大学物理静电场总结范文

大学物理静电场总结范文第1篇

关键词：教学方法；电磁场与电磁波；类比；创新

作者简介：黄麟舒（1975-），女，湖南常德人，海军工程大学电子工程学院，讲师；柳超（1963-），男，湖南岳阳人，海军工程大学电子工程学院，教授。（湖北 武汉 430033）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0068-02

一、“电磁场与电磁波”课程和类比教学简介

“电磁场与电磁波”课程历来是一门疑难课程。尤其是在教学改革后，这主要有三个方面的原因：课程理论性强，公式繁杂，理论抽象；实验设备不配套，实验设备投入大，院校缺乏开设电磁场与电磁波实验的条件，理论与实践脱节；随着近几年的教学改革，此类课程的课时被大幅压缩，有的学时分配减少约三分之一，教学自由度受到很大限制。该课程被学生视为天书，被列为大学阶段难学的课程前列。为激发学员的学习兴趣，改善“老师讲得津津有味，学生听得昏昏欲睡”的局面，急需对这门课程的教学方法进行改进。经过几年的不懈努力，不断总结完善，将多种教学手段综合运用，积累了一些有利于该课程的教学方法。

类比教学是一种比较教学，对象是几种不同的教学内容，它们必须有先后，是用已学的课程知识来导入新课知识，使学生学习起来有参照，易于接受。在“电磁场与电磁波”课程中引入类比的教学策略，不但可以提高教学效率，从教学效果看，学员也相对容易接受新知识。但教师在教学中处理教学内容时，需要注意简繁有度、重点突出，调动学生的联想记忆、想象力等能力，通过类比方法掌握新知识点。

二、类比教学方法的实施

“电磁场与电磁波”课程的类比教学方法有几种实施策略。有的是课程、领域之间的横向类比，例如与“大学物理”相关知识点的类比，“电磁场”和“流体力场”、“电磁波”和“机械横波”的比较。有的则是纵向类比，譬如该课程本身的静电场和静磁场、静电场和恒定电流场等的对比。在如下几个方面对“电磁场与电磁波”课程教学进行类比探讨，目的是探索适合该课程的行之有效的教学方法，以提升学生的学习兴趣和效率，培养学生的创新能力。

1.课程之间的类比。

即“电磁场与电磁波”和“大学物理”的类比。

首先需明确“电磁场与电磁波”并非“大学物理”的简单重复。高等院校的“大学物理”课程一般安排在大学一年级下学期，而“电磁场与电磁波”课程一般安排在大学三年级上学期或下学期，它们之间有先后且有衔接。因此，“电磁场与电磁波”不仅包含“大学物理”中的静电场、恒定磁场、电磁感应、时变电磁场的麦克斯韦方程等内容，还包括磁介质及磁化、边值问题及其解法、正弦电磁场、场的复数和瞬时值表示、标量位函数和矢量位函数、波动方程及其解、平面波的传播规律、电磁辐射等内容，是后续课程“微波技术”、“天线与电波传播”的基础课。而且，在大学物理中学过的浅显的电磁学往往是一些特例，而“电磁场与电磁波”深入介绍了电磁场与电磁波的一般性的基本特性及规律，学生需要学习的是更多一般性的规律，而且内容侧重时变电磁场和波的规律研究。因此，“电磁场与电磁波”既与大学物理有衔接又有区别，教学中如果借助类比的教学方法，从“大学物理”过渡到“电磁场与电磁波”的知识点，既可以节省授课时间，又能为学员所接受。

举一个证明方法的例子。“大学物理”中麦克斯韦方程组是以积分形式给出的，而“电磁场与电磁波”中以积分和微分形式给出，学生在理解时微分形式比积分要难，所以比较好的方式是采用类比方法讲述微分形式。譬如，在讲解麦克斯韦方程第一方程时，即传导电流和变化的电场均产生磁场的推广的安培环路定理时，先写出已学“大学物理”中的积分形式：

让学生推导微分形式，要提醒学生推导中要用到前面所学数学知识旋度定理，实际教学中大部分学生都能从如下所示步骤推出微分形式：

s是以L为边界的任意曲面，故有：。

由于能够推导出微分形式，学生由被动抄写变为主动推导，加入了主观思考，调动了积极性，使得其踊跃去推导另外三个方程，比如利用散度定理由磁通连续性原理的积分形式推导出微分形式，自己总结得到磁场是无散场的推论。学生在探究过程中水到渠成地掌握了麦克斯韦方程的两个重要定理的微分和积分形式。故激发了学生探究的兴趣，也活跃了课堂气氛。可见，类比教学可激发学生学习兴趣，提高课堂授课质量。

2.课程自身知识点的纵向类比

在时变电磁场中，电和磁是紧密联系的两种现象。虽然某些电现象和磁现象在本质上相异，但宏观现象上有很好的相似性，启发我们在教学方法上注意到这种研究方法的相似性。在各章节讲授完成进行章节小结时，譬如在小结恒定磁场时，先与学生一道回顾静电场是由电荷量不随时间变化的静止电荷产生的电场。而恒定磁场是恒定电流在周围空间产生的对于运动电荷有力的作用的一种场。在讲授内容上，这两种场有很相似的现象，对应着很相似的知识点。例如：电介质的极化现象与磁介质的磁化现象，电场的场量、位函数等等，详细对比见表1。在掌握了电现象的基础上，利用电磁对偶关系，理解磁现象的相关知识就容易些，而且更加深了对其本质的理解。

在前面讲授静电场时，首先给出电场强度的定义，讨论真空中的静电场，然后讨论介质中的静电场，在不同介质的交界面上，静电场会发生变化，讨论场量的边界条件，最后介绍电容，讨论静电场的能量与力的计算方法。在讲授恒定磁场时，如同讨论静电场一样，先讨论真空中的恒定磁场，然后再讨论磁介质在恒定磁场作用下发生的磁化现象，然后再分析介质中的恒定磁场，接下来讨论恒定磁场方程及其边界条件，电感、磁场能量和磁场力的计算。为了清晰地表现这种宏观的对称性，文献[3]给出了几种电场和磁场的典型的对偶关系应用，见表2。利用该表进行课程小结，既缩短了知识传授与接受的过程，又有助于对知识融会贯通，便于记忆。

更进一步，引入磁荷和磁流后，对于时谐场，可以推导出只有电流源和只有磁流源的麦克斯韦方程，可以看到两个方程组的数学形式完全相同。对偶形式可见下表3。

则可由另一个方程组得到另一个方程组。如果按照上述各量的互换关系，可由一类问题的边界条件得到另一类问题的边界条件（如只存在磁流源的边界条件），那么由一类问题的解经上述各量互换后即可得到另一类问题的解，这就是所谓的二重性或对称性。概括地说，如果描述两种不同物理现象的方程具有相同的数学形式，则它们的解也将具有相同的数学形式，这样的事实称为二重性或对偶性。利用二重性原理，可由电流源激发的电磁场的一般解法及其结果，直接导出磁流源激发的电磁场的一般解法。

另外，恒定电场与静电场在一定条件下机理类似，故也可以用类比方法进行教学。首先交代恒定电流场的产生是：将一块导体与电源的两个极板相连，由于两个极板之间始终存在一定的电位差，在导体中形成电场，迫使自由电子维持连续不断的定向运动，从而形成电流，或者说，若电源的电压与时间无关，导体中的电流强度是恒定的，导体中的电场也是恒定的。

无外源区中均匀导电介质内部的恒定电流场方程和无源区中的均匀介质内部的静电场方程分别归纳如表4所示。从表中容易看出，在不包括电源局外场的导电媒质中恒流电场的基本方程与无电荷分布区域内静电场的基本方程有相似的形式。

由表可见，两种场非常相似。恒定电场和静电场一样，也与时间无关。由于两个场的电位函数均满足拉普拉斯方程，所以如果两个场用电位表示的边界条件相同时，则两个场的解必然相同。因此对于某一恒流电场的边值问题，如果对应的静电场边值问题是已经有解的，则恒流电场的解便可以直接写出，只需将ε换成σ、q换成I、换成等相对应的物理量就可以了，而不需要重新计算。这种方法称为静电比拟法。为了培养学生的创新思维可进一步引导学生思考：在什么条件下二者可比拟？如何形成这种条件。由此引出实验室研究静电场时常用的一种方法，即静电比拟法，用恒流电场模拟静电场，而实验室在恒流电场中进行测量比在静电场中容易得多。所以利用类比的方法能启发学生步步深入。

还有电磁波与机械波都是横波，都具有横波的特性等方面的类比，水波的传播与电磁波能的传播的类比，电磁场与流体力场的类比等等，也可以采用类比的教学策略进行更加形象、直观的传授，启发创造性思维。

三、结束语

提高教学质量和实效始终是高等院校的工作重点。如何为学生创造一个宽松、活泼的课堂学习氛围？如何引导学生自发学习，超越自我？如何为学生打下宽厚的知识基础，以便能够为其将来的某一领域的研究打下基础？这些都需要教育工作者在实践中进行深入研究。实践教学结果表明，类比教学方法运用于“电磁场与电磁波”课程中，有利于提升学生的学习积极性和能动性，教学效果得到提升。

参考文献：

[1]杨儒贵.电磁场与电磁波[M].北京：高等教育出版社，2010.：122-143.

[2]梁昌洪.关于电磁理论的若干思考[J].电气电子教学学报，2004，26（1）：1-8.

[3]葛文萍，贾振红，山拜·达拉拜.探索解决电磁场理论难教难学的方法[J].理工高教研究，2007，26（5）.

[4]周雪芳，钱胜，李齐良.电磁场与电磁波精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育，2011，（4）.

[5]任宇辉，等.电磁场与电磁波课程教学方法研究[J].陕西师范大学学报，2008，（S1）.

大学物理静电场总结范文第2篇

Abstract： This paper introduces how to teach the Gauss theorem of electrostatic field in the independent colleges， where the mathematica and physics of the students are weak. We propose to make use of the graphic method as far as possible， to simplify the definition of surface integrals， as well as to appropriately increase the symmetry analysis.

