大学物理恒定磁场总结范文

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1.引言

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、基本相互作用规律的一门自然科学，它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产实践中的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。在人类追求真理、探索未知世界的过程中物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，不仅物理学的知识对各行各业的工作起到指导作用，物理学的研究方法也被大量应用于其他学科及工程技术的各个方面，物理学在人才的科学素质培养中也具有十分重要的地位［1］。因此，以物理学为基础的大学物理课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课（大多数高校的文科专业也开设了相应的大学物理课程），是每个科学工作者和工程技术人员，以及管理人员所必备的。

近年来，随着我国教育改革的推进，非物理类专业大学物理的教学也遇到了一些新问题，其主要表现为以下几个方面：诸如存在物理教学内容不断膨胀而学时却在减少的矛盾，大学的不断扩招与学生的学习水平的矛盾，以及当前国内的大学物理教材一些内容与中学重复太多或有明显脱节的问题，等等。要使学生更快地在中学物理的基础上理解掌握大学物理的学习内容，大学物理课程与中学物理课程的衔接就成为了目前亟待研究的问题。

2.中学物理与大学物理恒定磁场内容的比较研究

2.1中学物理恒定磁场部分的内容标准

高中物理课程标准（以下简称“新课标”）的磁场知识在选修模块选修3-1中，教材包括电场、电路和磁场。新课标在磁场部分的内容标准［2］：

（1）列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。

（2）了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。

（3）会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

（4）通过实验，认识安培力。会判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力的大小。

（5）通过实验，认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。

2.2大学物理恒定磁场部分的内容要求。

教育部2008年颁发的“理工科类大学物理课程教学基本要求”（以下简称“要求”）中有恒定磁场部分的内容要求。

2.2.1真空中的恒定磁场

在真空中的恒定磁场中，内容要求有：恒定电流、电流密度和电动势；磁感应强度：毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理；恒定磁场的高斯定理和安培环路定理；洛伦兹力；安培定律。

2.2.2恒定磁场中的磁介质

在恒定磁场中的磁介质中，内容要求有：物质的磁性、顺磁质、抗磁质、铁磁质；有磁介质存在时的磁场。

2.3恒定磁场部分“新课标”和“要求”的比较

都涉及了例如磁场、磁感应强度、磁通量、安培力、洛伦兹力等磁场方面的基本概念，以及都要求会计算力的大小，只是要求要掌握的程度不同、计算方法不同；大学物理课程要求有而中学物理没有的主要是毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理，恒定磁场的高斯定理和安培环路定理，物质的磁性。

2.4恒定磁场部分高中物理教材和大学物理教材的比较

本文以2007年1月第2版的人民教育出版社的《物理》教材（普通高中课程标准实验教科书，以下简称高中物理教材）和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》教材（以下简称大学物理教材）进行比较。

在高中物理教材的第二章中的电源、电流、电动势和电路在大学物理教材中第14章前两节中均有涉及，其中基本概念只是略微提过，研究方法和内容完全是更深层次；大学物理教材中第14章后四节的内容都是在高中物理教材的第三章磁场中的内容的基础上进行了更深入的描述，其中就包含新知识：毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理，恒定磁场的高斯定理和安培环路定理等；而大学物理教材的第15章的内容只是在高中物理教材中提到了一个概念：磁性。

3.大学物理和中学物理在恒定磁场部分的衔接和深入

3.1真空中的恒定磁场部分的衔接及深入

这一部分在中学和大学联系最主要的是磁感应强度这一块。在中学是用理想条件下的探究实验得出的结论：三块相同的条形磁铁并列的放在桌上，认为它们中间的磁场是均匀的，将一根直导线的水平悬挂在磁铁的两级间，导线的方向与磁场的方向垂直。保持磁场不变，改变电流强度和导线在磁场中的长度其中的任一条件，观察导线的受力情况。经过多次试验，得出安培力公式F=BIL，式中的B与电流和导线长度无关，但在不同的情况时B的值是不同的。而B正是能够表征磁场强弱的物理量――磁感应强度B=［3］，安培力是洛伦兹力的宏观变现，带电量q的粒子在均匀磁场中与磁场方向垂直以速度v运动，得出B=。方向由左手定则判定。在高等物理中，磁场对外的重要表现是磁场对引入场中的运动的试探电荷的作用。实验发现如果电荷在一点沿着与磁场方向垂直的方向运动时所受磁力最多F，而这个力正比于运动试探电荷的电荷量q，也正比于电荷运动的速度v，但比值却在这点具有确定的量值，而与运动试探电荷的qv值的大小无关。这样可引入磁感应强度（矢量B），大小可定义为B=。改点磁场的方向就是磁感应强度的方向［4］。在接下来的任一点电场强度的求解方面上就仿照静电场的方法引入了毕奥―萨伐尔定律d= （正电荷）。在关于洛伦兹力的数学表达式上，当带电粒子运动方向与磁场方向平行时受力为0；当带电粒子运动方向与磁场方向垂直时它所受的磁场力最强F，F=qvB；一般情况下带电粒子运动方向与磁场方向夹角为θ，此时F=qvBsinθ，根据右手定则确定洛伦兹力的矢量表达式为=q×（正电荷），负电荷的方向正好相反。

3.2恒定磁场中的磁介质部分的衔接及深入

关于磁性在高中物理中只是简单地提到物理被磁化后物体拥有磁性，简单地根据物体磁化的容易程度划分了顺磁质和抗磁质。在大学物理课程中，因为磁化后的介质会激发附加磁场，从而对原磁场产生变化得=+。根据相对磁导率μ的大小将磁介质分为四类：抗磁质（μ＜1），附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相反，磁介质内的磁场被削弱；顺磁质（μ＞1），附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相同，磁介质内的磁场被加强；铁磁质（μ?垌1），磁介质内的磁场被大大加强；完全抗磁体（μ=0），磁介质内的磁场等于0（如超导体）。然后根据叠加后的磁场和前面推导的公式进行不同的应用。

4.结语

通过分析大学物理教材和高中物理课程标准实验教材，我们知道，中学物理注重对知识的探究，大学物理静电场知识是在中学物理知识点的基础上，根据学生认知能力的提高，应用不同的方法，如微积分知识和矢量代数知识，把中学常用的在匀强磁场的结论推导到一般的静磁场中，并且为电磁场理论打下基础。

参考文献：

［1］教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求.北京：高等教育出版社，2008.

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作者简介：张平娟（1981-），女，安徽怀远人，安徽科技学院机电与车辆工程学院，讲师。（安徽　蚌埠　233100）

基金项目：本文系安徽科技学院教研项目（项目编号：X201095）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）30-0048-01

一切电现象都会产生电磁场，而电磁波的辐射与传播规律更是一切无线电活动的基础。电磁场与电磁波广泛应用于现代电子通信技术领域。“电磁场与电磁波”是多种学科的交叉点，它不仅是微波、天线、电磁兼容的理论基础，而且各种现代通信方式，如光纤通信、移动通信、卫星通信以及电视、雷达等各种专门学科都是以电磁波携带信息的方式来实现的。广泛应用的超小超薄的大规模集成电路更是充满了电磁场的问题。由于“电磁场与电磁波”是众多学科的理论基础，从而成为相关专业课程建设非常重要的环节。

“电磁场与电磁波”课程理论性、系统性很强，逻辑严谨，学习它不仅可以获得场和波的理论，而且有助于培养正确的思维方法和分析问题的能力。

但是就是这样一门课程历来被公认为是一门难教、难学的课，电磁场与电磁波课程教学现状：电磁场与电磁波课程主要涉及电磁场的源与场的关系，电磁波在空间传播的规律，电磁波的产生、辐射、传播、电磁干扰、电磁兼容以及电磁理论在各方面的应用。主要有以下几个特点：该课程理论性强，概念抽象，数学推导繁多；教学计划修订后该课程的教学学时被压缩，既要在教学计划学时内完成教学内容，这就会使每节课的上课内容增加；课程涉及的知识点多，包括时域、频域、空域和极化，相应的物理量需用复数来表示。这就要求学生有复变函数、矢量分析和场论的基本知识。

基于现状，笔者结合自身教学实践，就教学内容和教学方法的改进方面提出了一些见解，希望和同行进行交流。

一、教学内容优化

1.根据课程需要，合理进行学时分配

电磁场与电磁波是在公共课程大学物理基础上开设的，大学物理的下册电磁学理论部分已经包括了真空和介质中的静电场、恒定电流场和恒定磁场、电磁感应现象，并做了详细的讲解，对麦克斯韦方程组也进行了简单介绍。与“电磁场与电磁波”相比较发现两门课程在内容上有较多的重复，但是大学物理侧重于静态电磁场以及电磁场的物理性，应用对象以物理为主，而“电磁场与电磁波”在内容上有了较大的扩展，不仅包括静态场还有时变场以及电磁波的发射传播、传播和接收，更注重时变的场和波，应用对象以通信、电视、雷达遥感等和电磁波的发射、传输和接收相关的技术领域。在课程的讲解过程中还要根据实际情况调整各章节的学时，静电场部分在大学物理中详细介绍，在这里可以适当压缩，由于时变场是本课程的重点，应当增加学时，使学生能够更加深入理解电磁波传播的特性，掌握时变场的分析方法。无线传输的在现代自动化控制系统中的应用越来越广泛，这就使得电磁波的发射和接收成为其中主要的部件之一。天线是完成电磁波发射和接收的功能元件，因此应增加此部分内容的讲解力度，保证与后续的专业课程衔接。

2.注重矢量分析与场论知识的讲解

在课程的开始，教材一般会安排矢量与场论部分的知识，因为这部分知识是用来研究电磁场的重要工具。学生虽然在“电磁场与电磁波”课程之前也有过矢量分析、场论以及电磁场理论分析中使用的一些特殊函数，但是学得不够深，有的已差不多忘记，所以在介绍电磁场内容之前要把这部分知识讲透彻，这样才能使学生后面的学习轻松些，而不是开始就一头雾水，之后就完全跟不上。

二、教学方法探讨

教学过程是课程教学效果的关键。长期以来，对于“电磁场与电磁波”这样理论性较强的课程教学都是老师在台上讲、学生在下面听，为了在有限的课堂教学时间内完成教学计划的全部内容，教师基本上是满堂灌，但是实际效果往往不是很理想，就个人教学的实际得到一些教学方法上的体会。

1.教学手段更新

“电磁场与电磁波”之所以让教师感觉难教、学生感觉难学，是因为本课程基本上用数学语言来描述物理现象，讲解过程中用到拉普拉斯方程、泊松方程、散度、梯度、旋度等大量的数学知识。在传统的板书教学中，公式推导就会占用大量的时间，降低课堂讲授效率，也使得学生感到枯燥、乏味，而且板书教学不能把抽象的物理概念、模型很好地显示出来，现代多媒体技术能够弥补板书教学的缺陷。首先，可以把重要的理论推导事先通过公式编辑器编辑好，在上课时重点讲解难点，这样就可以节省了课堂时间，提高了效率。另外，还可以借助一些软件，比如MATLAB、FLASH来画点位分布、时变场分布图等，还可以进行一些仿真。把抽象的概念变得直观，增加了学生学习的兴趣。在教学上采用板书和多媒体的有机结合，使课堂教学快慢有序，更好地提高教学效果。

