亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        西部高校“電磁場與電磁波”課程可視化教學(xué)的探索和實(shí)踐——以吉首大學(xué)為例*

        2021-04-13 00:27:18唐炳
        科技與創(chuàng)新 2021年6期
        關(guān)鍵詞:電磁場與電磁波科學(xué)計(jì)算電磁場

        唐炳

        西部高?!半姶艌雠c電磁波”課程可視化教學(xué)的探索和實(shí)踐——以吉首大學(xué)為例*

        唐炳

        (吉首大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院,湖南 湘西土家族苗族自治州 416000)

        “電磁場與電磁波”這一課程本身內(nèi)容晦澀難懂,概念抽象,數(shù)學(xué)公式復(fù)雜繁多,加上西部高校師資力量不足,導(dǎo)致西部高校老師對這一課程難教、學(xué)生對這一課程難學(xué)。以吉首大學(xué)為例,通過與廣州粵嵌公司合作開展了對“電磁場與電磁波”這一課程的可視化教學(xué)研究。將課程中的理論知識與現(xiàn)代流行的科學(xué)計(jì)算軟件相結(jié)合,利用科學(xué)計(jì)算軟件強(qiáng)大的計(jì)算功能和可視化功能,讓學(xué)生加深對理論知識背后物理圖像的認(rèn)識。課后讓學(xué)生自己編程,做與課堂知識有關(guān)的實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的編程能力和創(chuàng)造力,讓他們得到多方面的發(fā)展。

        “電磁場與電磁波”;可視化教學(xué);現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算軟件;教學(xué)研究

        1 引言

        “電磁場與電磁波”是我校電科專業(yè)本科生一門必修課程。其所涵蓋的基本理論是很多交叉學(xué)科的生長點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。通過對該課程的學(xué)習(xí),有助于電子信息類本科生完善自身科學(xué)素養(yǎng),以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。但是要學(xué)好“電磁場與電磁波”這一課程是比較艱難的,因?yàn)樗婕傲烁叩葦?shù)學(xué)與物理學(xué)兩方面的知識,歷來被稱為教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程[2]。

        對于西部地區(qū)高校而言,盡管國家出臺并實(shí)施了一系列措施來促進(jìn)和提高西部地區(qū)高校教育發(fā)展水平,但是由于長期以來受地理位置和交通等的影響,西部地區(qū)師資力量薄弱,高校教育發(fā)展水平相對而言比較落后[3]。因此,在西部高校地區(qū)要教好“電磁場與電磁波”這門課程顯得更為困難。校企合作教育是實(shí)現(xiàn)高校教育人才培養(yǎng)模式的有效手段,是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的一種有效途徑[4]。課堂上教師將課程中的理論知識與現(xiàn)代流行的科學(xué)計(jì)算軟件相結(jié)合教學(xué),利用科學(xué)計(jì)算軟件強(qiáng)大的計(jì)算功能和可視化功能,讓學(xué)生從繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中解放,讓他們的思維不停留在理論知識的表面,而是擴(kuò)展到對理論知識背后物理圖像的認(rèn)識。課堂外通過企業(yè)教師對學(xué)生進(jìn)行適合培訓(xùn),讓學(xué)生能自己動手編程,做與課堂知識有關(guān)的實(shí)驗(yàn),對書中理論知識進(jìn)行深入的理解和掌握。

        2 “電磁場與電磁波”教學(xué)介紹

        我校所使用本課程教材為謝處方、饒克謹(jǐn)教授編寫的《電磁場與電磁波》第四版本,全書共有八章節(jié),包括矢量分析、電磁場和電磁波三大部分。該課程的教學(xué)有幾大的難點(diǎn):①數(shù)學(xué)公式多,理論性強(qiáng),求解電磁場問題復(fù)雜,教師在教授這門課程的過程中需要用大量的時(shí)間來完成公式運(yùn)算與推導(dǎo),在課時(shí)有限的情況下影響了該課程的教學(xué)進(jìn)度和效果,要求學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底和理性思維能力;②物理模型抽象,書中缺乏相應(yīng)的物理圖像的建立,要求學(xué)生要有良好的抽象思維能力。對于西部高校來說,要教好“電磁場與電磁波”這一課程,探索一個新的教學(xué)方案是勢在必行的。通過與粵嵌公司的合作,開展可視化教學(xué)的探索與實(shí)踐是一個很好的途徑。近年來,計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)蓬勃發(fā)展,具有強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算能力和強(qiáng)大的繪圖功能的軟件越來越流行,如MATLAB和Python等軟件。它們幾乎能滿足所有現(xiàn)代數(shù)學(xué)計(jì)算,課堂上可以減輕教師的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)壓力,讓學(xué)生從初始條件中快速得到結(jié)果,不用花大量時(shí)間在數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)上,可以利用節(jié)省的時(shí)間理清知識框架結(jié)構(gòu)。