关键词：独立学院；静电场高斯定理；图示法

Key words： independent college；the Gauss Theorem of electrostatic field；graphic method

中图分类号：O211.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0193-03

1 静电场高斯定理的教学要求与困难

大学物理是理工科必修的公共基础课程。但由于独立学院处于向职业教育转型过程，许多学校的大学物理课程面临课时减少的问题。另外高考人数逐渐减少，录取率逐年提高。昔日的精英教育已经变成大众教育（湖北省2016年本科录取率达到49%[1]，全国录取率（包括高职专科）预计超80%[2]）。独立学院的新生基础必然非常薄弱。如何使高考处于及格线附近的学生在较短的时间内掌握必要的物理知识，是大学物理教师必须面对的问题。本文尝试在对大学物理中一个非常重要的章节-静电的高斯定理进行分析，讨论如何实现以上目标。

静电的高斯定理的麦克斯韦四大电磁学方程之一[3]，结合麦克斯韦环路定理能唯一的确定电场的性质。该定理在电磁理论中非常重要，它揭示静电磁的基本性质-有源性。对于理解整个麦克斯韦电磁理论是不可或缺的，在2006年颁布的《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》[4]中属于A类。通过对静电的高斯定理的学习，能加深学生对于场的物质性的理解，也能了解物理学对场的研究方法。对后期学习磁场的高斯定理也有所帮助。现有的教学中，静电的高斯定理一般安排2个学时。在2个学时内需要教学目标我们分为3个：①准备阶段（建立概念：电场线电通量（其中包含：匀强电通量、曲面电通量、闭合曲面电通量、单位法向量）电荷密度（球对称、面对称、柱对称））；②静电场高斯定理的证明阶段，③应用阶段（分析适用条件，对称性分析，举例）。要在规定学时内完成以上任务需要教师对教材非常熟悉，并且学生要较好的数学物理基础并精神高度集中。如果在教学中其中任意一个知识点，教师处理不当或学生没有跟上。则整节课教学效果必然大打折扣。另外该节课涉及预备的理论基础为：矢量分析，曲面积分，库仑定律。由于该知识点讲授一般在大一下的期中之前，大部分高校的矢量分析与曲面积分没有学习。这使静电的高斯定理讲授变得异常困难。

但是抛开理论上的繁琐，静电的高斯定理的几何图像特别清晰。如果适当的放弃理论的严谨性，可以使大部分基础薄弱的学生掌握高斯定理，并能提高他们的学习信心。对于基础好的学生，可以通过启发式教学引导自学更加严谨的证明。我们认为对于不需要电磁理论的专业，这样安排是合理的。对于电子通讯等专业，学生在大三要学习后继课程《电磁场与电磁波》。那时学生的理论基础也足够来学习那门新课程。本文以下分为三个部分，第2部分讨论高斯定理的预备知识讲解和证明。第3部分为讨论高斯定理应用讲解。第4部分为讨论的总结。

2 静电场高斯定理的准备和证明

静电场高斯定理证明一般从引入电场线的概念开始，而这个知识点是学生高中非常熟悉的，因此我们一般快速带过。主要是复习电场线分布与场强关系，让学生通过图片回顾下几种典型电荷分布的电场线。然后介绍电通量的几何概念-“穿过曲面的电场线的数量”。这里和最终的表述不同，我们希望通过逐步的讲解，深化学生对这个概念的理解。首先以匀强电场为例，引入电通量的定义式。当电场与平面垂直，面积越大，场强越强电场线越密，通量越多。因此定义Φe=N=E ┴ S。当电场与平面存在夹角，则引导学生通过投影法，或矢量分解法得到Φe=EScosθ。强调夹角与通量正负的关系为后面封闭曲面做准备。虽然处理方法普通，但我们一般在这个地方花较多时间，启发引导学生。这样的引入可以加深学生对通量的理解。

对于非匀强场的通量的计算，简单的介绍思想就可以了。由于通量对应电场线数量。任意曲面的通量，可以分解为无数面积元通量之和。这里的定义涉及曲面积分，对于大一的学生来说数学基础还无法处理或计算。我们通常以一个x-y平面上矩形区域为例介绍通量的计算。这是通常的2重积分，也是在大学物理课程中学生能计算比较复杂的非匀强场通量的问题。通过这个具体的例子，学生的理解会更加深刻。对于闭合曲面，我们规定鞒龅耐量为正，得到电通量的几何意义：穿出曲面与穿入曲面电场线的数量差。非匀强场的通量涉及数学较多，因此以教师讲解为主。对于一般的曲面积分则可以引导基础较强的学生思考通过投影法如何写成定积分的表达式。

静电场的高斯定理适用条件，可以通过选择题、判断题来得到。顺便考察学生对定理的理解。

3 静电场的高斯定理的应用

静电场的高斯定理的求解电场的局限性很大，讲解高斯定理的应用是为加深学生对高斯定理的理解。而这里的讲解也是分为①用静电场的高斯定理求解电场条件；②对称性分析；③具体计算。

首先是要给出高斯定理的求解电场的条件：只有存在某个高斯面过带求场点，满足：①电场垂直高斯面并大小不变，或者②电场与高斯面处处平行。满足这个条件高斯定理可以简化为ES┴=。电场的求解就可以由积分方程化简为简单的代数计算了。在这里要强调：S┴可以是高斯面的一部分，Qin是高斯面内的电荷。我们可以通过设问“什么样的电荷分布满足以上条件呢？”我们引入对称性分析。

通常的高斯定理的应用主要是求球对称、柱对称、面对称三种电荷分布下的电场。受到学时的限制，一般的教材在对称性的分析上用的时间很少，没有给出球对称、柱对称、面对称的定义，并且电场的分布和方向一般是直接给出的[5，6]。失去了知识的内在联系，也使学生缺少对称性这方面的锻炼。首先我们给出电荷球对称、柱对称、面对称的定义。球对称是指电荷分布相对某个球的任意直径有旋转不变性。例如：均匀带电的球体球面满足球对称。柱对称是指电荷分布相对某个轴具有旋转不变性，并且相对轴的方向有平移不变性。例如：无限长均匀带电的圆柱体圆柱面。面对称是指电荷分布沿某个平面上任意方向平移不变。例如无限大均匀带电的平面。通过这些定义提出课外思考：有没有非均匀的带电体满足以上的条件，并求出电场的表达式。

由电荷对称得到电场分布对学生来说是比较困难的。我们认为通过图像来表达会更加容易。学生的理解也更加深刻。对于柱对称的无线长均匀带电直线（图2）。由于对称点上在待求场点的垂直电场相互抵消，合场强垂直直线。电场空间分布可以绕直线旋转得到。因此电场大小只与距离有关。

对于球对称和面对称。先分析均匀带电圆环轴线上的场强（图3），由于对称点上在待求场点的垂直电场相互抵消，合场沿着轴线。

球对称或面对称的电荷总是可以分解为无限个均匀带电同轴圆环（图4），合场沿着轴线。因此，球对称电荷电场必然沿着半径方向。电场空间分布可以通过旋转得到，因此电场大小只与距离有关。而面对称的电荷的电场必然垂直平面。

在具体计算场强时候，我们认为应该避免直接利用抽象的曲面积分求解。在推导过程中要强调的要点是曲面必须是闭合曲面。特别在柱对称和面对称中，强调高斯面应该包含柱体的底面和侧面。在具体讲解中另一个学生容易出现问题的地方就是高斯面包围电荷的计算。我们在作业和考试中经常发现学生不能正确写出球体球壳体积，因此在课堂上计算更加复杂的非均匀分布的电荷电场的求解效果也不会好。相应的问题可以留在习题课上深入讨论或者作为学有余力的同学作为课外练习。

4 讨论与总结

静电场高斯定理的几何图像非常清晰。通过我们的讲授学生基本能够掌握定理的内容。

但是提到有源场的概念，学生又会比较迷糊。这由于学生第一次接触静电场是有源场的概念，我们认为很有必要说明有源场的意义加深他们的印象。通过展示图5的电场线，我们指出有源场的概念在中学中就已经提出并要求学生给出：电场线从正电荷出发终止于负电荷，这也是静电场高斯定理定性的描述。静电场高斯定理定量的结果是给出，从正电荷产生或在负电荷终止的电场线的数量与电荷量成正比。我们再通过将正电荷-电场线-负电荷与水源-水流-出口类比，表明电荷是电场线的源和闾，这也是电场是有源场的含义。

在静电场高斯定理中我们可以补充一点近代物理的知识来提高学生的兴趣、扩大他们的视野。静电场高斯定理是由库仑定律推导而来，它们两个本质上是源于光子的静质量为零。与静场类似，引力也是平方反比力。牛顿引力可以证明是满足高斯定理，引力的源是物质的质量。现代物理认为引力子的静质量为零。最近发现的引力波[7]波速为光速正是引力子的质量为零的要求。如果某种粒子的静质量不为零，对应场不满足高斯定理，场本身可以产生或吸收场线。例如：汤川秀树当年寓言的介子[8]。

静电场高斯定理在静电学中与许多知识点有关联。比如：①电场叠加原理；②静电平衡电荷分布，电场分布；③求电容电场；④积分法求典型带电体的电势；⑤类比建立磁通量概念。其中①是为了分析电场对称性以便用该定理求电场，所以在准备时，最好在前一节课就得到均匀带电圆环和直线的电场。对于②⑤，主要是对定理的理解，通过以上的教学，学生完全可以接受。对于③④，可以作为静电场高斯定理应用的延续。如果教学时间充足可以精讲。也可以简单的套用本节的结论来精简课堂，例如用电场叠加原理求平行板电容电场。

我们认为匀强电场通量的计算，通量的几何意义，以及静电场高斯定理的几何意义，是本节课的重点。难点是几个应用：面积元通量求和，高斯定理求电场，高斯定理求电荷。考虑到学生的专注力与数学物理基础较差，在本节课中应强调重点，既概念的建立。具体的应用是为了增加学生的理解。我们在给学生建立概念尽量结合图像，并尽量用较短的词句描述。

整个教学过程中我们用到图示法，类比法，启发式，讨论法，将难点尽可能分多步骤解决，并绕开抽象的定义和计算。最终使大部分学生能理解并能应用静电场高斯定理。

参考文献：

[1]罗欣，张晨昕.今年我省本科实际录取率约49%[N].楚天都市报，2016-8-15（2）.