2.增加应用背景介绍

随着科技的发展，电磁场理论在工程实践、科学研究和家庭生活中应用越来越广泛，在教学的过程中若能有意识地利用好这些教学实例，在课堂上提出一些问题：飞机为什么可以隐身？微波炉为什么不能用金属器皿？短波收音机为什么在晚上收到更多的台、电磁炉的工作原理等，就可以让学生带着问题学习，充分认识课程的重要性，提高学习的主动性，让他们在理解基本点的同时激发学生学习的兴趣。另外，在教学过程中也可以让同学们通过一些实际应用课题及时了解学术动态，提高自学能力和学习效果。

3.简化数学推导，及时归纳总结

当学生拿到教材看到尽是数学推导时就会产生厌恶感，另外，有的同学会从高年级同学那里得知这门课程很“难”，便会在心理上排斥。针对这种情况，笔者采用的是简化数学推导、重思路分析和结果的方法。这样就不会有繁琐的数学公式推导。在教学内容上对一些知识点，比如恒定电磁场部分的静电场和恒定磁场以及恒定电流场、静态场中的极化和磁化、时变场的中的时变电场与时变磁场之间有些对偶知识点要及时总结归纳，并与相对应的一些知识点比较，这样可以增加记忆效果。

4.增加习题训练，提高分析能力

在教学过程中，经常会听学生说“老师上课讲的都懂，可是不会做题”，这是历届学生中普遍存在的现象。因为电磁场不是单纯的数学问题。在教学中老师要及时掌握学生的学习情况，并调整教学进度。讲解知识点的时候要及时进行总结，讲解例题并归纳解题方法，多做课后习题，及时辅导。电磁场这门课程还存在教学内容多而教学学时少的矛盾，可以借助网络来进行交流。

5.提高教师的自身素质和教学水平

在教学中提倡互动，但教师仍然是占主体地位的。只有教师的自身素质提高了才能有效地改善教学效果。首先，教师要热爱所从事的教育事业，把全部精力投入到教学工作中。教师要经常通过进修的方式提高自己的知识水平，通过和学生互动以及教师间的交流发现教学中的不足并能够及时改正。教师还应在教学中加强教学管理，不断地完善教学资料，建立习题和试题库，注重教学研究和与兄弟院校间的交流，不断地提高教学水平。

三、结束语

电磁场是电类专业的一门核心课程，教学过程特点鲜明，如何组织教学非常重要。教学改革就是要重点提高学生的学习兴趣，在内容上使复杂的问题简单化，方便学生理解，互动地组织教学，有效提高学生应用所学电磁场理论知识解决问题的能力。

参考文献：

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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：

[1]田雨波， 张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子教学学报，2008，30（1）：11-12.

[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.

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一、引言

新课程标准实施以来，全面促进了各地物理教学的研究，促进了教师改变教学理念，培养出一批具有创新精神的优秀教师。同时一些比较好的学校开设了丰富多彩的选修课，拓宽了学生的知识面，丰富了学生的文化生活。

但现在高中采用的是模块教学的方式，由于课时限制和高考的要求，绝大多数学生不能把高中所有模块都学完，造成学生知识结构不完整，对大学理工科专业的学习产生不利影响。因此有必要对高中物理模块进行调整。

二、高中物理教学中遇到的困难

1、初高中衔接问题

初高中的思维方式和学习方法不同，思维方面从初中的定性、具体、感性到高中的定量、抽象、理性是一个跳跃，学习方法从初中物理学习偏记忆到高中物理偏理解又是一个转折，学生学习方法的转变需要一个适应的过程。

高中物理与初中数学的衔接不够，初中物理对数学的依赖性不强，但高中物理对数学依赖性较强。学生刚进入高一学习，数学工具跟不上，如讲位移、速度、加速度时有关矢量的表示；讨论s―t、v--t图象时斜率的物理意义等。运动学和力学章节调整后情况又是好转，但学习力的合成和分解时三角函数知识的缺乏对学生学习还是造成很多困难。

2、物理教学课时不足，矛盾突出

课标规定一个模块的学习课时为36个学时，这不能满足实际教学的课时要求。课标规定必修和选修的总体学习时间为三年，但是为了保证毕业会考和高考有足够的复习时间，课程内容往往高二就全部结束，这样三年的教学内容压缩到两年来学，课时少的矛盾更加突出，加上模块的学习有选择性，在课时紧缺的情况下，教师只得放弃知识结构的完整性，通过减少模块的学习保证高考的复习时间。

3、科学探究活动不能得到充分落实

高中物理课程标准指出：实验是物理课程改革的重要环节。探究教学的意义和作用得到广大教师和学生的充分肯定，但由于探究的过程需要较多的时间，加上实验条件的限制，学生的科学探究活动往往不能得到充分的开展和落实。

4、模块选择和教材编排有不合理之处。

例如，动量定理和动量守恒定律属于力学知识，也是物理学的重要定理，没有和动力学知识一起放在必修模块里，而是放在选修模块里是不恰当的；相对论和波粒二象性都属于近代物理学知识，又分别放在3-4和3-5两个模块里也是不合理的。高中物理3系列共有7个模块，包括2个必修和5个选修模块，而许多中学除了必修的2个模块之外，5个选修模块只学习2个或3的。怎么选择由教师决定，有悖于当初制定选修模块的初衷。

三、高校部分理工专业对高中物理的要求

本科教育规模大幅度增长使高等教育由精英教育向全民素质教育转化，高中毕业后绝大多数学生都能进入高校继续深造，高中阶段的学习状况直接影响大学的学习。大学物理作为一门核心基础课程是许多理工科专业的必修课程，确保大学物理课程与高中物理顺利衔接是学好这门课的必要条件。

我们以大学理工科专业的课程内容作为研究对象，通过对不同专业课程内容的分析，呈现大学学习所需的高中物理基础知识。

对于机械和电子类专业，与物理有关的课程主要有普通物理、工程力学、电工电子学、电路、模拟 / 数字电子技术，这些课程的学习需要有高中物理力学和电磁学为基础。

对于材料科学与工程专业，与物理有关的课程主要有物理化学、 材料性能Ⅰ――物理性能、材料性能Ⅱ――力学性能、材料热力学，这些课程的学习需要有高中物理力学、热学和原子结构为基础。

对于能源与动力工程专业，与物理有关的课程主要有力学理论（工程力学、流体力学）、热工学理论（工程热力学、传热学等）、电工电子学理论等。这些课程的学习主要需要有高中物理力学、电磁学和热学为基础。

对于有关航空航天专业，与物理有关的课程主要有理论力学、材料力学、流体力学甲、弹性力学、振动力学 、气体动力学、飞行器结构动力学，这些课程的学习均需有扎实的力学和热学基础。

对于有关海洋科学与工程专业，与物理有关的课程主要有理论力学、材料力学、流体力学、传感与检测技术，这些课程的学习均需高中物理力学和电磁学的知识基础。

对于有关光学信息工程专业，与物理有关的课程主要有应用光学、物理光学、光电子学、光电检测技术及系统 、光电信息综合实验，这些课程的需要有一定的力学和光学基础。

通过以上分析，考虑到还有未统计的专业，可以发现，力学和电磁学是几乎所有理工科专业都涉及到的知识，热学的涉及范围也很广，其次是光学和原子物理学知识。

三、高中物理新的模块设计

针对以上分析，可以把高中物理3系列的知识重新进行整合。考虑到现在许多中学必修+选修只学4―5个模块的现状，把现在的7个模块（包括2个必修模块和5个选修模块）整合成5个模块（包括3个必修模块和两个选修模块）。具体划分如下：

必修一划分为三个章节，分别是运动、力学、牛顿运动定律，与原来一致。

必修二划分为三个章节，分别是曲线运动、机械能及其守恒定律、动量守恒定律。与原来必修二不同的是撤掉天体运动，增加动量守恒定律。这样划分的依据是：天体运动是曲线运动的拓展，涉及许多物理学史等人文方面的知识，作为选修内容更加合适。动量守恒是物理学重要的守恒定律，应该作为必修内容，放在机械能守恒的后面是因为动能和动量这两个物理量有很高的相似度，同时它们的学习方法存在着顺迁移，放在一起可以促进相互之间的学习。

必修三划分为五个章节，包括静电场、恒定电流、交变电流、磁场、电磁感应。电磁的相关应用包括“互感和自感”、“涡流 电磁阻尼和电磁驱动”、传感器建议划分到选修二电磁波这章。因为力传感器在探究牛顿第三定律的时候就有涉及，磁传感器在前面磁场中有涉及。在“互感和自感”中有介绍到电流传感器，故将传感器一章的内容浓缩到一节或放在电磁波后面进行总结比较好。

选修一划分为四个章节，包括分子动理论、气体、物态和物态变化、热力学定律共四个小节。具体内容与原来热学的选修3-3一致。

选修二划分为七个章节，包括机械振动、机械波、光、电磁波、波粒二象性、原子结构和原子核、相对论。这样划分的依据是机械振动、波、光在本质上有相似性，波的反射和折射用波面和惠更斯原理来解释，学生不好理解，这部分内容建议删除。 “实验：用双缝干涉测量光的波长”建议删除，定量的分析过难。“相对论简介”这部分内容可以简化，教师对于这部分内容难讲，学生也很难理解，只需向学生传达出科技正在发展变化的思想即可。黑体辐射、康普顿效应、概率波和不确定关系等物理知识，应适当降低难度，可以将这部分知识作为科普知识介绍。

四、小结

高中物理模块按照以上方式调整以后，便于教师教学，学生的知识结构也相对完整，为选择理工科专业的学生进入高校顺利学习打下了扎实的基础。

参考文献：

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[2]余远奕.高中物理新教材优缺点

[3]文奥教育.高中物理和大学物理有什么联系以及有什么区别

[4]李金波.高职机械类专业大学物理课程教学改革[J].河南教育学院学报（自然科学版），2009（6）：59-61.

