的功能、用途以及為何具備這樣的功用是很有必要的。在教學中可以從復習學生比較熟悉的LC振蕩回路的知識來過渡到對諧振腔的講解。我們知道，低頻電磁波是利用
如圖(2)所示的LC振蕩回路激發的，首先用外電源給電容器充電至U，合上開關k以后，儲存在電容器內的電場能與電感中的磁場能在不停地相互轉換，形成電磁振蕩。LC回路振蕩頻率為
電磁波課程論文范文3
關鍵詞：電磁場與微波技術；工程實際；考核制度
作者簡介：張具琴（1980-），女，河南信陽人，黃河科技學院電子信息工程學院，講師；賈潔（1982-），女，河南安陽人，黃河科技學院電子信息工程學院，助教。（河南鄭州450063）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）17-0054-02
隨著信息時代的發展，作為信息主要載體發展方向的高頻電磁波—微波，不僅在衛星通信、計算機通信、移動通信、雷達等高科技領域得到了廣泛的應用，而且已經深入到了各行各業中，在人們的日常生活也扮演著重要角色。因此對于電子信息專業的學生來說，電磁場、微波技術與天線類課程在目前及今后都是不可缺少的主干專業課程。[1，2]但由于該課程的自身特點及對于該課程教學的一些傳統認識，使得學生對該課程的知識和技能的學習和掌握不能滿足國內對電磁場與微波技術及其相關專業人才的需求。為提高該課程教學質量和人才培養質量，尤其是針對三本院校的應用型人才培養目標，筆者認真分析了該課程教學中的問題，結合課程特點和“三本院?！睂W生的實際情況，對該課程進行了一系列的改革和實踐探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“學”中的主要問題
該課程傳統的教學方法是以事實性知識傳授為教學目標，即課程內容是介紹“是什么”“為什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，過分強調理論，而缺乏對知識的實際應用。
目前該類課程所用教材多為一本學校編著，這些教材整體突出課程內容的完整性和理論分析的嚴密性。對于理論基礎一般也較為薄弱、更注重實際應用能力的三本學生來說算是“天書一部”，學習起來也“味同嚼蠟”，教師授課也是事倍功半，教學效果很不理想，很多三本學校對該課程的開設是“形同虛設”。
該類課程的教學模式仍是以理論教學為主的，教學方法和內容很少涉及該課程的實際知識應用和人才就業的方向指導，結果學生學完后除了知道有很多公式推導外，對該課程其他方面相關內容知之甚少，所以缺乏學習動力，教學效果不佳。
對于該課程的考核制度多為“一刀切”模式，即“考試分數定高低”，未能考慮學生的個體差異，忽視學生學習能力、學習過程、學習方式差別，不能很好調動學生的積極性和主動性。
二、改革方法和措施
1.改革傳統的事實性知識傳授的教學目標，更注重對實際應用能力的培養
在教學內容中，增加具體理論的應用實例分析，[3]使學生對電磁場和微波的實用性有較好的認識；增加微波技術在新科技和社會生產生活中的實際應用的一些例子，使學生有更強的學習興趣和學習動力；課程中很多知識點的引入，都以思考題和小的科研課題的形式提出，使學生應用所學的理論知識分析解決實際問題的能力與創新、研究能力得到相應的鍛煉。
增開相應的微波實驗項目，使學生的實際動手能力得到很好提高，考慮到實驗室建設的成本的問題，可以通過先引入微波的仿真實驗項目或者引入與現有的大學物理實驗、通信原理實驗等成熟實驗項目相結合的實驗項目。[4]
2.突破傳統的一本院校所編教材的限制，使學生在有限的時間內掌握具有生命力的知識基礎和必要技能，以滿足高素質應用人才知識結構和素質結構的需求
在實際授課過程中注重將“電磁場與電磁波”、“微波技術”和“天線理論”有機結合，采用電磁場與微波技術結合的自編的簡本教材為授課教材，把天線及應用作為擴展補充教材，將三者精要貫穿于教學中。這大大節約了理論教學時間，使學生有更多的時間參與到實踐中去，有利于培養學生應具有的實踐能力。