[2]三晋直播.高招调查：2016年高考全国录取率预计超80%[OL].http：///20160603/n452679670.shtml， 2016-06-3.

[3]郭硕鸿.电动力学[M].北京：高等教育出版社，1997，19-24.

[4]教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程，2006（05）：1-8.

[5]马文蔚.物理学[M].五版. 北京：高等教育出版社，2006.

[6]屠庆铭.大学物理[M].二版.北京：高等教育出版社，2006.

[7]B. P. Abbott et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger[J]. Phys. Rev. Lett. 2016， 116， 061102.

大学物理静电场总结范文第3篇

关键词： 独立学院 大学物理教学 教学改革

与一、二本院校相比，独立院校属于应用型本科，对于培养应用型人才来说，教材建设和教学内容的选择是至关重要的。一些基础而难度较大的课程教学是当前的一个难点，大学物理是理工科类专业的核心基础课，课程内容较多，理论而抽象，是一门较难掌握的课程。因此，该课程内容和教学方式的改革是非常有必要的，笔者从独立学院的学生特点出发，提出对于《大学物理》课程教学改革的建议。

一、独立学院学生的特点

1.文化基础差，学习习惯不好，自觉性不高。由于录取分数较低，学生总体上基础知识薄弱，缺乏学习动力，另外，他们在学习上没有养成良好的学习习惯，自觉性差。大多数学生课前不预习、课后不复习，仅在上课时听老师讲，因此学习效果较差，有相当比例的学生基本不学习，考试补考率和重修率很高。

2.学生动手能力很强，思维活跃，善于表现自我。独立学院学生的家庭情况大多较好，多才多艺的学生较多，相对容易开展各种形式多样的社团活动。学生自主创新思维活跃，善于表达自己，也渴望表现自己。

二、传统大学物理教学内容体系及弊端

传统的物理教学模式中内容陈旧、与现代科学技术不相适应，教材和课堂教学内容都偏向于应试教育，而忽略素质和应用能力的培养。1.内容上基本由力学、热学、电磁学、光学和近代物理五部分构成，知识点较多，而独立学院基础课的课时较少，在较短的时间内很难理解和掌握。2.传统教材着重介绍理论基础知识，几乎不涉及与现代科技应用相联系的内容，要学习好这些抽象的理论知识，需要具有扎实的数学功底，进行大量的课后练习，这正是独立学院学生的弱点。没有良好的基础知识和大量的课后练习，要学好大学物理是不可能的。这是导致在独立学院《大学物理》挂科率高，学生学习困难的重要原因。3.经典物理内容占据了80%以上的内容，而近代物理内容只占不到20%的内容，且仅做了简单的介绍，有关当代物理发展的成就和现代工程技术没有纳入其中。另外，基于独立院校培养应用型人才的目标，课程设置应以应用型知识为主，增加近代物理部分内容。鉴于以上几点，《大学物理》教学体系有必要进行改革，突破传统的教学模式。

三、独立院校《大学物理》教学体系改革措施

大学物理作为工科院校的一门重要基础课，不仅要向学生展现璀璨的物理知识，更重要的是要通过物理知识展现其中的物理思想和物理方法，培养学生的应用和创新能力。

1.调整教学内容，物理学在工程中应用相当广泛，但在以前的教学中反映极少。如果将一些新规律、新现象引入到教学中，学生就会感到物理是一门充满生命力的学科。目前没有一本这方面的教材，因此我们应根据情况在老教材上选择教学内容，并编写适合上述教学需要的补充教材。现以静电场为例简述教学内容的调整与组合。经笔者近几年的教学总结，在一般的大学物理教材中，静电场（不包括静电感应部分）共有概念6个，定理定律5个，例题11个，知识点并不是很多，在以往的教学过程中，本章的教学要求如下：（1）掌握描述静电场的两个基本物理量——电场强度和电势的概念；（2）理解静电场的两条基本定理——高斯定理和环路定理；（3）掌握用点电荷的电场强度和叠加原理，以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法，能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度，但是教材上涉及的公式有40个左右，故学生学习时觉得难度较大。这些公式大多都是用叠加定理与高斯定理计算电场强度的，而这两方面的计算要求学生熟练使用积分和划分微元的方法。对于三本学生来说，数学知识本就不扎实，故计算难度较大。学生觉得枯燥，很多学生能理解物理知识，一旦涉及积分计算就束手无策。进行教学改革后，应减少涉及积分的计算，加强物理定理的实际应用，如讲到高斯定理时，要求学生掌握教材中涉及高斯定理的例题的结果（如无限大平板带电体的电场强度），并应用到实际情况中，推导过程要求学生理解即可，课后习题也不涉及此类题目。另外，此章节的高斯定理学生理解难度较大，在讲解高斯定理可以补充高斯武器等现代科学技术，加深学生对高斯定理的理解。其他各章节都可按照此方都调整理论计算部分，增加应用的内容。

2.课堂教学时，充分利用现代化多媒体教学手段，提高学生的学习兴趣。在运用传统教学手段的基础上运用录像和CAI教学手段，把复杂的、瞬变的、物体内部演化的过程，以及三维运动情况用多媒体技术以动画和声音的方式展现在课堂上，可使学生仿佛身临其境，清清楚楚地洞察整个过程，加深学生的理解，激发学生的学习兴趣。

3.课堂结合演示实验，开展小发明制作活动。物理学是以实验为基础的一门学科，物理教学离不开实验教学，在教学过程中进行演示实验，既可以加深学生的理解，提高学生学习兴趣，又可以节约单独实验的时间。另外，根据演示仪器可难、可易、可简、可繁的特点，可以指导学生自己动手制作，在课余时间，开展物理演示仪器科技制作活动，以此培养学生的动手能力，充分发挥独立院校学生的特长。

四、结语

大学物理教学改革是一个长期而细致的工作，在今后的工作中，每位教师需要解放思想，不断更新知识，掌握现代化教学手段，为社会培养出更多、更好的人才。

参考文献：

[1]周飞.浅谈独立学院学生特点及管理对策.教育管理，2011（9）.

[2]哈斯通拉嘎.大学物理课程教学改革探讨.中国教育技术装备，2012（21）.

大学物理静电场总结范文第4篇

关键词 混合—探究；教学模式；电磁学

中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0103-02

1 “混合—探究”教学模式概述

“混合式”教学模式是把传统课堂教学和数字化学习有机结合起来，充分利用课程教学资源，以学生自主学习为重要手段，实现课程内容的教学[1-2]。所谓“混合”，包括教学资源、教学环境、教学方式等的混合。教学资源来自印刷材料、光盘、录像带、磁带，特别是网络为学生提供了前所未有的学习资源支持，利用这些混合资源，学习者可以完成不同的学习任务。学生不但可以在面对面的课堂里进行学习，还可以在网络中进行学习，比如虚拟学习社区、网上课堂、论坛等。

在信息技术平台之上，教师可采用更多的方式，如采用PPT课件、动画、视频、网络等技术手段，调动学生积极性，增强师生互动，提高教学质量。这种教学模式既能发挥课堂教学中教师的主导作用，又能体现学生的主体地位。实践证明，在电磁学教学过程中运用混合式教学，学生的积极性、主动性得到大大提高。

“探究式”教学模式是利用适当的探究工具引导学生投入到探究过程，让学生在主动探究中发现、提出、分析并解决问题，培养学生主动探究的意识和能力[3]。

作为大学物理课程，“探究”包括三个层面。

一是探究学科知识体系结构，增强所学知识的逻辑有序性，领会其中的物理思想和物理方法。

二是探究基本概念和基本规律。基本概念如电磁学中的理想模型、基本物理量、通量、环量等，主要区分概念的内涵和外延；基本规律如库仑定律、毕-萨定律、安培定律、电磁感应定律等，学生可查阅有关资料，了解规律的发现建立过程，这也是一种对学生进行学科思想方法教育和熏陶的过程。

三是创新活动方面的探究。如围绕所学知识，安排学生写小论文，学生通过这一环节体验找课题、查文献、专题研究、论文写作的全过程。

实践表明，采用探究式教学，提高了学生的学习兴趣，培养了创新意识，锻炼了自主学习和探究的能力。

2 “混合—探究”教学模式的实施方法

电磁学是大学物理课程中内容多、难度大，而且非常重要的部分。电磁学以实验为基础，结构严谨，规律性强，应用广泛。目前，电磁学教学多以课堂教学为主，而且偏重于理论。限于学时要求，许多内容如物理规律的发现过程、物理原理在工程实际中的应用、高新技术内容、物理实验方法与演示等，无法在单一的课堂教学环节完成，而且电磁学包含的物理思想、物理观点、物理方法等不能传授给学生，难以达到物理课程的学习目的以及物理全面培养人的素质的作用。在电磁学教学中，采用“混合—探究”教学模式，充分利用课程教学资源，充分调动学生参与探究式教学，取得较好的教学效果。

2.1 科学划分教学内容

根据课程标准中的教学内容、目标要求、重点难点，将教学知识点梳理划分层次，对于讲授讨论型知识点（理论的、重点的），主要由课堂教学完成；对于自主学习型知识点（应用的、次要的），主要在课外利用教学资源进行学习来完成；对于实践型知识点，采用课堂实验教学和课外创新活动共同完成。

例如，对静电场部分，将知识点划分层次，静电场的高斯定理、环路定理，电场强度和电势的概念及计算，静电场中的导体等为讲授讨论型，由教师课堂教学完成；静电的危害与应用、静电场中的电介质等为自主学习型，由学生在课后利用教学资源自学完成；静电场的描绘等通过课堂实验教学完成；库仑定律的实验验证、静电屏蔽等在课外创新活动中完成。