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[6]张军朋.高中物理教材的国际比较研究[J].物理教师，2003（6）：1-6.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0205-02

大学物理是高等院校理工科学生的一门重要基础课程，描述了物质世界的运动规律，蕴涵了丰富的科学思想和方法，对于培养学生的创新意识、创新思维和创新能力具有独特的优势。物理思想是物理学的精髓，巴甫洛夫认为：“重要的是科学方法、科学思想的总结，认识一个科学家的思想和方法，远比认识他的成果价值更大。”[1]本文结合大学物理教学实践，从理解概念、掌握方法和质疑问题等方面，探索传授学生物理思想和方法，培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。

一、理解概念 奠定基础

物理学是由物理概念、物理规律、物理理论所构成的完整科学体系。物理概念是物理学体系的基本要素，正确理解概念是处理物理问题的基础，即掌握概念的内涵和外延的准确信息，是正确分析解决问题的依据和出发点。

对于开始学学物理的学生，中学阶段学到的矢量概念是：标量只有大小，没有方向；矢量既有大小，又有方向。在大学物理课堂教学中，首先要求学生回顾已学到的矢量概念，并且用来判断电流、电动势是否是矢量时，即使学生记住了电流和电动势是标量，但是发现这样的结论与他们掌握的矢量概念之间存在矛盾，在此基础上给予学生完整的矢量概念的内涵信息，矢量既有大小，又有方向，而且矢量的加法满足平行四边形法则。因此不能简单地认为有方向的量就是矢量，无方向的量就是标量，而应从“是否遵循平行四边形法则相加（合成）”来区分矢量和标量，电流、电动势有大小和方向，但不按照平行四边形法则相加（合成），而是按照代数运算法则相加（合成），因此不是矢量，是标量。进一步对学生提出“平行四边形法则的解析表达式是什么”这一问题，帮助他们将平行四边形法则与余弦定理以及勾股定理联系起来，从而使学生优化自己的知识结构，提高学习应用知识的能力。这个过程重要的是给予学生一个如何完整理解概念内涵并且应用的示范，使学生体会到正确理解概念是独立思考、逻辑推理、创造性发现并解决问题的基础，在后面的学习中自觉地正确理解每一个物理概念和及时优化自己的知识结构。

物理概念是对物理现象认识达到某一程度的总结，为了使学生准确理解物理概念，必须给学生讲清楚认识该物理现象的背景和物理概念的来龙去脉，特别是物理概念的内涵和意义，这个过程是培养学生认识分析问题的关键环节。例如，学生熟悉的动能概念，是由牛顿定律导出动能定理时总结出来的，适用于一切低速物体，包括微观粒子；学生虽然熟悉这个物理量，然而这个物理概念是抽象的、主观的，但在内容上则是具体的、客观的，它是描述由物体的运动决定的做功能力的物理量。又如电场强度概念，是描述空间电场中任一点处的单位正电荷受到力的强弱和方向的物理量，它描述了电场的性质；由于电场力不能描述电场本身的性质，因此电场强度概念由实验结合对该物理现象的分析推理确定。

最为经典的物理概念是大学物理中存在的许多理想物理模型，例如“质点”、“刚体”、“理想流体”、“弹簧振子”、“理想气体”、“点电荷”等等。理想物理模型具有高度抽象性和简单性，实质是突出物理现象本质的主要特征，简化问题。以“刚体”为例，运动中形状和大小都保持不变的物体称为刚体；实际问题中，当物体的形变很小可忽略时，就将物体视为刚体。有的问题中海绵也可以视为刚体，但有的问题中即使是钢铁物体也不能视为刚体，能否在处理问题时把物体看作是刚体，体现了抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的思想。刚体的提出包含了解决复杂问题时的一种思路，即由简到繁、由一般到特殊的循序渐进的思想方法。理想物理模型中包含的这些思想是物理学中解决问题的最根本的方法。通过学的理想物理模型，可以培养学生的科学思想和方法，培养科学的抽象思维能力[2]，有利于奠定学生的创新思维基础。

二、掌握方法 灵活运用

在中学物理中，学生已经学习了一些较简单的思维方法，例如观察、实验、抽象、形象、归纳、演绎、类比、分类等，大学物理注重培养学生系统的物理思维和处理复杂物理问题的能力。

大学物理中一些基本的物理概念和物理规律是由实验直接确定的，一些物理概念和物理规律是由已有的规律出发，通过严谨的数学推导得到的。因此观察和实验、分析推理和严谨的数学推导是必须传授给学生的基本方法，这也是培养学生实事求是和严谨科学态度的关键环节。例如，库仑的扭秤实验确定了库仑定律，类似的由实验确定的物理规律有电荷守恒定律、毕奥-萨伐尔定律等等，由实验确定的物理概念有电场强度、磁感应强度等等；由实验确定的物理概念和物理规律都离不开对实验资料的分析推理和数学处理。又如，动量定理、功能原理、电磁场的高斯定理和环路定理等等是通过严谨的数学推导得到的物理规律，动能、势能、电势等等也是通过严谨的数学推导得到的物理概念。在这些内容的教学过程中，注重培养学生尊重观察和实验结果的观念、示范以数学为工具的定量科学方法。

灵活运用以数学为工具的定量科学方法。由于大学物理研究复杂的物理对象，通常难以直接应用初等数学描述分析解决问题，必须应用微积分方法。微积分思想方法是一种辩证的思想和分析方法，包含了有限与无限的对立统一，近似与精确的对立统一[3]。对于复杂的物理问题，在时间、空间范围内分割复杂物理对象为无限小的物理对象，称为微分；通过微分后，可以将复杂转化为简单，高级转化为基本，化变量为常量，化非均匀为均匀，化曲线为直线，从而变与不变实现了辩证转换。在微分（时间、空间）范围内，抓住物理对象的主要矛盾而忽略次要矛盾，把复杂物理对象近似为简单、基本、可描述分析的物理对象，进行近似处理；然后把无限多个描述分析的微分物理对象集中累积起来，就得到复杂的物理问题的结果，即完成积分。微积分方法中有限向无限的转化，实现了由近似到精确的分析过程。例如，求解变力沿曲线路径做功，无限分割曲线路径（即将曲线路径微分），则在分割的小范围内认为是恒力沿直线路径做功，然后求和（即积分），就可以求出变力在整个曲线路径范围内做的总功。在大学物理中，对于“旋转物体的转动惯量”、“旋转物体受到的阻力矩”、“带电物体产生的静电场”、“非均匀变化磁场在线圈中产生的感应电动势”等等较复杂的物理问题，都需要灵活运用微积分方法，通过这些学习内容的积累，有利于奠定学生的创新思维基础。

三、质疑问题 开拓思路

在大学物理教学过程中，鼓励学生突破传统思维模式，敢于对现有理论提出质疑，学会从不同角度看问题，进行创造性思维的训练。

当已有的物理理论解释不了实验现象时，就需要人们敢于突破传统观念的束缚，大胆地提出自己的见解，从而形成新的物理理论。例如物理学中的假设理论：爱因斯坦在提出“相对性”和“光速不变”两条假设的基础上，建立了狭义相对论；普朗克提出“能量子”假设，创立了量子理论；爱因斯坦提出的“光量子”假设，解释了光电效应和康普顿效应；德布罗意提出物质波的假设等。通过学习“假设理论”，培养学生以实验结果为依据和出发点，在牢固的物理和数学基础上，善于发现问题、提出质疑、进行论证，敢于突破传统观念，提出自己见解的能力。

在大学物理教学中，依据教师自身的科研经历现身说法，可以有效地提高学生的学习兴趣和创新思维，提高教学质量，从而体现“以科研促进教学，以教学带动科研”。例如，作者研究高增益砷化镓（GaAs）光导开关（PCSS）的物理机理，理解其物理机理的难点在于理解实验观察到的锁定（lock-on）现象，高增益GaAs PCSS的lock-on效应与电流丝（即电流通道，亦称流注）的出现密切相关，该项研究工作需要具备半导体物理中《耿效应电子学》和《气体放电》理论的知识。理论研究提出了多个解释lock-on效应的物理模型，这些理论研究要么主要应用耿效应电子学中的高场畴理论，要么主要应用相对成熟的流注理论，这些物理模型都只能解释高增益GaAs PCSS某一方面或某一过程的实验现象，在国际国内相关学术界难以达到统一认识。高场畴和流注是两个相对独立的物理现象，物理性质完全不同。作者将高场畴理论和流注理论结合起来，提出了畴电子概念，建立了畴电子崩理论[4-6]，在科研工作中必须以实验结果为出发点和作为检验理论的标准。以此激励学生学好基础知识、掌握方法、成长思想，为自己的创新思维奠定基础。

四、总结

在大学物理教学实践过程中，在传授学生经典物理基础知识时，探索了从理解概念、掌握方法和质疑问题三个方面培养学生的创新思维能力，为学生奠定创新思维的基础。

参考文献：

[1]巴甫洛夫全集：第5卷[M].北京：人民卫生出版社，1959.

[2]饶黄云，符五久，大学物理教学中的物理思想和方法的渗透[J]，东华理工大学学报（社会科学版）.2007，（26）.

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[5]刘鸿，阮成礼.本征砷化镓光导开关中的流注模型[J].科学通报.2008，（53）

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关键词： 电磁场与电磁波；体系结构；教材；电子信息专业

Key words： Electromagnetic Field and Electromagnetic Wave；system structure； textbook；electronic information major

中图分类号：O441 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）34-0197-03

0 引言

《电磁场与电磁波》是电子信息类专业的基础必修课程之一，课程所涉及的内容在广播、通信、遥感、测控、设备设计等诸多领域有广泛的应用。同时，它也是电子信息类学生知识结构的必要组成部分，是后续的《微波技术》，《光电子技术与光纤通信》，《天线原理与电波传输》，《移动通信技术》等专业课必要的理论基础[1]。

多数高校在本科二年级或三年级开设该门课程。由于课程本身具有理论抽象，概念繁多，知识体系庞大，公式推导复杂的特点，同时，与它的前置课程《大学物理》相比，难度提高跨度较大，所以历来被认为是难教难学的一门课程。另外，随着很多院校大力推行应用型教育，各门基础课程学时都大幅削减，要如何保证《电磁场与电磁波》的教学质量，也对相关教师提出了一个更高要求。本文尝试从教材编写的角度，探讨如何采用合适的教材体系结构来帮助提高教学质量。

1 《电磁场与电磁波》教材的现状

目前，国内有许多《电磁场与电磁波》方面的优秀教材，这些教材与电子信息类专业的其它许多课程教材相比，具有一个很突出的区别，就是采用的体系结构多种多样，许多学生在初学《电磁场与电磁波》时，面对体系结构不同的两本教材时，甚至会产生是两门课的错觉。之所以会出现这样的情况，究其原因，是课程内容本身的特点决定的。首先，电磁场与电磁波的内容非常丰富，主要内容包括静态场，时变场，麦克斯韦方程组，场的分析方法，电容，电感，电导，场的能量等，正因为如此，初学者很难一下把握该课程的主旨。其次，这些知识之间的联系本身就是立体的，多角度的，而不是简单的树状联系，所以在教材的编写中，不同作者根据自己的理解，可以按不同体系结构、主线进行组织知识，例如按场的特殊情况与一般情况的关系组织内容、按不同场的共性组织内容，按理论与应用的关系组织内容，从力的角度或从能量的角度组织内容。

本文选取一些国内高校常用教材[2-7]，把它们在体系结构上的主要区别列于表1中。

2 对体系结构主要差别的分析

2.1 知识点讲授顺序的差别

由表1可以看出，虽然不同教材在知识点的讲授顺序上有许多差异，但大致可分为两类：

2.1.1 归纳法

即先讲静电场，恒定电场，稳恒磁场这些静态场，然后结合法拉第电磁感应定律，以及位移电流的概念，归纳总结出麦克斯韦方程组，最后通过麦克斯韦方程组展开对时变场，时谐场的研究。该类型采用的是从特殊到一般的归纳法展开知识。这种类型的优势在于如实反映了电磁场学科的研究发展顺序，知识点的展开符合从简单到复杂的认知原理。但这种顺序也有一个致命的缺陷，就是把归纳电磁场性质的麦克斯韦方程组放在课程后面讲授，会造成学生在一开始学习时就需要直面大量的、没有归纳的，需要死记硬背的知识，很容易让学生产生枯燥的感觉。