具體教學內容方面：加強了該課程中的最基本的電磁場的概念、定理的講解，力求夯實該門課程的基礎；增加了微波在新科技中的應用和微波的發展前景的介紹和大量的網絡理論應用實例分析等，有利于學生學習目標、學習興趣的建立和實際應用能力的提高；針對該門課程涉及知識面廣、理論性較強的特點，對于只是涉及而非重點內容大膽刪減或者采用增加附錄的形式直接給出，這樣有利于學生有針對性地學習；對于課程中的概念采用“量綱分析法”，使學生對概念的物理意義有更深地理解，應用起來能夠更加嫻熟；對于其他新知識的引入采用“概念—方程—新概念”教學模式，順著學生的理解思路，水到渠成；更加注重了理論與實踐的結合，每個具體的理論講完后，立即有相應的實例分析，既有利于提高學生的實際分析問題的能力又有利于提高其學習興趣。
3.改革傳統的理論教學為主的教學方法，開展“以應用為基本出發點”的理論教學方法研究
（1）以應用為本，確定理論教學的研究方法。在教學大綱和簡本教材中，弱化理論講解，重視實際解決問題能力的提高，主要采用“用什么理論，講什么理論”和選學、自學內容相結合的模式，即讓大多數學生學到了本課程的主要內容，又讓學有富余的學生得到更深層次的提高。
（2）注重對學生進行思維能力與應用能力的訓練。改變傳統的純理論講解、缺少實際應用實例的情況，在教學過程中注重理論講解、實例分析、習題課相結合；以思考題和小的科研課題的形式，對學生進行有效的思維能力與應用能力訓練。
（3）具體教學方法中，采用多種方法相結合，尤其是板書和多媒體相結合教學。對于主要理論、公式的推導，以板書教學為主，有利于學生的理解和接受；而對于一些介紹性知識、實例講解和仿真實驗方面，可輔以多媒體教學和動畫演示，豐富學生的感性認識和知識量。
（4）注重案例教學。例如，以往年學生的畢業設計為案例，闡明微波是如何用來解決實際問題的；提出目前理論應用于實際的方向和技術瓶頸，鼓勵同學們探索和研究，力爭做到理論與實踐相互聯系，相互穿插，相輔相成，使學生真正從這門課程中學到“實惠”，即掌握了具體知識的應用，也為其以后的就業指明了方向。
（5）開設“第二課堂”教學法。針對學生層次的差異，可以采用課堂教學與網絡教學相結合的方式、給出小型科研調研題目等方式，[5，6]使每個學生的潛能都能得到最大的發揮。充分利用黃河科技學院（以下簡稱“我校”）的校企業合作平臺，讓學生利用半年左右的時間充分參與到微波天線企業一線的科研和生產中，在理解整機工作原理的基礎上，研究實際的產品部件；通過在學生與學生之間、學生與老師之間、工程技術人員之間對出現問題的討論，使學生更全面地思考和理解問題，另一方面也能使學生掌握和了解最新的知識，適應科技高速發展的需要，實現與時俱進。
4.改革傳統的考核制度“一刀切”模式，開辟“多樣化的柔性”考核制度
結合“因材施教”的指導方針，認真考慮學生的個體差異，增強“第二課堂”的作用，開設“老生研討課”，加重過程考核，提出開卷考試制度等方案，極大地調動了學生的積極性和主動性，提高了教學效果。傳統的終結性考核以理論知識、標準答案、閉卷形式為主。改革后的考核方式更加注重過程考核，加入調研報告成績，課程小結成績實，實踐環節成績；考試試卷上增設選做題目、課程設想等，給學生充足的學習空間，有利于激發學生的學習自主性，提高學習的自覺性和自學能力；考試采用開卷形式，重視知識的應用而弱化死記硬背，加強學生的應用能力的考核。
另外，本課程的教學中也廣泛利用網上電子教案、習題庫等教學資源，為學生的自學和課后復習提供了一定的空間，隨著課程網絡資源的建設，教學中可利用校園網實現網絡教學、在線測試、在線答疑。
三、改革實踐的效果