        3 “電磁場與電磁波”課程可視化教學(xué)的探索和實(shí)踐

        借助科學(xué)計(jì)算軟件來進(jìn)行“電磁場與電磁波”課程的可視化教學(xué),目的是提高課堂效率,利于教師對課程知識內(nèi)容的講解和學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí),用生動形象的圖片或者動畫來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課后讓學(xué)生們自己動手,用軟件對書中的例題進(jìn)行計(jì)算和繪圖來加深他們對書本知識的理解,同時(shí)提高他們的動手能力。通過與廣州粵嵌公司合作,由雙方共同完成該課程的教學(xué)。院校教師通過引入科學(xué)計(jì)算軟件教學(xué),增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和習(xí)題設(shè)計(jì),在原有的習(xí)題基礎(chǔ)上,布置關(guān)于利用軟件仿真的習(xí)題,使教學(xué)內(nèi)容更加形象生動,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改善了教學(xué)效果。下面是幾個實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例。

        3.1 實(shí)驗(yàn)一:帶電粒子在電場中的運(yùn)動仿真

        3.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

        掌握帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律是非常重要的,利用科學(xué)計(jì)算軟件模擬帶電粒子在電場中的運(yùn)動,能夠很好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)的理論知識。

        3.1.2 實(shí)驗(yàn)原理

        假設(shè)有一均勻電場,有一電子的質(zhì)量為,電荷為 ﹣,它以速度0垂直射進(jìn)均勻電場中。利用軟件進(jìn)行編程模擬電子的運(yùn)動軌跡,可以直觀地得到不同電場或者不同初速度的情況下的運(yùn)動軌跡。變化電場下的電子運(yùn)動軌跡如圖1所示。

        3.1.3 仿真結(jié)果

        圖1中變化電場下的電子運(yùn)動軌跡生動形象,但是如果沒有這個仿真,單靠想象力很難想象到該帶電粒子在電場中是這樣的一個運(yùn)動軌跡,如果用儀器做實(shí)驗(yàn)也是很難實(shí)現(xiàn)。但是依靠可視化編程軟件,卻能夠非常直觀地得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而且隨時(shí)可以改變初始條件得到不同的運(yùn)動軌跡,這樣的仿真實(shí)驗(yàn)只需要一臺安裝好的現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算軟件就行,不受時(shí)間、設(shè)備儀器的影響。這樣生動形象的實(shí)驗(yàn)仿真圖能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

        3.2 實(shí)驗(yàn)二:點(diǎn)電荷在x、y平面電勢分布的仿真

        3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

        點(diǎn)電荷的電場就是一個矢量場,模擬其電力線的分布就可以得到電場的空間分布,利用軟件畫出點(diǎn)電荷在、平面電勢的分布情況。

        3.2.2 實(shí)驗(yàn)原理

        假設(shè)真空中一對正負(fù)電荷,正電荷位于(﹣1,0),負(fù)電荷位于(1,0)。先解析計(jì)算出出、平面上的電勢,再利用可視化軟件畫出電勢在、平面上的電勢分布圖,如圖2所示。

        圖2 點(diǎn)電荷在x、y平面電勢分布圖

        3.2.3 仿真結(jié)果

        如圖2所示,該圖生動形象地展現(xiàn)了兩個正負(fù)點(diǎn)電荷在、平面上的電勢分布圖,把學(xué)生從抽象的物理概念和數(shù)學(xué)公式帶入直觀的物理圖像中來,增加了學(xué)習(xí)的趣味性,便于學(xué)生理解電勢相關(guān)知識,為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

        4 結(jié)語

        本文根據(jù)西部高校對“電磁場與電磁波”這一課程難學(xué)、難教和師資力量不足的特點(diǎn),以吉首大學(xué)為例,通過與粵嵌合作,將目前十分流行的科學(xué)計(jì)算軟件運(yùn)用到電磁場與電磁波的教學(xué)中來。利用科學(xué)計(jì)算軟件的可視化功能,將抽象的物理概念或者數(shù)學(xué)公式以生動形象的圖畫顯示出來,讓學(xué)生不再覺得學(xué)習(xí)這門課程是枯燥無味的,并激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性。事實(shí)證明,這一教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果。

        [1]張正峰,那薇.新中國西部高等教育的發(fā)展歷程、邏輯與未來路徑[J].教育與教學(xué)研究,2020,34(9):87-95.