2.1.2 演绎法

即先讲麦克斯韦方程组，然后得出麦克斯韦方程组的各种特殊情况，即静电场，恒定电场，稳恒磁场，时变场，时谐场。该类型采用的讲授方法是从一般到特殊，利用演绎法展开知识。这种类型的优势在于，把麦克斯韦方程组作为基本原理，然后可从中推导出静态场的各类知识，学生就可以避免对静态场的很多知识死记硬背。学习起来自然轻松一些，另外，在教学进度上，因为跳过了大量静态场的知识，所以也能更快的进入课程重点时变场的学习。不过，该类型的缺陷也同样很明显，如果学生没有掌握静态场的一些基本概念，在理解麦克斯韦方程组时会比较吃力。

2.2 章节划分方式的区别

大量的电磁场知识如何组织在一起，构成教材中的各个章节，不同作者采用的方式也有差异，一般来说，划分方法可以分为以下两种：

2.2.1 按场划分章节

该方式以场为中心，围绕场把相关知识展开，构成章节。例如对于静电场，可以把静电场的定义，静电场的规律，静电场的应用，电容，静电场的能量，静电场的边值问题求解等等知识全部归类为一章。使用该方法划分章节时，由于所要讲授的知识都具有同一基础，且都在同一章内，需要推理的地方，引用起相关知识时很方便。所以该方法使得同一种场的知识比较容易表述。但在表达一些不同场共性的知识时，由于不同场的知识处在不同章节中，篇幅上相隔较远，跳跃性较大，所以不利于学生比较学习，也不利于教材作者的表述。

2.2.2 按知识点的共性划分章节

静电场、恒定电场、稳恒磁场、时变场具有很多共性，例如：基本方程都是一个散度方程和一个旋度方程；每一种静态场对应着一个构成方程；场的边值问题的解法具有类似性；电容、电导、电感的计算可以进行类比；电场能量、磁场能量可以进行类比等等。相比于按场划分章节的方式，如果把具有共性的知识归纳在相同章节下，更能开阔学生的思路、减少对知识的死记硬背。但采用该方式组织章节时，要求在反映不同场的共性的同时，还能展现各自场的特性，这对作者表达知识的能力要求较高。

3 对新编或改编教材的建议

3.1 对教材知识点讲授顺序的建议

虽然“麦克斯韦方程组-各类场”的演绎法体系结构学习起点较高，但考虑到学生在学习《电磁场与电磁波》课程之前，应该都具有了《大学物理》的基础，所以该体系结构的学习障碍应该不大，另外，采用该体系结构也能节省静态场的学习时间，从而更快地进入时变场这一专业重点的学习，综合以上两点，作者认为该体系结构更适合电子信息类专业的学生学习。另外，该体系由于先让学生学习一般性的麦克斯韦方程组，当学生再学习后面具体的场时就会轻松很多，很多知识不再需要死记硬背，都能直接从麦克斯韦方程组里推导出来。所以该体系也有助于提高学生的学习兴趣。再者，采用该体系结构，可方便学生在学习过程中与另一门基础课《电路分析》进行类比学习。一方面是因为现行的《电路分析》教材基本上全是采用演绎法来讲述，所以很适合进行比较；另一方面，两门课程原本都是从《电工原理》分出来的，研究内容上，两门课程研究的是同一事物，区别只在于角度和方法不同，所以比较学习也非常有意义。

3.2 合理的增加一些按场的共性组织的章节

《电磁场与电磁波》的知识点非常丰富，如何尽量减少学生的死记硬背情况是教材编写者需要花大力气思考的事情。合理的按共性来把知识归类，让学生能够通过类比来记忆，达到举一反三的效果，是一种可取的方法。目前，国内很多教材采用该方法编写了一些章节，常见的归类为相同章节的知识有以下这些：各种场的基本概念、基本物理现象；同属静态场的静电场、恒定电场、恒定磁场的知识；静电场、恒定电场、恒定磁场的边值问题。另外，还有一些可归类的内容，在已有教材中未见将其作为单独的章节编写，笔者认为新编教材可以进行尝试，这些内容包括：电容、电感、电导；电场力与磁场力；电场能量、磁场能量、微分形式的焦耳定律、坡印廷定理；时变场的达朗贝尔方程和波动方程等内容和静态场的边值问题。

3.3 重视教材编写中知识连贯性的合理安排

《电磁场与电磁波》知识具有多条主线和丰富的支线，在教材编写中如何安排支线与主线的讲授顺序，避免过多的支线知识影响主线知识讲授的连贯性，，让学生不至于面对大量知识而迷失在其中，这也是新编教材需要大力考虑的东西。

针对这个问题，笔者有以下一些建议：首先、以往教材多是把矢量分析的各种数学知识归类为一个章节单独讲授，而很多知识往往会跨越几个章节才开始有应用，很不利于学生记忆，对此问题，新编教材可以考虑根据知识是在哪些章节有应用，而在哪章节再开始讲授。其次、章节顺序的编排上尽量做到一个主线完成后再到另一个主线，而不要在顺序上多主线混编，同时每章的引言尽量把本章知识和前后章节的联系交代清楚。

例如，可以把知识归纳为以下几条主线（主线归纳方式不唯一）并依次讲授：基本方程的得到，以及得到之后的求解可以作为一条主线；基本方程的推论，和推论的应用可以作为一条主线；特殊的场和相应的特殊解法可以作为一条主线；能量概念的引出和应用可以作一条主线。

4 结论

探讨了采用何种知识体系结构才能对《电磁场与电磁波》的教学效果更有帮助。通过对国内常用教材的比较分析，认为知识讲授顺序采用演绎法、更多的按共性来编写教材章节的结构会比较适合电子信息类专业的学习，另外，还对新编教材提出重视知识连贯性的建议。相信对今后教材的编写能起到参考作用。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0227-02

一、引言

《电磁场与电磁波》这门课程是电类专业学生必修的技术基础课，是电气工程师必备的基础知识，而且《电磁场与电磁波》这门课程知识非常系统，学好这门课程对学生分析问题解决问题的能力有很好的训练作用，培养学生用数学方法解决实际问题的能力。电磁理论在我们生活中各个方面有广泛的应用，电磁场作为能量的一种形式，是当今世界最重要的能源，电磁波作为信息传输的载体，成为当今人类社会和获取信息、探测未知世界的重要手段。但是要学好这门课程要求学生的数学基础要好，由于很多同学高等数学和数学物理方程的基础太差，导致他们在学习这门课程时难度很大，以至于大多数同学感觉这门课程太难，被同学们称为理工科学生的“四大名补”之一。实际上这门课程知识非常系统，掌握住课程的主线，掌握住解决问题的固定步骤，学习起来并不难。

二、《电磁场与电磁波》教学存在问题

目前我校电子信息工程和电子科学与技术两个专业开设《电磁场与电磁波》这门课程，安排的大三上学期，学生大一、大二两年学完了高等数学、大学物理、复变函数与积分变换、数学物理方程等课程，为学习《电磁场与电磁波》这门课程储备了一定的数学和物理知识。但是由于部分学生数学基础打得不牢固，而且又间隔了一年左右的时间，造成再用这些知识的时候不能得心应手。《电磁场与电磁波》这门课程理论性强、概念抽象、公式繁多，需要掌握的定理和定律20个以上，重要公式40个以上，这些公式和定理如果不掌握，《电磁场与电磁波》的题目就无从下手，而且教材上电磁场的基本规律都是严格意义上的数学推导而得到的物理场的数学规律，继而对数学物理模型的解析解和数值解进行定性、定量分析，最终得出电磁场的物理性质。在推导过程中，不仅要求具有基本的物理知识，还要能灵活地运用高等数学、复变函数和数学物理方程中的一些经典性的解法。此外，由于传统教学手段的限制，电磁场的三维特性和电磁波的波动性等抽象内容无法生动、形象地展示给学生，使得许多学生无法理解从这些模型中建立起来的许多概念，从而影响整个课程的学习。总体说来，这门课程对学生来说难度很大，造成学生缺乏学习兴趣，考试不及格率较高。

三、课堂教学改革探索

1.联系实际生活激发学习兴趣。这门课程的第一节课我都要先讲一个绪论，讲这门课程的用处，讲电磁场理论的发展历史，讲电磁场电磁波在生活中的应用。讲电磁场理论的发展历史的时候，讲到学生曾经在中学物理和大学物理中见过的很熟悉的名字，他们会觉得很有意思，名人重大发现的经历同时也是对学生的很大的激励。讲电磁场理论的应用时，讲到电话、电报、电视、广播、卫星通信、GPS定位、3D电影等技术，更是和我们的生活息息相关，同学们很容易产生浓厚的兴趣。讲到第二章中一节媒质的电磁特性时，我们生活中的电器微波炉就是利用电介质的极化特性实现食物的加热，理论联系实际一方面激发了学生的学习兴趣，另一方面加深了其对内容的理解。

2.及时总结发现规律。《电磁场与电磁波》里有太多的定理和公式需要记忆，这也是同学们学不好这门课程的重要原因，如果这些定理和公式根本都记不住就更不要提应用，大学生们到了大三，都对自己的将来有了规划――考研或者工作，考研的学生对考研的课程学习非常认真深入，其他课程过关就好，找工作的学生更多关注学什么能对找到好工作有帮助，考研的课程里面考《电磁场与电磁波》这门课程的专业很少，所以大部分同学学习这门课程的目的都是为了学分，不愿意下很大的功夫深入学习。所以要求老师对基础知识及时总结，通过不断地总结发现里面的规律。比如真空中电磁场的基本规律和媒质中电磁场的基本规律，方程的形式类似，有了这些基本规律得出麦克斯韦方程顺理成章。

《电磁场与电磁波》中的习题都有一定的难度，但里面都有规律可循，比如已知电荷分布求电场，经常要用到高斯定理，找到电场分布的对称性，找到高斯面，问题的求解迎刃而解。第五章均匀平面波在无界空间中的传播中，解决问题的时候也是，首先写出波函数的一般表达式，然后根据条件分别求出电场的振幅、初位相和传播因子，根据电场和磁场的关系求出相伴的磁场。