課程教學目標和教學內容的調整，理順并抓住了根本，節省了時間，避免了枯燥繁冗的數學推導過程，使學生接觸更多的工程實踐，適應了三本學校的應用型人才目標；教學方法、教學手段的改革，加強了理論與實際的聯系，避免了學生對該課程中一些難而無用的知識糾結，側重工程實際應用，使他們的實踐能力大大提高；考核方式的改革，使學生的學習積極性得到了全面地調動，學生能夠主動參與到學習過程中，學習方式靈活、學習興趣也有了很大的提高。
改革后學生能夠積極主動地參與到“電磁場與微波技術”的學習中，通過親身體驗和相關內容的學習，積累和豐富直接經驗，促進學生掌握了該課程的基本知識和基本技能，培養了學生的創新精神、實踐能力和終身學習的能力。具體表現在以下幾個方面：本課程的合格率達到了95％以上，優秀率將近40％；有近50％的學生投入到該課程的研討式學習和科研課題研究中，6名同學在科技期刊上發表了科研論文；三屆畢業設計有13名學生做了該方向的課題，[7]其中3名同學取得了優秀畢業設計的成績；在兩屆全國大學生電子設計大賽中，2名同學選擇了該方向的創新設計并取得了優異成績；該方向的就業率和考研率都有很大提高，2005級以來三屆近400名畢業生中就有15名學生從事該方向工作，實現了我校該方向就業的零的突破，有近30名畢業生選擇該方向為研究生報考方向。
四、結束語
該課程的教學改革和實踐在教學質量和人才培養方面取得了一定的成績，但教學改革任重道遠，要培養出既具有理論知識基礎又具有較強實踐能力的適應時代的高素質應用人才，必須與時俱進地調整和充實教學的各個環節，協調和配合好教學體制和機制的多方面才能達到最佳效果。
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電磁波課程論文范文4
1.線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊和電路、電磁場、電磁波、信號和系統模塊不同的是線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊除了是子信息工程教育中重要基礎課，還是一門應用性很強的技術學科。無論是線性、非線性電子電路課程還是數字邏樣電路模塊都包含著豐富的基本內容。線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程參考學時較多，在一百五十到一百六十之間，數學邏輯電路課程參考學時在七十到八十之間。
2.計算機科學與工程模塊現在計算機成為大家普遍使用的工具，計算機科學也被廣大的人民所接受，并得到了廣泛的應用，所以現在計算機系列課程成為電子信息工程技術教育的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定，它包括9個領域、3個進程、12個基本概念，基本內容有計算機網絡、編程語言和基本算法、計算機原理與體系結構等。
二、試驗教學課程體系的初步構想
1.宏觀體系的把握—體系結構圖大學生步入社會總要開啟自己的工作之路，公司看中能力多過于學歷，為了幫助更多的大學生在畢業時找到更理想的工作，在學校開設鍛煉學生動手能力等的試驗性課程是很有必要的。根據現有課程開設存在的弊端和學生工程設計能力的培養目標，我們可以將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門新的學科，內容可以包含整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。
