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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。
2.1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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进入新世纪以后，我国高等教育事业迅速发展，大学物理课程的教学理念、内容、方法等都要适应教育改革的新形式。物理教师的任务就是探索如何在新形势下，教好大学物理这门课，以适应21世纪对高素质人才的科学素质的需要[1]。教师在教学实践过程中应不断学习，拓宽自己的知识面，精心设计探究性课题，确立学生的主体地位，通过多样化的教学方式，增强学生独立思考能力，主动获取知识、应用知识、解决实际问题[2]。教学设计是指教师依据教育教学理论、教学艺术原理，为了达到某阶段教学目标，根据学生的认知结构，对教学目标、教学内容、教学组织形式、教学方法和需要使用的教学手段进行的策划[3]。下面以《电磁感应定律》一节为例，谈谈笔者在这方面的做法。
1 教学任务分析
教材依据：《物理学》（高等教育出版社，马文蔚，第五版）。
教学内容：第八章第一节《电磁感应定律》。
教学对象：本科学生。
教学时间：45分钟。
本课题是大学物理中电磁感应部分的一个重要内容，是学习后续内容的前提和基础，也是统领第八章的纲要。
2 学情分析
学生已学习了《静电场》与《稳恒磁场》的内容，为本节课的学习奠定了理论基础。中学楞次定律的学习，便于学生理解电磁感应定律数学表达式中“-”的具体物理意义。
3 教学目标
知识目标：理解产生电磁感应现象的条件；掌握电磁感应定律的内容；了解电磁感应定律的应用。
能力目标：增强学生探究的兴趣，培养学生严谨的物理思维方法，提高学生运用电磁感应定律分析问题解决实际问题的能力。
情感目标：通过三峡水电站的介绍，增强学生们的民族自信心和自豪感。
4 教学重难点分析
重点：电磁感应定律内容的理解。
难点：电磁感应定律的应用。
5 教学内容及设计
5.1 引入新课
由诗词《水调歌头·游泳》诗句“截断巫山云雨，高峡出平湖”引入，图片展示三峡水电站，提出问题：为什么水轮发电机定子直径如此大，而工业用电都是交流电，发电机到底如何发电？
设计意图：创设情境，提问引导学生思考，激发学生学习本次课的兴趣，增强学生们的民族自信心和自豪感。
5.2 新课教学
5.2.1 引言
1820年奥斯特发现电流磁效应；
1831年8月，法拉第通过一系列的实验发现了“磁生电”现象；
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化着的电流、变化着的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
设计意图：通过物理学史，介绍科学家探索磁生电的过程，使学生体会科学发现的不易，进入本节课教学。并设疑：在现在我们看来，法拉第总结的这五种类型都是引起了某一个物理量的变化，具体是哪个物理量呢？下面就来研究一下电磁感应现象，探究一下磁生电的条件。
5.2.2 电磁感应现象
实验演示和Flash展示磁生电的实验，学生观察实验现象，采用启发式的教学方式，引导学生分析演示实验，加强师生之间的互动交流，探究并讨论产生感应电流的条件。
【实验一】条形磁铁插入、拔出线圈（实验演示）。
实验一
提问：电流计指针是否偏转，偏转方向如何？快速慢速移动条形磁铁，电流计偏转幅度差异？
答：电流计指针有偏转，说明线圈回路产生了电流，虽然线圈回路面积S没变，但穿过线圈回路的磁场的磁感强度B发生了变化，即S不变，B变；电流计偏转方向不同，说明电流流向与磁场变大变小有关；快速移动条形磁铁幅度大，慢速幅度小，说明电流大小与磁场变化率有关。
引导：是不是磁场不变，就不会产生电流呢？
【实验二】处于U形磁铁磁场中的导体棒移动（实验演示）。
实验二
提问：磁场发生变化没有？是什么原因在导体棒回路里产生了电流？
答：U形磁铁产生的是恒定磁场，磁场没变，但处于磁场中的导体回路的面积发生了变化也会产生电，即S变，B不变。
引导：是不是磁场不变，回路面积不变，就不会产生电了呢？
【实验三】处于恒定磁场中的矩形线圈转动（Flash展示）。
实验三
分析：磁场不变，处于磁场中的线圈回路面积没变，但发现白炽灯在线圈转动时时亮时灭，说明有电流产生，此时磁场方向与面积方向的夹角发生变化，即B、S都不变，B、S夹角变。
引导：处于磁场中的导体回路B、S、中任何一个物理量发生变化都会在导体回路中产生电流？那B、S、所确定的物理量是什么呢？
结论：通过一个闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因引起的，回路中就有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。回路中的电流叫做感应电流，回路中的电动势叫做感应电动势。
承上启下：电磁感应现象的本质是产生了感应电动势，那感应电动势的大小方向如何？
5.2.3 法拉第电磁感应定律
从前面演示实验启发学生思考：感应电动势与磁通量的变化的关系，同时引出电磁感应定律的内容。本节课的重点是电磁感应定律，予于详细阐述。
5.2.3.1 内容
当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与穿过回路的磁通量对时间变化率的负值成正比。
此公式不仅给出了感应电动势大小计算还可以用来计算感应电动势的方向。
①感应电动势大小：磁通量对时间变化率的绝对值。
②感应电动势方向：设回路的绕行方向，按右手螺旋法则定出回路所包围面积的正法线方向；根据磁通量的定义确定其正负；将磁通量代入电磁感应定律的数学表达式，计算电动势的数值。若电动势是正值，电动势方向与绕行方向相同，负值则相反。
引入中学知识楞次定律，加深对公式中“-”物理意义的理解。举例说明感应电动势方向的判断方法。
5.2.3.2 讨论
拓展讨论，多匝线圈的感应电动势，闭合回路感应电流、感应电荷的计算。引导学生根据所学知识解决新问题。
①若回路由N匝线圈串联
②感应电流
③感应电荷
5.2.3.3 例题讨论：交流发电机原理
通过例题，Flash展示交流发电机原理，利用法拉第电磁感应定律解释课前提出的三峡水电站的相关问题。
5.2.4 应用
理论联系实际，采用图片、动画、视频展示应用实例：动圈式话筒、金属探测器、电磁炉和感应淬火，开阔学生视野和知识面，从而突破难点。
5.3 小结
主要结论多媒体显示，概括归纳，使知识系统化，便于学生理解和记忆。
5.4 谈论与拓展
直观实例，提问思考问题：信鸽如何实现导航，拓展培养学生查阅相关资料，学以致用的能力。
5.5 作业
布置作业使学生对本节所学知识点的学习得到巩固与加强。
6 教学总结
通过对大物理教材和高中物理课程教材的分析，本节课的设计使得教学内容紧密联系实际。教师一方面采用传统实验演示，一方面充分利用各种现代教学技术手段，全面整合文本形式、动画、图片以及视频等各类型教学资源，引导学生进行分析推导，发挥学生的主观能动性，培养了学生分析能力和利用所学知识解决实际问题的能力。通过对电磁感应在实际工程中的应用的介绍，锻炼了学生发散性思维能力。
注：此为作者在长江大学第五届青年教师讲课比赛获一等奖的教案设计。
参考文献：
[1]马文蔚.物理学（第五版）上册[M].高等教育出版社，2010：296-300.
