《磁场》教学设计与反思

《磁场》教学设计与反思（精选12篇）

《磁场》教学设计与反思 篇1

《磁场》教学设计与反思

教学目标：

1.知识与技能：

（1）知道磁体周围存在磁场，知道磁 在日常生活、工业生产和科学研究中有着重要作用。

（2）知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎么规定的。（3）知道地球周围有磁场，知道地磁的南、北极。2.过程与方法

（1）观察磁体之间的相互作用，感知磁场的存在。

（2）经历实验观察、总结类比的过程。学习从物理现象和实验中归纳规律，初步认知科学研究方法的重要性。

3.情感、态度与价值观。

（1）使学生在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。教学重点：

1、磁场的概念。

教学难点： 磁场概念的形成。

教学器材： 条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、玻板、铁屑等 教学过程：

一、复习提问

什么叫磁性？

二、引入课题

师问：为什么放在磁铁附近的大头针在没有直接接触到磁铁时就能被吸引呢，那么磁铁是怎样作用于大头针的呢？

三、新课教学

1、磁场

做课本P64上图9.2-2的演示实验，先在桌上放一些小磁针，让学生观察小磁针的指向，再把一个条形磁体放到小磁针中间，再让学生观察并指出小磁针的方向有什么变化。拿开条形磁体，小磁针静止后又恢复原来的指向。可是，条形磁体并没有直接接触小磁针，这是怎么回事呢？从而激起学生的学习热情、引导学生思索、讨论：是不是磁体周围存在着某种东西呢？

老师再从前面所学到的力学方面的知识进行引导得出：磁铁周围有一种我们看不到的特殊物质，是这种特殊物质对小磁针施加了力的作用，才使小磁针的方向发生了改变的。

从而得出：经过大量的科学研究表明：磁体周围确实存在着一种我们看不到的特殊物质，物理学中把这种特殊物质叫做“磁场”。

接着问：对于这种看不见、摸不着的物质我们怎样去认识它呢？如电、空气等。让学生进行讨论分析。

用类比的方法使学生知道：看不见、摸不着的东西，我们可以根据它所产生的现象来认识它。如电可以通过灯丝的发光，电表的指针转动等来说明电路中有电流存在；空气可以通过它的流动开有的风来认识它。

2磁场方向 让学生自己做课本P64上图9.2-2的实验，注意小磁针所指的方向有什么规律？各小组实验的结果一致吗？从而得出磁场是具有方向的，在物理学中，我们把小磁针静止时N极所指的方向定为磁场方向。

再让学生回过来思考图9.2-1的问题，3、磁感线

师问：如何形象地表示磁体周围空间各点的磁场方向和强弱呢？能不能多摆些小磁针来感知磁场的情况呢？引导学生回忆上节课所学到的“磁化”，从而引导学生想到用铁屑磁化使其变成一个个小磁针来显示磁场的方向及强弱。

老师演示：在一玻板上下放一条形磁铁，然后在上面均匀地撒些铁屑，再轻轻敲击玻板，观察铁屑的跳动，铁屑会有规则地排成一条条曲线。

这说明：铁屑在磁场中被磁化后，成为一个个小磁针，它受到磁力的作用，从无序排列变为有序，排列成许多条曲线，形象直观地呈现出磁场的分布情况。

将条形磁铁翻个方向(轮起来)，重做上面的实验；再翻个方向重做上面的实验，将磁铁的四个方向都向上做完并分别让学生其曲线情况。

进而得出：这说明：条形磁铁周围，小磁针在磁场中受到磁力的作用，按一定方向排列。沿小磁针N极所指的方向画出一条带箭头的曲线，叫磁感线，物理学中规定磁感线方向是从N极出来，回到S极。

用同样的方法描述蹄形磁体附近的磁场。强调：磁感线是假想并不客观存在的。

4、地磁场

问：支撑着的小磁针放在桌面上，静止后为什么总是向南北呢？转动它后再观察。这说明什么呢？

这表明：地球本身就是一个大磁体，地球周围存在磁场。从而引导出：地磁场的概念。

不过地磁场的南北极与地理的南北极并不重合，磁针所指的方向并不是真正的正北极，有一个偏角，叫磁偏角。当然有关地磁场的研究，至今还没有满意的结果，这个问题就留给你们吧!

四、课堂小结 同学们回忆一下，这一节课你们有哪些收获？哪些知识给你留下了深刻的印象？还有哪些不明白的地方？

学生讨论：

1、知道了磁体周围存在着一种特殊物质---磁场。

2、知道磁感线可用来形象地描述磁场，磁体的磁感线的方向从磁体的N极出来，回到S极。

3、知道地球周围有磁场，知道地磁的南、北极。板书设计附后：

【教学反思】

1、本节教学内容既是本章的教学重点，又是本章的教学难点。看起来内容不多，但都是些看不见、摸不着的东西，十分抽象，学生难于理解,学习的难度较大。能借助于一些直观的实验或多媒体等现代手段效果会好一些。

2、这里采用了将条形磁铁的四个面分别朝玻璃面来做铁屑形成磁感线的实验，以增强学生的空间概念，加强了对“磁体周围”的理解。

《磁场》教学设计与反思 篇2

《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, 成为当今人类社会发布和获取信息、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Flash动画, 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) .

[3]刘万强, 孙贤明, 王海华.电磁场与电磁波实验教学的探索与实践[J].大学物理, 2012, (12) .

[4]田雨波, 张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子学报, 2008, (1) .

