电动力学
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3 教学队伍情况
  • 3-1 人员构成(含外聘教师)

姓名
性别
出生年月
职称
学科专业
在教学中承担的工作
周磊
1972.7
教授
理论物理
课程负责人,讲授
林志方
1963.10
教授
理论物理
讲授
徐建军
1959.8
副教授
理论物理
讲授
肖江 1979.8 副教授 理论物理 讲授

  • 3-2 教学队伍整体结构 

概述教学队伍的知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况

(含辅导教师或实验教师与学生的比例)

知识结构
教学队伍由“长江学者”及“国家杰出青年基金获得者”周磊教授负责,团队中包含4位中青年骨干教师。成员都具有博士学位(三人为复旦大学博士,一人为佐治亚理工大学博士)及多年国外博士后或访问研究经历。课程负责人周磊教授和主讲教师林志方教授都是从事与电动力学紧密相关的新型人工电磁介质(Metamaterials)及光子晶体方向研究的专家,因此在教授传统电动力学基础知识的同时,能有机地将自己专长的前沿科研问题融合进来,学生因此感到兴趣并能够学以致用(参考网站中师生互动环节:[教学动态]&[教学效果])

年龄结构

  教学团队年龄结构合理,50岁以上教师1名,40岁以上教师1名,30岁-40岁之间2名。负责人周磊教授38岁,年富力强,林志方与徐建军两位主讲教师有着十年以上的丰富教学经验,能够并多次开设过电动力学及其相关预备(如电磁学、数学物理方法)或后续(如场论)课程。而刚从国外引进的肖江副教授非常年轻,有想法,有热情,执教以来连续两年开设高等电动力学课程。团队成员之间优势互补、相得益彰。

学缘结构
 
教学团队中有2名(50%)教师大学毕业于本校,2名(50%)来自国内其它院校。既秉承了复旦的文化传统,也充分吸引外校的人才,补充新鲜血液,健康快速的发展。

师资配置情况

本课程每学期大约面对100名物理系本科生,配备3名博士生作助教。最近恢复了以往的分班习题课体式,其中2名助教讲授习题课,习题课师生比例提高了一倍。这更加有利于助教针对性地讲解学生的问题,学生和助教也更加熟悉,增加与助教沟通、答疑、讨论的积极性。

  • 3-3 教学改革与教学研究

    综述近五年来教学改革、教学研究成果及其解决的问题(不超过十项)

    近年来大力推进电动力学的教学改革。已取得的成效如:

    (1)教材改革
    周磊教授结合自身的科研优势,在原有的教材基础上,独立编写了课程讲义(参考课程网站:[课件共享])。讲义中穿插有相关的前沿科研知识介绍(如“电流变液”、“负折射介质”、“光力”、“亚波长谐振腔”等,参考课程网站:[课件共享])、对一些问题的独特阐释与思考、针对学习和科研的经验(Tips)总结、等等,这些都体现出自己的特色,深受学生欢迎(参考网站中学生评价:[教学效果]-[学生反馈])。林志方和徐建军老师的电子化教案在近年的教学实践中不断充实完善,内容非常丰富实用。许多已经毕业的学生还不断把它作为参考书使用。
     

     

    (2)师生互动
    《电动力学》最大的教学难点在于数学要求高,学生容易感觉枯燥并产生惧怕心理。为了解决这个问题,本课程发掘了一系列师生互动的做法来提高学生的学习兴趣。具体的做法有:

    (A)课程小论文:自2004年开始,主讲教师在教学实践中即已有意加强与当前学科前沿之联系,不仅系统讲授一些结合前沿的专题内容,并开列若干参考论文文献,更在课上及课堂讲义中提出许多启发性的问题引起学生思考,也鼓励学生仔细钻研自己发现的问题,进一步深入学习。从2008年开始,选修这门课的许多同学能够自己推演一些切实的问题,有能力就此进行编程或模拟,并撰写出一些高水平的Note。这些Note至今为止积累了80余份(参考课程网站:[教学效果]-[成果积累-Note]),其中质量较高的一些正孕含了科研课题的雏形。