3.多媒体授课结合板书。电磁场的量大部分都是矢量，有大小又有方向，大小和方向随空间和时间变化，对矢量的数学处理复杂度远远超过标量，遇到矢量的面积分、线积分学生无从下手。教材中关于均匀平面波在无界空间中的传播、波的极化和驻波、行波等，对于学生来讲是很抽象和难想象的。利用多媒体课件具有生动、直观、形象的优点，以动画、图形的形式将抽象枯燥的内容变得形象生动，使复杂的物理过程变得更加简单直观，这样大大提高了学生的学习兴趣。多媒体授课作为一种新技术有很多的优势，每堂课的知识量大，授课方式较为单调。不知不觉老师就讲了太多的知识，学生长时间连续听讲，易形成枯燥的情绪和疲劳的心态，为缓解学生听课的紧张度和疲劳度，不仅要求教师授课运用丰富的教学技能和教学语言，同时也要求教师用课堂教学常用的示范法、教练法等各种教学技能去配合多媒体课件的使用。做好多媒体授课和黑板板书的合理结合。采用黑板板书的形式，板书课堂教学内容的框架及重点，同时为学生做好课堂笔记赢取时间。并通过生动、富有感染力的教学语言去激发、引导和配合学生的思维活动，既锻炼学生的基础思维，又注意培养学生的创造性思维和批判性思维。所以教师平时要注意加强形象化知识的积累，比如收集图表、动画，制作Flas，不断丰富完善多媒体课件。

4.多讲例题加深理解。电磁场与电磁波的基本规律、公式非常多，为了加深对公式的理解，应该多做题加深理解，每个知识点都选择典型的例题进行详细的讲解，并归纳出解题思路规律。例如为了加深学生对高斯定理的理解，这方面的例题一定要精讲，让学生通过电荷的分布形式找到电场分布的某种对称性，找到容易进行积分的高斯面，这类题目的关键是找到高斯面，通过解这类题目，学生更好地理解了电位移矢量对封闭面的通量仅仅和该封闭面所包含的电荷量有关。恒定磁场中的安培环路定理也是描述磁场的一个非常重要的规律，由电流的分布分析磁场分布的某种对称性，找到所要积分的环路，这一步是确定磁场的关键，通过积分确定磁场。通过解这类题目，学生更深刻地理解到磁场强度对闭合曲线的环流仅仅由该闭合曲线所铰链的电流决定。

另外，利用课外时间定期对学生进行答疑，电磁场电磁波教材的内容非常多，在课堂上能够讲的例题非常有限，基本上每个知识点最多1～2道，仅仅利用上课的90分钟要让同学们都理解很难做到，如果学生在课下看书或者做题是经常会遇到不会或者不懂的地方，如果不及时地解决，学生慢慢地就会掉队，导致最后放弃这门课程的学习。所以老师应该多抽时间采取各种途径及时解决学生的疑问，比如电话交流、网上交流或者电子邮件交流等等，加强师生之间的沟通，老师可以及时发现同学们的问题，了解他们的学习状态，鼓励他们好好学习，通过这样的沟通相信同学们学习这门课程的兴趣会更浓厚，老师也能在和同学们的交流中改进自己的教学方法，丰富自己的教学经验，更好地服务于学生。

5.尝试开设新实验。受实验条件的限制，大部分高校都没有开设相关的实验内容，我校开设的《电磁场与电磁波》课程54个学时，全部为理论学时，目前很多高校尝试开设《电磁场与电磁波》的实验。但是硬件实验设备大都为单台套，仅适合实验演示，实验过程程序化呆板，学生动手机会少，缺乏手脑互动，因此虽然投资大，但收益少。利用软件仿真可以实现“少投入，高收效”的建设目标，并能够激发学生学习热情和兴趣，促进学生自主分析、解决问题能力的培养；比如利用Ansoft Maxwell软件进行静电力、静磁力、电容、电感等的计算，并与理论结果相比较。学生可以通过仿真实验，学习边值问题的求解，学会如何加载源和边界条件，从而加深对电磁场的理解。Maxwell软件提供了非常形象直观的电力线分布和磁力线分布矢量图，学生可以通过自己设计的仿真程序观察到电磁场分布的情况。所以我们《电磁场与电磁波》课程建设的下一步的目标是增加课内实验内容，通过实验验证并巩固所学理论知识，激发学生的学习兴趣，进一步增强学生的创新能力。

四、结论

通过分析电磁场电磁波这门课程目前存在的问题，提出了几个教学改革探索的方向，通过联系实际激发学生的学习兴趣、及时总结发现规律、把多媒体教学和板书有机结合、多讲例题加深理解和开设实验，最终让学生能够愿意学习这门课程，并且能够学好这门课程。面对《电磁场与电磁波》这门公认的难教又难学的课程，我们要发挥知难而进的精神，多下功夫，多探索，多创新，相信功到自然成，有付出也必然有收获，用自己对待工作的精神感悟学生，所谓教书育人的道理就在这里。

参考文献：

[1]谢处方.电磁场与电磁波[M].第4版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]丁兰，陆建隆.电子信息专业《电磁场与电磁波》教学内容体系结构改革的探索[J].菏泽学院学报，2010，（9）.

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【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）09C-0150-02

大学物理课程是一门面向理工科各专业学生的重要的必修基础课。该课程既可以为学生进行专业知识的学习打好必要的物理基础，又可以培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识，树立科学的世界观。高质量的课程教学对培养高素质人才是极为重要的一个环节。

一、大学物理课程教学改革的必要性

目前，在新升格的应用型本科院校中，大学物理课程教学仍然普遍着重理论讲授、演算推理，实物、动画和图片演示少，忽视理论在具体工程中的应用介绍，许多物理现象和物理过程都无法得到很好的呈现，无法引起学生的学习兴趣。演算推理对数学技能要求较高，且最终的理论结果抽象，难于在实际应用中获得实体感受。另外繁杂的数学过程也增加了学习难度，多数学生的求知欲望受到抑制，进而导致学习效率低下甚至完全放弃。

新升本科的应用型高校与研究型高校不同，对物理课程的需求注重于物理概念理解和规律应用，对定律建立的繁杂计算过程要求不高。在这类高校中，如何重新组合和优化教学内容，采用先进有效的教学方式，改变学生难学、厌学的现状，提高教学效果，使课程高质量地服务于应用型人才培养目标，是目前亟待解决的重要问题。

二、大学物理课程的教学和改革现状

物理学是研究物质结构、相互作用和运动规律的学科，它既是自然科学的基础，也是科学技术，尤其是高新技术的理论重要基础。物理学的知识体系建立已经历了几百年的时间，大学物理课程开设也有一百多年的时间，已经形成了成熟的整套体系。

随着大学教育逐步转入大众化教育，高校各个专业对物理知识的需求和侧重愈发细化，大学物理课程的教学内容和方式与现代科学技术的发展已经不相适应。在此背景下，美国高校从20世纪60年代开始掀起了大学物理课程教学改革的浪潮，改革的思路是普通物理应当尽可能反映当代物理科学的最新成果，应当以现代化的研究方法去组织和传授普通物理的内容，目前取得了瞩目的成就。在国内，已经有许多高校开始了课程改革的探索，比如东南大学、北大等高校在课程内容、教学方式等方面都做了许多工作，编写了一系列新的教材，建设精品课程，开通网络教学等。由于学校和学生都具有差异性，在实践当中，发现这些先行高校的改革成果还是不太适应新升格应用型本科院校的教学需要，为此有必要结合自身实际情况，进行课程改革。

三、大学物理课程教学内容改革

根据教育部的部署，新升本的高等院校应当向应用型学校转型，在这指导方针下，各个应用型本科院校结合自身的发展层次以及各专业培养目标对大学物理课程的需求情况，对大学物理的教学内容适当地取舍整合，科学优化，侧重专业需求。既要贴合教学实际，满足各专业培养的需要，又要反映物理科学的发展新成果，逐渐形成符合本校实际的完整课程教学内容。

（一）课程教学内容的重组优化

大学物理课程的内容十分丰富，涵盖了力、热、光、电和近代物理整个普物体系。以我校为例，目前我校的本科工科专业有电子、机械、能源、通信、汽车等专业，还没有集成电路制造等与量子力学密切相关的专业，考虑到教学内容的相对完整性，节选了力、热、光、电这四块内容作为主要讲授内容，不同专业各有侧重。例如，对电子科学与技术专业应适当加强麦克斯韦方程组的介绍；对车辆专业应适当加强质心、转动惯量、热机循环的介绍，对通信专业应适当加强电磁理论的介绍等，基本上满足各专业的实际需求。近代物理部分内容以专题方式融合在一起，适当地进行扩展介绍，并罗列参考资料，做到点到为止。这种专题内容既能解决部分学生对大学物理的特殊要求，又能进一步介绍物理科学的新成就，给学生留下思考空间。

（二）高等数学内容的补充

大学物理课程的教学进度比高等数学的教学进度快些，会出现部分基础内容的脱节现象，即物理中的一些概念定律，用到某些数学知识概念来表示，而学生还没有学习到这些数学知识。为此有必要通过补充少量的数学内容，这些补充内容不求深入、全面，能达到理解物理概念即可，目的在于克服学生面对新概念和新方法时的恐惧心理，解决进度不一带来的问题。国内一些教材提供了很好的示范。此外，数学和物理教师之间可以打破壁垒，加强沟通与合作，比如数学教师在讲解定积分时，能尽量结合物理问题讲解。

（三）精选例题和练习题

例题是学生模仿的范本，练习是加深理解物理概念规律的手段。教师通过讲解精选的典型例子，能够举一反三解决类似的问题。对于非物理专业的学生，设置难度中等偏易、覆盖面较宽的练习题，就能满足实际的教学需要。从心理学的角度看，当学生能够独立完成一道习题时，获得的成就感也会成为其进一步努力学习课程的动力。

（四）大学物理与中学物理的衔接

物理现象观察和分析以及物理演算是物理学的两大重要部分，中学时期的物理教育着重于演算。大学阶段的大学物理应该强调物理思想、物理方法和启发的讲授和引导，培养学生独立思考和严谨的科学态度。中学物理一般讲授的都是简单的物理问题，大学物理关注的是一般规律。教学内容上要注意中学和大学两个阶段的衔接。讲授的内容应当以中学的简单问题出发，经过逐步延伸从而得出一般规律，不能完全丢弃中学阶段打下的物理基础。

四、大学物理课程教学方式探究

新升格的应用型本科院校中，大学物理课程的课时安排一般是64～80个课时，总体上较少。在这样的情况下，可以从教学方式的转变方面着手，通过形式多样的教学方式刺激学生的求知欲望，增强学生学习兴趣，提高教学效率，提升教学效果。

（一）联系实际，结合多媒体技术和仿真技术，激发学习兴趣

围绕课堂讲授内容，借助多媒体技术和仿真技术，引起学生的学习兴趣，丰富课堂的教学内容。例如在讲授质点运动学中运动方程的内容时，通过介绍当前广泛应用的卫星定位技术，向学生提出如何对质点精确定位的问题，启发学生思考，把学生的注意力集中在课堂中，进行启发式教学。然后引出了空间位置的定量化，即建立坐标，进而建立描述质点运动的运动方程。利用多媒体技术，结合卫星在低轨道上的空中分布，展示地球上任意位置都能接收到最少四颗卫星信号的情形，在此基础之上，利用不同卫星的信号建立四个运动方程，求解质点任意时刻的空间位置。通过这样的教学，学生不仅仅学习到了基本的物理知识，还体会到了物理在高科技卫星定位技术中的重要应用。又比如在讲解位移电流时，先用Electronics workbench仿真软件建立一阶RC电路，观察电容的“隔直流，通交流”特性，呈现电容器的充放电过程，既直观演示了在稳恒电流和非稳恒电流两者中磁场的安培环路定律的矛盾，又为引出位移电流假设做好准备，这样学生就能更直观、更深刻了解麦克斯韦的电磁理论。深入挖掘物理知识在生活中或科学前沿中的应用，以及多媒体和仿真技术的合理应用，将会在教学中起到事半功倍的作用。

