电磁学知识结构体系与教学研究
“电磁场与电磁波”程教学研究
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 也跟学 时少、学习时间紧、做 的练习不多有一定的关系。
论 和运 算 等。
２ 课 程 系统 性 强 ．
３ 学生不够重 视 ．
Βιβλιοθήκη Baidu
学生的学 习普遍有功利思想，喜欢 上有用的专业课，而对
本课程 是 以 Ｍａ ｗｅｌ ｘ ｌ方程组 为基础，对 电磁场的基 本性 基础理论课重视不够 ，学 习的主动性不够。 质和基 本原理展开论述 。涉及静 电场 、恒定电流场、静 磁场及 它¨的边值问题 ；时变 电磁场、平面电磁 波、导 行 电磁 波、电 磁幅射等内容，这 些各部 分内容组 成一 ＇系统性 很强的基础理 －Ｉ １
此在学习一 门新课程时，学生们总会问学这 门课有什么用？老师 生课外 自学为主，并布置较简单 的电磁场数值计算课外作业题，
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、 本课程内容多， 概念抽象 ， 系统性强， 公式繁杂， 推导 困难，
特殊 函数 等内容是学 好 “ 电磁场 与电磁波 ”课程 必须的数学工 学生学 习起来容易产生畏 难情绪。另外，学生也难 以将数学知 具，由于涉及复杂 偏微分和特殊 函数 的计 算，难度 不小。因此 识 熟练地 运用到具体 的电磁场问题 中，除了数学基础的原因外，
电磁学教学与科学研究方法的结构体系研究
他 坦率地说 ：“这个命题 的前半部分 （指 上述 关系式 ）是无须证 明的．”这里 的 “无须证 明 ”充分说 明库仑 定律是 类 比牛顿 的 引力理论框 架得 到的．库仑定律是类 比方 法成 功的重要典范之一 ，如果不是 与万有引力进 行类 比 ，单靠实 验具体数 据 的积 累 ，严 格 的库 仑定律的形式将很难得到．
１ 引 言
物理学是 自然科学 中的基础学科 ，电磁学是 物理学重要 的组成部 分 ，它 与相对论 是相容 的 ，而且 是相对论 理论 的来源之 一． 电磁学与量子物理 、相对论 的结合 ，发 展成为量子 电动力学 ，成 为量 子场 论 的一 个范本 ，因而 ，在一 定意 义上可 以说 电磁学 是物 理 学 最 好 的理 论 ．
彭 青 贾 利 群
（江南大学理学院 ，江苏无锡 ２１４１２２）
摘 要 本文将知识结构分为两个方面，这两个方面所反映的知识结构分别称为“静态”知识结构——
反 映 一定 历 史 阶段 的 理 论 知 识 成 果 和 “动态 ”知 识 结 构 — — 展 现 理 论 认 识 成 果 的产 生 及 发 展 过 程 ，本 文 从
所谓学科知识结构理论是美 国心理学家布鲁 纳倡导 ，又被 美 国教 育哲 学家施 瓦 布等人 完善 的关于课 程 的理论 ．布鲁 纳指 出：“不论我们选教什么学科 ，务必掌握该学科 的结构 ．”…我们从他 的代表作 《教育过 程》中领会 他所指 的学科结 构是 由学 科 的 基本概念 、基本原理、基本定律组成 的体系．但重 大欠 缺是他 的学科 结构只注重 了理论 知识 的组成 ．施 瓦布等人 针对这种 理论 的 不足 ，补充 、完善 了学科结构理论 ，他主 张从概念 的产 生、形成过程 以及知识体 系 的形 成过程 ，还有主体 认识 过程 的操作 “工具 ” — — 研究方法去把握结构．１２ 可见 ，知识结构应包括两个方面 ，为 区分起见 ，我们 将这两个方 面所反 映 的知识 结 构分别称 为 “静 态”知识结 构——反 映一定历 史阶段 的理论 知识 成果 和“动态”知识结构—— 展现 了理论认识成果 的产生及发展 过程．学科 知识 结构是两者 的有机统一 ，这样 的知识结构便 是在教学中务 必使 学生 掌握 的基本 结构 ．结构 的概念来 源于 系统科 学 ，因此知 识结 构体 系具有这样几个特征 ：整体性 、稳定性 、层次性和动态性 ．在此我们对 电磁学知识结构体系进行粗略研究 ．
电磁学教案
《电磁学》教案
授课教师富笑男职称副教授学历（学位）博士研究生（博士）授课班级06应用物理1、2班计划总学时72 授课学期2007-2008(1)
使用教材《电磁学》赵凯华、陈熙谋，2006年12月第二版，高等教育出版社
教学要求
使学生能比较全面地认识电磁学的基本现象，系统地掌握电磁学的基本概念、基本规律，具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，并为学习后继课程打下必要的基础