    (B)课间报告:为了进一步增强大家的兴趣,调节课堂气氛,并增强师生之间的互动,主讲教师从2009年开始,在课堂间隙邀请做了高质量Note的同学走上讲台,以PPT形式向同学介绍他们的学习以及研究成果。这个环节取得显著的成效,2009年春季共有5名同学上台演讲,而2009年秋季这个数字增长到8名,2010年和2011年秋季均为8名。这些课间报告的质量大多相当高(参考课程网站中的相关视频以及学生演讲的PPT:[教学动态]&[成果积累-课堂报告]),深受学生们的欢迎(参考学生评价:[教学效果]-[学生反馈])。有学生甚至建议,将这个活动做成半强制性的,鼓励并要求所有的学生参与。

    部分学生针对课间报告的评价:

    l         周老师能让同学上去讲小小的presentation,让同学们互动,很不错

    l         课间的小的presentation很有特点,很好,我觉得下次能够把这个项目做成半强制的工作,开学初就让同学们登记,我相信基本每个人都能够做出一点的研究与大家分享,这仅仅是个人意见啦。很好的课,很有收获。

    l         上课很用心,课间presentation的设计也很不错,加油……

    l        ···

    (3)结合仿真模拟形象化教学
    《电动力学》的另一个教学难点是解析推导比较抽象,能解决的问题又大多局限在高对称结构(如球、柱等)上。学生接受起来不够直观,同时碰到实际问题时却又束手无策,因此在学习中极易产生厌倦及畏惧心理。
    为了解决这个问题,复旦大学物理系近期斥资近20万元购买了一套电磁场仿真模拟软件COMSOL的网络版。从2008年开始, 主讲教师在课堂教授解析方法之余,大力提倡学生课下对实际问题利用模拟软件进行数值计算。这个举措取得了非常好的实践效果。许多学生课下完成的小课件或者Note等都是利用软件模拟完成(参考网站中相关的Note:[教学效果]-[成果积累-Note])。通过这个环节,学生不仅巩固了其在课堂上学到的解析技能,更增强了其实际解决问题的能力。

     

    (4)结合微波实验教学
    为进一步提高《电动力学》教学效果,2009年周磊教授课题组与复旦大学物理教学实验中心投资百万,共同建设了一个微波实验平台,为研究与教学提供双向便利:除用于科研和为电动力学课堂教学提供演示实验录像(参考课程网站:[教学效果]-[成果积累-结合实验])之外,还在“设计性和研究性实验”课程中开设与电动力学课程同步的由前沿研究直接转化来的专题实验供本科生选作,并进行指导。学生利用电动力学的知识,阅读文献、尝试数值模拟并复现实验过程,这种切实的体验,使他们可以马上接触学科前沿,了解科研活动。在当年即有一位本科生查扬同学尝试把科研成果适用到该实验课程而成功开发出一个“利用电磁特异介质调控电磁波偏振”的实验选题(参考课程网站:[教学效果]-[成果积累-结合实验])。2009年和2010年秋季学期,分别有五位学生(四个课题)和三位学生选修基于微波平台的“设计性和研究性实验”课程。其中2009年孙午炯同学(第一作者)的课题“调控电磁波透射与极化偏转的特异介质(Meta-material)”参加了第六届“上汽教育杯”上海市高校学生科技创新作品展示评优活动进入复赛并获三等奖。

     

