大學(xué)物理恒定磁場(chǎng)總結(jié)精選(九篇)

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第1篇：大學(xué)物理恒定磁場(chǎng)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；洛倫茲力；教學(xué)探討

在高中階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)相關(guān)概念如磁通量以及磁通量變化、楞次定律以及法拉第電磁感應(yīng)定律等都有所了解。大學(xué)物理的學(xué)習(xí)是在此基礎(chǔ)上的加深和拓展。大學(xué)物理教材一般直接給出電磁感應(yīng)定律，然后進(jìn)入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的學(xué)習(xí)。下面是關(guān)于動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)內(nèi)容的課堂講授設(shè)計(jì)。

一、用類比法講解電源電動(dòng)勢(shì)的概念

由于大學(xué)物理課時(shí)少，許多內(nèi)容包括恒定電流（電動(dòng)勢(shì)概念）都被忽略了。因此，在介紹感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之前，教師應(yīng)先講解電源電動(dòng)勢(shì)的概念。電源電動(dòng)勢(shì)的概念比較抽象，采用類比法引入，便于學(xué)生接受和理解。例如：學(xué)生對(duì)高山滑雪運(yùn)動(dòng)都比較熟悉，可以理解為，人站在山坡高處，在重力作用下沿坡道下滑，到達(dá)地面后，若要回到高處起點(diǎn)再次滑行，靠重力是不行的，需要向上的外力來克服重力的作用，如借助升降裝置將人帶到高處，此過程外力做正功，重力做負(fù)功，忽略阻力作用，兩個(gè)功大小相等。電荷在電場(chǎng)中持續(xù)運(yùn)動(dòng)情形與質(zhì)點(diǎn)（人）在重力場(chǎng)中的循環(huán)滑雪運(yùn)動(dòng)情形極其類似。

二、電源電動(dòng)勢(shì)的的定義與表達(dá)式

電源非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量的比值為電源的電動(dòng)勢(shì)。前面章節(jié)中已學(xué)過力做功的表達(dá)式：W=■F非?dl，類比靜電場(chǎng)的表達(dá)形式來表示非靜電力：F非=qE非，E非表示非靜電場(chǎng)強(qiáng)度。電源電動(dòng)勢(shì)：ε=■=■E非?dl=■E非?dl，單位為伏特V。方向：電源內(nèi)部從負(fù)極指向正極。

對(duì)于閉合回路L，由于有靜電場(chǎng)安培環(huán)路定理即■E非?dl=0，則電源電動(dòng)勢(shì)可寫成

ε=■E非?dl。方向：ε>0，與dl方向一致；ε

三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是由洛倫茲力作功引起的

由電磁感應(yīng)定律可知，只要回路的磁通量變化，回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。以一段直導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)強(qiáng)垂直為例，經(jīng)過分析，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛倫茲力F=q（v×B），動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是由洛倫茲力做功引起的，由此求出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)ε=■（v×B）?dl，方向與dl方向一致。

四、兩個(gè)例題展示動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的求解過程

教材中選取的例題是：一截長度為l的直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，求解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。而筆者選擇了另外兩個(gè)例題，一個(gè)是一根銅棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求銅棒兩端的電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式，得出結(jié)果。

另一個(gè)是將一根銅棒彎成矩形線圈在均勻磁場(chǎng)中繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)垂直，求銅棒兩端的電動(dòng)勢(shì)。

幾乎所有的大學(xué)物理教材中，該例題是作為練習(xí)法拉第感應(yīng)定律而出現(xiàn)的，無需分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的起因，只需求出磁通量的變化率，就能計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

■

穿過線圈內(nèi)的磁通量φ=BScosωt，由法拉第感應(yīng)定律得到ε=-■=BSωsinωt，若線圈構(gòu)成閉合回路，電阻為R，則回路內(nèi)的電流強(qiáng)度i=■=■sinωt.

而筆者利用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式去求解：ε=■LE非?dl=■（v×B）?dl+■（v×B）?dl+■（v×B）?dl+■（v×B）?dl，銅棒兩端電動(dòng)勢(shì)可以分解矩形線圈四根直導(dǎo)線以相同的角速度在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。若線圈面積S最終計(jì)算結(jié)果ε=BSωsinωt，閉合回路i=■sinωt.