考核办法考试成绩占70 %
平时成绩占30 %（平时成绩包括：作业、上课回答问题、小论文等）
学时分配
教学环节
教学时数
课程内容
讲
课
习
题
课
绪论
第一章静电场恒定电流场
16 2 第二章恒磁场12 2 第三章电磁感应 5 1 第四章电磁介质14 2 第五章电路7 1 第六章麦克斯韦电磁理论电
磁波电磁单位制
8
总复习 2
参考资料1.《电磁学》梁灿彬等2004年5月高等教育出版社
2.《电磁学》《伯克利物理学教程》第二卷，（美）E.M.珀塞尔著，南开大学物理系译，1979年6月，科学出版社
3.《电磁学》，贾起民郑永令等2001年1月高等教育出版社
4.《电磁学》，胡友秋，程福臻，刘之景编，1997年3月，高等教育出版社，
教学后记1．电磁学教学要适应二十一世纪现代化的需要：根据现代化的需要，把那些学习现代科学技术所需要的电磁学基础知识和基本技能教给学生，使得学生扎实地学好，并注意介绍现代科学技术的重要成果。
2．正确处理思想教育和基础知识的关系：电磁学理论与实践的关系是非常密切的。因此，电磁学教学必须坚持理论联系实际的原则，要通过实验和列举学生熟悉的、容易理解的电磁电现象分析总结出概念和规律的实质。
师范类物理学专业电磁学课程教学改革探索
师范类物理学专业电磁学课程教学改革探索
作者：黄武英，卢悦，朱超，宫明艳
来源：《大学教育》 2017年第5期
[摘要]电磁学是高等师范院校物理教育专业的一门重要的专业基础课。课题组根据师范类
物理学专业学生的培养目标和特点，结合自身教学体会，对电磁学课程教学内容、教学方法和
教学手段、课程考核方案进行改革，使得教学更适应学生创新能力培养的要求，更具有师范特
色且能与中学物理教学和新课改相适应。
[关键词]电磁学；师范类；教学改革；物理学专业
[中图分类号]G642．O[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2017)05-0027-02
电磁学是高等师范院校物理教育专业的一门重要的专业基础课，它不仅是经典物理的重要
部分，而且与近代自然科学、技术科学的许多领域有着密切的关系，成为理、工、农、医及师
范院校不可缺少的必修课程之一。该课程是许多后续课程，诸如电工学、电动力学、电路分析、光学以及量子力学等的先修课程，同时也是与中学物理教学联系非常紧密的一门课程。通过对
电磁学课程的学习，一方面可以使学生全面掌握物质电磁运动的基本概念和基本规律，培养学
生分析、处理和研究与电磁学相关问题的能力和素养；另一方面可为后续课程提供许多重要的
基本概念、基本规律及研究方法，对学生物理素养的形成以及综合素质的提高至关重要。
一、电磁学课程教学中出现的问题
（一）大学物理与中学物理以及后续物理学课程教学内容未能很好地接轨
电磁学课程教学有时会出现教学内容过度重复，而有时又会出现教学内容过大的跳跃、知
识脱节。重复过多使学生觉得枯燥，跳跃太大使学生学习会感觉到困难，这使得学生在学习的
电磁学课程教学改革与建设措施探讨
容 ，使得学生掌握该课程 的基础知识 ，培养学生对抽 象物 理
概 念 的理 解 以及 应 用 能 力 ，为 他 们 今 后 的 教 学 、科研 和 工 作 奠 定 良好 的基 础 ， 是 每 个 讲 授 该 门课 程 的 教 师 面 临 的 一 个 突 出 的难 题 。针 对 上 述 问 题 ，笔 者 认 为 可 以 从 教 学 内容 、教 学 方法 和 教 学手 段 等 方 面 加 强 对 电磁 学 课 程 的教 学 改 革 。 高 等 院 校 现 在 一 般 采 用 的 电 磁 学 教 材 是 梁 灿 彬 、秦 光 戎 、梁 竹 健 原 著 的 电磁 学 （ １ ９ ８ ０年 ）的修 订版 【 ２ 】 。该 书 内容