（二）实验与理论相结合

实验物理也是物理学中极为重要的部分。把物理实验从实验室搬入课堂，或者利用计算机进行物理实验，把物理实验现象在课堂上重现。例如在讲授系统动量守恒的内容时，演示反冲运动，让一名学生坐在光滑地面的滑板车上，手里抱着灭火器，当向后喷出泡沫时，学生和滑板车向前运动。以此为基础，引导学生分析系统受力和运动特点，总结出动量守恒的条件和守恒定律，进而延伸到反冲运动的应用――火箭的发射。从现象到规律，符合物理的认知过程，在学习相关知识点时，学生就比较容易掌握。

（三）开展合作课堂

通过开展合作课堂，改变知识从教师到学生，知识单方向流动，学生参与度较低的局面。教师把知识内容合理拆分成不同的问题，然后按照某种方式将学生分组，提前给不同组别的同学布置不同的问题，要求他们使用Matlab、Mathematica、Origin等工具将物理规律可视化，并在课堂中讲解。例如在机械波的内容中，将波的叠加和干涉两个知识点分成两组，A组别的学生使用Matlab重现叠加现象，B组别的学生使用Matlab重现干涉现象，并且在课堂中各自介绍叠加和干涉的规律。这种教学方式，不仅让学生发挥出学习的自主性和主动性，也让学生学会了科研工具的初步使用，了解科学研究的过程，而且课堂中学生与学生、学生与教师之间互相学习讨论，学生和老师互相之间有了更多的互动和思想的碰撞，知识的流动变成了双向或者多向流动。在开展合作课堂时，要注意两个问题，一是目标主线要明确，二是设置的问题要考虑学生层次，不能够太难。

当前，物理学在不断地发展，前沿领域也不断取得新成果，在大学物理课程的教学中也会不断涌现新的问题，这就要求我们及时跟踪分析新问题，及时调整改变教学内容、教学模式和教学思维，更好地传授物理学知识，培养学生较强的知识应用能力和科学求真精神，又不断地向学生介绍物理学的新成果和新应用。

【参考文献】

[1] 李元杰，孙威娜.大学物理教学改革应关注的几个重要问题[J].中国大学教学，2009（2）

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中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）19-0205-02

电磁感应定律揭示了电和磁相互转化和相互联系的规律，是电磁学中最重大的发现之一。它不仅对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重要的意义，而且在科学技术上产生了深远的影响。电磁感应定律一方面加深了人们对电磁现象本质的认识，推动了电磁学理论的发展;另一方面奠定了现代电工技术的基础，为人们充分而方便地利用自然界的能源提供了条件，促进了生产力的发展[1，2]。对法拉第发现电磁感应定律的过程和科学思想的研究一直是一个重要的课题。应用型本科教育是伴随着我国高等教育由精英化向大众化转变的过程中而形成的一种新型的高等教育培养模式。它与普通本科教育的区别在于“应用”二字，强化应用型人才培养，注重发展学生利用所学的技术和工艺解决工程实际问题的能力[3]。同时，我国的《高等教育法》明确指出：高等教育的任务就是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设。如何培养具有创新思维和实践能力的新型大学生是教育工作者面临的当务之急。电磁感应定律独特的研究方法以及法拉第自学成才的人生经历对提高应用型本科院校学生的实践和创新能力都具有重要的启发和引导作用。下面，本文将从创新思维、探索精神和实验方法等方面分别加以论述。

一、打破常规，创新工作思路

1820年，丹麦物理学家奥斯特第一次发现了电流的磁效应，开拓了全新的电学研究领域。自此之后，研究人员一直在不懈地探索其逆效应，即磁生电。但是，直到1831年磁生电才被英国杰出的实验物理学家法拉第发现。当年的八月份，法拉第在一次偶然的机会中把两个线圈围绕在同一个软铁环上。当在接通或断开一个线圈的电源时，他发现另一个没有连接电源的线圈中产生了电流（即附近的小磁针发生了偏转）。从奥斯特发现电流的磁效应到法拉第正式完成电磁感应定律，整整历时十一年。事实上在这段时间里，很多科学家为发现电磁感应现象进行了大量的实验研究。例如，有人将磁铁放在导线附近，希望能够在导线中观察到电流[2]。尽管在实验中利用了当时最为先进的仪器设备，但是都没有成功。究其原因，分析如下。当磁生电的问题被提出以后，由于受到之前的电磁学（包括奥斯特电流的磁效应）建立在静止的、恒定的基础上的影响，大多数科技人员都将其纳入原有的思维框架，并沿着固有的思维路径对其进行思考和处理。法拉第打破了之前电磁学的结论是建立在稳恒不变的理论上的常规思路的束缚，通过非常规的方案，敏锐地意识到这是一种暂态的非稳恒的效应[4]，以变化的运动的新思路和和新方式来解决磁生电的问题。目前中国高等教育尤其是应用型本科教育普遍存在着创新意识缺乏和创新能力不足的问题。创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，是信息时代对人才的普遍要求，也是当代大学生必备的素质和能力。在应用型本科教育的理论教学过程中，教育工作者就是要通过大量像法拉第创造性地解决磁生电的事例来引导和激发学生独立思考的能力和发掘创新意识，让学生感受、理解知识产生和发展的过程，而不是仅仅满足于对现有知识的记忆和重现。另外，积极创造条件，调动学生学习的主动性，注重培养学生的创新思维，提高学生的科学素养，以使他们在今后的生产实践中创造性地解决问题成为可能。

二、不断探索，挖掘现象背后的本质

通过上述实验法拉第得出以下结论：只有变化的电流才会在另一线圈中感应出电流，从而产生磁场，使磁针偏转，稳定的电流是不可能的。但是，法拉第并不满足于这个实验结果。经过深入思考之后，法拉第开展了一系列新的实验。

首先，为了弄清楚是变化的电流还是变化的磁场产生感应电流，法拉第把一根磁棒插入或拔出接有电流计的线圈。在插入和拔出的过程中，电流计的指针发生了偏转，表明线圈中产生了感应电流。在实验过程中，线圈并没有连接电源，也就没有电流的变化了。但是，当磁棒相对线圈运动时，磁棒在线圈处激发的磁场发生了变化。于是，法拉第觉察到感应电流的起因是线圈处磁场的变化。然而，这就是磁生电的根本原因吗？法拉第追求真理的精神驱使他继续向前探索着。

接着，法拉第又在思考变化的磁场与变化的磁通量哪个更本质？为了回答这个问题，法拉第把接有电流计的导体线框放在均匀的恒定磁场中，使线框平面跟磁场方向垂直。线框的一边（可移动边）可以沿着和它相邻的两边滑动并保持接触。实验表明，当使该可移动边朝某一方向滑动时，电流计的指针发生偏转，即在线框中产生了感应电流。实验中，磁感应强度没有变化，但是由于可移动边的滑动，导体线框的面积在随时间变化，于是通过导体线框的磁通量随时间发生变化而产生了感应电流[1]。法拉第由此认为变化的磁通量才是产生感应电流的起因。

1832年，法拉第通过实验证明，在相同的条件下，几何形状、大小相同而电阻不同的受感应线圈，感应电流的大小与线圈的电阻成反比。法拉第认识到变化的磁通量在导体中产生的是感应电动势，而感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的。至此，法拉第正式完成了他的电磁感应定律。

由电磁感应定律发现的过程可以看出，法拉第经过了不懈地努力，做了大量的实验工作。他善于改变影响实验的各种条件并发挥自己的逻辑推理优势，从各个方面了解实验现象发生的机理。法拉第从不满足于一时的发现，他的认识和实验研究是同步的，实验研究随着认识的发展不断改进，而认识随着实验研究的改进也不断得到提高和完善[5]。法拉第将认识和实验研究有机地结合起来，一步一步地探索，直到发现事物的本质。当前，大多数教师都是采用满堂灌的方式向学生传输知识。这种教学方法的弊端是显而易见的。在实际教学中，教师要注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查和探究，指导学生通过类似于法拉第探索磁生电的本质的方式获取科学知识，并且学会科学的方法、技能和思维方式。现代应用型本科教育主要是培养高素质的应用型人才，这就要求大学生学习法拉第深入钻研和独立思考的精神，在具体问题的牵引下发挥自己的主观能动性，调用各种可行的手段，自主探究解决生产实际中的具体问题。经过这种锻炼的学生，一般就能够对各种生产技术难题进行分析、推理，提出各种可行的解决途径，然后通过观察、实验采集数据，也可以通过查阅文献的方式收集资料，最后对获得的数据和资料进行分析、比较、归纳，形成最优化的方案。

三、重视实验，提高解决问题的能力

法拉第平生的研究工作中几乎没有复杂的数学推导，都是建立在一系列生动、直观的实验基础上的。他对物理学最卓越的贡献即电磁感应定律也是通过实验发现的。实验是人们研究自然、认识和改造客观世界的基本手段。随着科学技术日新月异的发展，实验已经成为科技创新的重要手段，在实际生产中发挥着越来越重要的作用。它既是理论的源泉，也是检验理论的裁判。由实验观察的现象和测量得出的数据，经过分析和处理，总结概括出内在的联系和规律，就上升为理论。同时，理论一经提出，就必须借助实验来检验其是否具有普遍意义[6]。在我国的高等教育中，实验教学通常被视为理论教学的补充和附属，教师和学生不重视实验教学，从而导致了大学生的动手能力普遍较差的现象。从一定程度上来说，法拉第是依靠实验才成为世界著名的科学家的。应用型本科院校是为了适应我国经济结构调整以及新型工业化和现代化发展的需求而应运而生的。对应用型本科院校而言，就是要培养面向生产、建设、服务和管理等一线岗位，适应广大用人单位实际需要的，具有较强的实践和动手能力的技术型人才。因此，应用型本科院校不仅要使学生具备比较坚实宽广的理论知识，而且还要发展学生的实验操作能力。一般来说，从应用型本科院校毕业的学生将会成为现代技术的应用者、实施者和实现者，他们最大的特点是具有较强的技术思维能力，擅长运用技术解决实际中遇到的问题。而实验作为大学生认识和改造客观世界的基本手段，在此过程中能够提高他们的动手能力以及发现和解决问题的能力。因此，实验在他们的学习和工作中所起的作用是不可或缺的。

综上所述，本文将应用型本科教育对人才的培养目标贯彻到具体的教学实践中，以法拉第发现电磁感应定律的过程来引导启发学生利用创新思维解决实际问题，并且通过实验的方法探索发现事物的本质。

参考文献：

[1]赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]贾起民，郑永令，陈暨耀.电磁学[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]朱林生，顾永安.新建本科院校培养应用型人才的探索：基于校地互动的视角[J].中国大学教学，2010，（9）：25-27.

