摘要：创新人才是社会发展的重要力量，而大学是创新人才培养的重要阵地。在大学开展创新性教学有助于培养能够独立思考、具备创新素质和创新能力的人才。针对传统《电磁学》课程中存在创新能力薄弱的问题，本文围绕教学目标、教学内容、教学方法及考核评价进行教学改革探索。通过重构教学目标、优化教学内容、多元化教学、构建考核方式进行教学改革，创建以学生为主的课堂，激发学生的学习积极性，培养学生清晰的电磁学知识逻辑框架，提高学生适应电磁应用开发的创新能力。

关键词：电磁学；教学改革；创新能力

一、引言

新时代背景下，为全面贯彻党的教育方针 适应国家战略发展新需求和社会发展新形势，需要进一步明确落实立德树人根本任务，培养高质量的 校作为国家教育强国和人才强国的关键节点和主要阵地，在“知识传授、 替代的作用[3]。当前，高效教学理念正在经历从知识本位转向发展本位、 发课程教学模式从传授式向引导式、开放式、多样式转变。因此，这就需 改革和创新，不断更新教学内容，强化实践教学环节，从而培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。

《电磁学》是应用物理学专业的 门专业基础必修课程 在应用物理学专业教育中具有重要的地位，不仅要求学生能够掌握基础理论知识， 识解决电磁应用的相关问题[4-6]。然而在传统的教学模式下，教师 主动性，使得学生只能被动接受知识，不能活学活用，创新 决实际工程应用问题的能力及创新设计能力。为解决学生创新意 》学习过程中遇到的一些问题及挑战，我们积极探索《电磁学》课程的教 旨在增强 的创新意识和解决实际问题的能力。

二、《电磁学》教学改革举措

（一）重构教学目标

教学目标是所学课程的教学内容、 教学方法及教学评价实施的重要依据。在教学过程中，设计的教学目标不仅能够使学生掌握理解课程基本知 以及学生对探究创新能力、科学精神及社会责任感的培养。因此， 磁基本概念原理之外，还培养学生利用所学的电磁知识进行电 中能够针对光电信息、能源技术等领域的实际需求，提出基于 识的创新性解 决方案。 正 学生具备德才兼备、具有国际视野和核心竞争力、能够引领未来的创新型精英人才。

（二）优化教学内容

《电磁学》课程内容涉及大量的电磁基本知识和基本理论、电磁应用及物理学史等内容，为此，围绕学生的创新能力培养，我们主要从以下三方面进行教学内容的优化。

1、强化理论知识

《电磁学》课程包含静电场、恒磁场、电磁感应、电磁介质及麦克斯韦电磁理论和电磁波，这些知识包含大量的概念、原理及公式。而这些知识点前后紧密联系，其中电场和磁场相关知识是理论基础。我们在教学过程中要确保学生对这些基础理论有深入的理解和掌握，初步培养创新思维。如在讲授电场时，通过生活案例、动画视频、问题讨论、习题讲解、课后练习等方式，让学生对抽象的电场概念有了逐步深入的认识，并通过开放式的习题讨论和探究性的课后练习，让思维得到灵活锻炼，为后续创新打下基础。在讲授磁场时，通过对比、讨论、知识迁移等方法，让学生了解电场与磁场性质及描述的异同，并且让学生发现不同背后的逻辑，培养创新中的类比能力。在讲授后三章知识中，注重电磁现象、电磁描述及电磁规律的复杂性，同时注重它们与前几章知识之间的内在逻辑和相互联系，重点关注法拉第电磁感应、电磁介质中的电磁规律、电磁相互作用等，使学生深度学习电磁理论知识的同时，并感受到知识的深入学习并非终点，而是发现新联系、实现自我突破与创新的起点。

2、融入课程思政

在《电磁学》课程教学中，我们注重将思政教育与创新能力培养深度融合，通过挖掘电磁学发展史中的创新案例，引导学生在掌握知识的同时领悟科学创新的本质规律。首先，以科学家的创新精神激发学生的创新动力。通过讲述法拉第从装订学徒逆袭为伟大物理学家的奋斗历程，引导学生理解创新的门槛不在于出身与天赋，而在于坚持不懈的探索精神，激励学生在科研道路上遇到挫折时不轻言放弃。其次，以经典理论的诞生过程培养学生的创新思维。在讲解麦克斯韦方程组时，重点剖析麦克斯韦如何在不满足于现有理论的基础上，大胆引入“位移电流”假设，完成了电与磁的完美统一。引导学生领悟真正的创新往往源于对理所当然的质疑，培养他们敢于挑战权威、勇于提出新见的创新胆识。最后，以科学发现的认识论规律锤炼学生的创新方法。通过奥斯特实验的教学，采用现象观察、规律提炼、理论升华的递进式引导，让学生深刻理解科学创新源于实践观察与理论提炼的辩证统一。通过将科学家精神、科学思维与科学方法有机融合的思政教育，有效帮助学生在知识学习中建立创新意识、在思维训练中掌握创新方法、在价值引领中坚定创新追求。