線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，洛倫茲力作功，推動(dòng)電荷在導(dǎo)線內(nèi)移動(dòng)，產(chǎn)生隨時(shí)間正弦變化的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生了隨時(shí)間正弦變化的交流電，開啟了人類電氣化時(shí)代的序幕。

兩種方法的計(jì)算結(jié)果一致，說明ε=-■=■LE非?dl.

這種相等關(guān)系又說明什么呢？電動(dòng)勢(shì)的公式是嚴(yán)格推導(dǎo)出來的，而法拉第感應(yīng)定律是根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，兩種方法得出的結(jié)果相同，證明法拉第感應(yīng)定律是正確的。

此外告訴我們：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的求解可以采用兩種方法，一是利用“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式”來計(jì)算，二是設(shè)法構(gòu)成一種合理的閉合回路以便于應(yīng)用“法拉第電磁感應(yīng)定律”求解。

五、關(guān)于洛倫茲力是否做功的兩個(gè)結(jié)論統(tǒng)一

“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是由洛倫茲力作功引起的”是這節(jié)課得出的一個(gè)結(jié)論。而學(xué)生早已知道“洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功“的結(jié)論，這兩個(gè)結(jié)論看似矛盾，實(shí)則不然。

有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，垂直紙面向內(nèi)，紙面內(nèi)有長度金屬棒ab，垂直磁場(chǎng)方向放置，b端在上，當(dāng)棒以速度v水平向右勻速移動(dòng)，導(dǎo)線中的每個(gè)電荷隨著以速度v向右勻速移動(dòng)，電子受到洛倫茲力F=q（v×B），大小F=Blv，方向由ba，推動(dòng)電子沿導(dǎo)線向上運(yùn)動(dòng)，即電子又有一個(gè)向上的分運(yùn)動(dòng)，其分速度v′。

在磁場(chǎng)中，電子的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，用i代表水平向右單位矢量，用j代表豎直向上單位矢量，則電荷的運(yùn)動(dòng)速度v總=vi+v′j。由于電荷在磁場(chǎng)中豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，又使得電荷受到一個(gè)大小F′=Blv′方向向左的洛倫茲分力，所以電子在磁場(chǎng)中受到總洛倫茲力是兩個(gè)分力的合成，F(xiàn)總=F+F′=Bl（vj-v′i），從幾何圖形上很容易看出洛倫茲合力與電子合運(yùn)動(dòng)方向總是垂直的，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。

產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的只是豎直分力F，它移動(dòng)電荷，做正功。而同時(shí)另一個(gè)水平向左的分力阻礙電荷向右運(yùn)動(dòng)，做等量負(fù)功。若保持金屬棒一直向右運(yùn)動(dòng)，必須施加外力來克服水平向左的洛倫茲分力，如此才能持續(xù)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)?？傊?，外力做功將其他形式能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程中，洛倫茲力起到了能量轉(zhuǎn)換的媒介作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏兆陽.大學(xué)物理教程（下冊(cè)）[M].北京：高等教育出版社，2010.

第2篇：大學(xué)物理恒定磁場(chǎng)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理 中學(xué)物理 幾何光學(xué) 銜接

中學(xué)物理課程與大學(xué)物理課程在教材上有著一定程度的重復(fù)，更有著深度、廣度與難度的提高和拓展，不可避免地在大學(xué)物理與中學(xué)物理之間存在著內(nèi)容和環(huán)節(jié)上的一些脫節(jié)。因此，找到大學(xué)物理教材和中學(xué)物理教材內(nèi)容上的銜接點(diǎn)，然后抓住銜接點(diǎn)使大學(xué)新生順利完成從中學(xué)向大學(xué)的過渡，不僅可以提高學(xué)生學(xué)學(xué)物理的興趣，而且有助于大學(xué)后繼課程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。因此，對(duì)現(xiàn)行大學(xué)物理課程和中學(xué)物理課程的銜接情況進(jìn)行研究具有一定的必要性。

本文中，以理工科類所采用的大學(xué)物理教材、普通高中理科生所采用的人教版物理教材和初中生采用的人教版物理教材（主要是前兩者）為參考，對(duì)大學(xué)物理的幾何光學(xué)部分（大學(xué)物理下冊(cè)第17章幾何光學(xué)［1］）如何與中學(xué)物理中相應(yīng)知識(shí)（選修2―3的第1章光的折射和第2章光學(xué)儀器［2］）銜接的問題進(jìn)行了分析和探討，理清這些問題將有助于促進(jìn)大學(xué)物理課程改革健康有序地發(fā)展，同時(shí)也希望為中學(xué)物理課程改革提供一定的借鑒。