《磁场》教学设计与反思 篇3

关键词 双语教学 教学方法 教学模式 探究

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）03-0023-02

二十一世纪是信息时代、网络时代，随着信息网络的不断发展，世界经济、文化、技术正在向全球化迈进，国际交流与合作也日益频繁，培养既懂专业知识，又能用外语进行科学研究和交流的国际化人才是形势所趋。面对这样的形势，我国高等教育又进入一轮新的改革：大力开展基础课、专业课的双语教学，加强我国高等教育的国际化和高素质人才的培养。双语教学就是顺应了这种人才培养需要的一种教学方式。实施双语教学，有利于吸收借鉴世界各国特别是西方发达国家的最新科技成果和多元文化，能够提高学生独立获取国外先进科技成果的能力，培养大批能够熟练应用英语的专业技术人才，加快我国高等教育国际化的进程。

一、实施双语教学的实践

从2001年开始，我校“电磁场与电磁波”课程已经开始实施双语教学。作为国内本学科领域较早实施双语教学的课程，在实际的教学工作中，不断更新教学观念，认真分析学生群体情况，积极利用各种资源，采用多种教学方法和手段，提高了教学效率，保证了教学质量。主要体现在以下几个方面：

1．因材施教，积极探索分层次教学模式

我们从2002年开始了把统一要求与多样化、个性化的教育相结合，采取灵活多样的培养方式，因材施教，提高培养规格。首先，对我校的电磁场与电磁波课程进行了分类，即研究生层次的“高等电磁理论”“电磁场问题的计算机辅助分析”及“光波导理论”；本科层次适用于电子信息大类的“电磁场与电磁波”，并根据专业特点对授课内容稍作调整。其次，为了配合双语教学的实施，营造好的英语环境是必要的。课程采用英文原版教材进行授课；在课堂教学中，加入英文互动环节，培养学生用英文进行学术交流的能力。对英语能力一般的班级，为帮助学生更容易地进入课程，一般在初期中文对照较多。随着内容的深入，以及学生对课程相关术语的逐步熟悉，逐渐增加英语的授课量。

2．因势利导，引导学生提高自学能力和创新意识

学生初次接触英文原版教材，难免会碰到许多生词，因而会产生畏难情绪，而去看中文书。这既违背了双语课的初衷，且造成了时间上的浪费。对此，通过教师主导的各种教学活动，如在授课过程中适时、适量的介绍工程技术知识以及科学家们探索真理的生平事例，使学生逐步建立学习的兴趣和动力。在授课中采用课堂讲解、专题讲座、分组讨论和疑难解答等多种方式组织各个知识点的学习，鼓励学生主动阅读英文教材，培养用英文思考的思维方式。大胆创新，改革以教师课堂讲授为主的教学方法为引导学生自学与教师讲授相结合的教学方法，充分发挥学生的主动性和自觉性，使学生在教师引导下进行自学，带着任务去学习。提高学生的自学能力和创新意识，并能实时总结、撰写英文技术文档。

3．与时俱进，更新任课教师教学观念，加强师资队伍建设

逐步改变“教师要有一桶水才能倒给学生一碗水”的传统教学观念，要从一个“送水的人”转变成“帮助学生找水的引路人”；改变“教育是有组织的和持续不断的传授知识的工作”的观念，转变为“教育被认为是导致学习的、有组织的及持续的交流活动”的观念。使教师从知识的传授者、教学的组织领导者，转变成为学生学习过程中的咨询者、指导者和合作者。同时，鼓励教师积极参加国家、省市组织的教师国外进修计划和学校组织的英语水平提高班，加强对师资的培养，提高任课教师的英语应用能力。

4．善于总结，对往届学生学习情况进行分析，指导目前教学

通过各种方式，总结往届学生的学习情况，对学生的考核成绩进行统计分析，总结出各个知识点的得分情况，从学生的角度出发，了解学习的难点，了解学习英文教材的困难，提高了目前课堂教学的针对性和效率。

通过这些方法和手段，大部分学生能够掌握本课程的物理概念和理论知识，提高英文阅读、写作能力，并开阔了国际视野。

二、深入进行双语教学的一些思考

经过多年的尝试和改进，本课程组在双语课程的实施上已经取得了一些经验和成果。为进一步深入双语教学，可在以下几个方面继续建设和完善。

1．继续实施教学队伍建设，特别是青年教师的培养。在未来的几年中，可分批次选派优秀教师到国外进行访问交流，学习国外的教育教学方法，让所有的主讲教师都有国外学习或工作的经历。积极引进国外的优秀人才，充实师资队伍。

2．加强教材建设，优化教学内容，使之更符合人才培养的需要。结合我校信息学科特色，对国内外的优秀英文教材进一步筛选和整理，选择最合适的教材。根据自己学校学科和专业特色，结合我们的培养目标和教学积累，编写符合教学要求的讲义或辅助教材，在时机成熟时予以公开出版。

3．完善网络资源，建设英文网站。更新网站教学习题、参考资料和模拟测试的内容，添加更多视频资料和中英文资源的网络链接，以便于学生学习；完善网站的交互功能和网上答疑功能，实现教师和学生之间的互动，实现作业的网上提交评阅等功能。

三、结束语

经过十年的“电磁场与电磁波”双语教学实践，我们已形成丰富的教学体系、先进的教学方式，从而提高了教学效率，并取得良好的教学效果。要想将“电磁场与电磁波”的双语教学继续深入，必须在教学队伍、教材建设和网站建设等方面继续改革与完善，以适应双语教学发展的需要。

参考文献：

[1]叶青，刘长华.双语教学在计算机专业人才培养中的应用探讨[J].科技教育，2011，(5)：185.

[2]张娟.双语教学迁徙[J].决策，2011，(4)：144.

[3]刘雄英. 利用信息技术提高“电磁场与电磁波”课程双语教学质量[J]. 国现代教育装备，2007，(11)：91-92.