2.2 强化课前预习与课后作业

在信息技术环境下进行教学，教师要设计预习内容和课后作业，促进学生自主学习，而不能像以前那样只留书上的几道作业题。教师要做出规定和引导，可以提出问题，安排学生学习的途径。如在学习“静电场中的导体与电介质”[4]一章时，可以提出问题：静电平衡的机理是什么？静电平衡导体的特征有哪些？空腔导体内表面是否有电荷？孤立导体静电平衡后，电荷分布有什么规律？什么是静电屏蔽？对内外场静电屏蔽有什么不同之处？等等。同时，要引导学生除了阅读教材外，还要进入自建的、内容非常完善丰富的“大学物理教学资源库”“大学物理网络课程”“演示实验教室”中，寻找相应内容自我学习。针对预习情况，采取课堂提问、小组讨论等方式，检查学生的预习情况和效果。

2.3 创建丰富的信息资源库

“资源课堂”要求给学生创建资源型学习条件下的自主学习环境，提供信息网络平台和丰富的信息资源。在校园网上建立大学物理学习网站，主要包括信息中心、教学资源、试题库、实验指导、创新活动、师生交流等部分。

信息中心部分包括课程组成员的教学与科研情况、课程描述、课程建设规划；教学资源部分包括课程标准、自编多媒体课件和教案、教学动画视频资料、电磁学学习指导、其他院校精品课程授课视频等；试题库部分是自编的大学物理网络试题库，学生可选择不同的章节进行在线测试或按照标准试卷进行模拟测试；实验指导部分包括实验教学内容，外购的演示实验；创新活动部分包括课外探究选择题目、学生探究式学习作品，以及电磁学拓展学习资源（电磁学发展史、应用和相关的讲座）；师生交流部分包括论坛、留言板，便于学生上传下载学习资料、提出问题及解答问题。

2.4 开展探究创新活动

在大学物理学习网站上，针对课程内容设计一些开放的探究性的物理课题，学生以学习小组协作形式进行学习，拓展学生的创新思维，培养学生的创新意识和能力。

一是设计与课程内容相关的课题。这类课题帮助学生加深对基本概念、基本规律的理解，对基本知识的熟练掌握，提高其分析问题、解决问题的能力。如根据电现象和磁现象的对称性，把电磁物理量、基本概念、电磁规律、麦克斯韦方程组、典型实例之间的对称性进行总结对比：安培力的实质是什么？试推导安培定律；毕奥-萨伐尔定律建立的过程是怎样的？由麦克斯韦方程组可否推导得出？等等。

二是结合鲜活现实生活的课题，把学到的电磁学知识运用到生活实践中去，鼓励学生多留心身边的问题，用所学知识分析问题和创造性地解决问题。如：电磁场对人体的危害研究，手机辐射的危害及效应研究；新能源汽车的充电时间问题，移动式途中无线供电系统问题；等等。学生通过各种渠道搜集相关资料，再进行分析归纳综合，达到对这些课题较深的研究。

三是涉及电磁学前沿的课题。这类课题适合学有余力、兴趣浓厚的学生，如超导体，负折射率材料及隐身衣的原理，飞机隐身材料及其特性研究等。

2.5 建立多元评价机制

“混合—探究”模式下的学习环境复杂、资源丰富、学习活动多样化，因此要根据不同的学习目标，对课堂学习和课外探究综合考虑，全面评价。方法：期终试卷考试占80%，平时成绩占20%；平时成绩包括课堂作业、利用资源学习情况、参与网络讨论情况、课程小论文成绩等。总之，应该把学生的学习成绩与学习过程、学习结果相结合，自评、他评、教师评相结合，建立起多元评价机制。

3 结束语

“混合—探究”教学模式在电磁学教学中的应用，给学生提供了一种新的学习环境，充分调动了学生的学习主动性和积极性，达到学生自主学习、师生互动、探究创新的教学目的。在教学实践中也发现一些困难或需要改进的问题，它们制约着教学的发展。如：学生上网的硬件条件和上网时间受到限制；学生上网学习情况和回答问题质量不容易监控和评判；由于混合式学习环境的复杂性和活动形式的多样性，需要设计一套完善的评价策略；等等。在信息技术条件下开展“混合—探究”模式的教学，还有许多理论和实践问题有待解决，要不断研究、探索、总结和提高，努力培养新时期综合型高素质人才。

参考文献

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[2]南国农.教育技术理论研究的新发展[J].电化教育研究，2010（1）：8-10.

[3]卢荣德，程福臻，陶小平.大学物理教学模式的探究与实践[J].教育与现代化，2010（2）：35-39.

大学物理静电场总结范文第5篇

【关键词】独立学院;大学物理;教学改革

独立学院，是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家机构以外的社会组织或者个人合作，利用非国家财政性经费举办的实施本科学历教育的高等学校。由于独立学院无论在师资还是在建设上都有其自身的特点，因此，在大学物理教学上，更有其自身的发展理念。

一、独立学院大学物理教学存在的问题

(一)师资力量不足。一般来说，独立学院的建校时间不长，因此师资力量比较浅薄，且年龄段集中，往往都是中青年教师。虽然这些教师在体能、学历等方面具有一定优势，可是教学经验少是不争的事实。所以授课时，对课堂的掌控能力、对整个教材知识点深层次的挖掘欠缺了一些，这也是大学物理教学质量提升缓慢的因素之一。

(二)课程理念相对淡薄。教师在授课时，只顾眼前，无瞻前顾后之远见，授课时过于注重形式，只注重知识点理论的学习，而没有注重理论整体的研究与应用，且极易将理论与实践相脱节，无法提高学生的的创新能力、自主学习能力、动手操作能力，创新课程理念意识淡薄。

(三)考核形式陈旧。在教学中发现，学习能力强的学生考试成绩并不高，相反，考试成绩高的学生，在课堂实践中思维能力明显没有前者敏捷，这说明，当今的考试形式已经失去了检验学生思维能力及学习能力的目的，亟需改革。目前，独立学院的大学物理课程考核主要由期末笔试成绩与平时成绩构成，其中期末笔试成绩占百分之八十，平时成绩占百分之二十。部分院校，在考核中增加了期中笔试成绩，这种考核形式过于陈旧，由于期末笔试成绩所占比例较大，所以学生往往是在要考试的前几天开始背题，以期在考试中一举定输赢。毫无疑问，这对于学生的能力培养起到了一定的负面影响。

(四)无科研意识。做为一名大学教师，应该教学与科研共同发展，两个方面相辅相成，科研的发展提高了教师的素质，更新了教学理念，必然会促进教学质量的提高;教学质量提高了，有了更深刻的教学体会，也必然会促进科研的发展。可是，目前来看，大部分教师无科研意识，认为只要上好课就行，科研不科研无所谓，殊不知科研的落后会拖教学发展的后腿。还有的教师虽然有搞科研之心，可由于缺乏科研资金，科研资源匮乏，而无法深入研究，最终只好放弃科研。

(五)教学内容没有更新。在备课时，都会遇到这种情况，对前一年讲过的知识点有了新的体会，从而改进了教学方法，此时，在教案上应有所体现。可是，一些教师在授课的几年中，不更换教材，多年只用一个教案。有的即使更换了教材，可是没有改进教学方法，教学内容陈旧，知识的讲授一刀切，没有与专业挂钩，如在讲授大学物理课程时，应做到:化工专业用热学挂钩;电气专业与电磁场挂钩;机械专业与力学挂钩等。教材与习题册相脱节，不适合目前独立学院的学生学习。

(六)教学手段单一。目前的大学物理教学，只是将多媒体与教师授课相结合，教学方法也多为讲授法、分类法、比较法、练习法，很少有讨论法、探究法，缺少渗透式教学，启发式教学，且课堂上缺乏演示实验。一些学院没有配备相应的演示实验室及演示实验器材，学生上课时只能听，而不能看，更不能动手操作，这势必会影响到学生创新能力的发展。

二、改进独立学院大学物流教学现状的措施

随着我国教育机制的不断完善和成熟，独立学院也正面临着教育部的各项评估和验收，独立学院在大学教育的舞台上将遇到更多的挑战，而大学物理的教学现状并不能满足时代的需要，所以大学物理的教学改革势在必行。必须双管齐下，一是从自身找原因，即从提高教师的素质，提升教学质量，改变教学方法等下手;二是从学生出发，端正学生学习态度，培养学生的自尊心、自信心、自强心。

(一)不断学习，完善自己。针对学员中青年教师教学经验不足且人员缺少这些情况，教师可多参加一些校外培训活动，汲取他人之所长，提高自身素质，拓宽眼界。同时，利用网络平台，学习精品课程，并可与其他院校教师结成兄弟联盟，如建立一大学物理教师群，遇到问题，通过网上交流，参与讨论，共同解决。课余时间，钻研相关书刊，多思考多总结。

(二)改变教学理念，学会改革与创新。只会“纸上谈兵”的学生已经被社会所淘汰，如今，要明确独立学院的培养目标是培养创新型、应用型人才，所以教师无论是授课还是编写教材，都要注意与实践挂钩。独立学院的教师应不断更新教学理念，学会与时俱进。要根据学院制定的人才培养方案来改革课程标准，修改教学大纲，并且要重新编著教材，教材要注重注重理论与生产实际的连接。同时在基础课程中加入实践部分，培养学生的动手能力及创新思维能力。(三)革新考核标准，注重能力考核。改变传统的只注重学生考试成绩的考核标准，要在学生的考核标准中加入新的元素，如学生对某个题型有了新解，某个知识内容有了深层次的理解等，甚至是某个公式、某个定理有了新的推导方法，都可以撰写成小论文。课堂上定期可开展小测试，不但考查了学生掌握知识的情况，同时，在测试中也极易发现学生的创新之处。课堂测试中可适当安排开卷考试，这对学生解决问题能力、知识的应用能力，思考能力、总结能力等的考查无疑是一次好的机遇，同时也为学生毕业论文的撰写提供了素材。