1.大學(xué)物理課程和中學(xué)物理課程基本要求的對(duì)比

對(duì)照《大學(xué)物理基本要求》［3］與《全日制普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱為《新課標(biāo)》），從教學(xué)目標(biāo)看，《中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把基礎(chǔ)物理知識(shí)與技能學(xué)習(xí)、自主探究的過程訓(xùn)練和方法體驗(yàn)、情感與價(jià)值觀的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來。而《要求》則強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)掌握物理知識(shí)和方法的同時(shí)，還要注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)三方面的協(xié)調(diào)發(fā)展。顯然，大學(xué)物理教學(xué)要求是在高中物理要求的基礎(chǔ)上加以提高。

所以，將《要求》和《新課標(biāo)》中對(duì)幾何光學(xué)部分的基本要求做比較，分析大學(xué)物理中幾何光學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)的分布特點(diǎn)，結(jié)果見下表。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，大學(xué)物理幾何光學(xué)部分中有60%以上的知識(shí)點(diǎn)在中學(xué)物理中出現(xiàn)過。然而，大學(xué)物理的內(nèi)容既不能是對(duì)中學(xué)物理知識(shí)的重復(fù)講解，又不能完全拋開中學(xué)物理的內(nèi)容，直接引入新的知識(shí)，否則就會(huì)出現(xiàn)知識(shí)連接脫軌的現(xiàn)象，那么大學(xué)物理應(yīng)該如何銜接中學(xué)物理知識(shí)，并順利引入新的知識(shí)呢？下面我將針對(duì)部分典型問題進(jìn)行具體分析。

2.共同涉及知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)要求及教材銜接處理

通過對(duì)比，大學(xué)物理中幾何光學(xué)部分的知識(shí)點(diǎn)在中學(xué)物理中已涉及的主要有以下幾個(gè)：幾何光學(xué)基本定律、折射率、光在平面上的反射和折射、全反射、薄透鏡及其成像公式和作圖法、光學(xué)儀器。

1）幾何光學(xué)基本定律包括：光的直線傳播定律，光的反射定律（鏡面反射和漫反射），光路可逆性，光的折射定律。前三個(gè)定律一帶而過，做銜接的鋪墊。

2）折射率：在折射定律中將中學(xué)的折射率細(xì)分為：①相對(duì)折射率=n=（第二種介質(zhì)相對(duì)于第一種介質(zhì)的折射率）；②絕對(duì)折射率n=（相對(duì)于真空的折射率）。然后斯涅耳定律是折射定律的另一種常用形式，由相對(duì)折射率和絕對(duì)折射率兩個(gè)公式推導(dǎo)而來：nsini=nsinr。

3）光在平面上的反射和折射：大學(xué)物理教材上點(diǎn)了一下實(shí)像和虛像，由同心光束在折射時(shí)被破壞導(dǎo)出一種現(xiàn)象叫像散，從而接入新知識(shí)“視深度”，視深度是入射光線交主光軸的點(diǎn)離界面距離P與折射光線反向延長線交主光軸的點(diǎn)離界面距離p′，得p′=p。

4）全反射、薄透鏡，薄透鏡的作圖法和光學(xué)儀器部分：除了基本的定義和條件外，還介紹了一些全反射的用途和薄透鏡的一些內(nèi)容，其他只做了解用。

3.新增知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)要求及教材銜接處理

大學(xué)物理幾何光學(xué)部分知識(shí)點(diǎn)中新引入的知識(shí)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：斯涅耳定律、視深度、光在球面上的反射和折射、薄透鏡的橫向放大率、薄透鏡的光焦度與焦距。下面以一個(gè)典型例子分析大學(xué)物理教材對(duì)該部分知識(shí)的設(shè)計(jì)。

如圖，從光源S發(fā)出光線SA到半徑r、曲率中心為C、頂點(diǎn)為O的球面反光鏡AOB上，反射光線交主軸于S′。則光線SAS′的光程為=nl+nl′；其中（余弦定理）：