《磁现象和磁场》教学反思 篇4

《磁现象和磁场》教学反思

对教学模式的反思；

与传统的物理教学模式相比网络化物理教学更突出了以“学生为中心”、“以实践为中心”的新的教学观点，物理教师和学生在教学中的角色发生了变化，学生掌握了学习物理的主动权、处于主动、积极学习的地位，很好地符合了以学生为主体的自我认知的学习方式。同时，网络化物理教学可以在教师与学生、学生与学生之间进行双向信息交流,加强了师生、生生之间的联系,实现了教与学的良性互动和学生在学习活动中的思考与创新。

网络化教学不能取代传统的物理试验:虽然网络技术可以利用动画、图片、声音等模拟各种各样的物理试验,或者虚拟一些真实的情景,但是它往往不能准确的表达某些知识,反而给学生造成认知上的误区,同时学生的动手能力也得不到很好的训练。物理网络化教学效果取决于多媒体的应用水平:不是每种多媒体都具有普遍的适用性,多媒体技术应用与物理教学内容、教学过程、教学活动、学生特点、课程特点统一协调起来,只有采用恰当的教学方法和手段,才能确实达到提高教学效果的目的。

对教学方法的反思：

《磁场》教学设计与反思 篇5

首先由电动机入手，我给学生首先演示电动机的转动，第一次演示故意没有把磁铁放上，结果通电后没有转动，于是一位同学指出原因。这样设计使学生知道这里面有一个重要的部件磁体。

然后是按照课本上的实验，解释为什么要用铝棒，不用铁棒呢？学生能从密度的角度分析得出在体积一样的情况下，质量小，惯性小，运动状态容易改变。然后我介绍我们实验室用的是铜管，和铝棒一样质量小，用它们还有一个原因学生也分析出来了，那就是不会被磁化，就不会被上方的磁体吸上去或者被下方的磁体吸引增大摩擦力。

在解释好装置之后，我们一起又画出了切面图，讨论出如何画导线，并用类比的方法解释为什么电流由里向外是打点而由外向里是画叉。相信学生会很容易的记住。然后按照课本上的步骤分别改变电流方向、磁场方向共计做了三次试验，由第一次实验得到磁场对电流有力的作用。第二次和第一次比较得出，磁场对电流的力的作用的方向与电流方向有关。第三次和第二实验比较得出：磁场对电流的力的作用的方向与磁场方向有关。并提出问题，还有一种怎样的组合，学生也能说出，在实验四的基础上，再改变电流方向再做一次实验。并得出如果改变实验中的电流方向和磁场方向，那么受力方向就没有变化。然后向学生提出：是不是通电导体在磁场中一定受到力的作用呢？师生通过演示电流方向与磁场方向平行的情况，发现导体棒没有运动，说明此时不受到力的作用。我以为这种拓展对学生的思维发展是有好处的，这是一种辩证的逻辑关系。磁场可以对电流有作用，也可能没有力的作用。在实验的过程中还发现有的时候导体棒没有运动，我告诉学生铜管经过长时间的氧化导电性能会变差，每次实验前应该用铁砂纸打磨一下。老师在演示的时候也会把一些粉笔灰弄在铜管和轨道上面，这是应该清理一下。并让学生观察老师关闭开关的时间比较短是什么原因？学生仔细的观察实验装置后可以发现是采用短路的方法，电流比较大，所以要通电时间短。并进一步提出问题，为什么要采用短路得到大电流呢？学生通过思考提出是不是电流大了，通电导体受到的力也变大了呢？顺着学生提出的猜想进而研究受力的大小与哪些因素有关。学生提出两个因为，一个是电流大小，一个是磁场强弱。在改变电流大小之前，提出问题，如何改变电流大小，可以起到复习欧姆定律的作用，学生提出的方案有用滑动变阻器、改变电源电压等方法。对于改变磁场，我一开始希望用强磁体吸附在马蹄形磁体上，后来发现不行，原因是强磁体的同一个磁极可以吸引马蹄形磁体的两个磁极。后来改用小电动机上的磁体，并用吸引大头针多少的方法简单的向学生证明了磁性强弱的不同。发现效果比较好。我想这样虽然没有按照书上的步骤，但是对学生知识体系的建立是有好处的（力有方向和大小，研究完力的方向与哪些因素有关之后是不是应该要研究力的大小与哪些因素有关呢！）。而且对于后续学习如何改变电动机的转速或者是如何改变线圈在磁场中的转速（受力大小）都有帮助。

电磁场与电磁波论文 篇6

学院：信息科学与工程学院 专业：电子信息工程 班级：电子0902班 学号：20092712 姓名：++++++++

电磁场与电磁波的实际应用

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。

（一）在生产、生活上的应用

静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子的偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实现的。1.磁悬浮列车

列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。

稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。

“常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出。

“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。2.电磁泵

利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以又称液态金属电磁泵。电磁泵按电源形式可分为交流泵和直流泵；按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式电磁泵和感应式电磁泵；按结构不同可分为平面泵和圆柱泵等。传导式泵中，电流由外部电源经泵沟两侧的电极直接传导给液态金属；感应泵中，电流则由交变磁场感应产生。电磁泵没有转动部件，结构简单，密封性好，运转可靠，因此在化工、印刷行业中用于输送一些有毒的重金属，如汞、铅等；在原子能动力工业中用于输送化学性质特别活泼的金属，如钠、钾、钠钾合金；在铸造企业中可以用来做铝、镁等活泼金属的定量泵，但现在主要为军工等大型企业使用。

3.磁流体发电机

磁流体发电中的带电流体，它们是通过加热燃料、惰性气体、碱金属蒸气而得到的。在几千摄氏度的高温下，这些物质中的原子和电子的运动都很剧烈，有些电子甚至可以脱离原子核的束缚，结果，这些物质变成自由电子、失去电子的离子以及原子核的混合物，这就是等离子体。将等离子体以超音速的速度喷射到一个加有强磁场的管道里面，等离子体中带有正电荷、负电荷的高速粒子，在磁场中受到洛伦兹力的作用，分别向两极偏移，于是在两极之间产生电压，用导线将电压接入电路中就可以使用了。