(四)教学手段多样化，提升课堂效率。教师所教授的每堂课都应有精彩之处，重点要突出，课堂要体现高效、务实，在短时间内讲清楚本节的重难点，否则，学生的注意力极易涣散。一是传统的教学手段已经不能满足学生课堂的需求，教师应充分利用多媒体，设计多种教学手段及教学方法，如在《静电场》一章的学习中，如何学习静电场是教学难点，而对于重力场，学生已经非常熟悉了。由于静电场与重力场在某些方面具有非常相似的地方，如:重力和静电场力都是保守力;重力场和静电力场都是保守立场;重力做正功等于重力势能增量的负值，静电场力做正功也等于电势能增量的负值;重力势能的定义以及求法与电势能的定义及求法非常类似。因此将二者进行类比，即先利用比较类推法，然后再采用渗透式教学法，学生会更容易理解静电场的有关知识。二是教师授课时，要注意分专业进行，各专业要有不同的侧重点，如电气学生，在电磁场方面要重点讲解，适当扩大知识深度与难度，为学生学习电气专业课程打好基础;对于机械专业学生，在力学方面要侧重讲解，特别是刚体部分的学习，以备以后理论力学之用。三是演示实验应走进学生课堂。建立演示实验室，重视演示实验在教学中的作用，演示实验是学生观察物理现象非常重要的过程，没有演示实验的物理课堂教学不可想象。演示实验更具有直观性，不但能够加深学习印象，而且还能学到书本上没有的知识。既提高了学习兴趣，又拓宽了学生眼界，可谓一举两得。

(五)端正学习态度，培养自信心。独立学院的学生一般没有自主学习能力，学习态度不够端正，但动手能力强。因此，教师可多给学生提供动手、创业机会，如参加学生创业大赛等。教师还可利用网络，加强与学生沟通，对学生进行鼓励。教师还可以利用本院的大学物理及大学物理演示实验网站，定期上传精品课程，以加深学生对知识的理解程度。

三、结语

国家重视教育，教育正在不断地完善、发展。改变独立学院大学物理现状，满足社会需求，输送优秀人才，是每一个独立学院物理教师肩上担负的沉沉的担子，也必将在这条发展之路上越走越远。

【参考文献】

［1］陈浩．普通本科院校独立学院的发展———以安徽师范大学皖江学院为例［J］．山西师大学报(社会科学版)，2010

［2］宣桂鑫．德国物理教育的实践特色［J］．全球教育展望，2003

大学物理静电场总结范文第6篇

关键词：动生电动势；洛伦兹力；教学探讨

在高中阶段，学生已经学习了电磁感应现象，对相关概念如磁通量以及磁通量变化、楞次定律以及法拉第电磁感应定律等都有所了解。大学物理的学习是在此基础上的加深和拓展。大学物理教材一般直接给出电磁感应定律，然后进入感应电动势的学习。下面是关于动生电动势内容的课堂讲授设计。

一、用类比法讲解电源电动势的概念

由于大学物理课时少，许多内容包括恒定电流（电动势概念）都被忽略了。因此，在介绍感应电动势之前，教师应先讲解电源电动势的概念。电源电动势的概念比较抽象，采用类比法引入，便于学生接受和理解。例如：学生对高山滑雪运动都比较熟悉，可以理解为，人站在山坡高处，在重力作用下沿坡道下滑，到达地面后，若要回到高处起点再次滑行，靠重力是不行的，需要向上的外力来克服重力的作用，如借助升降装置将人带到高处，此过程外力做正功，重力做负功，忽略阻力作用，两个功大小相等。电荷在电场中持续运动情形与质点（人）在重力场中的循环滑雪运动情形极其类似。

二、电源电动势的的定义与表达式

电源非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值为电源的电动势。前面章节中已学过力做功的表达式：W=■F非・dl，类比静电场的表达形式来表示非静电力：F非=qE非，E非表示非静电场强度。电源电动势：ε=■=■E非・dl=■E非・dl，单位为伏特V。方向：电源内部从负极指向正极。

对于闭合回路L，由于有静电场安培环路定理即■E非・dl=0，则电源电动势可写成

ε=■E非・dl。方向：ε>0，与dl方向一致；ε

三、动生电动势是由洛伦兹力作功引起的

由电磁感应定律可知，只要回路的磁通量变化，回路中就有感应电动势产生。导线在磁场中的运动所产生的电动势叫做动生电动势。以一段直导线在均匀磁场中运动且运动方向与场强垂直为例，经过分析，产生动生电动势的非静电力是洛伦兹力F=q（v×B），动生电动势是由洛伦兹力做功引起的，由此求出动生电动势ε=■（v×B）・dl，方向与dl方向一致。

四、两个例题展示动生电动势的求解过程

教材中选取的例题是：一截长度为l的直导线在磁场中平动或转动，求解动生电动势。而笔者选择了另外两个例题，一个是一根铜棒在匀强磁场中在与磁场方向垂直的平面上作匀速转动，求铜棒两端的电动势。根据动生电动势的计算公式，得出结果。

另一个是将一根铜棒弯成矩形线圈在均匀磁场中绕轴转动，转轴与磁场垂直，求铜棒两端的电动势。

几乎所有的大学物理教材中，该例题是作为练习法拉第感应定律而出现的，无需分析感应电动势的起因，只需求出磁通量的变化率，就能计算感应电动势。

■

穿过线圈内的磁通量φ=BScosωt，由法拉第感应定律得到ε=-■=BSωsinωt，若线圈构成闭合回路，电阻为R，则回路内的电流强度i=■=■sinωt.

而笔者利用动生电动势公式去求解：ε=■LE非・dl=■（v×B）・dl+■（v×B）・dl+■（v×B）・dl+■（v×B）・dl，铜棒两端电动势可以分解矩形线圈四根直导线以相同的角速度在磁场中转动所产生的动生电动势的代数和。若线圈面积S最终计算结果ε=BSωsinωt，闭合回路i=■sinωt.

线圈在磁场中转动，洛伦兹力作功，推动电荷在导线内移动，产生随时间正弦变化的动生电动势，进而产生了随时间正弦变化的交流电，开启了人类电气化时代的序幕。

两种方法的计算结果一致，说明ε=-■=■LE非・dl.

这种相等关系又说明什么呢？电动势的公式是严格推导出来的，而法拉第感应定律是根据实验总结出来的，两种方法得出的结果相同，证明法拉第感应定律是正确的。

此外告诉我们：动生电动势的求解可以采用两种方法，一是利用“动生电动势的公式”来计算，二是设法构成一种合理的闭合回路以便于应用“法拉第电磁感应定律”求解。

五、关于洛伦兹力是否做功的两个结论统一

“动生电动势是由洛伦兹力作功引起的”是这节课得出的一个结论。而学生早已知道“洛伦兹力对运动电荷永不做功“的结论，这两个结论看似矛盾，实则不然。

有匀强磁场，垂直纸面向内，纸面内有长度金属棒ab，垂直磁场方向放置，b端在上，当棒以速度v水平向右匀速移动，导线中的每个电荷随着以速度v向右匀速移动，电子受到洛伦兹力F=q（v×B），大小F=Blv，方向由ba，推动电子沿导线向上运动，即电子又有一个向上的分运动，其分速度v′。

在磁场中，电子的运动实际是水平方向的匀速运动和竖直向上匀速运动的合运动，用i代表水平向右单位矢量，用j代表竖直向上单位矢量，则电荷的运动速度v总=vi+v′j。由于电荷在磁场中竖直方向的分运动，又使得电荷受到一个大小F′=Blv′方向向左的洛伦兹分力，所以电子在磁场中受到总洛伦兹力是两个分力的合成，F总=F+F′=Bl（vj-v′i），从几何图形上很容易看出洛伦兹合力与电子合运动方向总是垂直的，所以洛伦兹力对运动电荷不做功。

产生动生电动势的只是竖直分力F，它移动电荷，做正功。而同时另一个水平向左的分力阻碍电荷向右运动，做等量负功。若保持金属棒一直向右运动，必须施加外力来克服水平向左的洛伦兹分力，如此才能持续产生动生电动势。总之，外力做功将其他形式能量转变为电能的过程中，洛伦兹力起到了能量转换的媒介作用。

参考文献：

[1]夏兆阳.大学物理教程（下册）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]张三慧.大学物理学[M].北京：清华大学出版社，2009.

大学物理静电场总结范文第7篇

关键词：大学物理；学生；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0054-02

大学物理是一门重要的学科，更是现代自然科学的代表，是非物理专业理工科学生的一门专业基础课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成科学素养的重要组成部分[1-5]，大学物理以知识为载体，在提高学生的科学素质和认识世界方面起着非常重要的作用[3-5]。本文针对我校地方性应用型本科院校大学物理教学过程中学生学习效果差和教学质量难以提高的情况，存在部分学生的物理基础差、学习兴趣不高、学习方法不当、缺少独立思考以及物理教学课时太少等方面的问题，在非物理专业的各理工科学生中抽取200名学生对大学物理的学习情况进行了问卷调查，为此，提出要做好大学物理与中学物理课程的衔接，通过加强微元法、物理模型教学，重视物理图景的建立、加强物理学史教育和学习方法的引导，提升大学物理的教学质量。

一、大学物理课程存在的现状和学生的学习现状

通过调查，了解到非物理专业大学物理课程的教学实施现状和学生的学习现状：一是学时不断减少。比如，数学教育专业由原来的开设两学期，共144学时，均为考试课程，减为开设一学期，共54学时。二是生师比提高。由于学校增加专业设置，理工科学生人数大量增加，大学物理教师们课时数增加。三是地方性院校大多数学生的入学成绩要低于普通高校的学生，学生的综合素质、基础知识普遍较过去学生基础差，特别是数理基础较薄弱。四是传统教学模式的影响。导致不少学生认为学学物理是没有实际用途的，在学习过程中普遍存在厌学的现象。五是我校选用的教材都是21世纪教材，或者“十一五”国家规划教材，照搬985、211高校的教学模式。六是物理学是实验科学，由于扩招，学校没有配套的实验设施，学生运用理论与实践相结合的能力得不到锻炼。针对这些问题，对大学物理课程的教学改革势在必行，使大学物理教学更符合现代形势下教育的特点，以达到我校培养适应性强的应用型、技能型人才的培养目标。