光程是角度φ的函數(shù)，根據(jù)費(fèi)馬定理，物象間的光程應(yīng)取極值或常量。故對(duì)其求導(dǎo)并令其倒數(shù)為零。

=n［2r（r-p）sinφ］+n［-2r（p′-r）sinφ］=0；

化簡得-=0

在近軸條件下，φ很小，可認(rèn)為cosφ≈1，此時(shí)l≈和l′==-p′；帶入上式得+=

當(dāng)入射光是平行光時(shí)即p=-∞，得p′=，此時(shí)p′即是焦點(diǎn)，焦距f′=可得近軸區(qū)域的球面反射成像公式：+=，是一個(gè)普遍適用的物像公式。

就像這樣的推導(dǎo)方法一樣，先由中學(xué)的知識(shí)開端，加進(jìn)大學(xué)物理的內(nèi)容，使定律從理想狀態(tài)的使用條件推廣到普遍適用的公式。

4.結(jié)語

大學(xué)物理中幾何光學(xué)部分的內(nèi)容除一些知識(shí)外，絕大多數(shù)概念學(xué)生在中學(xué)階段已有接觸，故教材設(shè)計(jì)中的展開應(yīng)適度，避免重復(fù)。

對(duì)于大學(xué)物理中的新增知識(shí)點(diǎn)，由于大學(xué)生都已初步具備了獨(dú)立思考、分析和應(yīng)用知識(shí)的能力，就不能像對(duì)待中學(xué)生一樣，應(yīng)用圖畫或大量例子使其理解的設(shè)計(jì)方法，大學(xué)教材對(duì)新知識(shí)的設(shè)計(jì)，應(yīng)注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，注重綜合分析能力和知識(shí)應(yīng)用能力的鍛煉，還應(yīng)突出設(shè)計(jì)手法上的靈活多變?？傊?，大學(xué)物理教材的設(shè)計(jì)在知識(shí)的銜接上既不能繁瑣地重復(fù)講解，又不能出現(xiàn)知識(shí)的斷點(diǎn)，這樣才能真正做到大學(xué)物理教材設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

［1］尹國盛，彭成曉.大學(xué)物理（下冊(cè)）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

第3篇：大學(xué)物理恒定磁場(chǎng)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：新課程；探究性學(xué)習(xí)；案例設(shè)計(jì)

1引言

傳統(tǒng)的授課中，學(xué)生是在層層點(diǎn)撥下得出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，結(jié)論比較牽強(qiáng)，學(xué)生積極性不高，是以教師為主體進(jìn)行教學(xué)。針對(duì)這一問題，筆者嘗試通過創(chuàng)設(shè)情景、提問設(shè)疑――學(xué)生實(shí)驗(yàn)、合作探究――討論歸納、鞏固提高，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，探究為主線的教學(xué)模式。課堂上學(xué)生們以小組為單位，積極參與，討論充分，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

2案例的主要設(shè)計(jì)思想

在介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一些事跡后，提出問題：電能產(chǎn)生磁，那么磁能否產(chǎn)生電呢？

3實(shí)驗(yàn)探究

1.閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線

學(xué)生操作演示：導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

2.向線圈中插入和拔出磁鐵

學(xué)生操作演示：把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

3.模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)

學(xué)生操作演示：線圈A通過變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。觀察以下幾種操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

4分析論證

演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場(chǎng)不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無電流產(chǎn)生。

演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無電流產(chǎn)生。

演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過程中，線圈A中電流變化，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無電流產(chǎn)生。

通過以上一系列問題討論，并利用表格（如下表），把三個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和初步分析進(jìn)行匯總，引導(dǎo)學(xué)生從個(gè)性中尋找共性，比較有感應(yīng)電流和無感應(yīng)電流的情況，使學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。

5歸納總結(jié)

引起感應(yīng)電流的表面因素很多，但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為：只要穿過閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

6小結(jié)

本節(jié)內(nèi)容使用探究式教學(xué)，通過學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦、合作和討論等方式，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，增強(qiáng)了學(xué)生的主體活動(dòng)，達(dá)到了鍛煉學(xué)生探究問題的能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手的能力。在學(xué)生探究過程中讓學(xué)生從表格中尋找共性，充分調(diào)動(dòng)了師生的互動(dòng)、交流與溝通。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚奇杰.學(xué)生物理探究性面臨的困難及其教學(xué)策略實(shí)驗(yàn)研究.中國知網(wǎng)，2003，8.