磁流体发电的另一个好处是产生的环境污染少。利用火力发电，燃烧燃料产生的废气里含有大量的二氧化硫，这是造成空气污染的一个重要原因。利用磁流体发电，不仅使燃料在高温下燃烧得更加充分，它使用的一些添加材料还可以和硫化合，生成硫酸钾，并被回收利用，这就避免了直接把硫排放到空气中，对环境造成污染。

利用磁流体发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，就可以使发电机功率达到1000万kW，这就满足了一些需要大功率电力的场合。目前，中国，美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等，都积极致力于这方面的研究。4.微波炉

微波炉（microwave oven/microwave），顾名思义，就是用微波来煮饭烧菜的。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。微波炉由电源，磁控管，控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。从而加热食物。

（二）电磁场与电磁波在医学上的应用

1.电磁波在医疗上的应用

在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的，医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身 2.生物电磁场保健

将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低，韧性增强；甲状腺素、性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥，促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。

3.激光治疗

激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，又能同时止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。

（1）、热效应：激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内，局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。

（2）、压力效应：激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波，加深了肿瘤组织破坏。

(3)、光效应：激光被肿瘤组织吸收后，可增强热效应，使肿瘤组织被破坏。(4)、电磁场效应：激光是一种电磁波。能产生电磁场，可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡，如有残癌也可自行消退，这可能与免疫有关。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤，眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。4.EMF系统

EMF系统是由（株）日本MDM公司开发研究生产的新一代脑外科手术器械。根据其作用原理，我们俗称之为“电磁刀”。EMF系统利用高频电磁能对机体组织进行汽化，切割和凝固。因该系统外周围优良组织的热损伤小且不需要对极板，因此尤其使用于脑外等精密外科。对硬性及深部微小脑瘤的去除极为有效。EMF系统与常规的电刀相比，在原理和设计上都有很大区别。EMF系统用于汽化，切割和凝固的输出功率很小（49W以下），为一般电刀所不及。不需要对极板这一特点使单极手术刀用于脑外手术成为可能。没有烧伤感电和破坏神经系统的危险，安全性高，使用方便。与激光刀相比，不需要眼球保护镜和其它保护附件，操作时对患者和医生均无危害。手术时与患部直接接触，医生可以灵活掌握调节。与超声波刀相比，EMF系统对于硬化深部微小肿瘤的汽化治疗效果尤为显著。HandPiece非常轻便且呈弯曲状，使视野不受影响，并有利于长时间手术。刀头部分可以任意弯曲，适用于各种手术需要。5.微波治疗

微波是指波长在1毫米至1米范围内的非电离辐射高频电磁波。70年代后期微波技术在医疗上得到应用。科学家研究发现，微波治疗有3种：一是大剂量高热治疗肿瘤，能抑制肿瘤细胞的蛋白质合成，降低肿瘤细胞分裂速度，增强化疗、放疗效果；二是用于局部生物体组织的凝固治疗，具有不炭化、不产生烟雾的特点；三是小剂量的温热治疗，可以解痉、止痛、消炎并促进伤恢复等。6.电磁波消毒

利用电磁波的场效应和热效应，在5－l0分钟内能迅速达到国家卫生部规定的消毒要求，对成捆、成扎的纸币、成叠的毛巾、医疗器械具有穿透力强，无残留药毒性的消毒特点，是当今消毒领域的新突破。

（三）在军事上的应用

1.雷达

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C, 差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。2.电磁炮

电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程．因而引起了世界各国军事家们的关注．自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分。3.电子对抗 电子对抗也称“电子战”或“电子斗争”。敌对双方利用电子技术进行的作战行动。目的是削弱、破坏敌方电子设备的使用效能，以保护己方电子设备效能得到

充分发挥。包括雷达对抗、无线电通信对抗、光电对抗等。基本内容有电子对抗侦察、电子干扰和电子防御。电子对抗是现代战争的重要作战手段。

电子对抗就是敌对双方为削弱、破坏对方电子设备的使用效能、保障己方电子设备发挥效能而采取的各种电子措施和行动，又称电子战。电子对抗分3个方面：电子对抗侦察、电子干扰和电子防御。电子对抗按电子设备的类型可分为雷达对抗、无线电通信对抗、导航对抗、制导对抗、光电对抗和水声对抗等；按配置部位又可分为外层空间对抗、空中对抗、地面(包括海面)对抗和水下对抗。机载电子对抗系统是现代电子对抗的主要手段。随着弹道导弹和卫星的发展，外层空间是一个新的战场，电子对抗在未来的现代化战争中，将对战略攻防起到重要作用。

电磁场与电磁波在实际中应用广泛，以上所写只是实际应用中的一小部分。电磁场与电磁波有着强大的生命力和蓬勃的朝气，人们对它进行不断探索，创造出一个又一个具有强大功能的新工具。

《磁场》教学设计与反思 篇7

1 电磁场与电磁波课程的特点

电磁场与电磁波是我校工程学院电子信息、电子科学与技术、通信工程、电气工程与自动化专业必修的一门重要的专业基础课程。该课程主要讲授电磁基本理论和电磁工程两个方面知识点,通过本课程的学习,为后续通信原理、移动通信技术、微波技术与天线、电磁兼容、光电子技术等专业课打下坚实的基础。因此电磁场与电磁波课程在专业建设中有着重要的意义。本课程理论性强,概念抽象,课程公式推导较多,难度较大,这就要求学生具有较强的数学基础和数学训练、物理概念准确和较强的抽象思维能力。目前,在本课程教学中普遍存在教师“难教”,学生“难学”的现象。[2,3]

2 具体实施方案

2.1 教学培养计划修订

2010年6月,教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)本科生人才培养方案。该计划旨在培养造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,“卓越计划”作为新的人才培养模式改革,对本科的实践教学提出了更高的要求。为此,我校在修订培养计划时将原来依附于理论课的实验课分离出来,单独设立实验系列课程,且作为必修考试课程。工程学院将该课程的实验课程单独设课,实验学时从原来的仅有6学时增加到16学时,增强了学生动手能力和逻辑思维能力。