二、大学物理教学改革的措施与对策

1.重视大学课程学习方法的引导。针对学生基础差，并且还沿袭高中物理学习方法和学习思维，学生还希望大学老师像中学老师那样对教学内容反复讲解，对习题还要求重复多次训练。这样，大学老师在很少的课时内是很难满足他们的要求的，主要原因是大学生还没有真正地适应大学教学方法。这就要求大学老师在教学中不断地把大学物理与中学物理相联系的知识进行对比，大学物理老师要把解决大学物理问题的基本方法“化整为零，集零成整”告诉学生，“化整为零”即是把变量化为不变量，把曲线化为直线，也就是微分。“集零成整”是用化整为零的结果相叠加，也就是积分，就得到了变量问题和曲线问题的解的结果了。比如，一点电荷在非均匀静电场力的作用下作曲线运动，从a点到b点，计算该过程中静电场力所作的功。先把曲线分割成无数个微元段，在每一微元段上的静电场力变为恒力F，曲线运动变为直线运动，其位移元为dl，因此，运用中学物理的知识就可以计算其元功为dA=F·dl，整个过程的功等于所以元功之和，即A=■F·dl，把F=q0E代入，再考虑方向即可知道变力作曲线运动的功。让学生自然地适应大学物理教学，也培养学生对知识的迁移，也能使学生很快地适应大学的教学和学习方法。

2.加强物理图景和物理模型教学，培养学生的物理思维。严谨的物理过程和物理现象是学生构建物理图景的源泉，而物理模型是由物理过程和物理现象抽象出来的能反映物理本质的简单模型，是数和形的统一。许多学生把学习物理当成推导公式、背公式和套公式，不懂得应该怎样对具体的物理现象和物理过程具体分析，物理图景相当模糊，做起题来张冠李戴，或者是无从下手。其原因是由于物理图景、物理模型不清晰，不会把一个实际的复杂的物理问题转化成能反映物理本质的物理图景、物理模型[3]。比如，求电场强度通量？椎e=■E·dS和利用高斯定理

求解某些带电体的电场强度，学生就张冠李戴，什么做法都有。这是因为学生没有建立清晰的物理图景、物理模型，不能正确理解？椎e=■E·ds和 的物理意义，不能理解为什么高斯面的电场强度通量只与高斯面所包围的电荷有关，与高斯面外的电荷无关，而利用高斯定理求出的电场强度又与高斯面外的电荷有关。通过调查，发现大多数学生的解题步骤为：读题—想公式—求解。而科学的解题模式是：审题—构建物理图景—选取研究对象—建立物理模型—分析物理过程和状态—运用与之相关的概念和定理（定律）建立方程—求解—检查。形成学生上述解题模式的主要原因是中学阶段的“题海战术”，而先前简单题求解的成功经验又强化了这一模式。所以，教好物理，关键的是教思路、教方法，尽量避免讲授艰深和复杂的数学，突出物理本质，建构鲜明的物理图景和物理模型。

3.探索形式多样的教学方法，激发学生学学物理的兴趣。利用课堂时间进行多种教学活动。在课堂教学中，教师采用讲授、讨论、习题课等多种形式的教学模式，向学生传授物理学基础知识和研究方法。同时通过介绍物理学史的生动事例，讲物理学史其实就是讲科学创新的历史，物理学史就是创新，就是教知识、教思路、授方法，注重用这些素材对学生进行科学素质教育，培养学生的科学精神、探索精神和奉献精神，创造非功利的驱动，传承崇高的价值观。培养学生“自主学习”的学习模式。大学教育与中学教育最大的不同就是教学生会学才是我们教学的主要目的，任何一门课程的学习都要经历学会到会学的过程。具体做法是：在教学过程中，对部分内容首先提出自学要求，自学提纲，布置学生下去自学，同时要求写出自学部分的读书报告，让学生通过自学掌握归纳总结知识的方法。部分难度在学生自学能力范围以内的章节则要求学生通过查阅资料、自己归纳总结，总结出要点，下一次上课时找学生上讲台来讲，或者分组讨论，学生讲完后老师对其优缺点进行总结、评比，以指出优点为主进行表扬，同时对其错误的地方进行更正，不足的地方进行补充，这样可以让学生深刻认识到错误，纠正错误，这样可以检查学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法是否掌握，同时培养学生自学能力、语言表达能力、表现能力、归纳总结等方面的综合能力，学生各方面的综合素质也得到提高，实践证明学生的学习效果是非常好的。采用多样化的教学辅助手段。由于我们的学生基础较差，不能完全脱离传统的教学方法而只用多媒体教学，大学物理可以适当采用多媒体教学与在黑板上书写相结合的方法，使教学过程更加生动、形象，可彻底改变一支粉笔一块黑板的传统教学手段。

4.变革不同专业大学物理教学的理念和方法。大学物理是一门基础课，其基本内容相对稳定，一般包括力学、热学、电磁学、光学和近代物理等。高校里不同专业对于大学物理的要求是不同的，这就要求教师要根据不同的专业特点对原来自成体系的大学物理的教学内容进行合理地取舍、整合，形成结构性好、整体协调、专业适用性强的新型教学内容。大学物理内容的重点专业有别。根据不同的专业的要求，开展专题讲座的形式进行授课，将物理学发展的新理论、新技术、新内容有机地组合在一起，给学生呈现一个系统的实用的知识体系。明确服务于专业人才培养的观念来从事大学物理的教学工作，真正为学生的专业学习提供需要的物理知识。目前在就业竞争日益加剧的情况下，用人单位需要的是基础知识扎实、知识面广、人文素养高、适应性强的应用型、创新性型人才。地方性院校是人才培养培训基地、科技研发基地、文化传承基地、咨询服务基地、输送人才的基地。大学老师们应根据学校的教学现状及不同专业不同学生存在的问题，努力做到“因材施教，专业有别，重在应用，适应模式”。

参考文献：

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大学物理静电场总结范文第8篇

关键词：工程电磁场；少学时；教学改革

作者简介：傅文珍（1984-），女，江西新干人，嘉兴学院机电工程学院，讲师。（浙江 嘉兴 314000）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0066-02

“工程电磁场”是在“大学物理”电磁场理论的基础上，进一步阐述宏观电磁场基本性质、规律、分析与计算方法，旨在培养学生运用场的观点对工程电磁问题进行分析与探讨，锻炼学生科学的思维方式。[1]

目前，“工程电磁场”是很多高等院校工科电类专业的一门专业基础课，它所涉及的内容，是电类专业学生应具备知识结构的必要组成部分，同时又是新兴边缘学科和交叉学科发展的基础。[2]特别是对电气专业学生来说，“工程电磁场”是很多后续专业课的基础，如电机拖动、电力工程基础及电磁兼容等，可见它的重要性。[3]然而，在当代注重素质教育的大学教育中，大学生的课程丰富多彩，在有限的时间里面，很多边缘交叉学科的教学课时都在不断压缩，尤其是“工程电磁场”教学，从原来的五六十个课时压缩到三四十个课时不等。如何在有限的时间里上好“工程电磁场”这门课，是很多执教老师面临的一个难题。

一、嘉兴学院“工程电磁场”教学现状

“工程电磁场”这门课的特点是：以大学物理、高等数学、复变函数等课程为基础，知识面广；理论性较强，概念抽象；课程教学过程中公式推导较多，计算复杂；要求学生有较好的空间想象能力、逻辑推理能力和抽象思维能力。[4]嘉兴学院（以下简称“我校”）相关专业学生对本门课的普遍反应都是难学；另外，教师在课堂上一般从复杂的数学公式推导开始，公式繁琐不说，很难吸引学生的注意力，最后只落得教学两难的境地。正是由于这些特点，该课程被公认为教师最难教、学生最难学的课程。然而，为培养宽口径人才，我校电气专业该课程计划教学学时定为32学时。在有限的教学时间里，要使学生对这门课产生兴趣并学好这门课，尤其在教学过程中要与我校培养应用型人才、提高学生工程应该能力相符合。这无疑给教师教学过程中的教学方法和教学手段提出更高的要求。因此，对该课程的教学方法和教学手段的改革显得尤为重要。在此状况下，笔者根据几年来对“工程电磁场”的执教经验，提出在少学时情况下对工程电磁场的教学内容、教学方法进行改革。

二、少学时“工程电磁场”教学内容改革

1.改革目的

在教学内容改革上，注重理论与应用相结合，从实用性出发，激发学生学习的兴趣。因电磁场中电场强度和磁感应强度具有不可见的特性，只能通过数学公式进行描述。因此，在讲授电磁场理论时应与其实际应用相结合，巧用实例教学。如绪论中可以引用电磁场发展史的一些名人事迹；而在静电场中的应用有：静电分离、静电喷涂、植物育种保鲜等；恒定电场主要应用有直流输电等。“工程电磁场”应用非常广泛，每一个章节都有典型应用，各章节的主要应用实例如表1所示。恰到好处应用这些工程实例能够有效促进学生对知识点的掌握，从而激发学习的兴趣。

2.改革内容

在少学时的情况下应适当调整教学内容，做到重点讲，少讲和不讲。然而，也不能一味删减教学内容，适当引导学生自学也是必要的。按照我校工程电磁场教学大纲要求，“工程电磁场”理论教学内容主要有以下几部分：矢量分析、静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、准静态电磁场、平面电磁波的传播、均匀传输线的导行电磁波、波导与谐振腔等。其中矢量分析的讲述主要是为后续公式推导做铺垫，而从准静态电磁场开始主要讲述特殊形式下的电磁场问题，学生对后续知识点了解即可。因此，“工程电磁场”的教学重点应放在静电场、恒定电场、恒定磁场及时变电磁场，这些既是基础理论，又是电气专业工程应用上接触比较多的地方。