    (5)结合教学指导本科生科研实践
    主讲教师结合自身研究优势,在电动力学相关方向指导本科生“科研实践”课程,其中一些成果相继发表成学术论文。
    ·周磊教授结合教学指导本科生已在高水平学术期刊发表论文7篇:
    1. Appl. Phys. Lett. 92, 041122 (2008).2002级本科生戴佳捷为第四作者。)
    2. J. Appl. Phys. 104, 034305 (2008).2003级本科生张亿为第二作者。)
    3. Phys. Rev. B 77, 235105 (2008).2003级本科生张亿为第二作者。)
    4. Mater. Today 12, 12, p52 (2009).(杂志影响因子12.92003级本科生张亿为第三作者。)
    5. Nature Materials 11, 426-431 (2012). (杂志影响因子29.920,2004级本科生许钦为三个并列一作之后的第四作者。)
    6. Opt. Express
    18, 21419 (2010).
    2006级本科生沈元为第一作者,2006级本科生孙午炯为第三
    作者。)
    7. Opt. Lett. 36, 927 (2011).2006级本科生孙午炯为第一作者。)
    组内常年活跃着数名参与到复旦大学本科生学术研究资助计划中的本科生,他们的成果也很有希望转化为将来的研究论文。

    ·林志方教授研究组有本科学生参与完成并发表的学术论文为8篇:
    1. J. Biomedical Optics 10, 064013 (2005). (第一作者余吉童为本科学生。)
    2. Phys Rev. E 72, 056610 (2005). (第一作者Mengkun Liu、第二作者Nian Ji均为本科学生。)
    3. Optics Express 14, 5192 (2005). (第一作者Nian Ji、第二作者Mengkun Liu、第三作者Jihao Zhou均为本科学生。)
    4. Phys. Rev. Lett. 101, 157407 (2008). (第二作者陈伟康为本科学生。)
    5. Phys. Rev. Lett. 100, 199403 (2008). (第二作者余吉童为本科学生。)
    6. Opt. Lett. 35, 1674 (2010). (第三作者Pei Wang为本科学生。)
    7. Phys. Rev. B 82, 054204 (2010). (第二作者李力为本科学生。)
    8. “汤姆孙定理的一种直观证明”,史奡,徐建军,林志方(《大学物理》已接受,教学型论文,第一作者为本科学生。)

     

  • (6)增加人文关怀
    《电动力学》因为数学要求较高,一些基础薄弱的学生一开始跟不上就容易产生自暴自弃的想法。对这部分学生,主讲教师采取了如下增加人文关怀的做法:
    l         在学期初要求每个学生交一份特殊作业,内含个人介绍、人生规划、本学期计划、对《电动力学》教学的期待等内容,以期让教师在教学开始就掌握学生的基本情况,对“差生”采取有的放矢的帮助;
    l         在学期中采取问卷调查、要求学生自我小结等形式,跟踪教学效果以促进课程建设,及时提醒一些问题学生;
    l         教师的办公室随时向学生打开,承诺有任何问题都可以与教师交流。
    针对这些人文关怀的举措,学生反馈热情很高。超过95%的学生都通过Email递交了第一份“特殊作业”,学生在对调查问卷的反馈中也提出了许多有益的意见和建议,等等。这些都显示出增加人文关怀所取得的成效。
     

     

  • 3-4 师资培养

近五年培养青年教师的措施与效果。

物理系重视基础课程建设,定期请资深专家、教师对正在开设的专业课进行听课、评估,并与主讲教师交换意见。物理系坚持公开学生评教结果的惯例,对促进青年教师重视教学、认真备课很有帮助。
本课程非常重视青年教师的培养。08年吸纳了年轻的杰出青年基金获得者周磊教授(时年35岁)作为新任课程负责人加盟并开始主讲《电动力学》,既是初次优化了教师梯队的年龄分布,而且亦利用其独特的科研背景进一步推动课程的建设和创新。在满分5分的评教程序中,本课程得分始终保持在4.3分以上。从近年主讲的教学效果来看,学生对《电动力学》满意度逐年上升,评教结果从4.784.81,更是于2009-2011年秋季连续达到4.98-4.99的评分(接近满分5分)。最近本课程又邀请新近归国的30岁的肖江副教授参与主讲,继续增添力量,优化教师梯队年龄结构,为本课程培养后继人才。

 



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