2.2 更新实验设备

近年来,我院加强了电磁场与电磁波实验课程建设,引进了电磁波综合测试台12套。如图1所示,主要由DH1121B三厘米固态信号源、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、检波指示器、视频电缆、反射板、半透射板、读数机构、单缝板、双缝板、模拟晶体(模拟晶体及支架)、DH30002型极化天线组件、介质板、DH30003型栅网组件等组成。该仪器可以完成的实验内容有:电磁波波长的测量、反射折射的测量、极化特性的研究等。

2.3 完善实验教学内容

根据实验教学大纲的要求,完善实验教学内容,将实验分为基础性实验,包括电磁波的发射特性实验、电磁波的单缝衍射实验,电磁波的双缝干涉实验、布拉格衍射实验等;设计性实验和综合性实验包括迈克逊干涉实验、均匀无损耗媒质参量的测量实验等三个层次。再根据课程的重点、难点问题和实验设备等情况,重新编写实验指导书,做到实验重点突出。下面以电磁波的极化特性为例做出进一步说明。

电磁波的极化是用以描述电场强度空间矢量在某点位置上随时间变化的规律,在微波理论研究和工程应用中都具有重要的作用。[4]常见的极化有线极化波、圆极化波或椭圆极化波等。在电磁波综合测量仪中,其矩形喇叭发射出来的电磁波属于线极化波。因此矩形接受喇叭和发射喇叭的极化方向不同时,接受效果是不同的。当接受喇叭与发射喇叭在一条轴线并且口面状态一致时,接收到的线极化波功率最大。如图2所示,当旋转接受喇叭口面轴线与发射喇叭口面轴线成一个夹角θ时,接收到的信号强度减小。随着θ的增大,接受功率逐渐减小;当θ=90°时,极化方向正交,接收信号功率为0。

在实验过程中,以学生操作为主,教师指导为辅进行实验。同时针对少数学生准备不认真而去复制别人实验结果的现象[5],在实验过程中通过巡视和询问实验原理等方式,并对实验结果当场验收和进行相关理论知识的提问,以此作为评定学生实验平时成绩的主要依据。这样不仅可以掌握实验的教学效果,而且有助于学生对实验的预习和增强动手能力和分析能力,深入对理论知识的理解程度。

2.4 引入仿真软件

Matlab软件具有丰富的数值计算功能和科学计算数据的可视化能力,并且将数据以多种图形形式加以表现。因此将其引入教学中,可以将抽象的场可视化。可以模拟电磁场的分布、波导结构、电磁波的传播特性等[6,7,8],通过逻辑严密的理论设计和可视化的图形界面相结合,学生比较容易接受,进而激发其去主动学习并钻研它。

例如,利用Matlab软件完成绘制矩形区域上的空间点电荷电场矢量图。在Matlab编程中,先用meshgrid函数创建网格矩阵,设置点电荷参数后,调用quiver函数即可绘制出空间电场的分布。如图3所示。

3 结束语

在电磁场与电磁波课程实验教学的建设与实施过程中,通过实验平台的测量实验和仿真软件相结合的实验教学方式,对实验教学进行了一系列的改革,并在课程中实施。经过近几年的实验教学实践,取得了较好的教学效果。学生对“看不到、摸不着”的电磁波,通过具体的实验,加深了对相应知识点的理解,由畏难到产生兴趣,积极性有了很大的提高。学生成绩普遍提高。

摘要：本文在电磁场与电磁波课程实验教学的建设中,通过实验平台的测量实验和仿真软件相结合的实验教学方式,对实验教学进行了一系列的改革,并在课程中实施。实验教学结果表明:学生对“看不到、摸不着”的电磁波,通过具体的实验,加深了对相应知识点的理解,由畏难到产生兴趣,积极性有了很大的提高,提高了实验教学效果。

《磁场》教学设计与反思 篇8

【关键词】电磁场与电磁波 大学物理 差异 教学衔接

【中图分类号】O441-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）14-0048-02

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[1]。“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”中电磁学部分，但在知识内容的深度、广度及实用性方面都有加深和拓展，同时也有很大部分存在内容重叠的部分[2，3]。为了避免“电磁场与电磁波”在教学过程中与“大学物理”中电磁学知识的简单重复，让学生更好的学习“电磁场与电磁波”课程的核心内容，应思考并规划好“大学物理”中电磁学与“电磁场与电磁波”的教学衔接问题，提高课堂教学效率，改善教学效果。

二、教学衔接问题

“电磁场与电磁波”与“大学物理”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，从研究的对象看本质的区别不大。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别，因此我们在教学方法、教学重点和教学思路上应区别对待，并思考相应的衔接问题，提高课堂教学效率，改善教学效果。

1.教学目标的衔接。“大学物理”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系统的学习和理解，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”等专业课的学习奠定基础。因此，相对于大学物理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。可见，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，“大学物理”的电磁学部分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、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“大学物理”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。具体包括平面电磁波、导行电磁波以及电磁波辐射等理论。故这部分主要从“动态”角度描述电磁波。由此可见，在教学内容上，“电磁场与电磁波”课程相对于“大学物理”电磁学课程不是简单的重复，而是知识体系的递进关系[4]。

3.教学方法的衔接。“大学物理”电磁学部分的知识相对简单，很多概念和规律都是在实验的基础上，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，形成完整的物理理论体系。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。

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“大学物理”两门课程的异同，找出它们之间的切入点，在教学过程中对两门课程进行很好的衔接、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. 教育教学论坛. 2014，（1）：49-51.

[2]尹彩流.《大学物理》电磁学教学中类比法的应用.广西民族大学学报（自然科学版）.2011，17（2）：98-100.