[2]张晴.劈尖干涉教学设计案例[J].教学探索与实践杂志，2010，（12）：128-130.
[3]朱美健，张军朋.谈物理课堂教学设计[J].物理教学探讨，2007，（8）：7-9.
作者简介：黄海（1980-），男，湖北荆州人，硕士，讲师，主要从事大学物理教学工作，长江大学物理科学与技术学院，湖北荆州 424023
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一、引言
“大学物理”是我国高等院校理工科类非物理专业的必修基础课，其主要目的是为后续的专业课学习打下基础。“电磁场与电磁波” 是高等院校电子类和通信类专业的重要专业基础课程，主要学习电磁场与电磁波的基本属性、运动规律及相应工程应用等内容，但前期基础就是“大学物理.电磁学”（后简称“电磁学”）的核心内容，但在知识内容的深度、广度及实用性方面都有加深和拓展，同时也存在内容重叠的部分。为了避免“电磁场与电磁波”在教学过程中与“电磁学”中知识内容的重复，让学生更好地学好“电磁场与电磁波”课程的核心内容，应分析 “电磁学”与“电磁场与电磁波”的区别，并规划好二者的教学衔接问题，提高教学效率，保证教学质量。
二、教学衔接问题
“电磁场与电磁波”与“电磁学”这两门课程从内容上来看都会涉及到电磁运动基本理论和电磁波相关理论，从研究的对象来看，本质区别不大。但是由于它们在教学目标上的区别，导致教学内容上也存在很大的差异，因此我们应在教学方法、教学重点和教学思路上区别对待，并做好教学衔接，提高教学效率，改善教学效果。
1.教学目标的衔接。“电磁学”课程一般在大学一年级开设，其作为一门通识性基础课程，主要对电场、磁场、电磁波的基本概念、基本规律和基本方法进行学习和理解，为学生以后专业课程的学习打下坚实的基础。“电磁场与电磁波”是工科类高校电子工程、信息工程、通信工程等专业学生的必修课程，是信息技术的理论基础，是电子信息大类专业学生的基础知识部分。在课程定位上，其作为专业基础课，将为后续“微波技术”“射频通信电路”“电信传输理论”等专业课的学习奠定基础。因此，相对于“电磁学”这门公共基础课而言，其教学目标不同。通过该课程的学习，让学生建立电磁场的概念，认识电磁场的物质性，掌握电磁场运动的基本规律，理解麦克斯韦方程的表达形式及其物理意义，并让学生掌握一些典型电磁场问题的数学建模与求解，使学生能够用“场”的观点去思考、分析和计算一些简单的电磁场基本问题。这将对学生的数学功底、逻辑推理、理性思维能力有一定的拓展。可以说，两门课程在教学目标上是一个由低到高的层次递进关系。
2.教学内容的衔接。从教学内容上看，“电磁学”课程介绍了静电场的基本性质、稳恒磁场的基本规律、电磁感应的基本规律，并简单地引出麦克斯韦方程组，至于时变电磁场、平面电磁波、传输线、波导、天线等问题均未涉及。故它只是从“静态”的观点对电磁场的基本问题进行讲解，使学生从整体上对电磁场有一个初步认识。而“电磁场与电磁波”作为电子信息大类专业不可或缺的专业基础课，内容丰富的同时，难度也有所增加。它包括“电磁场”与“电磁波”两大部分的核心内容。“电磁场”部分是在“电磁学”课程的基础上，运用矢量分析描述静电场、恒定电流场和静磁场的基本物理概念，在总结基本实验定律的基础上给出时变电磁场的基本规律，引出边界条件，学习静电场问题的求解方法，如镜像法、分离变量法等。“电磁波”部分主要介绍电磁波在真空和介质中的传播规律以及天线的基本理论。具体内容包括平面电磁波、传输线理论、导行电磁波以及电磁波辐射等部分。即这部分内容主要从“动态”角度描述和分析电磁波。可见，在教学内容上，“电磁场与电磁波”课程相对于“电磁学”课程不是简单的重复，而是知识体系的递进关系。
3.教学方法的衔接。“电磁学”课程的知识相对简单，很多概念和规律都是在实验基础上，通过学生的感性认识后抽象出物理模型而建立起来的。而“电磁场与电磁波”课程却侧重于利用矢量分析和场论等数学工具，对物理模型所满足的物理规律进行严格的理论推导，得出合理的结论，形成完整的理论知识体系。因此，在教学中我们应该有意识地引导学生从“形象思维”向“抽象思维”转变与过渡，引导他们通过理性的思考、严密的分析、逻辑的推理来学习和理解电磁波传播的内在规律。在理论学习的同时，辅助以一些仿真（HFSS、CST、MATLAB等）和演示验证性实验，加强对电磁波现象和规律的理解。这样才能在教学方法上对两门课程进行良好的衔接，改善教学效果。
三、结语
本文从教学目标、教学内容、教学方法上分析“电磁场与电磁波”与“电磁学”两门课程的区别，找出它们之间的切入点，在教学过程中对两门课程进行良好的衔接、承前启后，使学生在知识上自然过渡，树立学习的信心，提高“电磁场与电磁波”课程的教学效率， 保证课程的教学质量，具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]许琰，杨爽. 对大学物理教学改革的探索[J]. 教育教学论坛，2014，（1）：49-51.
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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：
[1]普通高中物理课程标准
[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.