况 补 充 一些 与 生 活 实 践 、 交 叉 科 学 相 联 系 的相 关 的 现 代 前 沿 知 识 。例 如 ，教 师 在 讲 授 电荷 的 量 子 化 性 质 时 ，着 重 介 绍 目 前 纳 米 元件 的 一 些量 子输 运 现 象 及 其 应 用 ； 在 讲 授 热 电现 象 时， 介 绍 目前 有 关 热 电 效应 的前 沿 知 识 及 其 应 用 和 笔 者 正 在 从 事 这 方 面 科研 工 作 的 一 些基 本情 况 ； 在 讲 授 铁 磁 性 与 铁 磁 质 时 ，介 绍 各 种 铁 磁材 料 目前在 计算 机 以及 磁 存 储 器 方 面 的 应 用 以及 巨磁 矩 效 应 的 原 理等 前沿 知识 ； 而 在 讲 授 交 变 电磁 场时 ， 介 绍 电磁 场 理 论 对科 学技 术和 社会 生产 力发 展 的重 大 推 动 作 用 等 。此 外 ，如 果 时 间不 够 充 足 ，第 ８ 章 关 于 电流 电 路 的 内容 可 以交 给 学 生 自学 完 成 。 在 教 学 方 法 上 ，教 师 采用 学 生 主动 学 习 为主 、教 师 教 学 为 辅 的教 学 方 法 ，根 据 教 学 内容 的特 点 以及 难 易 程 度 ，实 行 启发式 、 研 究式 、探 讨 式 、自学 式 、对 比式 等 多 种 教 学方 法 。 例 如 ，在 讲 解 静 电场 中 的高 斯 定 理 时 ，以点 电荷 为 例 ，首 先 证 明高 斯 面 包 含 一 个 点 电荷 的 情 况 。其他 的情 况 如 点 电荷 不 在 高 斯 面 内或 者 高 斯 面 包 含 多个 点 电荷 的情 况 留给 学 生 在 课 堂 上 来 证 明 ，实 行 启 发 式 教 学 。而 在 讲解 稳 恒 磁 场 的性 质 时 ，教 师 可 以通 过 静 电场 性 质 的 类 比 结合 来 讲 ，这 样 一 方 面 有 利 于学 生 更 好 的区 别 两 者 性 质 的 异 同 ，同 时加 深 学 生 对
高中物理教学生活化的研究——以“电磁学”为例
高中物理教学生活化的研究——以“电磁学”为例
摘要】在新课程改革时代发展背景下，教育界都比较重视培养学生的核心素养。在高中物理课程教学中，科学素养是塑造学生物理学习能力的关键因素。从当前
的实际教学情况来看，传统的教学模式下，老师重视知识的讲解，而对学习能力
的培养不加重视。同时应试教育体制的影响，学生缺乏对物理学科的实际应用能力，这样造成当前学生普遍缺乏物理学科素养。为了促使学生的物理学习兴趣能
够得到激发，强化学生的物理知识学习能力，对传统的教学模式加大改革力度，
需要在高中物理学科教学中注重知识在实际生活中的具体应用。换句话说，就是
需要在高中物理课程教学中要结合生活实际来开展课程教学。电磁学在日常生活
中的应用都比较普遍，将对人们的生活方式将产生十分重要的影响，对电磁学的
知识点实施生活化的教学模式，将有助于提升学生对电磁学有关知识的理解能力。【关键词】高中物理教学；生活化；研究；电磁学
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2020）03-156-
01
一、高中物理课程实施生活化教学模式的价值意义
在高中物理课程中实施生活化教学模式，就需要做到理论联系实际，对生活化教学模式
在高中物理课程教学中的合理性和科学性展开论述，这样来提升学生对物理学知识的探究能力，并最终促进学生能够有效地解决实际问题。在此过程中，促使学生的物理学学习能力得
到强化，学习兴趣得到激发，锻炼学生的物理学科思维能力，最终促进学生物理学科考试成
绩的提升。所以，基于创新教学模式的角度，要积极推动教学方式和教学理念的转变，对生
电磁学课程中实施研究性教学的探索论文
电磁学课程中实施研究性教学的探索论文
电磁学课程中实施研究性教学的探索论文
《电磁学》是应用物理专业学生的一门必修课，是一门重要的专业基础课，是学习许多后续课程的基础，其基本原理在现代自然科学和工程技术等领域有着广泛而深入的应用。《电磁学》的研究方法高度集中了物理与数学结合的逻辑上的严密性与系统性，其基础理论对于学生今后从事教学与科学研究以及工程技术应用领域的研究都十分重要。如何提高这门课程的教学水平和教学质量，为培养高素质人才做出了更大的贡献，是摆在广大基础课教师面前的一项重要而紧迫的课题。随着世界经济的全面高速发展，社会对高素质人才的培养更加关注，近几年来已经引起了我国社会各界有识之士的普遍关注。高等教育在新中国成立以来特别是在改革开放二十年来取得了巨大成就，为国民经济发展和社会的全面进步做出了很大贡献。然而，长期以来我国高等院校对学生创新精神和创新能力的培养是一个突出的薄弱环节，教学观念落后，不利于学生学习能动性的发挥，教学模式单一不利于学生个性发展和拔尖人才的脱颖而出。教学方法过死，满堂“灌疏式”的现象基本上没有得到彻底的改变，考试方法和考试内容引导学生死读书本。