2.微觀世界的分析—各試驗模塊詳細說明我們可以將實驗模塊分成課程設計性質的電路綜合實驗、綜合專題實習、計算機能力訓練三個模塊。在第一個模塊中，電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置，檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目可以設置包括多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源等，實驗最合適的階段應該是安排在大學三年級在學生有一定的理論基礎的前提下，學時可以控制在六十到七十的范圍內；第二個模塊—綜合專題實習。在這個模塊結束時，學生應該在方案論證、工程計算、撰寫論文等方面有一定的提高。像學生在實習中遇到的電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試等都可以當作綜合專題實習的經典案例，供學生相互之間學習探討。綜合專題實習進行的場所較多，校內、工廠等都可以開展，實習時間可以控制在一個月左右；第三個模塊，計算機能力訓練。具體可以包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計等，整個課程的安排可以由易到難，先將計算機操作訓練安排在前面，計算機編程訓練在前者的基礎上開展。在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。
三、結語
電磁波課程論文范文5
關鍵詞：物理實驗；物理成績；學生
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2012）10-0222-01
物理學是一門實驗科學，實驗教學既是物理知識教學的基礎，也是學生形成嚴謹的科學態度，實事求是的科學作風的主要渠道，更是培養學生具有探索精神、探究能力的有效手段。現代教育提倡學生自主、合作、探究學習，實驗教學過程中，體現了這種要求，而教師如何根據學生的生理、心理特點來優化實驗教學，對培養學生的探究能力起了極其重要的作用。
1.合理劃分實驗小組，奠定合作學習基礎
哥拉斯的選擇理論認為學校是滿足學生需要的重要場所。學生到學校來學習和生活，需要的就是自尊和歸屬。只有創造條件，滿足學生對自尊感和歸屬感的需要，他們才會感到學習是有意義的，才會愿意學習，才有可能取得學業成功。據此，分組時首先要根據內容靈活確定每組的人數以及組數。對于相對簡單的實驗劃分較小的組，難度大的實驗劃分較大的組，任務多的實驗可以采取大組套小組，各自分擔一部分實驗內容的方法，以此來減少實驗中的“閑雜人員”。然后讓學生自由組合，并通過民主選舉選出組長，負責組內具體工作，避免按座位就近搭配分組和按學習好中差搭配分組造成的事實上的不平等給合作學習帶來的障礙。
2.利用投影技術，增強演示實驗效果
演示實驗，就是教師利用實驗器材、儀表向學生做表演示范實驗，或創設必要條件將自然現象及其變化規律等再現出來。這是物理教學中將理論與實際相結合的重要方法，是提高學生學習興趣、啟發學生積極思維的重要手段，是認識事物規律的起點，也是物理實驗教學中的一個重要組成部分。學生通過觀察演示實驗，思考總結，從而找出規律性的東西，得出正確結論。但是，有的演示實驗觀察目標個，現象細微，且由于條件的限制，教師只能在講桌上進行演示。后排學生看不清楚實驗現象，這就增加了學生在理解過程中的難度，直接影響教學效果。利用投影器將演示現象放大，使其在銀幕上清晰地顯示出來。這樣既有利于學生觀察思考，又縮短了觀察時間，從而增強了演示實驗的效果。
例如，在測定物質的密度這個實驗中，其實驗目的就是練習使用天平，學習使用量筒，學會利用天平和量筒測物質的密度。在這個實驗中，學生第一次學習使用量筒測量液體的體積和測量小金屬塊的體積。因此在做實驗之前，教師應先教學生如何使用量筒，如何正確讀數。而量筒的刻度較小，教師演示講解，大部分學生看不清楚。這時可利用投影技術，將刻度放大，學生就容易看清。方法一：用立式投影器對圓形量筒進行投影時，會產生聚光作用，在銀幕上形成一條豎直亮線，無法看清演示刻度。為了消除圓形量筒的聚光作用，可將量筒放在透明的水槽里進行投影演示。方法二：用立式投影器和專門作投影用的方形量筒。方法三：用臥式投影器和抽拉式量筒投影片（在教學生學習溫度計、安培計、伏特計的正確讀數時，也可用抽拉式溫度計投影片，旋轉式安培計、伏特計投影片進行投影演示）。