[5]徐静.普通高中物理课程内容与大学物理课程内容的适切性研究[D].西南大学，2007
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1.3教学内容和教学进度的不同从教学内容来讲，中学物理量少，概念、原理、规律简单，对物理基本概念和基本定律只有初步浅层的认识，而大学物理涉及的知识量大，概念、原理多且相对复杂，对物理基本规律和物理基本定律要求更多的是掌握其本质和内涵。从教学进度上讲，中学物理讲的较慢，每个概念，每个公式，每个原理教师会进行全面详细讲解，每一个知识点教师都会讲透讲精，讲课重点放在解题技巧的应试训练上，教师会给学生总结题型，归纳方法，并督促学生为了高考不断学习，学生的学多是跟着教师按部就班。而大学物理教学内容量大，而教学时数非常有限，进度快，教师讲课一般都只着重把握知识整体框架，讲清思路，注重理论性、系统性，不象中学那样讲得精细全面。对于解题方法有总结归纳，但习题课的次数较少，学生运用所学知识解决问题的能力较弱，对习惯于被安排、缺乏学习主动性的中学生，就很难在短时间内适应大学教学过程。
1.4学生学习方法的不同中学生一般课前不预习，课后也很少翻阅知识辅导书,只要课堂上跟着老师听课，课余时间除了完成老师布置的作业外，就是作大量的习题,实行题海战术，重复熟练程度高，认为学好物理的标准就是多做题，解难题，学生自主接受新知识的能力较差，不善于提问题，对教师的依赖性较强。而大学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上抓住重点、难点，做好课堂笔记,课后要翻阅大量课外资料，对所学知识要融会贯通，及时复结，做的题目不在多,而在精，要学会自学，善于提出问题，要有比较强的学习主体意识。中学物理由于数学知识的欠缺，很多物理概念、规律都是直接给出，没有经过推导，这就决定了中学生接受物理知识的方式主要靠记忆，而大学由于有了高等数学、矢量代数、数理统计等工具，物理概念、物理规律大多可以做详尽的推理，因而大学物理学习概念更注重概念的理解和掌握，物理过程的分析和论证。
2如何做好大学物理和中学物理教学的衔接
2.1循序渐进，适当放慢教学进度学生已习惯于中学教学慢节奏,少容量，讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏,大容量的教学,学生一下子不能适应，这不仅影响了大学物理的教学效果,同时也会挫伤学生学习物理的积极性。所以，我们在教学过程中最初应适当放慢教学进度，使学生逐渐适应，慢慢逐步进入正常的教学进度，从而达到让学生适应大学的教学进度，学会大学的学习方法。
2.2通过物理绪论课灌输大学物理的重要性大学教师应充分考虑大学物理和中学物理的区别,从一开始就让学生明白大学物理和中学物理在研究对象、研究内容、学习方法等方面有许多的不同，让学生知道大学物理不是中学物理的简单重复。同时我们在绪论课中，应介绍物理学的发展历史、物理学的发展现状和物理学的发展的未来展望，从而引起学生学习物理学的兴趣，另外对理工科学生来说，可以适当地给他们介绍物理学和自己未来的专业的联系，以提高他们学习物理的积极性，例如对我们纺织专业的学生，可适当介绍量子力学与纺织材料等、质点、刚体力学与纺织机械方面的关系。同时还应强调，大学物理的基础学科性质，学学物理不仅仅服务于后续的专业知识，更重要的是学会一种思维的方法、学习方法以及研究问题的方法。
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1 引言
比较是一切思维和理解的基础、是确定研究对象之间共同特征和相异特性的思维过程和方法。通过对事物相同和相异的比较、发现和揭示事物的内在本质。这种比较的方法不仅广泛地运用于物理学研究之中、也经常用于物理教学之中。各种物理现象和过程、物理概念和规律都可以通过比较确定它们的共同点和差异点。如果教师认真研究教材、把握教材特点，将比较的方法以对比的方式运用在物理教学中就能促使学生思考，在对比分析中达到深化概念、活化规律、开拓思维、培养能力的目的，一般来说物理教学中常用的对比方式有如下几种。
2 对比方式
2.1 正反对比
即对具有相反特性或对立倾向的物理现象规律进行对比。例如电磁学中的左右手定则，初学的同学的认识往往是模糊的，认为凡是要确定导体运动方向就用左手定则，凡是要确定电流方向就用右手定则，如果教师能及时引导学生对这两定则所对应的物理现象进行如下对比分析：虽然两定则中的四指指向，穿入手心方向，大姆指指向都表示同类物理量方向，但运用左手定则的物理现象是由于导体中有了电流在磁场中受磁场力作用而运动，而运用右手定则的电滋现象中，是由于导体作切割磁力线运动而产生电流。从因果关系上看，前者中电流是原因，导体受力而运动是结果；后者中导体运动是原因，产生的电流是结果。可见两者的原因和结果恰好相反。
2.2 辨异对比
即将相似、相近或相关的事物进行对比。
例如图1所示的作用力反作用力与平衡的二力。
图1
它们的相同点：大小相等、方向相反，作用在一条直线上。
它们的不同点：作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，同时产生同时消失，而平衡的二力作用在同一物体上，不一定同性质也不一定同时产生或同时消失。
2.3 求同对比
对不同的物理现象与过程进行对比分析，找出它们的共同本质和规律，确定解决问题的共同办法。例如下面三题：如图2所示。
图2
题1 图2（a）中，质量为M长为L的木块静止在光滑水平面上，一质量为m速度为ν0的子弹水平射入木块中，如果子弹所受阻力恒为f，欲使子弹不穿出木块，ν0必须满足什么条件？
题2 图2（b）中，质量为M长为L的平板小车静止在光滑水平面上，质量为m的滑块以初速ν0滑到小车上，如果滑块在小车上滑动时所受阻力恒为f，为使滑块不从小车上掉下来，ν0的最大值应为多少？
题3 图2（c）中光滑水平轨道上有两个半径为r的小球，当球心间距离大于L（L比2r大得多）时，两球之间无作用力，当两球之间距离小于或等于L时，两球之间存在着恒定斥力。设质量为m的球以速度ν0沿两球连心线向原来静止的M球运动，欲使两球不发生碰撞，ν0必须满足什么条件？
上述三题所给出的实物装置条件不同，相互作用力性质也不一样，但仔细对三题一一对比分析就会发现许多共同点：①相互作用力形式表现为推斥且恒定不变，②质量为m的物体作匀减速运动，质量为M的物体作匀加速运动，③系统动量守恒。④临界条件一样。m与M的速度相同。综合起来可以看到三题形异质同，因而解题方法和步骤完全相同，即求解题1的方法可以平移到题2和题3的求解过程中来。在习题教学中经常进行这样的对比分析，对习题进行形质归类，于异中求同，既能产生举一反三、触类旁通、提高解题速度之效果，又可培养学生分析和综合问题的能力。
2.4 相似对比
即对不同类事物进行分析综合，比较出它们的类似特点，从而为认识和解决新物理问题找到可以借鉴的类似方法。
物理量的比值定义在中专物理中随处可见如密度、压强、功率、加速度、电阻、电场强度、磁感应强度等……。在教学中大量使用物理量前后对比讲授，既有利于新概念的引入，又加深了对旧概念的认识。特别是在总复习时进行归类对比分析，还能逐步总结出这类物理量的共性，这类概念均是用其它两个或两个以上的物理量的比值来描述，它们本身又不依赖于这些相关量的大小，只存在量度关系，不存在因果关系。许多物理现象虽然其本质不同，但有着类似的变化过程和规律，如静电场与重力场、电磁振荡与单摆、分子势能与弹性势能、光波的干涉和机械波的干涉，电容器与柱形水容器，在教学中借助同学们熟悉的类似知识进行新概念和新规律的讲授，就好像带着学生故地重游一样，从旧入新，以旧带新，这样的教学一定会轻松自然，收到事半功倍之效。
2.5 顺逆对比
即对物理过程的顺逆，思维过程的顺逆，解题方法的顺逆进行对比，使学生在分析和解决问题时思维流程自由地进行顺逆回环，增强逆向思维能力。例如竖直上抛与自由落体运动，理想气体状态可逆变化，物质三态相互转化，透镜成像时物像共轭，又如物理学家奥斯特在发现“电生磁”后自然地进行逆向设想“磁生电”，麦克斯韦由“变化的磁场产生电场”逆向联想到“变化的电场产生磁场”。力的分解与合成，运动的合成与分解，凸透镜成像中物像位置互换等一些由因导果，或执果索因，由正到逆或反逆为正，正逆交替的思维方法和过程。
2.6 一般与特殊对比
物理知识常常既具有一般规律，又存在某种特殊性。通过两者对比明确特殊与一般的关系，由特殊归纳到一般，或由一般演绎到特殊使学生深刻认识到事物矛盾的普遍性或特殊性的辩证关系。例如能量转换和守恒较为一般的一般规律与各种特殊情形下的功能原理的关系如图3所示为若干个物体组成的能量系统，W表示外界对系统作功，Q表示外界给系统传热。Ek表示系统内各物体动能总和，Ep表示系统内各物体间势能总和，E内表示系统内各物体的内能总和。
3 结语
本文是在自己的物理教学过程中，总结的几种对比教学方法，在实际应用中使学生对物理概念的理解更加准确，解题更加快捷，提高了学习兴趣和学习效率，深受学生欢迎。
参考资料：
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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：
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1.3考评方式单一本校大学物理的考评方式基本是采用期末成绩为主，平时出勤和作业为辅的的方式.学生学部分还是以应试为向导，学习被动，没有深入领会到物理的奥妙.