对学生的评价主要以课程考试中的一次成绩评定等，束缚了学生创新意识和创新能力的发展。然而，一个国家的综合国力最终将取决于其科技实力，而科技实力在于人才，人才的根本源于教育。而具有严密体系和数理逻辑思维的高等物理教育教学在培养高素质人才方面可以发挥十分重要的作用。在这种背景下，我们结合实际，在应用物理专业《电磁学》课程教学中进行了研究式教学的探索与实践，根据实际情况提出了在《电磁学》教学中实施研究式教学的几点思考。
新课程理念下高中电磁学的教学策略研究
新课程理念下高中电磁学的教学策略研究
随着新课程理念的不断深入推广，高中教育也在不断进行改革和创新。电磁学作为物理学的一个重要分支，是高中物理教学中的一项重要内容。本文将从新课程理念出发，探讨在高中电磁学教学中的策略研究，以期提高学生的学习兴趣和学习效果。
一、新课程理念对高中电磁学教学的影响
1. 强调学生的主体性和终身学习
新课程理念强调学生的主体性，倡导学生在学习中扮演主体角色，教师应该是学生学习的引导者和协助者。在电磁学教学中，教师应该关注学生的学习动机和学习方式，引导学生主动参与学习，培养他们的终身学习意识。
2. 注重学科内涵和跨学科整合
新课程理念强调学科整合，要求各学科之间相互联系、相互融合。在电磁学教学中，可以与数学、化学等学科进行整合，使学生对电磁学的认识更加全面，理解更加深入。
3. 注重学生的实际应用能力和创新意识
新课程理念要求培养学生的实际应用能力和创新意识，电磁学是一个具有很强应用价值的学科，在教学过程中就要注重培养学生的实际动手能力和创新思维。
二、高中电磁学教学策略研究
1. 以问题为切入点，引导学生思考和探究
在电磁学教学中，可以通过设置问题引导学生思考和探究。例如可以以“为什么铁磁物质可以被磁化”、“为什么导体内部会有感生电场”等问题为切入点，引导学生深入分析，从而激发学生的学习兴趣，提高他们的学习积极性。
2. 引导学生进行实验探究
电磁学是一个具有很强实验性的学科，教师可以通过引导学生进行实验探究，让学生通过实际操作来感受电磁现象，加深对电磁学知识的理解。通过实验，学生还可以培养实际动手能力和实验设计能力，提高他们的科学素养。
电磁学_赵凯华_教学大纲
第1章电磁学教学大纲
（包括讲座共60学时）
第2章静电场参考学时 10
§1 库仑定律
•扭称实验及其它实验，电力平方反比律•库仑定律的物理内涵
•库仑定律的成立条件• 电荷守恒定律，电荷的量子性§2 电场电场强度
•电场，电场强度矢量•场强叠加原理
§3 静电场的高斯定理
•源与旋，通量与环流•静电场的高斯定理
§4 静电场的环路定理电势
•静电场的环路定理•关于静电场高斯定理和环路定理的几点说明•电势•场强与电势的微分关系
§5静电场的基本微分方程*
讲座：“电力平方反比律的理论与示零实验”；
第3章静电场中的导体和电介质参考学时 8
§1导体和电介质
§2 静电场中的导体
•导体的静电平衡条件•导体空腔与静电屏蔽
•导体的静电平衡的基本性质•静电场边值问题的唯一性定理
•尖端放电及其应用
§3电容和电容器
•孤立导体的电容•电容器及其电容
•平行板电容器球形电容器同轴柱形电容器
•分布电容•电容器的串并联
§4 电介质极化
•极化的微观机制•极化的描绘
•极化强度矢量P和极化电荷q’的关系
•极化强度矢量P和总电场E的关系——极化规律
•各向异性电介质铁电体•例题
§4有介质时的静电场
•有介质时的高斯定理电位移矢量•应用例举
§5静电场的边界条件
•D的法向分量连续•E的切向分量连续
§5带电体系的静电能
•带电体系的静电势能•电容器储存的静电能
•静电场的能量
第4章直流电参考学时 4
§1电流的连续性方程恒定条件
·电流和电流密度矢量·电流的连续性方程恒定条件§2欧姆定律
· 欧姆定律（积分形式）·电阻率和电导率
·欧姆定律（微分形式）·焦耳定律
精品课电磁学教学改革研究
在课 堂 教 学 中， 用 传 统 的 板 书 教 学 手 段 进 行 教 学 存 在 应
单调 、 立体 感 、 实感 差 的 缺点 。而 物 理 学 是 以实 验 和 实 践 为 真
基 础 的科 学 ， 多 定 理 和定 律 都 是 实 验 和 实践 的 总源自文库结 。 如 果 很
１ 根 据 实际情 况选 择 课堂 教学 内容
当前 提 高 高 校 教 学 质 量 和 教 育 改 革 是 一 项 重 要 工 作 ， 精