3、追踪前沿科技

在《电磁学》课程教学中，我们将前沿科技融入来激发学生的创新思维、锤炼其创新能力，让学生在追踪科技前沿中培养创新素养。将5G 通讯、磁悬浮列车等电磁应用问题引入课堂，引导他们思考“这些技术背后的原理是什么？”，以此唤醒学生的创新敏感度。讲解电容器基本知识延伸到硅电容器等新型器件，再到多层堆叠技术等先进工艺，培养他们从理论到应用的迁移思维。将课题组相关科研项目案例引入课堂，让学生了解电容器技术的前沿进展，并引导学生参与电容器创新实验，围绕“如何提升电容器性能”等开放性问题开展探究，学生在亲身参与中体会从学知识到用知识再到创知识的跃迁，深刻理解创新扎根于基础理论、生长于前沿追踪、结果于实践探索，从而在知识学习与创新实践的同频共振中，厚植科技报国的情怀担当。

（三）多元化教学

良好的教学方法能够使学生的创新能力得到有效的培养。然而在过去的《电磁学》教学过程中，通常比较关注电磁知识体系本身，而忽视了学生的创新能力培养。因此，在《电磁学》课程教学中，我们主要从以下几方面入手改进教学方法，培养学生更好地适应未来社会的发展需求。

1、利用智慧教学

《电磁学》课程目前采用线上线下混合式智慧教学模式，借助信息化教学手段（超星学习通等），学生通过将观看线上资源、碎片化学习、及时反馈的线上自主化学习与重难点知识内化理解的课堂学习相结合，形成预习与复习相结合、线上和线下互补及个性化和大众化学习路径，能够逐步地理解抽象的电磁学概念及原理。利用智慧教室引入实时投票、弹幕提问、小组投屏等创新互动手段，让传统课堂焕发新生机。利用智慧教学平台，教师可以及时更新优化线上资源（课件、视频、动画、拓展资源、物理学史、前沿科技等），学生可获得丰富的线上资源，针对所遇到的问题利用线上平台随时进行互动讨论交流，可激发学生的创新思维。另外，学生通过完成多元的线上线下学习任务（作业、测试、章节总结、学生互评、课程小论文、思维导图），能够对电磁学知识有了系统化地认识，并较好地进行创新实践。在《电磁学》课程中实施智慧教学模式，不仅提升了学生的学习兴趣，还有效地激发了学生的创新思维，提高了学生的创新能力。

2、采用实验教学

传统的电磁学实验往往实验内容（如测量电阻、测量电磁场的分布等）固定，无法涵盖电磁学大量的应用领域及前沿技术，实验方法规范（如实验步骤的详细说明等），限制了学生的探索精神，实验设备传统（如一些基本的测量仪器和装置），无法满足现代科学技术的发展要求，这些都不利于学生创新能力的培养。目前校级实验平台有基础物理实验室、虚拟仿真实验、专业实验室。实验内容增设综合性实验、设计性实验。在专业实验过程中设置开放性问题，引导学生进行分组实验，有些实验可以利用虚拟仿真实验辅助教学。此外，学生学习电磁学理论知识后，积极参加各级各类实验竞赛，亲自动手操作、进行创造性思考、设计实验方案、解决实际问题，从而对电磁学实验知识有了一定的认识与了解，创新思维得到一定的训练，同时提升了自身的创新能力。另外，指导部分有潜力的学生通过物理实验平台，进行校级或国家级的物理实验竞赛及大学生创新创业训练计划，并在实践过程给予包括经费、技术等方面的独特支持，鼓励学生利用这些资源进行实验验证和创新尝试。

3、设立科普教学

我校物理学院设立物理科普基地，基地内设有极具创意和教育价值的电磁学演示实验室，包含大量的直观、生动的电磁演示项目（磁悬浮列车、静电现象、电磁感应等），吸引学生的注意力，激发他们的好奇心与探索欲，并使学生加深对电磁知识的理解与掌握。此外，科普基地还提供实践活动，满足学生的科学实践。学生学习电磁学基础知识后，依托科普基地，观看电磁演示实验、电磁知识展览（实物模型、实验装置、图片等）等，感受电磁学的魅力与乐趣，学生可以了解到各种物理现象和原理，并对电磁基础知识有了一定的了解，并且激发了自身的科学兴趣、弘扬科学精神。根据学生的兴趣爱好以及特长，结合学院已建的科普基地，参与到电磁学相关的实践活动中（展览展示、讲座报告、互动体验、网络科普等），通过动手实践来验证电磁理论，并且培养其知识传播能力、科学传播意识及科技创新能力。