2改革方向
为了解决教学中遇到的这些问题，针对独立学院特色，大学物理改革可以从以下几方面入手.
2.1不同专业区分对待，应制定不同的教学大纲大学物理涵盖的内容是非常广泛的，包括力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理等五篇，如果要全部授予学生，学时往往不够，而且只授予学生点滴皮毛知识而已.教师应该深入各系进行调研，了解不同专业的需求.教学中做到心中有数，有针对性的授课.让学生深刻认识到大学物理有本专业的特色，为他以后的专业课学习以及之后的工作有所准备.比如对于机械类专业，跟物理紧密相关的专业课程有“理论力学”“结构力学”“工程力学”等，对于他们大学物理教授时应重点放在力学和热学篇章，如质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量、刚体定轴转动、机械振动、热学等.教师在授课时就应该多注重力学的分析和计算，并且多举一些跟专业相关的例子，如飞轮、皮带轮、滑轮的转动问题，桥梁结构的承重、钢架的频率和周期等.而对于电子信息类专业，后续的专业课程里“电路分析”“电子技术”跟物理关联较大，对于他们大学物理教授时应重点放在电磁学篇章，并多介绍相关的科研新进展，以增强学生对大学物理的兴趣.同时，增设电磁波的知识点并将其作为重点介绍，为后续专业课程电磁场与电磁波做好准备.
2.2物理理论与实验教学结合大学物理是一门实验性的科学，很多物理定律都是实验总结得到的.但是很多学校的大学物理理论课和实验课是分开设置的两门课，由不同的教研室不同的老师教授.这样的教学就有可能使得理论和实验相脱节.应该加强理论课和实验课的统一，或者直接由同一部门来授课.有些比较复杂的实验在实验室操作，而有些仪器比较简单的实验可以直接搬到教室穿插在理论课上进行演示.建议可以学习麻省理工学院的WalterLewin教授在公开课《电和磁》课上的的授课方式，用直观的实验来演示复杂深刻的物理原理，使得课程具有启发性和趣味性.比如，静电屏蔽、光的偏振、驻波等都可以穿插在理论课上进行演示.这样不仅可以化抽象为具体，学生亲眼看到，甚至亲自参与验证，对定理的理解会更加深刻，同时可以提高学生的学习兴趣，激发他们的科研兴趣，培养创新意识.
2.3将物理理论和现实生活和社会实际结合起来物理学并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起来的学科，它反映的是自然界万物的规律，是一门和生活息息相关的学科.物理课程改革要强调“从生活走向物理，从物理走向社会”，即注重与社会实际和生活实际相联系.而物理教师就可以起到这个桥梁的作用，教师在上课时，要特别注意将物理内容和实际生活的应用联系起来介绍，激发学生学习兴趣.比如，讲到涡流时，就可以举电磁炉、涡流探伤、探测金属（安检、扫雷）等例子；讲到角动量守恒定律的应用时，就可以举跳水运动员空中翻转、花样滑冰运动员旋转、舞蹈演员旋转等例子；讲到热学循环时，就可以介绍冰箱、空调的工作原理等.把物理理论知识跟生活社会实际结合起来，学生能够深切体会到物理是一门很有用的学科，变被动接受知识为主动学习.
2.4考评多样化，注重素质教育对学生大学物理课程的考评单纯采用平时作业和期末考试的形式的话，不能完全反映学生对物理知识的掌握和应用程度，这种考核方法不适应素质教育的要求.比较全面而科学的评价标准应该包括对知识的理解、应用和创新.教师可在传统考核方式的基础上增设其他比较开放、灵活的考核方式，比如李元杰推荐的数字物理教学方法。可根据学生专业特点在开学初开设一些小课题或者小应用公布给学生选做，学生可以自由组队选题，也可以个人单独选题.让学生自己检索资料、分析原理，并以科技论文或课件的形式在课上跟大家回报分享和讨论，有些模型还可以做成动画的形式演示出来给大家看.这样不仅可以开阔学生的视野和思路，也能培养学生自学能力、科研能力和创新能力.这样的考核方式还可以让师生很好的互动起来，并让学生充分参与到课堂教学上来，同时锻炼了他们的团队协作精神和社会实践能力.课题的成果最终计入本门课程总成绩中，教师评价的话也可以灵活一点，直接让全班学生现场评分.
2.5成立物理兴趣小组大学物理作为一门公共课，一般都是大班授课，很多学生有问题也很难全部在课上反应给老师，师生互动也会受到限制.为了解决这个问题，可以在班里或者整个学校内成立物理兴趣小组，也可以建立相关的物理网站和论坛，大家可以聚在一起或者在论坛上讨论问题，各抒己见.老师可以定期参与到兴趣小组的讨论中，并随时到物理论坛上跟同学交流讨论.同时还可以把课件、题库、演示实验、上课视频、物理学史介绍等资料上传到网上，还可以设置网上辅导、在线提问等模块，以弥补课上教学课时的限制，同时扩充大家的视野，拉近师生距离.只有当学生和老师之间建立起个人的直接联系的情况下———这时学生可以讨论概念、思考问题和讨论问题———才能达到最好的教学效果.
2.6承上启下大学物理教学要做到承上启下.所谓的承上，指的是要结合中学物理和高等数学的基础.首先要让学生理解大学物理不是中学物理的简单重复，大学物理比中学物理要更加广博，内容也更加深奥.教师在授课过程中，要与已经学过的中学物理内容联系起来，进行比较和区别，引导学生应用新的思维，采用新的方法来解决大学物理问题.其次要让学生明白高等数学与大学物理的密切联系，在大学物理授课之前，都要先了解学生的高等数学基础，对于高数基础比较薄弱的，还要适当的给他们补习高数的知识，特别是矢量代数和微积分运算.大学物理教学也要做到启下，即为学生后续的专业学习和工作服务，让学生认识到大学物理的意义所在.