在講“磁潮”和“電流的磁潮”這兩節課時，磁場的概念比較抽象，條形磁鐵、U形磁鐵、同名磁極之間和異名磁極之間的磁感線分布以及直線電溢的磁場的磁感線和通電螺線管的磁場的磁感線分布形狀各不相同。傳統的演示方法一股是：將玻璃板放在磁鐵上面，將鐵屑均勻地撒在玻璃板上，輕輕敲動玻璃板，使鐵屑在磁場的作用下形成平面的磁感線分布圖形。因平面放置，學生看不清楚，教師只好端著玻璃板走到講臺下，讓一部分學生看看,這樣既浪費時間，還是有許多學生看不清楚。利用投影技術，則完全可以改變這一局面。將課本上所講的幾種演示情況投影到銀慕上，使全班學生都能清晰地看到各種情況的磁感線分布。這樣就加深了學生對“磁潮”的認識，使抽象的問題容易理解。
2.利用網絡資源指導學生進行設計型實驗
網上資源為物理實驗探究提供了豐富的材料，學生不但可以看到、聽到各種信息，而且可以進入學習內容中去。課程教學中，可不定期在校園網上公布一些“探索研究”的課題，以激勵學生試著去設計實驗、解決特定的問題。學生可以圍繞選題，通過網絡資源，查找有關資料，整理自己的成果，寫成小論文在網上；也可利用電子郵件、BBS等，圍繞探究的主題進行討論交流，各自形成自己的判斷，表達自己對問題的理解以及解決問題的不同思路，相互解疑、爭辯和評價，相互合作解決各種問題。在網絡上提出和設計研究課題，指導學生在現實生活和文字資料中進行探究性學習，然后利用網絡進行跨時空交流，綜合各方面的信息，能大大提高學生在信息時代的學習與研究能力。
3.利用網絡的交互優勢進行實驗復習，提高復習效率
在實驗復習課中，引入多媒體加強人機交互性，增加學生個體學習機會。使學生真正參與到課堂活動中。充分發揮學生的主體作用，這樣不僅可以擴充實驗復習課容量，而且可以提高復習效率，例如：將《電磁振蕩和電磁波》一章的全部演示實驗錄制成教學片，在復習教學中結合放映相關實驗，順序講述電磁波的產生、調制發射以及傳播、接收等一系列過程，收效甚佳。又例如：各種實驗裝置的裝配，電路的連接復習，可以利用CAI課件，讓學生在計算機上自行組裝連接，當出現錯誤時給出提示信息。另外，還可以將各種分組實驗的重點、難點剪輯成錄像，播放同學們觀看，并適當提出問題讓同學們回答，這樣利用電腦進行教學增加課堂容量，克服了利用黑板遲緩不連續的弊病，使學生在輕松愉快的氣氛中學會了應掌握的知識，大大提高。
電磁波課程論文范文6
一、物理課外活動學習的體系
物理課外活動的途徑有很多，按物理課外活動學習的方式，可將物理課外活動劃分為：自主活動學習（如小論文、小制作、應用實驗）；合作活動學習（如社會調查、一物多用、分組實驗）；探究活動學習（如操作實驗、研究性學習實驗）。就初中階段而言，結合學生的年齡特點和知識水平，我們著手開展的物理課外活動主要是小實驗，小制作，小論文，小調查簡稱“四小”。學生通過“四小”活動，加深了對物理知識的理解，體驗了物理知識在實際中的應用。
二、初中物理課外活動的實施
（1）課外小實驗，加深對物理知識的理解。
根據學生的知識基礎，教師精心設計物理課外實驗讓學生來完成。實踐表明物理課外實驗活動以豐富而又蘊藏著科學素養的教學內容，深得學生的喜愛。按活動的能力層次從低到高可歸納為以下幾類：趣味性實驗、家庭小實驗、探索性實驗、應用性實驗、研究性學習實驗等。實踐中，我們注重了以下幾個可行性小實驗，學生通過實驗，增強了對物理的學習興趣。
①觀察燭焰在揚聲器前的搖曳②觀察水的沸騰③從不同角度觀察魚缸中的金魚④觀察雞蛋在不同濃度的鹽水中的浮沉⑤用測電筆判斷家庭電路中的火線和零線
（2）科技小制作，開展物理課外小制作，培養學生的操作技能。