4、实施项目式教学

《电磁学》课程在授课过程中实施项目式教学，以增强学生的实践参与感及责任感。在项目式教学设计过程中，我们要求学生全员参与。每一学期将近结束时，我们进行项目式教学，根据每年的教学目标及任务在线上设定若干个综合性题目（如电磁波是如何传输的？无线充电的奥秘，趣味发电机等），并给出相应任务要求，涵盖项目总体设计、调研文献、项目PPT 撰写、项目汇报、汇报交流、汇报打分等环节任务。学生自由组合并分组，分组后随机抽签决定所选的题目，设定组长，组长制定详细的项目方案。项目实施阶段，组内成员根据自己的特长明确各自的分工，任务实施过程中还可以进行合作交流，同时教师还可以进行协助指导（如PPT 撰写指导等），关注学生的表现（在规定时间内PPT 汇报的表达展示能力等）及进展，帮助学生指出不足及需要改进的地方，确保学生及时改进。这种方式不仅锻炼了学生的设计能力，还确保了每个学生都参与到创新能力的培养中。

5、设置科研训练

我院设置创新实验班，为学生提供科研训练平台，让学生有机会将所学的电磁知识应用于实际科研项目中，并能够接触到最新的科研成果和技术应用，拓宽视野，从而能够将电磁学理论与实践相结合。此外，创新实验班也涉及到跨学科融合，有助于电磁学与其它学科的融合，促进学生的跨学科学习。教师讲授《电磁学》课程后，学生依托应用物理学专业设置的创新实验班科研训练平台，在校内导师及校外企业导师的指导下参与电磁学相关的科研训练，在此过程中，主动探索电磁学知识的深度内涵、前沿技术及应用，对电磁学专业知识有了深入的认识。对于遇到的问题，通过主动思考、查阅资料来搜索答案，培养其创新精神与创新能力。如课程团队中的教授和研究生导师已申报过多项科研项目，发表过多篇高水平论文，具有丰富的科研经验及专业知识技能，能够对学生的科研能力培养给予高质量的指导。校外企业导师及行业专家具有多年的行业经验，其科研成果与电磁应用紧密结合，因此，他们可以活跃学生的创新思维，为其在未来从事电磁学相关领域的发展奠定基础。

（四）构建考核方式

制定科学合理的考核方式，是实现《电磁学》课程教学创新能力培养的关键，因此，我们设置多元化的过程性教学评价机制。聚焦创新能力培养的原则，在过程性评价中，不仅考核学生在线上的资源观看、作业完成、测试、讨论互动、签到等，并增加其它计分形式，如项目设计、PPT 制作、项目汇报、实验设计等，以及较高难度的个人实践项目、团队合作项目、论文、专利等，这些可以综合评价学生是否能综合运用所学知识解决实际问题，能否积极主动参与团队的探讨实践等。通过考核方式的优化，加大学习过程的评价力度，在增加学生学习挑战度的同时，对于培养学生的自主学习、沟通协作、语言表达和创新能力的培养是大有益处的。

三、总结

《电磁学》教学在教学目标、教学内容、教学方法、考核评价四个维度教学中都融合了创新能力培养，把创新能力培养贯穿课程教学的全过程。在教学过程中，通过教师有意识地鼓励引导和学生自主探究学习有机结合，充分体现了学生在学习过程中的主题地位，激发了学生的学习潜能。既使学生掌握扎实的电磁学知识内容，又使学生具备创新精神和实践能力。

在《电磁学》线上线下混合式教学过程中，我们将教学与科普、科研、创新实验班及实验有机结合，引导学生主动参与科研和实践，能够拓宽学生的知识面，深入理解电磁知识的本质及应用，激发创新灵感，培养实验技能及解决实际问题的能力。相应地，考核方式不再单一，而是遵循科学合理的原则，形成多元化过程性教学评价机制。我们还对学生的学习过程及表现进行及时反馈，根据反馈结果及时调整和优化教学方式和考核方式。通过以上《电磁学》教学改革，能够全面客观地了解学生的学习情况，有效促进学生创新能力的持续发展。

参考文献：

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[4] 王俊斐，富笑男，罗艳伟。线上线下混合式的《电磁学》教学改革研究[J].当代教育实践与教学研究，2020（47）：283-284.

[5] 富笑男，张软静，王俊斐.电磁学课程思政的探索与实践— 以线上线下混合式教学为例[J].河南教育学院学报（自然科学版） ，2022（31）：43-46.

[6] 富笑男，王俊斐，张软静，等.电磁学课程思政信息化教学探索与实践[J].河南教育学院学报（自然科学版） ，2023（32）：41-44.

作者简介：王俊斐（1984.03—），女，汉族，河南禹州人，博士研究生，讲师，研究方向：课程教学改革与探索

*通讯作者：富笑男（1966—），女，满族，北京人，理学博士，河南工业大学物理学院教授，研究方向：课程体系改革与探索，E-mail： fuxngege66@163.com

基金项目：2024 年度河南工业大学院级本科教学研究类项目：《电磁学》案例化教学改革研究（lxyjy202418）；2021 年河南省教育厅教学研究课题：河南省一流本科课程（豫教[2021]21723）。