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电与磁不仅是我们生活中常见的现象，也是物理学科中的一个重要组成部分。从初中开始我们就已经接触有关电与磁的基本概念，高中的时候我们研究一些电流、磁现象的基本规律以及一些基本的场问题，在大学物理的学习中，电与磁仍然是我们要深入研究的对象，电磁学和电动力学这两门课就是研究电磁场理论及其应用的。但相对于电动力学来说，电磁学所研究的对象和所需要的数学知识工具都比较简单，通过对电动力学和电磁学的教学研究以及对关联知识之间的思考，笔者认为以下几点对同学们学好电磁学和电动力学有很大帮助。
一、树立学科体系思想，注重知识间的横向和纵向联系
电动力学和电磁学两门课程所涉及的都是电与磁的理论基础。电磁学以处理稳态情况为主要内容，主要讲述电磁现象的主要概念和规律，可以说是对高中电磁知识的丰富和延伸；电动力学则是从麦克斯韦方程出发，讨论电磁场和电磁波的性质及其在各种条件（真空，介质）中的应用。两门课程既有独立性又相互渗透，内容上有深刻的联系，这为两门课程的关联学习创造了自然条件[1]。我们在学习的时候要注意知识间的横向和纵向联系，以便形成一个有条理的、层次分明的学习体系。
例如，在电磁学中学习静电场时有：高斯定理：静电场中任一闭合曲面的磁通量等于该曲面内电荷的代数和除以？着。[2]即■■・d■=■；环路定理：静电场沿任意一闭合曲线的环流为零，即■■・d■=0。在电动力学学习中，我们只要注重知识间的横向和纵向联系，就可以从静电场的高斯定理得到静电场的散度？荦・■=■；联系静电场的环路定理就可以得到静电场的旋度？荦×■=0。
在电磁学中学习恒定电流激发的磁场时有，磁场的高斯定理：■对任意闭合曲线的通量都为零，即■■・d■=0；安培环路定理：恒定磁■场对任意曲线L的环流满足■■・d■=？滋0I。而在电动力学学习中，我们又会利用磁场高斯定理来研究磁场的散度？荦・■=0；利用安培环路定理研究磁场的旋度？荦×■=？滋0■。
从这些基本规律之间的联系我们不难看出这两门课程之间的紧密关系，因此，在学习的时候要有目的地将电磁学和电动力学课程进行关联学习，要注意前后知识之间的联系，利用知识点之间的联系将两门课程形成一个有机整体，这样更容易将繁杂的电磁知识归类，有助于促进两门课程学习的相辅相成，在已有的基础上学习将更容易掌握有难度的知识点。
二、注重“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习方法
在学习电磁学内容和电动力学中的麦克斯韦方程组后，很多同学都认为麦克斯韦方程组就是综合库仑定律、安培定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律并补充了位移电流的效应后的结果，其实这种认识是不够确切的。如果你分别用库仑定律和麦克斯韦方程组去求解等速运动带电粒子的电磁场，就会发现所得两个结果是不一样的。这是因为库仑定律作为静电场的规律，其中既包含了电磁现象的普遍规律又有其自身的特殊性。所以在学习的过程中要注意各个规律的适用性。
在我们学习的过程中，我们通常都是从特殊情况开始学习的。因为特殊条件都是比较简单的情况，而一般现象就会比较复杂，就会涉及更多的变量。怎样才能从个别的、特殊的现象得到一般的、普遍的规律，这就需要我们对那些特殊的规律进行一分为二的透彻分析，既要明白定律的特殊之处在哪里，又要深刻理解其中蕴含的普遍意义。因为普遍性的东西就包含在一些特殊的情形中，而特殊规律虽然有其特殊地适用范围，但其中必然包含着一些普遍规律。通过认真分析，我们就要分辨出那些特殊定律中有哪些是特有的，哪些部分又具有普遍的意义。
下面我们就以电磁学中的基本方程――麦克斯韦方程为例进行分析。
？荦・■=■是适合静电场的库仑定律以及高斯定理导出的，反映的是电荷对电场作用的局域性质，空间某点领域上，场的散度只和该点上的电荷密度有关而和其他点的电荷分布无关，电荷只激发其邻近的场。由此可知，虽然库仑定律描述的场不适合普遍情况，但高斯定理所反映的电荷与电场线的定量关系却是普遍适用的，在一般的运动电荷情况下，局域关系？荦・■=■仍然成立[2]。
？荦×■=0是库仑定律下的电场对任意一条闭合回路求环量得来的，它证明了电场的无旋性，但在实践当中，我们可以发现无旋性只是适合静电场的情形，而在一般情况下的电场是有旋的。根据普遍的电磁感应定律可以得到有关一般电场的旋度关系？荦×■=-■。
？荦・■=0是在磁场稳定的情况下得出的，■来源于与之适合的恒定电流产生情况下的毕奥―萨伐尔定律，说明静磁场的散度为零。但实践证明，一般的磁场也有？荦・■=0，它是一个不仅适合特殊情形也适合普遍情况的公式。
？荦×■=？滋0■是在恒定情况下成立的，一般情况下是否适合呢？答案是否定的。将公式两边取散度，有？荦・（？荦×■）=？荦・？滋0■，因为？荦・（？荦×■）=0，所以？荦・■=0时，上述公式是成立的。然而对恒定电流来说有？荦・■=0，电流不是恒定的时候，根据电荷守恒定律得到的是？荦・■=-■，这说明公式的适用范围是有限的[3]。为将？荦・■=0推广，麦克斯韦引入了一个假设的物理量――位移电流■D。使在一般情况下也有？荦・（■+■D）=0，最终我们可以得到一般的表达式？荦×■=？滋0■+？滋0ε0■。
从以上这些例子不难看出，物理学中许多一般性的定理的产生，都是在不断总结特殊情况下的规律并加以修正而得出的。因此，我们在学习电磁知识的时候一定要注意把握“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习规律，这样才能更好地学习和理解物理世界的奥秘。
三、利用数学知识把握电磁学和电动力学的学习
矢量和标量是数学知识中很重要的概念，矢量代表的是有大小、有方向的量，标量代表的是数值的大小。标量和矢量可以构成标量场和矢量场。而电场和磁场也是通过场来对处于其中的物体进行作用的，且电场和磁场强度都是有大小有方向的量，所以电场和磁场就构成了矢量场。在学习电磁学和电动力学的时候我们都会用到矢量，如果我们能认真把握好矢量运算在两门课程之中的运用，对我们学习好电磁知识将会有很大的帮助。
例1：边长为a的立方体各个顶角上均放有一电量为q的点电荷，求各点电荷所激发的电场在立方体中心的总电势和总场强。
电势是标量，若以无穷远为零电势点，则每个点电荷在立方体中心的电势为U0=q/4πε×■a，由标量的性质可知，总电势为8U0；由矢量场的性质可知，每个点电荷在立方体中心O激发的电场都是矢量，O点的总场强就是将各点电荷在O点所激发的场强的矢量叠加起来，根据对称性，各矢量叠加后总场强为零。矢量分析作为解决电场和磁场问题的一个有效手段，在电磁学中用到的是比较基础的矢量加减、点乘、叉乘，在学习电动力学的时候，随着我们对电磁场问题研究的深入，我们需要了解更多的有关矢量场的特点。矢量场最重要的特点就是散度和旋度，将散度和旋度的概念引入电磁场就会得到许多新的且十分重要的电磁场的性质，对我们认识和学习电磁场有很大帮助。
例2：静电场的散度为？荦・■=■，根据散度的意义，我们可以从这个式子里边知道静电场是有源的，若是？荦・■=0，则可以说明该处没有电场线发出。静电场的旋度？荦×■=0，则说明在静电场的情况下电场没有涡旋状的结构。而任意由电流激发的磁场的散度都是？荦・■=0，则告诉我们电流激发的磁场都是无源的，任意一条磁感应线都是闭合曲线。
从许多的例子都不难看出，矢量分析对我们学习电磁知识有很大的帮助，好好利用矢量这一数学工具将使我们在学习电磁学和电动力学这两门课程的时候能更好地形成一条主线，更好地由浅入深地掌握电磁场的各种性质和运算。
参考文献：
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[3]曹昌祺.电动力学[M].第4版.北京：科学出版社出版，2008：310-316.