第4篇：大學(xué)物理恒定磁場(chǎng)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞 工程電磁場(chǎng) 教學(xué)方法 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.09.063

Research and Practice on the Theory of Engineering Electromagnetics

LI Hai[1]， YU Wenli[2]， WANG Pingjian[1]， WEI Shutian[1]

（[1] College of Information and Electronic Engineering，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005;

[2]College of Computer Science and Technology，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005）

Abstract "Theory of Engineering Electromagnetics" is a major basic course for electronic information specialty in high school， which mainly introduces the basic concepts， rules and the properties of electromagnetic field on the engineering applications. Combed with the features of discipline and the problems existing in the teaching practice we find an effective classroom teaching pattern which could improve the teaching quality highly.

Key words Engineering Electromagnetics; teaching methods; teaching reform

0 引言

關(guān)于電磁現(xiàn)象及其電磁理論的研究最早可以追溯至18世紀(jì)。隨著麥克斯韋電磁理論的建立以及現(xiàn)代科技的發(fā)展，電磁場(chǎng)理論已越來越廣泛地滲透到了通信、醫(yī)療、科學(xué)研究等人類生活的各個(gè)方面。因此，“工程電磁場(chǎng)理論”被物理、通信、控制、光電、遙感等眾多理工類專業(yè)列為專業(yè)基礎(chǔ)課而開設(shè)。

“工程電磁場(chǎng)理論”課程主要涵蓋宏觀電磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和變化規(guī)律、電磁場(chǎng)與物質(zhì)間的相互作用以及場(chǎng)的基本分析方法。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，希望使學(xué)生掌握電磁理論基本概念與規(guī)律，為后續(xù)課程如電磁兼容，天線理論等學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用場(chǎng)的思維方式去分析和解決一些實(shí)際工程問題的能力。然而，在我們的實(shí)際教學(xué)過程中卻碰到了各種問題，影響著教學(xué)質(zhì)量的提高。如何能有效地提高工程電磁場(chǎng)理論課程的教學(xué)質(zhì)量一直是許多高校教師關(guān)注的課題。經(jīng)過多年的教學(xué)探索實(shí)踐，我們找到了一些有益的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與方法對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量非常有效。

1 工程電磁場(chǎng)理論課堂教學(xué)問題分析

在工程電磁場(chǎng)的實(shí)踐教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)課程教學(xué)形成壓力和問題的因素大體可歸納為以下幾個(gè)方面：（1）當(dāng)前課程改革引起教學(xué)課時(shí)大幅減少的壓力。根據(jù)我校課程改革計(jì)劃工程電磁場(chǎng)理論課程教學(xué)課時(shí)設(shè)置為32學(xué)時(shí)。如何在這么少的課時(shí)內(nèi)完成本課程的教學(xué)任務(wù)并使學(xué)生有效地掌握各知識(shí)點(diǎn)，這一直是許多教師面臨的問題;（2）本課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)給學(xué)生順利學(xué)習(xí)帶來的壓力和問題。與大學(xué)物理和電路等課程相比，本課程具有涉及數(shù)學(xué)知識(shí)較多，理論推導(dǎo)復(fù)雜以及物理概念更抽象等特點(diǎn)。①②③因此，在學(xué)習(xí)的過程中許多學(xué)生有種畏懼的心理，特別是對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)掌握的不扎實(shí)的學(xué)生會(huì)感到本課程越學(xué)越難并很容易中途產(chǎn)生放棄繼續(xù)學(xué)習(xí)的想法;（3）學(xué)生對(duì)本課程重要性認(rèn)識(shí)不足以及在學(xué)習(xí)過程中積極性的缺乏。一些學(xué)生經(jīng)常片面地認(rèn)為課時(shí)少的課程一般不重要，往往表現(xiàn)出思想渙散、課堂上注意力不集中以及不認(rèn)真完成課后作業(yè)等問題;（4）傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式和教學(xué)方法未能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。經(jīng)過多年的不斷探索實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)在工程電磁場(chǎng)教學(xué)的過程中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式如僅僅采用粉筆加黑板或多媒體課件教學(xué)方式，往往給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來不同的困難。前者容易使學(xué)生陷入繁雜數(shù)學(xué)的推導(dǎo)中從而忽略對(duì)物理圖像以及實(shí)際應(yīng)用的直觀認(rèn)識(shí);后者則由于教學(xué)速度快，信息量大以及教學(xué)內(nèi)容多等特點(diǎn)，使得許多學(xué)生在課堂上的思路跟不上教師從而嚴(yán)重影響課堂教學(xué)效果。此外，采用多媒體授課由于包含更多的授課內(nèi)容和信息量，若處理不當(dāng)很容易給學(xué)生消化所學(xué)內(nèi)容帶來困難。以上這些是我們?cè)趯?shí)際課堂教學(xué)過程中經(jīng)常碰到的問題。