教師要善于指導學生把學到的知識付諸實踐，勤于動手、動腦。學生每件制作品要能演示一種物理現象，說明一個物理問題，并有一定的實際價值。在制作過程中，同學們邊干邊思考，互相質疑，展開討論。使用身邊隨手可得的物品進行實驗，可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切感受到科學的真實性，感受到科學與日常生活的關系。通過體驗小制作成功完成的喜悅，可促使學生形成良好的意志品質和嚴謹的科學態度，提高實驗操作、實驗設計和實驗創新能力。實踐中，我們把學生按4人一組的形式分組，分工合作，共同完成一個目標。具體有：
①自制魔術箱②自制簡易天平③自制測力計④自制水果電池⑤自制直流電動機
附部分學生作品：
自制簡易天平
自制魔術箱
自制測力計
自制直流電動機
（3）指導學生閱讀科普知識，撰寫小論文，培養學生獨立工作能力
根據學生的知識基礎，教師安排、指導學生閱讀有關的課外科普讀物，瀏覽有關科普網站，使學生更多地了解科技知識和科技發展的新動向，增加學生的科技意識，并定期組織檢查和輔導，以調動學生學習、讀書的積極性，真正培養學生閱讀、自學科技書籍的能力?？萍颊撐氖怯脕肀硎隹茖W研究和描述科研成果的文章，是探討、研究問題的一種手段，又是學術交流的一種工具。指導學生寫小論文，要引導學會根據課題查閱有關資料，閱讀相關書籍，通過觀察實驗，切實學會運用學過的知識，寫出分析和解決某一實際問題的文章。實踐中，我們提供給學生撰寫的小論文題目有：
①假如聲音在空氣中的傳播速度是1m/s②假如地球最低氣溫只有1℃③假如物體不受重力，世界將會怎樣④宇宙從何而來⑤導體電阻的影響因素其中有的論文向報社投稿，有的是科普協會的征文，有的刊登在學生自辦的班級小報。
（4）組織社會調查、延伸物理知識
在社會調查活動中，學生可以利用教材中學到的理論知識，結合實際去解決生活和生產中的具體問題，如在學生學習了水循環后，分小組考察學?；蛏鐓^附近水域的污染情況，完成報告，報告項目包括考察目標，地點，時間，水域情況，周邊情況，總體印象，給相關部門的建議等。實踐中，我們提供給學生進行社會調查的項目有：
①考察校園受噪聲污染的情況②考察家庭所在社區附近水域的污染情況③家庭所在社區的光污染的調查④廢干電池的污染調查⑤調查電磁波在現代社會中廣泛應用
附家庭所在社區附近水域污染情況考察報告：
考察目標
考察地點
考察時間
水域情況
顏色
氣味
漂浮物
其他
周邊情況
總體印象
給相關部門的建議
學校
班級
報告人
三、對物理課外活動的思考
應該指出的是，物理學課具有操作性強的特點，是一門理論與實踐緊密相關的學科。多年的教學實踐發現，大多數學生尤其是初中學生，對自然科學有強烈的好奇心，對物理實驗都愿意親自動手操作。一方面物理課外活動能為學生提供豐富的感性認識，特別是通過用腦思考，動手操作，滿足了他們的好奇心和求知欲，另一方面學生通過物理課外活動的廣闊題材，鍛煉了他們各方面的能力和素質，諸如獨立思考、文字表達能力、創造能力等。但實際操作上，有一定的難度，主要表現在：
（1）老師的指導作用不能得到充分發揮
由于是課外活動，老師的指導更多的是體現在活動之前，學生活動時，老師不在身邊，對學生活動中出現的問題和遇到的困難都不能及時提供幫助，挫傷了學生的積極性，一定程度上，影響了課外活動的效果。
（2）學生的主動參與的熱情不一定高
信息時代，學生獲取知識的途徑很多，特別是計算機和網絡的發展，網上沖浪成了學生課余生活的重要部分，而且網絡上豐富多彩的內容更吸引人。人的惰性會讓部分學生放棄參與物理課外活動，或者以敷衍了事的態度對待物理課外活動。
（3）活動的實際價值和可行性影響著活動效果
我們結合學生和教材實際，給學生開展的以上那些活動，雖有一定的實際價值和可行性，但相對日新月異變化的信息社會，有些已對學生沒有多大的吸引力了，迫切需要一線教師從日常教學和生活實際中，探索出更具價值和可行性的題材供學生選擇。