品课 程建 设 是 这 项工 作 的 重 要 组 成 部分 。建 设 精 品课 对 于 提 识不 足 ， 于那些 与基 础 知识 相 距较 远 ， 要 较 多 数 学 、 对 需 物理 理 高 高校 教 学 质 量 ， 化 教 育 改 革 具 有 重 要 的意 义 。 而 对 于 物 论知 识 准备 的 内容可 略讲 或 删讲 。例 如 电和 磁 的 基本 现 象 、 深 电 理 学 这 门学 科 ， 不 仅 在理 学 中有 重 要 位 置 ， 且 是 工 程 技 术 磁感 应 现象 ， 它 而 在生 活 中就 有体 验 ， 中学物 理 中有 详 细介 绍 ， 在 在
领域 原 理 的基 础 。是 理 科 物 理 专 业 的 学 生 研 究 的 主 要 内 容 ， 大学 物 理 中就可 以略讲 或作 为学 生 的课 上阅读 资 料 。而等 离子
大学物理力学与电磁学教材的知识结构类比探究
类 比推理 对条 件 的充分 性 和必要 性没 有严 格 的要 求 ，本 象 （被类 比对 象 ）与类象 （类 比对象 ）之 间 的任何 一点 相 似 都 可 以 成 为类 比推 理 的 理 由 。 而且 两个 对象 之 间相 似 点 越 少 、彼此 间 的联 系 越 遥远 ，类 比的结 论 越 具有 突破 性 、独 创 性 。正 是 这 一 特 点决 定 了类 比在 “理 性 自由 创 造”中 的 特 殊 地位 ，成 为 了科 学研 究 中重要 的发现方 法 ，贯穿 于 物理 学 的整 个 发展历 程 中。［２］‘‘每 当理智 缺乏 可靠 论证 的思路 时 ，类 比这 个 方 法往 往 能 指 引 我们 前 进”。惠更斯 把 光 的传播 同人们 熟 知 的声 波 的传播 相类 比，创 建 了光 的波 动说 。德布 罗意将 力 学现象 与光 学现象 类 比，提 出 了实 物粒 子 的波 粒 二 象性 假 说 。汤川 秀树 将 原 子 核 内 中子 和 质 子 的作 用 同 原 子 内原子 核 与 电子 的 作 用 相类 比 ，提 出 了介 子 假 设 ，比较 圆满 地 解 释 了 核力 的发 生 和 核力 的部 分 性质 以及 ｐ衰变 现 象 。 ２ 类 比方法教 育 在大 学物 理教 学 中的必 要性
高等 函授学 报 （自然 科学 版）
《电磁学》课程思政教学案例(一等奖)
《电磁学》课程思政教学案例（一等奖）《电磁学》是应用物理学专业必修的一门重要的基础课程。电磁学理论全面系统的研究电、磁运动的基本规律以及电磁相互作用的规律。电磁学不仅是研究物质过程必不可少的理论基础，还与近代自然科学、技术科学的许多领域有着密切联系，电磁技术的应用引发了以电气化和无线电通信为标志的全球性技术革命。本课程秉承“以人为本”的核心教育教学理念，结合应用物理学专业的培养目标，制定课程目标，旨在使学生通过系统的学习，全面地认识和理解电磁运动的基本现象和基本概念，系统地掌握电磁运动的基本规律，树立科学的自然观、世界观，并具备一定的分析、解决电磁学问题的能力和初步应用的能力，同时为学习后续课程打下必要的和坚实的理论基础；通过在知识传授中融入科学方法教育，增强学生的科学观察和思维的能力以及独立获取知识的能力；通过融入双重文化（科学文化与人文文化）教育，培养学生的求实精神、探索精神与科学美感，激发学生的创新欲望，促进其知识、能力、素质协调发展，成为健全和谐的创新型人才。
一、教学目标
（一）本讲的课程思政教学目标
1.通过使学生了解法拉第发现电磁感应定律的这段物理学史（思政案例），使学生敬畏和确立科学研究中的敢于创新、勇于探索、坚持不懈的科学精神（教学目标）。
2.通过使学生感受法拉第一生勤奋刻苦、坚忍不拔、追求真理的
精神；淡泊名利、无私奉献的高尚品德与情操（思政案例），引导、帮助学生树立爱国敬业、追求真理、奉献社会的人生观（教学目标）。（二）案例如何体现课程思政教学目标
1.结合法拉第对电磁感应现象与规律的研究与发现这一案例，突出展现两点，其一，法拉第的逆向思维方法：当他得知奥斯特关于电流能够产生磁的科学发现后，立刻提出了“磁是否能够产生电流”的逆命题，并且立刻展开实验；其二，法拉第的刻苦、勤奋与执著：为了找出“用磁力产生电流”的方法，他在1821年到1831年十年间做了无数次实验，屡遭挫折，终于取得重大突破，发现了“磁生电”的途径---电磁感应现象和规律，制造出世界上第一台直流发电机。使学生可以透过法拉第的科学发现与科学研究活动认识到，良好的科学素养在其科学创新与发现中能够产生重要的影响、发挥重要的作用；通过分析法拉第十年的实验探索与研究历程，使学生理解“敢于创新、勇于探索、坚持不懈”是科学创新与发现所不可缺少的品质与精神；以此激励学生形成“积极学习和掌握科学的思维方法、主动提升自身的科学素养”的意识和内在动力。
《电磁学》精品课建设总结报告
《电磁学》精品课建设总结报告