2 課堂教學(xué)方法探索與改革

基于以上課堂教學(xué)中存在的各種困難與問題，我們重點(diǎn)圍繞學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段和模式等幾個(gè)個(gè)角度進(jìn)行了探索與改革。

（1）調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，充分重視第一次課堂教學(xué)?；陔姶艌?chǎng)理論這門課程的最突出的特點(diǎn)：數(shù)學(xué)與物理高度結(jié)合、物理概念較為抽象且物理圖像不易建立等，我們應(yīng)充分備好第一次課，包括查閱電磁場(chǎng)研究進(jìn)展文獻(xiàn)、收集電磁場(chǎng)在工程以及生活中各方面的應(yīng)用實(shí)例和視頻材料等并精心組織材料、撰寫講稿和制作多媒體課件。通過對(duì)電磁場(chǎng)理論發(fā)展歷史和趣事講解、電磁場(chǎng)在工程和科技應(yīng)用中的視頻動(dòng)畫演示（如靜電噴涂、避雷針的實(shí)際安裝、高壓作業(yè)、磁懸浮技術(shù)應(yīng)用以及電磁彈射與微波武器等）、課堂交流互動(dòng)等多種有趣的形式將電磁場(chǎng)理論在我們?nèi)粘Ｉ钜约翱茖W(xué)研究中的重要性最大程度地展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生感受到電磁場(chǎng)的有趣性和重要性并初步形成對(duì)電磁場(chǎng)整體的感性認(rèn)識(shí)。通過第一次課堂教學(xué)，我們要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)不僅僅是讓學(xué)生簡單理解電磁理論發(fā)展歷史，更重要的是充分激發(fā)學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)的興趣，為學(xué)生在后續(xù)知識(shí)學(xué)習(xí)中提供足夠的動(dòng)力。正如人們常說的“一日之際在于晨，一年之際在于春”，那么要使學(xué)生保持一種持續(xù)良好的學(xué)習(xí)勢(shì)頭，第一次課堂教學(xué)則顯得更加重要。

（2）合理選擇教材、有效組織教學(xué)內(nèi)容。面對(duì)教學(xué)改革帶來的較短授課時(shí)數(shù)的壓力，如何協(xié)調(diào)授課內(nèi)容和課時(shí)量之間矛盾是我們必須考慮的問題。首先，在教材選取方面要結(jié)合所教授專業(yè)和授課學(xué)時(shí)數(shù)量對(duì)教材進(jìn)行合理選擇。教材選擇要重點(diǎn)考慮幾個(gè)方面：（1）教材重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置是否與所教專業(yè)更吻合;（2）教材結(jié)構(gòu)安排和知識(shí)點(diǎn)闡述等是否清晰簡潔便于學(xué)生自學(xué);（3）教材中重點(diǎn)內(nèi)容設(shè)置是否完整且合適相應(yīng)學(xué)時(shí)的授課等。其次，在教學(xué)過程中，我們一般選擇一些比較經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論方面的教材如《電磁場(chǎng)與電磁波》（謝處方、饒克謹(jǐn)著），④《工程電磁場(chǎng)原理》（倪光正著），⑤《工程電磁場(chǎng)（英文版）》（Hayt，W.H，Buck，J.A）⑥和《Elements of Engineering Electromagnetics》（Rao， N. N， 6th Ed）⑦等作為參考，對(duì)課堂教學(xué)中的部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)充，促進(jìn)學(xué)生對(duì)某些概念、規(guī)律更加深入的認(rèn)識(shí);同時(shí)，我們也通過網(wǎng)絡(luò)搜索和查閱一些相關(guān)電子期刊文獻(xiàn)了解電磁場(chǎng)在工程應(yīng)用中的最新進(jìn)展，并將其在相應(yīng)的理論學(xué)習(xí)中引入介紹，不僅有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深入認(rèn)識(shí)、開闊他們的視野而且也有助于理論與實(shí)踐結(jié)合提高他們學(xué)習(xí)的興趣。最后，結(jié)合教材和參考資料認(rèn)真撰寫講義，列出每節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)方法。此外，為便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解，有時(shí)需要根據(jù)自己對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解適當(dāng)調(diào)整和重新組合各知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)次序。如在介紹麥克斯韋微分方程組時(shí)多數(shù)教材都將四個(gè)方程分別作為獨(dú)立的內(nèi)容引出，這樣顯得有些零散;我們發(fā)現(xiàn)：如果在講授完通量和環(huán)量積分以及散度和旋度定理之后就可以在引導(dǎo)的基礎(chǔ)上讓學(xué)生從兩個(gè)積分公式（通量積分和環(huán)量積分）出發(fā)自己來導(dǎo)出麥克斯韋方程組，然后再對(duì)各方程暗含的電磁特性進(jìn)行分析說明則效果更好。這不僅讓學(xué)生體驗(yàn)了麥克斯韋方程組如何得來而且也使重點(diǎn)內(nèi)容更加突出利于學(xué)生對(duì)麥克斯韋方程組的深刻理解。