[3]林相波，刘军民.“电磁场与电磁波”课程教学中的几点思考. 电气电子教学学报. 2009，31（2）：95-97.

[4]潘长宁，何军，周昕.“电磁场与电磁波”与“大学物理.电磁学”教学衔接问题的探讨.教育教学论坛. 2015，（1）：159-160.

基金项目：

电磁场与电磁波学习心得 篇9

12级通信班，王小莉（1201120148）

《电磁场与电磁波》作为通信工程专业的一门骨干学科，其重要性不言而喻，但该课程体系严谨，公式繁多，推导复杂，概念抽象。在学习时因难以理解而倍感困难。并且需要一定的物理及高数基础，不然学起来就更像学天书。

在现代电子技术中，不论是通讯、广播、电视、导航、雷达、定位、遥感、测控、以及电子对抗系统，还是家用电器、工业自动化、地质勘探、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与电磁波的有关内容。本课程的最大特点就是数学推导与分析较多，理论性较强，内容抽象，涉及了大量繁琐的计算和证明，对数学基础有较高的要求。课程中虽然涉及了部分中学阶段的电磁学知识，但在此基础上又有延伸和拓展，并以一种全新的方式呈现在我们面前（微分或积分形式）。但也仅仅是从其数学意义的角度上进行的，其间并未过多涉及其具体的工程应问题，使得在学习时依旧存在着一些理解上的障碍。同时，电磁场与电磁波存在于四维空间当中。对于习惯了三维空间的我们来说，引入既抽象又难理解的四维空间，无疑又给我们的学习带来了更大的困难。此外，书中还汇聚了多达数十位科学家的毕生研究成果,如麦克斯韦方程组，法拉第电磁感应定律，安培定律，达朗贝尔方程，海姆霍夫定理，坡印廷定律等，不胜枚举。更值得一提的是：这些知识的年代跨度可达数百年。由此，课程的特点也就更加显而易见：即难学、难懂。

电磁场与电磁波课程体系严谨，公式繁多，推导复杂，概念抽象，难以理解。因此我在学习之前树立了一个正确的学习态度，即使难学难懂，还要根据本课程的特点有针对性的采取一些科学的学习方法对这门课各个击破。

此外书中还频繁涉及到高等数学和线性代数的内容，比如旋度的计算就涉及到了线性代数中行列式的计算，散度和梯度的计算又涉及到了高等数学中的有关知识。本课程有大量的电磁学公式，而课本中针对这些公式的大量繁杂的数学推导和证明又常常使我们无所适从，一头雾水。在解决实际问题的时候，根本无法抓住问题的本质所在，依旧会无从下手。

在以往其他专业课的学习中，总是对计算能力有着较高的要求，结果则往往是在考试时仅仅套了套公式，按了按计算器而已。虽然成绩较高，但是收获却不大。然而在电磁场与电磁波这门课程当中，真正应该强调的是对概念的理解，而并非计算和推导。对概念不仅要知其然，还要知其所以然，这样在实践中才能真正应用所学知识来解决问题。纵然在实际工程应用中会伴随着大量复杂的、且有一定精度要求的计算，但这些计算完全可以交给功能强大且效率极高的电子计算机来完成。在追求效率和速度的今天，在某些工程应用中使用手工计算明显不合时宜，因此不必拘泥于计算的问题。此外，过于繁杂的计算反而会掩盖概念的本质。对于计算，我们认为应该充分利用好现代计算工具，如各种数值计算软件和专业的电磁场与电磁波分析软件，熟练掌握它们的使用方法，培养现代工程实践能力才是正确的方向。

电磁场与电磁波课程中有许多内容比较抽象，比如：电磁波的极化现象，时谐电磁场，电磁波在空间的传播等内容。若只是研究课本上的理论，不仅十分枯燥而且不易理解掌握。此时应该遵循由感性到理性的认识规律，合理运用的电子课件，把抽象的内容形象化，具体化。

在《电磁场与电磁波》的学习过程中，必须学会一点点化解，比如学习电场时，先从点电荷开始，到线电荷，再到面电荷，最终到体电荷。从它所产生的电场类型开始，由静电场到时变电场，即Maxwell方程组中的第二，第四方程。从它所产生的磁场类型开始，由恒定磁场到时变磁场，即Maxwell方程组中的第一，第三方程。在有关电流的部分，同样可以以点带线，以线带面地来研究点电荷，线电流，面电流以及相应的电流密度等各种特性。而后又可以采用归纳法，从Maxwell方程组出发来反思静态场，把静态场归结为时变场的一种特殊情况。

《磁现象和磁场》 教学设计 篇10

南京九中震旦校区 徐文晖

【教材分析】

“磁现象和磁场”是普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-1）第三章第一节内容。在上一章中，学生已经学习了静电场和恒定电流，而磁场和电场都是电磁学的核心内容，对于磁场，可以通过与电场类比进行教学，为本章的学习打下了基础。作为第一节，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生认识磁场，以及磁体与磁体、磁体与电流之间的相互作用作铺垫。因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。

【学情分析】

在学习这节内容之前，学生通过电场的学习，对“场”已有了一定的认识，并且初中也学过磁场的一些知识，积累了一定的理论基础。但是磁场过于抽象，学生通过高一的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行受力分析，对于看不见摸不着的磁场，学生感性上可能认识不到位。

【教学目标】  知识与技能

1、了解电流的磁效应；

2、知道磁场的基本特性，了解地球的磁场；

3、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；

 过程与方法

1、通过实验，了解电流磁效应的发现过程；

2、通过观察和实验，体会磁体与磁体、磁体与电流之间的相互作用；

3、通过视频等多媒体，认识地磁场。

 情感态度与价值观

1、让学生获得对科学的亲近感和热爱 ；

2、关注磁现象在生活和生产中的应用。

师：第三章，我们就来一起认识磁现象和磁场。

二、讲授新课

（一）磁现象 教师活动

师：最早发现的天然磁石，其中含有主要成分为Fe3O4。现在使用的磁铁，多是用铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的，天然此时和人造磁体都叫做永磁体。展示：条形磁体、马蹄形磁体。