三、少学时“工程电磁场”教学方法改革

在教学方法的改革上主要采用启发、引导、探讨式的教学方法。在授课过程中，打破传统的“老师讲、学生听”的被动教学模式，以学生为主体，围绕教学内容，灵活运用讨论法以及质疑等，进行启发式教学。注意激发学生探索求知的欲望，提高其学习兴趣，指导学生在发现问题、提出问题、分析问题以及解决问题过程中培养创新思维能力。根据我校现状及笔者的执教经验，提出以下几点教学方法：

1.采用对比的教学方法

采用对比的教学方法可以帮助学生温故知新。电场和磁场是紧密联系的两种现象，电磁学中，某些电现象与磁现象，虽本质上相异，但宏观现象上有很好的相似性，或在研究方法上十分相似。从教材内容的安排中不难发现，“工程电磁场”教材中每章的教学内容都是从场的性质、基本方程、边值问题与衔接条件、场的应用及能量与力等4个方面去分别讲述静电场、恒定电场、恒定磁场和时变电磁场。于是，抓住各种场的对比关系在工程电磁理论教学中很关键。对比的方法不仅符合心理学中提到的“意识流”，[5]也符合古代温故而知新的道理。如静电场和恒定电场的场量关系对比见表2。

2.注重工程实例的引导性

根据我校“工程电磁场”少学时的特点，在“工程电磁场”的教学内容上删减了一些与前修课程相同的内容，同时增加工程实例的引入。工程实例的引入不仅丰富了课堂教学，还可以将理论直观化，将高深理论与工程应用很好地结合在一起，激发学生学习兴趣。[6]如：为讲解在静电场中静电屏蔽的概念以及静电屏蔽中电场分布和电荷分布的特点，可以先引入静电分离的工程实例（静电除尘、静电喷涂、静电纺纱等），再介绍静电分离的方法和效果，然后让学生去思考出现这种现象的原因。最后，再用理论分析的方法去讲解出现这一现象的原因。同时借助一些图片将这一现象直观有效地展示在学生面前，如图1所示。帮助学生掌握在静电屏蔽情况下静电场和电荷的分布情况，以及相应的理论。

3.注重课堂的互动性

“工程电磁场”这门课理论性较强，采用传统的灌输方式很难激发学生的学习兴趣，因此在教学方法上采用互动式教学方式，主要以多媒体放映、MATLAB仿真软件现场仿真各种场的波形图为手段，增强学生的自学能力。工程电磁场知识点抽象，空间想象力差的学生很难接受，因此采用多媒体、仿真软件可以将抽象公式图像化，帮助学生对公式的理解，引起学生的学习兴趣。

4.注重教师的教学地位

“工程电磁场”的教学内容比较多，我校课时只有32课时，时间非常紧，教师应该怎样把教学内容讲清楚？笔者认为应注重教师在本门课程中的教学地位。教师必须在有限的时间里组织好教学过程，选择适当的题目课后留给学生思考，温故已学相关知识，同时启发新的教学内容。采用设疑引学的方式提高学生学习兴趣。

四、总结

在我校少学时的情况下，通过对“工程电磁场”教学内容和教学方法的改革，使得该课程更加合理，内容更加丰富，在激发学生学习的兴趣同时，解决了“工程电磁场”一直以来难教难学的状况。

参考文献：

[1]王平，李慧奇，安勃，等.创新实验班“工程电磁场”课程教学改革[J].中国电力教育，2012，（27）：61-62.

[2]苏利捷.《工程电磁场》课程体系的优化[J].教育教学论坛，

2012，（38）：139-140.

[3]吴明赞.《工程电磁场》课程研究式教学的实践[J].电气电子教学学报，2008，30（4）：65-68.

[4]靳宏，莫岳平.“工程电磁场”课程研究性教学探讨[J].电气电子教学学报，2011，33（3）：97-99.

[5]谭顶良.高等教育心理学[M].南京：河海大学出版社，2002.

大学物理静电场总结范文第9篇

【关键词】类比法；静电场；质点平动；刚体转动

一切物质都在不断地运动、变化着，绝对不运动的物体是不存在的。而物理学研究的是物质运动的最基本最普遍的形式，包括机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核内的运动等等。随着社会的发展，在与生物学、化学、天文学等学科的相互渗透中，物理学不仅本身得到了迅速发展，同时也推动了其他学科和技术的发展，顺应时展的潮流，教学应着眼于造就一大批开拓型、创新型人才，以适应科学发展的需要，而培养学生的创造性思维，有一套系统的学习方法就显得尤为重要。

一、类比法

类比法是学习中经常采用的一种方法，它就是人们根据两个对象之间在某些方面的相同或相似，推论出它们在其他方面也可能相同或相似的一种认识事物的思维方法。它能帮助我们从已知事物的有关理论建立假说去说明新事物；用某些已知的属性来说明未知的属性，可以增强说服力，使人们容易理解。类比法不是简单的模仿，而是富有创新性的思维方法。其使用过程是选择两个对象或事物（可以是同类或异类），并对它们某些相同或相似的性质进行对比，从异中求同，或同中见异，从而产生新知，或得到创造性成果。因此类比法是实现创新的其中一种方法，在人们认识世界和改造世界的活动中具有重大意义。在研究问题时，我们经常会发现某些新问题有一种似曾相识的感觉。这个时候类比法就派上了用场，通过研究这种相似性，利用已知的物理规律去寻找未知的物理规律，从而发现新的结论、新的规律，创造出新的理论。许多物理上的重大科学发现，其中包括许多物理定律、公式和推论，都是运用类比法的硕果。

二、类比法的简单应用举例

1.静电场类比重力场

运用类比教学法，既能激发兴趣，同时又进行了科学思维和科学方法的示范，学生遇到新的概念和规律也能作类比分析，逐渐养成好的学习习惯，形成一套系统的学习方法。由于静电场力和重力做功都与路径无关均属于保守力，所以二者对应的场也有很多相似之处。单纯从静电场角度去分析其性质较为复杂而重力场我们早已熟知，所以在分析静电场性质时可以采用类比法，将静电场类比为重力场，详见表1。

2.库仑定律类比万有引力定律

任何两个物体间都有相互吸引力，其作用力大小与它们之间距离的二次方成反比，与两物体质量乘积成正比，表达式为F=GMm/r?；1785年法国物理学家库仑用扭秤实验对电荷间的相互作用力进行了定量的研究，总结出真空中库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力大小与两点电荷带电量乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比，数学表达式为F=KQq/r?，我们可以发现万有引力定律和真空中库仑定律在形式上非常相似，K和G均为常数，万有引力与库仑力大小均与二者距离二次方成反比。

3.点电荷类比质点

物体的运动是复杂的，根据研究的需要，建立一个与实际情况差距不大的“理想模型”是非常必要的，点电荷和质点均是为研究问题方便而引入的抽象的物理模型。如果物体的形状和大小对研究问题影响不大时，可以忽略其大小和形状，用一个有质量的点来代替该物体，将这样的抽象物理模型定义为质点；点电荷概念的引入可以类比质点，点电荷也是一种抽象的物理模型，当带电体的几何形状对研究问题影响不大时，可以忽略其大小形状及电荷分布情况，认为所有电荷都集中在一个点上，将这样的一个抽象物理模型定义为点电荷。

4.刚体转动类比质点平动

为研究问题方便在《力学》中引入了两个抽象的物理模型――质点和刚体，由于质点和刚体分别研究的是平动和转动问题，因此，看似没有紧密联系，但二者的运动规律却有及其相似之处，加以比较进行应用学生接收效果会更好。

平动和转动运动规律对比一览表（详见表2）。

通过以上列表可以发现二者在形式上极其相似，找到二者异同就可以更好的加以运用，在处理刚体转动问题时类比质点平动的运动规律，就可以准确快速处理相关问题，起到事半功倍的效果。

5.磁感线类比电场线，磁通量类比电通量

磁感线和电场线都不是实际存在的曲线，均是为研究问题方便而引入的假象曲线，二者的疏密均代表相应场的强弱，曲线在某点的切线方向代表相应场在该点的强弱；磁通量和电通量也有着非常相似的地方，分别代表穿过某一个面的磁感线条数和电场线条数。

三、运用类比法教学，建立树形网络知识图

在教学中，要特别重视在讲授新概念时联系旧知识，建立新旧知识网络，在新旧知识类比中加深理解，开拓思路，对知识网络及时进行梳理，使知识条理化。随着教学的深入学生掌握的知识逐渐形成网络，这里有知识的横向的拓展，也有纵向的知识深入，学生的知识和能力就产生了质的飞跃，学生的创造性思维的发展也就寓于其中了。

四、结语

以上几个例子是类比法在教学中的简单应用举例，在其他学科中也可尝试使用此法，会起到事半功倍的效果。因此教学要适应时展的需要，就要重视学生学习方法的培养，要采取恰当的教学模式和手段，多角度、多层次地来培养学生的学习能力和创新能力。

参考文献

[1]程守诛，江之永.普通物理学[M].高等教育出版社，1997.

[2]丁俊华.物理（工）[M].辽宁大学出版社，1999.