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仅仅先前概念的顽固性这一个因素就足以引导学生走上认识上的歧途，就更不用说像事实性知识缺乏、概念框架的不完整以及对元认知的无知等其它因素的影响。在传统的教学方法中，这些跟能力培养息息相关的因素往往无法伸张。学生能力和创造性的培养必须充分调动学生学习的主动性，这是一切教学方法改革的关键所在。物理学工作者提出了很多的教学方法并完成了相关的测试和评估，如交互式教学法、情景教学法等。对我们而言，重要的不是创建新的教学方法，而是选取已有的教学方法并根据特定的教学对象和环境进行调整、完善和深化，真正做到为我所用。结合认知科学上的重要发现以及目前工科学校的教学实践，大学物理的课堂教学改革可以从以下几个方面着手。

1细化教学目标

教学目标可以是一般性的，也可以是具体的。按照认知科学家Bloom[3]的分类方法，教学目标一般涵盖知识、理解、应用、分析、综合和评估六个方面。它们必须具体化并贯彻到大学物理的课堂教学中去：(1)正确使用物理概念和术语，对于相似的物理概念能够作出明确的区分，如质量和重量，磁场强度和磁感应强度，内能和机械能等。(2)解释主要组织原则和物理概念，特别是守恒定律，明确其应用场合。(3)能够辨认出物理系统中的各种相互作用、特征和信息，对于其中存在的可以忽略不计的相互作用能够作出判断，如静电库仑相互作用中不考虑两个带电体之间的万有引力。(4)识别和描述物理知识有用性范围，理解物理和技术之间的关联方式，如电磁波和微波炉。

2把交互式教学方法引入课堂

交互式教学最早由Palincsar提出，之后又得到进一步的研究和发展。这种教学方法又称功能-意念法。它强调课堂教学必须以学生为中心，学生的积极参与要贯穿在教学过程中。采用此种教学方法的教师在课堂上将一些类似多项选择的问题提供给学生。这些问题往往定位在定性的层面上，如若电路中的开关合上，灯泡L的亮度增加、减少还是不变？也可以是一些只需要在脑中进行一步计算就可以完成的问题。干扰项一般都是学生最容易犯的逻辑推理错误，必须要求所有学生以一种匿名或者半匿名的方式对问题作出反应，然后教师才能估计出学生对概念的掌握程度。如果某个概念能够被很好的理解，则可以进入下一个主题，但如果有不少学生选择了错误的答案，教师则要求所有学生提供所选择答案的原因。大多数情况下，那些选择了正确答案的学生会设法说服他的邻居，这种高效率的运作方式会让大多数学生很快掌握相关概念。如果做不到这一点，教师需要作进一步的解释，尤其要注意先前概念导致的理解上的误区。此时教师可以修改问题或者提供一个类似的问题要求学生作出第二轮反应并展开讨论。只有当教师意识到所有的学生都渐渐理解了当前概念并乐意接受正确的答案，才能进入新的主题。当然，交互式教学的具体执行方式也是多样化的，问题的回答可以以小组为单位，要求回答之前小组内部必须达成共识；也可以将其中的一些问题作为课堂的小测验，测验结果以分数的形式给出并就可能出现的错误答案随堂展开讨论。交互式教学有很多优点。教师可以随时评估学生对概念的理解，及时纠正理解上的偏差，这样学生在后续概念的学习中就不会受到先前概念顽固性的影响。教学过程中学生积极主动的参与而不是被动的记笔记，他们会不断的应用所学概念并进行检验。不仅教师和学生之间存在互动，这种课堂互动也存在于学生之间，因为处在同一个年龄段上，他们彼此之间的说服能力比教师对事物的语言描述更为有效。最为重要的是，已有众多的教学实践证明这种教学方法确实比传统的课堂说教要好得多，它能把大学物理的教学目标真正落实到课堂教学中，而不是停留在文字的层面上。既强调概念的定性理解，同时又重视物理概念和定律的实际应用；既重视不同概念的逻辑联系以建立物理概念的框架体系，又重视相似概念之间的区分及各自的实用范围；既关注学生知识面的扩大，更强调能力和创造性的培养。所有这些都是传统的教学方法很难做到的。

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[中图分类号]G420[文献标识码]A[文章编号]1674-893X(2012)02−0090−03

《电磁场与电磁波》是电子通信类学科的一门重要的专业基础课，从通讯、广播、电视，到雷达、遥感、测控，以至家用电器、工业自动化、电力设施、交通运输、医疗卫生等领域，都直接或间接地涉及到电磁场理论的应用，所以该课程的学习对电子与通信专业人才的培养至关重要。该课程主要包括电磁基本理论和电磁工程两大部分内容。其中，电磁基本理论主要研究的是电磁场的场与源的关系和电磁波在空间传播的基本规律。电磁工程主要研究的是电磁波的产生、辐射、传播、电磁兼容及电磁理论的应用。该课程应用了大量的物理知识和数学知识，内容抽象。老师难教，学生难学，基础不好的同学学习起来更是困难。结合几年的教学实践，针对目前本课程教学中存在的不足，我们从理论教学、实践教学、科研促教学、考核方式等方面入手，对该课程进行了改革与创新，总结出提升大学生创新与创业能力的一些有益经验。

一、教学创新实践

（一）构建以提升创新与创业能力为向导的培养方案

大学生人才培养方案的制订要兼顾好课内外、校内外、知识传授与能力培养的关系。

1. 优化课程体系

《电磁场与电磁波》与《微波技术》《电磁学》等课程在教学内容上有重叠的部分，因此在教学过程中需对这几门课程进行优化整合，教学内容上做好划分与衔接，做到相关课程内容紧凑，理论连贯，利于教学。需要学生高度重视《高等数学》《大学物理》等前续课程的学习，一定要打好基础，在教学内容上做好衔接。

2. 更新课程内容

随着时展，信息科学与技术日新月异，这就需要不断删减那些陈旧的知识，增加本学科最新科学技术成果，使教学内容不断更新、与时俱进。在有限时间内使学生掌握最具生命力的基本知识和必要技能，培养创新人才。强化实践教学，适当压缩理论教学学时。如实践教学上增加静电除尘和磁通球实验，使学生对静电场和恒定磁场的理论在实际中的应用有直观的认识。

3. 考核方式改革

提高平时成绩比重，注重对整个学习过程的监控与考核，加大了实践环节所占分数，改变以往期末全凭一张卷的做法。降低期末卷面分数在总评成绩中的比重，如占总成绩60%，将平时成绩所占比重提高到40%。

（二）改进教学方法与手段提升大学生创新能力

1. 精选布置作业，改进收作业的方式

做作业也是一种实践过程，通过做作业可以复习巩固课堂所学内容，以达到将所学知识融会贯通、学以致用的目的。但近年来大学生普遍对作业不重视，敷衍了事、互相抄袭现象严重。因此必须规范写作业的每个环节，严把作业质量关，杜绝抄袭现象。我们采取随堂作业、随机抽查、现场问答等方式取得了较好的效果。

2. 精心设计教学过程

内容安排上应难点分散，由浅入深，循序渐进，课内与课外结合，理论与实践相结合。讲课时对那些繁琐的数学推导应该从简，将基本理论、概念阐述清楚，突出对数学解析的物理意义。为提高学生的学习兴趣，我们开展讨论式教学，让学生先预习，鼓励学生大胆提出自己的看法，然后围绕问题展开课堂讨论，形成师生互动，最后教师根据学生的讨论情况进行归纳整理。教师要善于倾听学生建议，多与同学沟通，及时调整讲课速度、方式等，力争取得最佳课堂效果。

3. 更新教学手段

应充分发挥多媒体的优势，使之与传统板书完美结合。多媒体可集图、文、音、动画于一体，给学生最直接的视觉、听觉的冲击，可使抽象复杂问题简单化，使枯燥难懂的知识形象化。再配以教师生动的讲解，可最大限度地吸引学生的注意力，激发学生学习的积极性。同时，也节省了板书时间，提高了课堂效率，增加了信息量。

4. 科研促教学

科学研究可以促进学科建设，提升教师综合素质。通过开展科研活动，能加深老师对本学科知识的理解、应用与升华，这样在教学过程中才能生动讲解，游刃有余。教师可以把自己的科研项目情况介绍给学生，通过具体应用，使学生明白本门课到底学什么、如何学、怎么用等问题，这样定会激发起学生学习本课程的积极性。

（三）构建多样化的创新实践教学体系

以往实践教学中，学生按照实验指导书上要求的步骤机械地应付性地完成实验，不主动思考。以验证性实验为主，不能发挥学生的设计创造能力，极易产生厌学的情绪，且与实际应用脱轨。理论老师和实验老师相互联系不够，内容安排上重难点不对应。俗话说“兴趣是最好的老师”，在做电磁场与电磁波实验前，给学生举些与本次实验内容相对应的应用实例，最好是日常生活中的例子，并让学生参与，使他们对电磁场与电磁波的概念有个直观的认识，激发起他们的好奇心，这样可使学生积极主动地投入接下来的学习中。几年来，为了提高学生的学习积极性，我们作了如下创新。

1. 注重电磁场仿真软件的应用

目前仿真专业软件AnsoftHFSS比较流行，可分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场，可直接得到传播常数、特征阻抗、S参数及辐射场、天线方向图等结果，功能极其强大。在教学实践中，教师要注意介绍和引入该软件的应用内容，提高了学生的兴趣。

2. 开设综合设计性实验

以前大部分都是验证性实验，需要学生自由发挥的空间几乎没有，每次做实验就像“照着菜谱点菜”一样，按步就班地做，实验效果较差。为此，我们把实验内容进行了改革，开设了一些培养学生创新能力的综合性实验。

3. 改进和规范实验报告写法

以前学生写实验报告就是直接抄写指导书上的内容，全班同学的报告基本都一样。这种现象必然导致他们不重视实验报告，报告质量差。现在我们要求学生重点突出实验分析。首先把实验中用到的知识原理归纳总结，做到条理化，记录并深入分析实验现象，借助相关资料就实验现象进行深入研究，寻求科学合理的解释。这样能培养学生透过实验现象看本质的本领。

4. 实验课中进行设问

实验教学中的设问可引导学生带着问题去研究思考，去实践，能提高他们的实验主动性。可以是老师设问学生回答，也可以是学生设问老师或其他学生回答。老师要对积极参与并能正确回答问题的学生给予表扬，并在实验考核成绩上有所体现。对积极思考并能提出有意义有代表性问题的学生也要给予表扬和适当加分。

5. 调动实验指导教师的积极性，加大实验室开放力度

对于那些学有余力和动手能力强的学生，在完成理论学习和大纲规定的必做实验项目后，可在实验室里给他们安排一些内容稍难的选做实验，培养他们的实践动手能力和创新能力，达到因材施教的效果。

6. 鼓励学生参与教师的科研项目，成立科研创新小组

按照学生自愿的原则，在老师的引导下组建科研创新小组，紧密结合《电磁场与电磁波》理论知识，定期开展大学生科技创新活动。鼓励学生利用课余时间来实验室或研究所，同老师一起做科研，经过一年或两年的科研实践，他们的业务知识、动手能力，以及创新创业素质均有大幅度提高。实践证明，这项措施成效非常显著。