师：不同形状的磁体有什么共同特征？ 生：磁体都能吸引铁质物质。

师：我们形容一个人的声音很动听，能吸引异性，说这个人的声音很具有磁性。而磁体能吸引铁质物质的性质，就叫做磁性。

磁体上每个部分磁性都相同吗？ 生：不同，两端比较强。

师：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。

磁体都有两极：N极、S极。

磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。演示：条形磁铁靠近小磁针(同名、异名)。

D.A、B间可能互相吸引,也可能互相排斥

3.下列关于磁场的说法中,正确的是()A．磁场跟电场一样,是人为假设的

B．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场 C．指南针指南说明地球周围有磁场

D．磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是

通过磁场发生的

4.地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是()A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的 B.地磁场的方向是与地面平行的 C.地磁场的方向是从北向南方向的

D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的

四、铺垫下文

演示：小型电动机。

睡眠生理与地球磁场 篇11

睡眠能够恢复精力和体力，使机体保持良好的工作状态。充足的睡眠可延缓衰老，提高免疫力增加记忆力。睡眠时，机体与环境的联系大大减少，一般生理活动降低。根据脑电特征，成人夜间睡眠分为慢波睡眠和异相睡眠，多数睡眠时间处于前一种状态，机体的循环、呼吸系统和植物神经系统的活动降低，但相当稳定。同时，闭目、瞳孔缩小，眼球不再快速转动，脑血量变化很少。

科学研究发现，人体的生物钟在晚10～11点出现一次低潮，此时最容易入睡，而且睡眠质量最高，所以在夜深人静时，可进入深睡状态，不容易唤醒。后一种状态占睡眠时间的20～25%，机体的循环、呼吸系统和植物神经系统的活动变化不规则，肌肉松弛，但脑血管扩张，脑代谢增加。当血压升高和血脂高时，容易发生脑出血和脑血栓，这可能是发生心脑血管病的部分原因。如果有发病的自觉症状，则应缓慢地起床，可减轻发病程度。

据科学测定，人体皮肤的新陈代谢时间是在夜间22～3点进行。这时皮肤的细胞正在进行分裂，皮肤的毛细血管处于松弛状态，血液流到皮肤的各个部位，供给更新细胞所需的各种营养物质。因此，充足的睡眠，可使皮肤有光泽，富有弹性，减少皱纹，延缓衰老。

睡眠应当采取头北脚南的方向

地球磁场是南北方向，磁场具有吸引铁、钴、镍的作用。人体血液也含有这三种元素。在东北广大农村，由于火炕的位置与平房一致，多数人家又是北面炕，所以睡的方向与地球磁场的方向相同。然而，城市楼房卧室的床位方向，恰好与上相反。南北向睡眠能促进地球磁场吸引铁、钴、镍，而东西向睡眠不仅不利于磁场的吸引，而且还改变这三种元素在人体内的分布。当这三种元素分布改变时，则影响其生理作用，还会出现功能障碍。此外，南北向睡眠，使人体内的生物电流方向与地球磁场方向平行，在地球磁场的作用下，气血运行畅通，能量减少，早晨醒来，感到精力充沛。当仰卧睡眠时，面部肌肉保持松弛状态，使面部皱纹逐渐消失。相反，若俯卧睡眠，面部、胸部和腹部都受到挤压，影响呼吸和局部血液循环，使面部臃肿。

在太阳活动高峰年应注意睡眠保健

以定期和不定期的移动床位，头朝东、脚朝西为最佳状态。太阳活动的结果，表面黑子增多，向外喷射高能带电粒子流，强电磁波，使地磁场的活动更剧烈。除此之外，太阳的物理辐射（有害的紫外线辐射和X射线辐射）也更加剧烈。这种有害的射线来源于地核深处，穿透力极强，可轻而易举地穿透地面，水泥板。若辐射焦点正好辐射到人体，而人体会受害而发生一些怪病。因此，当人体感到不适时，又出现某些不明原因的病症，应立即采取措施——移动床位，以避开辐射焦点。

（地址：150301哈尔滨师范大学阿城学院生物系）

《电磁场与电磁波》教学方法研究 篇12

本文结合教学实践, 提出在电磁场教学中必须正确把握的几个问题。本人在教学中深刻认识到, 要让学生理解这门课, 必须深刻领会这门课所使用的两个重要数学概念“散度”、“旋度”, 这两个概念是这门课的核心。电磁场是分布在三维空间的矢量场, 矢量分析是研究电磁场在空间的分布和变化的规律的基本数学工具之一。标量场在空间的变化规律由其梯度来描述, 而矢量场在空间的变化规律则通过场的散度和旋度来描述。一个矢量场的旋度是一个矢量函数, 而一个矢量场的散度是一个标量函数, 旋度描述的是矢量场中各点的场量与旋涡源的关系, 而散度描述的是矢量场中各点的场量与通量源的关系。

电磁场的基本规律包括电磁学的三大实验定律 (库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律) , 以三大定律为基础, 麦克斯韦提出两个基本假设, 一个是有旋电场的假设, 它表征变化的磁场要产生电场, 另一个是关于位移电流的假设, 从而推广了电流概念, 它表征了变化的磁场要产生电场。麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组, 是电磁理论的核心和求解电磁场问题的基础, 是电磁场教学中的重点。