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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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一、引言
数学物理方程是人们对一些物理规律、物理过程和物理状态进行研究后归结出来的一些偏微分方程，是微积分学产生以后，在实践中产生并且不断向前发展的教学分支之一[1]。数理方程教学的直接目标是帮助学生掌握必要的数学知识和工具，为后续专业基础课和专业课作准备；其长远目标是训练学生的数学思维及运用数学工具解决实际问题的能力[2]。但该课程被公认为“老师难教、学生难学、作业难做”[3]，而且随着近几年新技术的发展与变化，各高校为了适应宽口径科技人才培养的需要，将这门课的课时进行了进一步压缩。因此，要保持教学内容和提高教学质量，任课教师迫切需要对教学手段进行改革。通过对数理方程以往教学情况的实际调研来看，学生们对这门课普遍感觉畏惧、难以产生兴趣。产生这种情绪的原因主要有两点：（1）数学推导很长、很多，例题比较抽象，过于陈旧，容易让人乏味。（2）不知道数理方程课对其专业学习到底有何作用，因此不愿多花精力，想混及格就行[3]。我们教研组经过研究和讨论认为，没有学不好或学不会的知识，只是学生的主观能动性还没有得到充分挖掘。因此，我们让学生自由组合成三人小组，指导他们结合专业方向设计能够用数理方程中三类典型偏微分方程进行数学建模的实际物理或者专业实验，然后进行相关物理量的测量、分析，同时进行数学模型的理论计算和计算机软件仿真等工作，并将其实验报告作为平时分重要参考。经过近两届学生的实践发现，该课程的通过率得到了极大提高，学生的反映也很积极，甚至让人惊喜，有些学生据此进一步参加了数学建模比赛、物理实验创新竞赛、大学生创新训练计划等，取得了良好的教学效益。
二、数理方程实验教学的目的、特点和作用
开授数理方程实验课的目的就是引导学生以研究、分析、解决实际问题为导向，全面掌握数理方程这门课所包含的数学建模、数学分析、求解方法等，并培养学生实际动手实验能力和应用计算机解决相关专业问题的能力。相对于传统数理方程教学而言，数理方程实验教学有三个新特点：（1）传统数理方程的教学形式是以教师为中心，以课堂教学为中心；而数理方程实验则更多地强调以学生为中心，以课外实践为中心。（2）传统的数理方程教学追求理论的完整性、步骤的连贯性，繁杂冗长的数学推理不可避免；而数理方程实验针对具体问题进行数学建模和求解，研究目标明确，因而可以通过简明实践来理解理论。（3）每个数理方程实验的内容具有相对的独立性，可以将数学、物理、专业知识、计算机应用等众多不同的领域结合起来，并借此介绍一些目前科学技术前沿广泛运用的知识，如非线性方程、小波变换、积分方程等。数理方程实验要求将实际物理实验（或者专业实验）、数学建模，以及计算机仿真三者融为一体，最后形成实验报告。因此数理方程实验教学具有以下三个方面的作用。
1.激发了学生的主观能动性。在数理方程实验中，学生们需要寻找满足波动方程、输运方程或者恒定场方程的实例，并进行设计性实验，因此学习过程中分工合作、共同探讨的气氛得以形成。通过实验测量、计算、仿真过程中逐步取得的成功，学生们对数理方程的学习兴趣极大地提高；通过将复杂难懂的物理、工程问题直观地显示于物理现象或精美图表，学生们更喜欢主动地去研究、计算机编程计算专业课中的各种问题。
2.促进了学生的自学、编程和书面表达等多方面能力的提高，真正提高了学生的动手、动脑能力。因为要编程求解数理方程，首先要理解、掌握相关数学知识，这就迫使他们查阅、学习相关资料，并下意识地对教师所讲解的数学知识产生强烈关注，毕竟“社会需要是科技发展的最大动力”。而撰写实验报告对于培养学生的书面表达能力、逻辑思维能力很有助益。通过将实验测量数据与理论计算结果、计算机仿真结果进行比较，学生们更加感性地接受了理论指导实践，实践拓展理论的研究思路。
3.培养了学生的专业素养和创新意识。通信、电子类专业一般都会开设《高频电路基础》、《微波技术与天线》、《电磁场传输理论》等课程，因此在引入三类典型二阶线性偏微分方程、讲解“分离变量法”、“格林函数法”及特殊函数时，都尽量以这些课程中的问题为模型，然后让学生利用专业实验室的仪器设计实验，再结合数学建模的思想去完成数理方程实验。这样不仅可以让学生学习专业课时轻松自如，还会刺激他们思考实验过程中碰到的各种问题。
三、数理方程实验示例
通过近几年的积累，我们得到了很多以三类典型偏微分方程：波动方程、输运方程和恒定场方程为数学模型的物理实验和专业实验的案例，下面分别介绍一二。
1.波动方程实验示例。《微波技术与天线》是通信、电子类专业的必修课，该课程中对于微波电路的分析主要有两种方法：（1）场分析的方法；（2）“路”分析的方法[4]。这两种方法都可以作为数理方程实验的案例，例如均匀传输线方程即可以作为波动方程应用的典型案例。均匀传输线（如图1）可等效为具有分布参数的电路，因此可用“路”的分析方法建立传输线方程，并导出传输线方程的解。通过应用Kirchhoff电压定律和Kirchhoff电流定律，可推导出均匀传输线中电压和电流所满足的方程。
■=Ri（z，t）+L■■=Gi（z，t）+C■ （1）
这是均匀传输线方程，也称电报方程。对于时谐电压和电流，可用复振幅表示为u（z，t）=Re[U（z，t）ejωt]，i（z，t）=Re[I（z，t）ejωt]，将它们带入式（1）并消元，即可得时谐传输线波动方程：
■-γ2U（z）=0■-γ2I（z）=0 （1）
其中γ=■称为传播常数，若R≈G≈0，式（2）即为理想传输线中电压、电流的一维波动方程。
在这个实验当中，若此理想输线无限长，并已知其初始电压和初始电流分布，则可根据式（1）求出电压和电流的“初始位移φ（z）”、“初始速度ψ（z）”，代入D’Alembert公式：
u（z，t）=■[φ（z+at）+φ（z-at）]+■■ψ（ξ）dξ （3）
可求得传输线上电压和电流的传播情况。
若理想传输线是有限长度，实验中就可引入边界条件。如终端短路，则V|z=l，为电压场量的Dirichlet齐次边界条件，再由式（1）第二式可得Iz|z=l=0，为电流场量的Neumann齐次边界条件；如终端开路，则I|z=l=0，为电流场量的Dirichlet齐次边界条件，再由式（1）的第一式可得Vz|z=l=0，为电压场量的Neumann齐次边界条件。应用高等数学中二阶常微分方程的解法即可得式（2）的通解：