7. 毕业设计中拟定和电磁场与电磁波课程相关的课题

教师要指导学生制作实物，并要求学生熟练掌握相关软件的运用，这样有助于启发学生对本课程内容的深层次思考，达到融会贯通的目的，培养他们的创造性思维和实践的能力，全面提高学生的专业素质。

（四）以科研活动为载体推进创新与创业教育

创新教育是一种高层次的素质教育，创新型人才除了具有开拓创新精神和团结协作精神外，还应具有很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力。学生参与科学研究是有效提高学生创新能力的一个重要环节。让同学们以“大工程”的眼光来参加科研活动，不仅仅是让学生所学的专业知识与现场的具体实践相结合，还要让学生在以真实世界为广阔背景的实践活动中了解“现代工程师”所面临的方方面面问题。

学生参与科研可有两种方式：一种是学生参加教师科研项目的研究工作。例如，华北科技学院信息与控制技术研究所课题组在做“煤矿井下大容量铅酸蓄电池智能充电器装置的研制”项目过程中，有十多名高年级学生参加了科研项目。通过该项目的科研实践，他们的创新与创业能力有了极大提高，提高了就业率和考研的被录取率。

另一种是学生根据社会实际需要提出项目研究方案，学校经过评审后给予一定的经费资助，同时他们可参加全国性的电子设计大赛。2009年华北科技学院在全国大学生电子设计大赛中就取得了可喜成绩，有3名学生获得一等奖，3名学生获得优秀奖。

以高校学科为依托，集产学研于一体，采用校企结合、联合培养的模式，形成创新人才培养的良性循环。如华北科技学院于2006年建成了“煤矿安全生产监控实训基地”，为教师和学生开展科研提供了一个良好的基地。

二、结语

针对《电磁场与电磁波》课程教学现状及存在的不足，从理论教学、实践教学、科研促教学等几方面入手进行了一系列改革与创新，并取得了较好的教学效果，提高了学生的创新创业素质。在我国高等教育强势发展的今天，提高教学质量是重中之重，而提高教学质量的途径是优化课程体系与进行教学改革。提高教学质量是无止境的，教学改革也是无止境的，而教学改革的核心是创新。我们在教学改革创新方面虽取得了一定的成绩，但仍需在实践中不断探索与创新，不断提高教学水平，提高学生的创新与创业素质。

参考文献：

[1]田秀荣，桂志国.电磁场与电磁波课程教学改革探索[J].安徽理工大学学报，2010，27(1):137-139.

篇12

电磁学作为物理教育专业的一门重要专业基础课程，为光学、电动力学、电工学、原子与分子物理等后续课程奠定基础。电磁学承接了力学中关于物体的受力、做功、运动规律等内容的分析，同时也增加了对“场”这一抽象概念的处理，需要有较扎实的高等数学知识并能灵活运用高等数学处理问题的方法，同时它又具有较强基础性和应用性，学生普遍反映电磁学难懂难学。分析其中原因并设法解决，才能提高学生学习的积极性，改善学习效果，从而达到提高教学质量的目的。通过不断摸索，发现学生学习电磁学过程中存在困难，主要集中在以下几个原因，现对其进行逐个分析并探讨解决的办法。

1对课程重要性认识不足

“兴趣是最好的老师”，若理论学习脱离了实际，一味进行枯燥乏味的理论推算，对学习该门课程的重要性不明确，不了解该学科的历史背景、现实应用，难以提高学生的学习兴趣。物理学是一门实用性很强的自然科学，电磁学作为其中的重要分支学科，在工业生产、生活、医疗、科研及国防建设诸方面均有广泛应用，对当代社会发展起到至关重要的作用。[1]在介绍教学内容的过程中，可适当融入物理学史的内容：通过库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等对电磁学作出了重大贡献的伟大科学家的事迹，了解他们的科学研究历程，学习他们崇尚理性、勇于探索、锲而不舍的科学精神。麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹实验发现电磁波，马可尼发明电报，推动着人类通讯发展进入崭新的阶段。从直流发电机的发明到交流发电机的广泛应用，为人类提供了将其他能源转换为便于储存运输的电能的途径，电力的广泛应用推动人类社会进入电气时代。[2]在涉及具体知识点的教学活动中，也可适时联系在生活、生产等方面的应用实例，如介绍静电屏蔽这一知识点时，引入电工工作服的使用原理，并让学生查找其他类似应用实例；又如学习电介质的极化时，插入微波炉的工作原理、使用过程中的禁忌及其原因等，增加生活常识。如此将理论联系实际，特别是日常生活熟悉的例子，学以致用，有助于提高学生学习的兴趣。此外，结合物理教育专业的就业方向，联系《新课标》对电磁学内容的要求，分析近年高考理综卷中电磁学所占的比例，介绍近年高考电磁学的热门考点、考试题型，比如带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动类题型是近年高考理综物理卷中的常客，对电路的分析或常见仪表的结构、使用也是常见考题。这样既可强化其专业意识，也可提高学生对电磁学的重视程度，增加学习动力。

2高等数学知识准备不足

电磁学难学还在于这门课程对高等数学的要求高，需要掌握微积分、矢量运算、线性代数、坐标系转换等多项内容，其中高等数学微积分是处理大学物理各门专业课程最基本的数学工具，如果学生没有较好地掌握这部分内容，将增加专业学习的难度。因此有必要在教学过程中让学生明确高等数学的重要性，引导学生打下扎实的高等数学基础。在学习电磁学的同时，部分高等数学内容的学习却未能及时跟进。比如在电磁学第一章就要求运用多重积分计算电场强度和电场强度通量，但二重积分、三重积分的学习都要等到下半学期才能进行，学生在处理相关问题时倍感吃力。在电磁学中涉及各种对称性问题的处理，不同对称特点的问题需要用适当的坐标系，使处理问题更加简便。如当带电体具有球状或半球状外形时，若用叠加原理计算电场强度，选用球坐标会使问题的处理更为便捷。在处理这类问题时同样面临相关高等数学知识尚未学习的难题，解决办法通常有以下几种。方法一：调整培养方案，将电磁学课程开设时间往后延。但若采用这种方法，仅能解决电磁学一门课程的问题，却会影响光学、电动力学等后续课程的学习，因此这种方法难以被采纳。方法二：在教学过程中补充尚未学习但需要用到的高等数学知识。但这样会占用一些理论教学课时，增加教学难度，需要教师能处理好教学课时安排，较好地掌控教学进度。方法三：通过物理思想简化数学计算。如运用叠加原理处理电场问题时，若已知线电荷电场的分布，把面电荷看成线电荷的集合，同理也可把体电荷分解为面电荷的叠加，便于将多重积分替换为一重积分，降低计算难度。方法四：用几何的方法，尽量把积分变量变成角变量，进行三角函数积分，将数学计算化繁为简。[3]方法五：场的分布具有一定的对称性时，尽量用高斯定理或安培环路定理解决问题。如常见的求解具有轴对称、面对称、球对称等对称性的静电场电场强度时，采用静电场的高斯定理可以避免多重积分和坐标系的选取问题。即使学生已经进行了相关高等数学知识的学习，但如何灵活运用高等数学工具解决各种电磁学问题仍是个难题。如微积分的运用，学生先要熟悉电磁学的定理、定律，根据给定条件建立微分式或积分式乃至微分方程或积分方程，还要根据物理过程的给定条件确定初始条件和积分上下限，物理专业知识与高等数学工具双管齐下方能求解出结果。因此，在教学过程中教师有必要多做示范、练习数学知识在物理学上的应用，让学生经过反复练习找出规律，直至达到熟能生巧的程度。[4]

3对课程内容结构认识不足

电磁学内容抽象繁多，题型灵活多变，若对课程整体内容没有深入了解，容易望而生畏。纵观电磁学的主要教学内容，分为“场”和“路”这两大块内容，而“路”即电路部分将在后续的电工学等课程里作进一步的学习，因此应将教学重点放在“场”即电磁场这部分。按照惯例，通常遵循静电场——>稳衡磁场——>变化的电磁场这样的教学次序，静电场与稳衡磁场不管是在概念、定理定律等内容结构方面，还是处理问题的思想方法都有惊人的相似之处。在教学过程中采用对称性分析，在学习静电场的基础上，对比学习稳恒磁场，分析两种场的异同，可提高学习效率，达到事半功倍的效果。

4电磁学处理问题的基本方法和思路不明确

同其他学科一样，电磁学有具有其自身特点的处理问题的基本方法和思路，掌握这些基本方法和思路对学好电磁学极为重要。电磁学处理问题的基本方法比较固定，以静电场和稳衡磁场为例，静电场的常用计算方法有三种：利用库仑定律、电场强度定义和电场叠加原理计算，原则上可以计算任意静电场，但计算通常较繁琐；利用高斯定理计算，需电场具有某些对称性才方便计算；利用场强与电势的微分关系计算。静电场分真空中、有导体时和有电介质时三种情况，计算真空中的情况最为简单，有导体时需考虑静电感应效应，有电介质时则需考虑极化效应。稳衡磁场分真空中、有磁介质时的情况，计算稳恒磁场的常用方法有：利用毕-萨定律和磁场叠加原理计算，原则上可以计算任意恒定电流分布产生的磁场；利用安培环路定律计算，需磁场分布具有一定的对称性才便于计算。采用不同的处理方法时对应不同的解决问题的思路，如用上述第一种方法计算稳恒磁场时的基本思路通常是这样。第一步：将各种电流分布分割为电流元；第二步：利用毕-萨定律和磁场叠加原理建立积分式，并根据已知条件设定积分上下限；第三步：计算积分结果。为简化计算，第一步也可作适当的调整，如将旋转的带电圆盘分割为带电圆环，无限长通电圆柱面可分割成无限长通电直导线，大大降低积分难度。如用安培环路定理解决问题的基本思路则为：第一步，对称性分析；第二步，选取合适的积分环路；第三步，根据安培环路定理建立积分方程；第四步，求解方程。其中前两步最为关键。[5]掌握了解决问题的基本方法和思路，才能自如应对千变万化的问题。教学过程中不妨先教会学生部分基本方法和思路并通过练习不断熟悉，再引导学生学会自己摸索和总结，让学生掌握知识点的同时更重视掌握基本方法和思路，培养良好的学习方式。学生才是学习的主体，高校强调学生学习的自主性，造成电磁学难教难学问题还有其他多方面的原因，但解决问题的根本在于培养和激发学生学习的主观能动性，让学生乐学并有信心学好电磁学。通过教学实践，解决上述几个问题可有效改善学习效果，同时也在不增加学习难度的基础上扩大知识面，有助于物理教育专业学生更好地适应今后的学习和工作。

参考文献：

[1]杨凡。《电磁学》课程教学改革探讨[J]。绵阳师范学院学报(自然科学版)，2011，30（5）：133~136。

[2]宋德生，李国栋。电磁学发展史[M]。广西人民出版社，1987，4。

[3]马文蔚。物理学（上）[M]。高等教育出版社，2012，12。