静态电磁场是电磁场的一种特殊形式, 当场源不随时间变化时, 所激发的电场、磁场也不随时间变化, 称为静态电磁场。静电场的基本方程揭示了静电场的基本性质, 是分析计算静电场问题的基础。高斯定理对静电场是普通适用的, 只是对电场分布具有某种对称性的电场, 才能应用此定律来计算电场分布, 它也是计算这类对称性电场的重要方法, 应该掌握。高斯定理表明穿出闭合面的电位移矢量仅由面内的自由电荷决定, 而与闭合面外部的电荷无关, 与闭合面内部的电荷分布也无关。电位是静电场中的一个重要的概念。静电场问题可分为两大类:分布型问题和边值型问题。分布型问题可用电场强度公式、电位函数及高斯定理求解。边值问题可用直接积分法、分离变量法和镜像法求解。

静电场是相对于观察者静止的, 它是由电量不随时间变化的电荷所引起的电场。恒定电场是在恒定电流情况下, 由分布不随时间变化但做恒定流动的电荷所引起的电场。在静电场中, 导体内部的电场强度为零, 导体是等位体, 导体表面是等位面, 电场强度垂直于导体表面。在恒定电场中, 导电媒质内部的电场强度不为零, 导电媒质不再是等位体, 表面也不再是等位面, 电场强度也不再垂直于导电媒质的表面。

如果某区域电流场中电流密度矢量仅是空间位置的函数, 而不是时间的函数, 这样的区域就称为恒定电流场。与之相应的电场就称为恒定电场。但是, 恒定电流场只能存在于导电媒质所占有的空间, 而恒定电场不仅存在于导电媒质之中, 而且还存在于导电媒质之外的不导电媒质之中。不导电媒质的电导率为零, 所以电流密度矢量处处为零。一般说来, 恒定电流场是具有双重含义的:既指恒定电流密度矢量J的场, 也指恒定电场强度矢量的场。正是因为具有这样的双重含义, 有时也写成恒定电 (流) 场。

由于导电媒质内电荷分布一般未知, 故不能用来求解导电媒质内部的电场分布。然而在导电媒质内电流密度J比较容易确定, 所以J和E作为导电媒质中恒定电场的基本场量。对于均匀导电媒质, 直接利用, 可得到其内部不存在自由体电荷密度。但在导电媒质表面或不同导电媒质分界面上, 一般存在面电荷分布, 其电荷面密度可由分界面上的衔接条件推导出来。导体中的恒定电场和介质中的静电场两者的方程和边界条件有相似的形式。两个场的场量间有一一对应的关系。当二者边界条件相同时, 它们的解也有相同的形式。

在时变的情况下, 电场和磁场相互激励, 在空间形成电磁波, 时变电磁场的能量以电磁波的形式进行传播。在时变电磁场中引入位函数能简化波动方程的求解过程。坡印廷定理是电磁场的能量转换与守恒定律, 应深刻理解其物理意义。

均匀平面电磁波在无界理想媒质中传播时, 电场强度矢量和磁场强度矢量的振幅不变, 它们在时间上同相, 在空间上互相垂直, 并与电磁波传播方向垂直, 三者构成右手螺旋关系。均匀平面电磁波在导电媒质中传播时, 电场强度矢量和磁场强度矢量在空间上仍互相垂直, 且与电磁波传播方向构成右手螺旋关系;但是电场和磁场的振幅按指数函数衰减, 它们在时间上不再同相。此外, 电磁波的波长变短, 相速减慢。随着电磁场计算的深入研究和计算机可视化与多媒体技术的飞速发展, 一些国家的学者已研制出形象生动的电磁场教学软件。能帮助学生更好地理解抽象的电磁场。

为了提高课程的质量和培养学生的科学思维能力, 作为教师, 除了要有渊博的知识、丰富的教学经验和较高的科研水平, 还应时刻关注前沿的进展, 并具有相当的理论修养。为了提高学生学习电磁场理论的积极性, 并进一步帮助学生了解电磁场理论应用分析, 可以介绍电磁场理论应用方面的典型例子。例如, 由于长波报时具有传输衰减小、干扰弱、信号稳定等优点。当前美国市场上出现的家用原子钟, 售价仅为25美元左右, 它是由位于美国中部的国家标准技术局利用60k Hz的长波授时的, 其服务半径可达3200km左右, 能够覆盖北美全部地区。我国也生产出了功能类似的家用原子钟, 国内称之为“电波钟”, 它是由位于陕西的天文台授时的。超短波的频率较高, 足以传输频率带宽为几兆赫兹的电视信号。能够把各种图像和声音信息传递给用户, 是人们学习、娱乐、认识世界的重要工具。任何事物都有两重性, 给人们带来许多麻烦的静电能也能变害为利, 它在静电分选、除尘、分离、植绒、纺纱、喷漆、复印等方面大显身手。现代大型铝电解槽, 其工作电流达100k A。由于巨大电流所带来的电磁力作用于铝液问题, 已成为国内外研究的重要课题。使电流场的应用理论又进一步丰富。实际电工设备如电缆头、高压套管、绝缘子、电机和变压器等电场与一些非电工程中的物理量的模拟都运用了恒定电场的理论。

电磁场的教学是一个复杂的系统工程, 不同学科、不同课程都有自身不同的特点, 不能单纯依靠简单的模式和手段就想搞好, 有赖于教师教学思想、教学方法、教学内容和教学管理等各教学环节的不断协调与配合, 才能获得较好的教学效果。这就需要我们在教会学生基础知识的基础上充分让学生体验新的技术和新的科学, 使他们能适应社会的发展。

摘要：《电磁场与电磁波》课程理论性强, 公式计算复杂, 是一门教学难度较大的课程。教师在教学过程中, 要根据课程特点, 运用多种多样的教学方法, 结合电磁场教学的实践, 总结改进教学方法, 提高教学质量。除电磁场课程中的分析讨论、数学推导、逻辑推理外, 还要积极引进现代信息技术, 让学生进行必要的科技文献了解和翻译, 接触现代电磁场与电磁波研究前沿。

关键词：教学模式,研究性教学,《电磁场与电磁波》,改革

参考文献

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