U（z）=A1e-γz+A2eγz=0I（z）=■（A1e-γz-A2eγz） （4）
其中，Z■=■称为特性阻抗，然后再根据边界条件求得电压和电流的分布。
有条件的高校可用网络分析仪、50Ω微带线、50Ω BNC连接线、开路负载、短路负载、高阻微波同轴检测探头等进行相关实验测量，我们还可以借助电子电路仿真软件Multisim或者安捷伦公司的Advanced design system进行上述微波电路的仿真，具体实验和仿真可参考文献[5-7]。最后要求将数学模型求解的结果、实验测量结果、仿真软件计算结果放在同一表格或者同一张图中进行比较，这样可以得到一份很好的数理方程与专业知识相结合的实验报告。
另外，两端固定均匀弦的微小横振动问题是所有数理方程教材的经典例题，我们可以用两端固定的橡皮筋进行振动模拟，然后数码摄像机进行拍摄纪录，通过计算机处理得到其橡皮筋任意一点在任意时刻的位移，并与Matlab编程计算结果进行比较。还有，通过在水槽中用试管滴水得到二维水波振荡，用数码相机连拍功能获取不同时刻水波振动状态，可与理论计算结果进行比较。学生通过这些实验不仅理解了方程的含义、求解方法，还学会了如何用这些实验来测量弦的密度、波的传播速度等重要物理参量。
2.输运方程实验示例。半导体物理学、化学和生物学中许多问题都可归集为反应扩散方程（或称输运方程）问题，在诸多重要物理参数测量方面有很多应用，如气体、液体扩散系数的测量等。目前很多学校都能开展“测定气体导热系数”物理实验，所需仪器主要有FB-202型气体导热系数测定仪、温度计、气压计等。其物理模型为：在圆柱形容器内的沿轴线方向上有一根温度恒为T1的钨丝（如图2），容器内壁的温度近似为室温T2（T1>T2），钨丝的半径为r1，钨丝长为L，容器的半径为r2，由于T1>T2，容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的温度梯度，由于热传导，钨丝温度下降，本实验用热线恒温自动控制系统来维持钨丝温度恒为T1。如对其进行数学建模，得其输运方程方程模型：
■-■Δu（■，t）=f（■，t） （5）
其中u为温度分布，c为气体比热容，ρ为气体密度，k即为所求热传导系数。由于每秒钟气体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为T1时所消耗的电功率，所以圆柱形容器中气体的温度分布保持为一个稳定的径向分布的温度场，
■+■■+■■=0 r1
然后用分离变量法求解此数学定解问题，得u（r）=（T1-T2）Inr/In（r1/r2）。学生以三人为一小组做实验，记录实验数据，再用Matlab或Origin进行数据处理，然后与理论模型计算值进行比较，最后进行误差分析，完成实验报告。通过此实验学生不仅掌握了如何测量气体的热传导系数，加深了对输运方程的理解，还学会了如何使用数据处理软件，对学生今后的学习很有裨益。
3.恒定场方程实验示例。一般高校的普通物理实验室都开设静电场描绘实验，使用实验仪器有：AC-12静电场描绘电源、静电场描绘仪等（如图3（a）所示）。以同心水槽中电位分布为研究对象，可得二维极坐标系下Laplace方程定解问题：
Δu=0， a≤r≤bu|■=V1，u|■=V2 （7）
学生可用分离变量法求得其理论解，还可以用Comsol、Matlab等仿真软件比较容易的得到其电位分布图，再通过与实验中打点得到的电位分布图进行比较（图3（b）），从而直观、深刻地理解物理原型、数学模型，并至少掌握了一种计算机仿真软件的应用。此实验中根据不同电极形状的水槽，还可让学生在不同坐标系下（如双曲坐标系、直角坐标系）进行分离变量法，从而对Sturm-Liuville本征值问题有更深刻的认识。
总的来说，数理方程实验的完成首先需要教师指导学生学习、掌握相关数学知识和求解方法，然后引导学生进行相关物理、或者专业实验的设计、测量，并根据物理规律分析这些实验的物理原型，建立起数学模型，再由学生自己进行计算机编程计算或利用现有商业软件进行仿真，最后通过观察、比较数学模型理论结果、实验测量数据和计算机软件仿真结果，进行总结，完成数理方程实验报告。
在科学技术快速发展的今天，教师在传授一门课的基本知识的同时，应比以往任何时候更注重传授学习和研究这门课程的方法，完成由引导式学习到自主学习的根本性转变[8]。通过一年来数理方程实验教学的探索和实践，我们发现数理方程实验课能够利用学校现有教学仪器和设备，将物理知识、专业知识、数学知识，以及计算机应用结合在一起，实现“教学、实践、科研”三位一体[9]的教学模式。学生们通过课题式的研究觉得的数理方程是很有用的一门课，能够学以致用，缩短了书本理论到专业应用的距离，该课程的通过率相应地也得到了极大提高。有很多同学通过设计数理方程实验得到启发，进一步参加了数模竞赛、物理实验创新竞赛、大学生创新训练计划等各类比赛，取得了良好的教学效益。另外，我们认为数理方程实验反过来对物理实验、专业课程实验设计也有借鉴意义。
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文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）17013301
1引言
工程电磁场作为电气工程及其自动化以及相关专业的一门理论基础课，对于电气工程专业的学生学习后续课程有着非常重要的作用。而由于课程本身的难度和课时量的要求，使得同学们在学习工程电磁场这门课程时感到很吃力。
对于工程电磁场这门课程来讲，学好这门课程需要很好的数学功底，这里面的数学知识就包括高等数学中矢量分析、微积分以及微积分方程的知识。另外，为适应当前学生相应的动手应用能力的提高，这门课程的课时量又有相应的减少，仅有32学时。而对于同学们来讲，上课时需要完成一些微分和积分方面公式的推导，推导过程有时很繁琐，这也会在不同程度影响学生学习这门课程的积极性。这两方面的原因导致了课程的难教和学生的难学。
如何提高学生的学习积极性和主动性是摆在任课教师面前的一个重要课题。我结合我对于这门课程的教学情况提出了一些想法，并且在课堂上取得了较好的教学效果。这种方法就是对于教和学的深入浅出。下面我将从对这门课程如何把知识深入展开，如何使内容通过结合实际应用更加易懂做一些解析。希望能对工程电磁场的教学有所裨益。如果把工程电磁场复杂的公式推导和数学知识比作阳春白雪，那么如何使学生理解起来觉得简单易懂，就是要把这些繁复的知识变成下里巴人的过程。
2工程电磁场课程内容的“深入”