《电磁学》是物理学类专业的一门主干基础课程，是经典物理的重要组成部分，也是近代物理和许多技术学科不可缺少的基础。是学习模拟电路、电动力学等后续课程的理论基础。
电磁学中最重要的概念是“场”。场是在空间具有连续分布的客体，它的规律要从总体上去把握。电磁学课程第一次系统地向学生介绍“场”的概念和处理“场”的方法。本课程在阐述电磁学中基本的实验、概念、规律、理论时，结合相关内容，适当介绍提出问题、抓住要害、克服困难、寻找联系、揭示本质、向学生展现科学发展的生动过程及必由之路，以此激发学生学习研究的兴趣和主动性，使学生在学习基础知识的同时，也得到了科学素质的培养。
电磁场理论已经成为一些交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础，被广泛应用于计算机科学、电子学、电工学、电磁场理论、微波技术、通信工程、电力工程等诸多领域。电磁学基本规律的广泛应用和近代发展对技术进步和人类文明产生了不可磨灭的深远影响。
电磁学精品课的建设，必将为学生学好电磁学课程，理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力，激发学习积极性搭建良好的平台。
1．课程历史沿革
随着高等教育大发展和我校建设多科性教学科研型大学的需要，2002年我校申请开设了应用物理学专业，2005年申请开设了光信息科学与技术专业。秉承“厚基础、宽口径”的专业培养理念和指导思想，电磁学这门承上启下，支撑多门学科，有着广泛应用背景的课程，无疑是物理类专业的一门重要的基础课。
本课程自2003年开课以来，已经历时9年。面向应用物理学、信息科学与技术两个本科专业学生开课。2010年前该课程一直由王宏亮教授负责并担任主讲，其间由周红副教授主讲过一轮。现在由傅海威教授负责该课程并担任本课程的主讲。陈国祥博士、王蓉蓉博士、马成举博士等担任辅导。李岩副教授，刘颖刚副教授，刘钦朋博士，李娟妮博士等在课程建设中做了大量的资料收集整理及网站建设工作。
《电磁学》课程教学改革探讨
１ 调 查 结果 分 析
我们 针对 物理 教育 专业 ２ ０ 、０ ７级 的学生调 查 ， 现学 生在 学 习 电磁学 过 程 中存在 如 下 问题 ： 学 ０ ６２０ 发 在
习《 电磁 学》 ， 时 出现 了物 理思想 没有建 立和数 学基 础太差 情 况 。表 １ 列 出 了学 生学 习 《 里 电磁 学 》 出现成 绩 差异 的主要 原 因 ：
磁学情况的调查与分析 ， 找到 了电磁 学教 学和 学生学 习电磁 学的主要 问题 ， 对教与 学的主要 问题 阐述 电磁 学教 针 学改革的方向和电磁 学教 学改革的具体措施 ， 从而加 大电磁 学的教学改革力度。 关键词 ：《 电磁 学》 课程 ；实验教学；教 学方法 ；创新 能力
中 图分 类 号 ：０ ４ ４１ 文 献 标 识码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ －１ｘ ２ １ ） ５ １３０ ６２６ ２ （０ １０ － ３ － ０ ４
２１ ０ １年 ５月
３ ０器 第５
绵 阳师 范 学 院 学 报
师专物理专业《电磁学》课程教学改革的探讨
Ｏ 引言
《 电磁学 》 研 究 电学 、 是 磁学 以及 两 者 之 间 相
互 关 系的一 门学 科 ， 有 较 强 的 理论 性 和 实 际 应 具
兴趣 ．
１ 教 学方 法单 一 ． ２
目前 师专 物理 专业 的教 师在《 电磁 学 》 的教 学
教 学过程 中 ， 缺乏 体 现 “ 学 生 思 考 为 中心 ” 教 让 的
学 原则 ， 通常 情况 下 教 师 仅 在课 堂 上 进 行 电磁 学
理 论知识 的讲 解 ， 学 生 在 学 习过 程 中无 法 在 自 而
己的头脑 中构 建 恰 当 的 物 理 模 型 ， 而 使 《 磁 从 电
收 稿 日期 ：０ ２０ —２ ２ １—３０ ．
将 封 闭的金 属壳 （ 或金 属 网） 在几 千伏 的 电场 中 放 金 属壳 内的静 电场 为 零 这 一 事实 ， 学校 没 有 范 因
基金项 目： 山西省高师物理专业专业课教学研究．
作 者 简 介 ： 瑞 明 （ ９ ６） 男 ， 西朔 州人 ， 同大 学 朔 州 师 范分 校助 教 ， 要 从 事 材 料 物 理 教 学 与研 究 范 １７ 一 ， 山 大 主
实 际 的教学 改革 ．有 些学 校 缺乏 必要 的物 理实 验