        [2]徐國雄.信息類本科專業(yè)“電磁場理論”的教學(xué)難點(diǎn)與解決方法探討[J].科教導(dǎo)刊(上旬刊),2019,388(10):115-116.

        [3]周雪芳,錢勝,李齊良.“電磁場與電磁波”精品課程建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].中國電力教育,2011(4):68-69.

        [4]郭晉.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的有效途徑——校企合作[G]//深化校企合作促進(jìn)科技創(chuàng)新學(xué)術(shù)論壇暨博士后科技成果洽談會論文集,2011.

        2095-6835(2021)06-0091-02

        G642

        A

        10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.033

        唐炳(1986—),男,湖南益陽人,吉首大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院副教授,主要研究方向?yàn)槔碚撐锢怼?/p>

        教育部2018年第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“電磁場與電磁波教學(xué)改革項(xiàng)目”(編號:201801193025);吉首大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(編號:JG2018B06);湖南省錳鋅釩產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心教學(xué)改革研究項(xiàng)目(4)

        〔編輯:丁琳〕

        猜你喜歡
        電磁場與電磁波科學(xué)計(jì)算電磁場
        高中物理科學(xué)計(jì)算工具的設(shè)計(jì)與實(shí)施研究
        玩具世界(2024年2期)2024-05-07 08:15:34
        外加正交電磁場等離子體中電磁波透射特性
        《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》課程中科學(xué)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)
        任意方位電偶源的MCSEM電磁場三維正演
        電磁場與電磁波課程教學(xué)改革探析
        “電磁場與電磁波”與“大學(xué)物理”的教學(xué)銜接思考
        轉(zhuǎn)型中地方本科院校電子類專業(yè)“電磁場與電磁波”課程教學(xué)改革思考
        科技視界(2016年14期)2016-06-08 12:05:22
        利用云空間進(jìn)行電磁波教學(xué)的探討
        考試周刊(2016年28期)2016-05-27 15:02:06
        《電磁場與電磁波》和《大學(xué)物理·電磁學(xué)》教學(xué)探討
        科技視界(2016年12期)2016-05-25 11:59:37
        大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)計(jì)算能力的研究
        物理與工程(2013年3期)2013-03-11 16:04:49
        97日日碰人人模人人澡| 精品久久一区二区av| 亚洲成人激情深爱影院在线| 狠狠色噜噜狠狠狠777米奇| 国产成人啪精品视频免费软件| 亚洲V在线激情| 精品久久免费国产乱色也| 国产一区二区三区日韩精品| 永久免费观看国产裸体美女| 无遮挡十八禁在线视频国产制服网站 | 可以免费观看的毛片| 亚洲av毛片成人精品| 国产成人精品一区二三区孕妇| 国产伦理一区二区| 提供最新的在線欧美综合一区| 一区二区亚洲 av免费| 国产毛片视频一区二区| 日韩亚洲欧美中文在线| 在线a亚洲视频播放在线观看| 国产成人高清亚洲一区二区| 大地资源网在线观看免费官网| 日韩亚洲av无码一区二区不卡| 精品少妇人妻成人一区二区| 亚洲精品大全中文字幕| 玩弄人妻少妇精品视频| 欧美成人形色生活片| 久久综合激激的五月天| 亚洲综合精品亚洲国产成人| 中文字字幕在线精品乱码| 国产精品深夜福利免费观看| av在线一区二区三区不卡| 亚洲人成影院在线无码按摩店| 精品乱码一区二区三区四区| 亚洲精品精品日本日本| 亚洲av成人综合网成人| 日本熟妇人妻xxxxx视频| 99免费视频精品| 久久久中文字幕日韩精品| 又粗又粗又黄又硬又深色的| 久久久久久99精品| av天堂亚洲另类色图在线播放|