首先是工程电磁场知识的深入，所谓深入是把工程电磁场的基本理论和所需要的数学知识充分地展示给学生，让学生知其然又知其所以然。比如，在实际教学中，可以先在最开始的一两节课笼统地给同学们把相应的基础知识介绍一遍。在这最开始的时候只是让学生对于相应的数学知识有个印象，让他们知道这门课程需要用到那些数学知识，便于学生在课下有针对性的学习。而在开始讲到相应的课程内容时，在结合内容作相对详细的分析和推导。
工程电磁场是在大学物理基础上对其中电磁场部分的延伸和扩展。其课程的主要内容是以麦克斯韦方程组为中心，介绍了涉及到实际应用当中的电磁场的基本概念、基本原理、不同带电体之间的各种相互作用以及这些理论方法在工程上的应用。而由于课程中要求学生应理解和应用“场”的观念来分析和解决问题。而场是一个空间抽象的概念，所以这就要求学生首先要从思维上构建出“场”的分布，这对学生的抽象思维能力和空间想象能力要求比较高。结合学生以后主要向电力公司或部门就业的实际，工程电磁场这门课程教学以静电场、稳恒电场、恒定磁场原理为主，结合一些工程技术问题来探讨和学习。通过对工程电磁场的基本概念和原理等内容的本质理解，获得工程电磁场的系统知识。
3工程电磁场课程讲解的“浅出”
如何使电磁场中很多繁复的概念理解更容易，使学生对于课程知识内容的理解更清晰和生动起来，这就要求教师在教学使用一些方法。前提一些基本的授课条件是需要的，如非常必要的课前预习和课后复习。在授课时，最好是采用多媒体和黑板推导相结合的办法，这样既可以使学生一目了然了解全部过程，也对最后的结论有清晰的印象。多媒体软件的制作和使用会使得原来很枯燥繁复的教学内容变得更加生动活泼，这其中许多通过讲解难以理解的电磁场分布就能形象地展示出来，能够增强学生对于基本概念和原理的理解。此外，还可以在课堂上使用有限元分析软件ANSYS来对电磁场分布演示，这样使学生能够对电场线、磁力线等分布用一个清晰的认识，从而加深了印象，也有利于学生对这门课程产生兴趣。
在课堂教学时，注重与学生的互动，并通过问题驱动式教学，让同学们主动参与进来，使学生学会学习，学会提问，通过自己的思考加深理解。而这样的课堂也会使课堂气氛更加活跃，有利于师生交流，教学相长。在讲解理论内容是我们注重了对于应用的偏重。也就是类似于案例性质的课题。如针对学生主要将向电力公司就业，我们一般在授课时电力公司中设备（变压器，发电机，配电线路等的问题）为切入点结合课程内容分析，这样既能增加学生的学习气氛又使他们了解到这门课程可以如何在实际当中得到应用。
4结语
在经过实际工程电磁场教学中，通过采用启发和引导等教学方法，并结合重庆文理学院课程改革的压缩课程量的实际情况，通过调整课程内容，注重让学生对工程电磁场的基本概念和基本原理的深入理解，结合多种教学手段和方法，使得学生对本课程的学习提高了学习兴趣和学习质量，能够达到本课程要求的教学目标。
参考文献
[1]冯慈璋，马西奎.工程电磁场导论[M].北京：高等教育出版社，2000.
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1 引言
居里温度是描述铁磁材料的重要特征参数之一，其值的大小只取决于材料本身的成分与结构，与外界条件无关。尽管测定居里温度的方法很多，例如磁称法、感应法、电桥法和差值法等等，但它们都是利用铁磁物质磁矩随温度变化的特性，测量其自发磁化消失时的温度。
本文介绍一种新的实验系统，其方法独特，原理简明，直观性强，信噪比高，数据稳定，重复性好。
2 实验系统装置
本实验系统装置示意图如图1所示，
被测样品（绕有线圈的磁环），与温度传感器均置于同一铝块上，铝块的下方装有发热器。以上部件均放在一个耐高温玻璃罩内与外界隔离，以降低变温系统与外界的热交换。由温度传感器测得的信号经-℃变换后送至数字显示器及A/D转换器一个通道。被测环形螺线管两端的电压经AC-DC变换后送至显示器及A/D转换器的另一个通道，所采集的数据由微机自动处理，绘图。（AC-DC转换即为交流电压信号变为直流电压信号，-℃转换即为开尔文温度转换为摄氏温度）
3 的测量原理
一个总匝数为，平均周长为，截面积为的环形螺线管的电感量为
（1）
若环内充满磁介质，其相对磁导率为，则
（2）
其中，称为磁导率。
就铁磁质而言，不是一个常数而是随着磁化场的强度而变化。但只要增大励磁强度使铁磁质处于饱和磁化状态，则的大小不随外磁场的改变而变化。而保持恒定，当温度升至居里点附近时，值则迅速下降，当温度高于居里点时，铁磁转变为顺磁即1，亦即故。
本实验就是在以铁磁体为磁芯的环形螺线管两端，施加交变磁化场，并使被测试样到达饱和磁化状态下，直接测量两端电压，由随温度变化的关系，就可确定铁磁物质的居里点。与均由微机采集，实验结果如图2所示。
4 实验结果分析
下面分别给出了计算机采集并绘制的锰锌铁氧体的升温曲线（红色）和降温曲线（紫色）。
从图中可以看出在温度低于时，曲线基本上保持水平的直线，在接近居里温度时，螺绕环两端电压值急剧下降，当温度大于居里温度后，电压便趋于平缓，并保持在某一数值。因此斜率最大部分外推到电压为零时的温度为所测磁性材料的居里温度。
在三种不同加热条件下升温曲线与降温曲线之间都存在一定的偏差，并且加热档位选的越高，两曲线之间的偏差越大。主要有以下几个原因：首先，样品和温度传感器是嵌入铝块中的，其周边存在一定的空气隙，即未紧密接触，尤其是被测样品，热量必须通过空气和线圈传到样品中。其次，样品、温度传感器和铝块三者的热导率不一致。在加热过程中，当温度传感器测得某一温度时，实际样品并未达到此温度，并且之间的偏差随加热速率的增大而变大。因此本实验加热系统中采用负温度系数热敏电阻（NTC），使加热速度保持在一较稳定值。并提供低、中、高三个加热档位。在升温过程中，加热必须缓慢进行，保证整个升温过程始终保持在一准静态。此外将样品、传感器及整个加热系统置于玻璃罩内与外界隔离，降低变温系统与外界的热交换。同样在降温过程中，铝块散热要比样品散热稍微快些，因此当温度传感器测得某一温度时，实际样品温度并未降到此温度。
5 总结
根据测量结果，本实验系统具有以下特点：
（1） 本实验采用的测量方法，对比感应法和差值法，具有结构简单、信噪比高、无寄生电感等优点。测试结果表明，系统稳定，一重复性好。
（2） 加热系统具有自动调节升温速率的特性。
（3） 测温系统采用集成温度传感器， 具有灵敏度高、线性好等优点，并能与微机很好的匹配。
（4） 本实验采用了微机的数据采集系统，解决了试样由铁磁转为顺磁时因数据变化急速人工难以从容读数，从而确保了实验的重复性。