设 备 ， 上课 时 只 能 口头 叙 述 而不 能结 合 具 体 形 在
电磁学概念图的教学研究
系， 高教学质量 ， 提 有助于激发 学生的创新意识 ， 高学生成绩． 提
关键 词： 图； 磁 学教 学； 知方式 概念 电 认
中图分类号 ： ４６ １ ０ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文章篇 号：０ ８２４ （０ ７ ０ － ６ ４３ １０ － １ ２ ０ ）２０ ４ ） ４ ０
了区分 ， 为意义 学 习 的心理 机制是 同化 ， 了学龄 前 儿童 ， 生 的学 习都 是通 过概 念 同化 习 得新 概念 认 除 学
的． 概念的上位关系、 下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结构． 后来的研究表明， 现 代 的认知 主 义 学 习 理 论 和 建 构 主 义 学 习 理 论 都 非 常 好 地 支 持 概 念 图 教 学 的 意 义 ． 人 惊 奇 的是 ， 令
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第8卷 第2期
2006年3月天津职业院校联合学报Journal of T i a nji n Vocati o nal I n stitutes NO.2V o.l 8M ar .2006
电磁学知识结构体系与教学研究
向永红,贺 静,王泽玲
(天津工程职业技术学院,天津市 300280)
摘 要: 电磁学知识结构体系分为/静态0知识结构和/动态0知识结构。在电磁学教学中,只有把教育理论与电磁学内容有机结合起来进行教学改革,才能有效地提高学生的科学素质,达到事半功倍的效果。
关键词: 电磁学;知识结构;教学改革
中图分类号:O 441 文献标识码:A 文章编号:1673-582X (2006)02-0139-04
收稿日期:2005-09-26
作者简介:向永红(1967-),女,湖南人,天津工程职业技术学院高级讲师,学士,主要研究物理教学;贺静(1964-),女,河北省人,天津工程职业技术学院讲师,主要研究经济数学;王泽玲(1962-),女,天津人,天津工程职业技术学院讲师,主要研究计算机信息技术。
电磁运动是物质的一种基本运动形式,电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用。其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等。为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。只有在教育科学理论指导下,从物理学的本身进行研究,并从它自身的特点出发挖掘物理教学的育人功能,才可能寻找出最佳的教学结构体系。按照这样的思路,我们在电磁学的教学中作了一些探索性的工作,即把教育科学中的/结构理论0及系统科学的一些成果与电磁学自身的特点相结合,建立了一个电磁学教学结构体系,从实践反馈的信息来看效果是好的。
一、电磁学知识结构体系
所谓学科知识结构理论指的是美国心理学家布鲁纳倡导的,而又被美国教育哲学家施瓦布等人完善的关于课程的理论。布鲁纳指出:/不论我们选教什么学科,务必掌握该学科的结构。0我们从他的代表作《教育过程》中领会他所指的学科结构是由学科的基本概念,基本原理、基本定律组成的体系。但重大欠缺是他的学科结构只注重了理论知识的组成,施瓦布等人针对这种理论的不足,补充、完善了学科结构理论,他主张从概念的产生、形成过程以及知识体系的形成过程,还有主体认识过程的操作/工具0一研究方法去把握结构。可见,知识结构应包括两个方面,为区分起见,我们将这两个方面所反映的知识结构分别称为/静态0知识结构一反映一定历史阶段的理论知识成果和/动态0知识结构一展现了理论认识成果的产生及发展过程。学科知识结构是两者的有机统一,这样的知识结构便是在教学中务必使学生掌握的基本结构。结构的概念来源于系统科学,因此知识结构体系具有这样几个特征:整体性、稳定性、层次性和动态性。我们从三个方面对电磁学知识结构体系进行研究。
(一)电磁学/静态0知识结构体系