大学物理静电场总结范文第10篇

关键词：电磁场与电磁波；类比法；循序渐进；讲义；习题

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0010-02

随着信息时代的到来，作为通信传输技术基础的电磁场理论得到越来越广泛和深入的研究与应用。“电磁场与电磁波”是电气、电子信息、通信等工科电子类专业的一门重要的技术基础课，它是在大学物理电磁学的基础上，进一步研究宏观电磁现象的基本规律和分析方法。这不但是为了后续课程的需要，也是深入理解和分析工程实际中的电磁问题所必需掌握的基本知识，而且电磁场理论也是微波通信、卫星通信、电磁兼容和生物电磁学等高新技术的理论基础及交叉领域新学科的生长点。[1，2]所以电类专业的学生，无论是从当前的学习出发，还是为了拓宽将来的专业面，都应该重视这门课程，学好这门课程，打好专业基础。此外，学好这门课，对培养学生树立严谨的科学思想、科学分析问题的方法、复杂抽象的思维能力、勇于开拓的创新精神等将起着十分重要的作用。[3，4]另外由于独立学院学生普遍基础不是很好，并且对抽象的理论课程的学习兴趣不大，更加重了独立学院重“电磁场与电磁波”课程的教学工作。

一、“电磁场与电磁波”课程特点

1.基础知识要求多

“电磁场与电磁波”课程是以大学物理、高等数学、电路分析、数学物理方程、复变函数等为基础，所涉及的内容很广 。大学物理中，电磁学部分内容是“电磁场与电磁波”的物理基础，而矢量分析、特殊函数等内容是学好“电磁场与电磁波”课程必需的数学工具，由于涉及复杂偏微分和特殊函数的计算，难度不小。因此要学好这门课程，必须熟练掌握这些基础课程的相关概念、理论和运算等。同样对担任本课程教学的教师提出了较高的要求，即一方面需要有较好的物理、数学及电路知识；另一方面需要有比较全面的专业知识。同时，又需要对通信工程实际情况有较广泛的了解。因此本课程的教学相对而言比较不易。

2.数学推导计算多

课程涉及大量的物理知识以及各种数学方法，在学习过程中如何处理数学与物理的衔接，数学方法和物理概念的联系以及理论分析与工程应用的关系至关重要，这也是学生较难处理的问题。

3.抽象的概念多

“电磁场与电磁波”每章内容都会引入一些新的、较难理解的概念、定律。例如散度和旋度是两个比较抽象的数学概念，学生们甚至在课程结束之后仍感到这两个概念很抽象，不理解在电磁场与波学习中为什么始终与之打交道；静电场中的自分布电容、互分布电容、广义力、虚位移等；恒定磁场中的矢量磁位、标量磁位；边值问题求解中的镜像法、分离变量法等。这些新的概念及定律不仅抽象、难理解，而且所涉及的公式通常比较复杂，计算起来难度较大。基于以上特点，对于“电磁场与电磁波”这门课程，学生普遍认为“难学”，教师普遍感到“难教”。

二、“电磁场与电磁波”教学存在的问题

1.学习问题

由“电磁场与电磁波”课程的特点可知课程本身过于抽象，学生普遍反映难学难懂，表现为抽象的纯理论和概念多，复杂的偏微分公式多，计算求解难度大，而对老师来说教好这门课也具有相当的难度。另外，在学习“电磁场与电磁波”课程过程中，学生常常难以将已经学好的数学知识和电磁场内容很好地结合。在学习“电磁场与电磁波”之前，学生一般都具备矢量场论的基本知识，但是在学习“电磁场与电磁波”的过程中却难以将所学知识与电磁场理论融会贯通、学以致用。还有许多学生数学基础薄弱，学习起来备感吃力。

2.教材问题

目前绝大多数教材都只强调经典的理论知识，缺乏有应用背景和紧密跟踪最新前沿发展的内容，这样不但导致理论与实际应用脱节，也很难激发学生的学习热忱。特别是对基础知识差的学生来说，一看到大量的证明和数学推导问题就失去了信心。

3.缺少实验设备

由于资金和实验设备的匮乏，使得大部分高校在“电磁场与电磁波”教学中缺少实验设备，导致无法开展实验课程。这样原本就十分抽象的课程，完全变成了一门纯理论教学的课程，也导致了学生学习中理论与实践的脱节问题。

4.课时问题

随着这些年的教学改革，大学生要求的总学分略有下降，而开设课程又增多的趋势导致“电磁场理论”的教学课时被极大压缩，由以前的80学时被压缩到40学时，导致教学自由度受到了较大的限制。

三、提高“电磁场与电磁波”教学质量的方法

1.制订教学大纲，确定教学内容

现有的“电磁场与电磁波”教学，大部分都是一些纯理论讲解的内容，而学生在学习的过程中经常问学这门课有什么用，学某一章节有什么用。看是一个简单的问题，但作为老师一定认真思考，给学生一个满意的答案。因为从这个问题上一方面反映了老师讲课不能只是大谈理论讲解，另一方面也反映了现有教材在实际应用方面的缺陷。对这个问题回答的好坏直接关系到同学们学习的效果和兴趣。基于以上原因和笔者多年的“电磁场与电磁波”的教学经验，自编内部教材讲义，此讲义最大的特点是以通俗的语言来讲解抽象的概念，以实际的例题来帮助理解重点理论，并且在每个知识点都有对应的应用实例。

由于“电磁场与电磁波”理论是人类在认识自然规律和生产实践活动中发展起来的，在日常生活、科学研究和军事等领域中的应用非常广泛，例如在微波炉、磁悬浮列车、隐形轰炸机、移动电话中的应用等。这些在此讲义的每一章的后面都是一个拓展知识的介绍，比如在第二章静态电磁场的最后一节中，就针对磁悬浮列车和卫星电推进器做了详细讲解，提高了同学们的学习兴趣。

2.循序渐进的教学方法

电磁场与电磁波是利用场的观点来研究空间某一物理量的确定值问题，而矢量分析正是研究此问题的重要教学工具。应用矢量分析的方法，可以使电磁场的基本定律、公式以简洁的形式表述出来，且与坐标的选择无关。所以先要学习一下矢量分析的内容，包括矢量运算、三种坐标系、矢量的散度和旋度等内容。以后每个章节的教学，采用从易到难、从静态场到时变场、从电场到磁场再到电磁场、从三维空间到四维空间的循序渐进的教学顺序。

首先，从较为容易掌握的静电磁场开始进行学习，此章节的教学应详细地分析各种情况，其中包含对基本方程、边值问题等理论的推导以及物理含义的分析，以及静电能量与力的分析等，而静磁场的讲解一定要和静电场的知识进行类比学习。这样就为时变电磁场、电磁场波的传播、波导等教学内容打下一个比较好的基础。后续各章节的教学，也应注意与静电磁场的理论进行比较。从静止电荷产生的静电场到研究运动的稳定电荷产生的恒定电场，然后研究电流引入的恒定磁场，随后进行电磁感应以及时变电磁场分析，并且在时变电磁场的分析中，推测电磁波的产生。之后讲解均匀平面电磁波在无界空间的传播、反射和透射，以及导行电磁波、电磁波辐射等知识，最后进行传输线理论的讲解。按照逐步深入方式，进行知识的扩充，使课程知识具有连贯性，学生也比较容易掌握。

3.巧妙使用类比方法

“电磁场与电磁波”课程体系中，小到一个公式，大到整个理论框架，都存在着对立统一的关系。通过这些知识点的类比，不仅使学生学到了“电磁场与电磁波”课程的精髓，也使他们体会到“电磁场与电磁波”课程体系中的对称美。类比包含两个方面的类比，一是课程、领域之间的横向类比，例如与“大学物理”相关知识点的类比，“电磁场”和“流体力场”、“电磁波”和“机械横波”的比较。由于电磁波与机械波都是横波，都具有横波的特性等方面的类比，水波的传播与电磁波能的传播的类比，电磁场与流体力场的类比等等，类比的教学策略进行更加形象直观的传授，启发创造性思维。另一个则是纵向类比，譬如该课程本身的静电场和静磁场、静电场和恒定电流场等的对比。这样，既拓宽了学生的知识面，也使学生通过类比对电磁场波动函数表达式有了深刻而又直观的理解。

4.仿真软件在教学中的应用

对于电子信息、通信专业的学生，基本上都会使用MATLAB软件，并且场与波的分析往往涉及复杂的绘图和大量的计算，将MATLAB仿真技术应用到“电磁场与电磁波”实验教学中，十分有助于将抽象的理论变成容易理解、接受的结论，这必将有助于“电磁场与电磁波”的课堂教学。[5]比如，利用MATLAB编写的程序可以绘制三维矢量的静态和动态分布图，给出了均匀平面波、矩形波导的传输模和截止模、电流元的电场和磁场的分布图，这将大大提高同学们的空间想象力和对这部分知识的理解能力。

5.适当的习题练习

对“电磁场与电磁波”课程的学习，不但要有正确的教和学的方法，还要有适当的习题练习。其实，习题都是针对某一知识点的实际应用而设计的，在同学们做习题的过程中一方面帮助他们理解知识点的应用，另一方面也巩固了课堂老师所讲内容。

在课堂教学中，不可能留出时间让学生来学习题，只能有针对性地来讲解有代表性的例题，做习题只让同学们在课下做，让同学把遇到的问题汇总起来，在集体答疑的时间来给同学们做详细的解答。在讲义中不但针对每一知识点精心设计应用实例，而且还设计了一定量的习题要求同学们完成。

此外，习题不仅仅是计算，在每一章结束后给学生出了一些思考题，让学生自己去查找资料来完成。比如假如存在磁单极子，麦克斯韦方程的形式是什么样的？

四、总结

本文是笔者多年来在“电磁场与电磁波”教学中的一点体会，本课程涉及的基础知识比较多，对教师的专业课程知识的要求较高，同时需要教师密切结合本校学生的基础、实验设备、课时、教学大纲的制订等实际情况进行分析。教学过程的每一个环节都需要周密思考、认真备课，注意平时在科研项目中随时积累，在教学中随时涉猎其他专业的知识。教师的视野开阔了，学生才能在电磁场领域的思维角度开阔一些，能够掌握宏观电磁场与电磁波的基本性质及基本规律，培养他们的抽象思维能力，分析解决实际问题的能力。

参考文献：

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[2]王家礼，朱满座，路宏敏.电磁场与电磁波[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.

[3]李波，豆根生，袁超.电磁场与电磁波课程的教学方法探索[J].河南机电高等专科学校学报，2007，15（6）：127-128.

[4]刘学观，郭辉萍，李富华.电磁场与电磁波课程体系规划研究[J].电气电子教学学报，2006，28（6）：l-2.