（3）結(jié)合教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法多樣化。在教學(xué)的過程中，如果我們一味地采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)或過分依賴多媒體全部內(nèi)容都采用PPT進(jìn)行講授則很容易讓學(xué)生感到枯燥并產(chǎn)生畏難情緒。因此，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的效率，我們需根據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)方法，如在講授電磁場(chǎng)的“場(chǎng)”和“源”的關(guān)系、靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的特性時(shí)，我們可以運(yùn)用“比擬法”和“類比法”進(jìn)行講解;關(guān)于電磁波傳播特性的講授中，可以充分利用視頻演示與理論推導(dǎo)結(jié)合的方法進(jìn)行：在首先提出問題（電磁波在不同介質(zhì)中有何特性？）的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電磁波在不同媒質(zhì)中傳播的視頻演示（如高頻淬火、微波爐加熱和海水中通信等），最后進(jìn)行傳播特性的理論推導(dǎo)說明;在講授利用鏡像法和分離變量法求解工程問題中，除通過板書推導(dǎo)展示問題的處理方法外，最好利用 Matlab 或 Mathematic 軟件進(jìn)行問題仿真以展示和分析場(chǎng)的分布特征等;此外，基于問題的啟發(fā)式教學(xué)也是我們常用的一種教學(xué)方法，此方法針對(duì)某具體問題的拓展模型教學(xué)別適用，如點(diǎn)電荷或線電荷分布對(duì)不同特征的金屬導(dǎo)體球與面的鏡像以及點(diǎn)位、電場(chǎng)分布特征的討論等。在教學(xué)方法的設(shè)計(jì)上，沒有固定形式但要遵循幾點(diǎn)原則：（1）講授的知識(shí)要點(diǎn)突出，比擬、類比運(yùn)用恰當(dāng);（2）對(duì)于需要進(jìn)行理論推導(dǎo)的部分盡力簡潔并重點(diǎn)注重對(duì)所推導(dǎo)數(shù)學(xué)表達(dá)式反映的物理含義以及表達(dá)式適用范圍和條件的闡述與說明;（3）在教師引導(dǎo)下能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使課堂能體現(xiàn)“學(xué)生為主體”的指導(dǎo)思想。

3 結(jié)束語

工程電磁場(chǎng)理論在電子信息類專業(yè)中占據(jù)著非常重要的地位，如何能夠有效地提高工程電磁場(chǎng)理論的教學(xué)質(zhì)量――為相關(guān)專業(yè)學(xué)生打好理論基礎(chǔ)并提高他們分析、解決實(shí)際問題的能力，這一直是許多高校教師不斷探索實(shí)踐的一個(gè)問題。本文通過對(duì)電磁場(chǎng)理論課堂教學(xué)實(shí)踐的歸納與總結(jié)，希望能為提高高校工程電磁場(chǎng)理論課堂教學(xué)提供有益的參考。

基金項(xiàng)目：山東省自然基金項(xiàng)目（編號(hào)：ZR2013AQ013，ZR2013AL014）;山東工商學(xué)院博士啟動(dòng)項(xiàng)目（編號(hào)：BS201418）

注釋

① 田雨波，張貞凱.“電磁場(chǎng)理論”教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008.30（1）：11-13.

② 張華美，徐立勤.“電磁場(chǎng)理論”課程教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].科技信息，2010（14）：3.

③ 彭麟，姜興.中美高校電磁場(chǎng)教學(xué)比較研究[J].中國電力教育，2014（17）：73-74.

④ 謝處方，饒克謹(jǐn).電磁場(chǎng)與電磁波（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

⑤ 倪光正.工程電磁場(chǎng)原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2009.