电磁学是物理课中最/成熟0同时又是最重要的组成部分,它不仅内容丰富、应用广泛,而且在概念和处理问题方法上都是继力学之后一个新的里程碑。整个电磁学是以下列问题发展演进的。第一,电磁作用的本质和机制是什么?电磁场是否是物质?第二,电场与磁场究竟是彼此无关的,还是有内在联系的相互制约的统一体?电磁场变化运动的规律如何?有什么重要的物质性质?第三,怎样描述电磁场与物质(指有质量的实物)的相互作用?各种物质的微观电磁结构如何?怎样描述物质的电磁性质?第四,麦克斯韦的电磁场理论是怎样建立的?有何预言?他的实验如何作出最终的决定性判断?为什么它被誉为19世纪物理学最伟大的成就?从它的建立能够得到什么重要的启迪?第五,如何用/场0的观点来定义、分析和总结电路中的概念和规律,使我们对电路有更深刻的理解?上述问题横贯电磁学整个课程之中,给予全面的回答也并非电磁学这一部分的任务,但应以此统帅全课,吸引学生关注怎样逐步解决以#139#
上问题。
电磁学的内容基本上可以归纳成两部分:/场0(电场和磁场)和/路0(直流电路和交流电路)。其中场的部分占较大比重,只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力。我们用图1表示电磁学总体/静态0知识结构。
图1
由此图可看出:场的方法是研究电磁学的一般方法。场是物质,是物质相互作用的特殊方式.大学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电场、稳恒磁场、恒定电磁场、变化电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括大学物理电学部分的各章内容。/路0是/场0的一种特殊情况。大学教材以/路0为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。/场0和/路0之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以/场0为基础的。/场0是电磁运动的实质,因此可以说/场0是实质,/路0是方法。
(二)电磁学/动态0知识结构体系
物理学家工作的一个重要方面是建立物理理论,因此,物理理论也理所当然地成为物理教学中最为重要的内容。物理理论是在观察和实验研究基础上理性思维的产物,当然也隐含着某些更基本的考虑或某些基本假定。诚然,从现象、事实到理论并没有逻辑通道,它是科学家在一定认识程序上对物理学研究方法的综合应用过程。所以电磁学的/动态0知识结构应该全面反映电磁学研究方法之间以及电磁学理论与研究方法之间的联系。
电磁学理论遵循着观察和实验并在此基础上进行一般逻辑方法(比较、分类、类比、相似、归纳、演绎、分析和综合等)、数学方法、非逻辑方法(直觉、灵感、想象)、物理学中的美学方法,再经过科学抽象和科学假说等方法而建立和发展起来的。
在福兰克林、米歇尔、卡文迪许等人实验基础上,库仑借助扭秤实验分析总结得出以他的名字命名的实验定律,这一定律的建立所运用的方法可概括为:实验探索法;数学演绎法(此前的电磁现象研究停留在定性归纳的非数学描述阶段);直觉思维法(库仑用完全相同的小球平分电荷在当时只是一种不能证明的/猜测0,至于点电荷间静电力沿电荷联线方向也不是实验结果,它们都是从对称性分析得出的);类比推理法(平方反比关系与万有引力定律酷似,库仑借助/点电荷0模型和/电量0概念的假设,类比/质点0和/质量0从而确立了库仑定律)。
奥斯特发现电流的磁效应,第一次揭示了电与磁的联系,而且表明电流对磁极的作用力具有横向力的性质,而当时所知的全部作用力都是推拉性质的有心力。至此,人们很自然地提出:支配横向力的基本定律是什么?毕奥、萨伐尔两人研究和分析了很多实验资料并在法国数学家拉普拉斯的帮助下导出了电流元激发磁场的规律。这个规律并不是直接在实验事实的基础上概括出来的,它的真伪是通过间接方法得到证实的,即由它和磁场迭加原理计算出来的所有结果都很好地与实验相符合。
从发现电流的磁效应起,人们便关注它的逆效应:磁的电效应,即磁能否产生电流?法拉弟坚信各种/自然力0是统一的观点,以及电磁现象近距离作用的观点,他曾明确指出:/我早已持有一种见解,它几乎达到深信不疑的程度,即物质之力所表现出来的各种形式具有共同的起源,换言之,它们彼此是如此之相互依赖,以致于它们能够相互转化并具有力的当量。0正是在这种思想的指引下,法拉弟在毕生的实验研究中,不断地寻找各种不同领域现象之间的联系。10年之后,他通过力线把电现象和磁现象联系了起来。
麦克斯韦电磁场理论建立过程为我们提供了丰富的方法论教益和启迪:第一、寻找不同现象之间的联系,建立统#
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