电磁感应教学

电磁感应教学（共12篇）

电磁感应教学 篇1

《电磁感应》是中职物理 (电磁学) 的重要内容, 是联系电和磁的桥梁, 是学习《电工学》、《电子技术》、《无线电技术》等课程的重要基础。但《电磁感应》内容中的概念、规律较为抽象, 不少学生在学习时感觉有一定的困难。教学过程中教师应发挥主导作用, 在帮助学生理解、思考、总结的过程中, 让学生形成清晰的概念, 自主发现知识规律, 在实际应用中掌握解决问题的方法。

一、通过对比辨别, 形成概念

要学好物理, 掌握概念是前提.教学中, 帮助学生形成正确的概念具有重要的意义。在《电磁感应》学习中, 由于学生对一些概念的认识较模糊, 理解肤浅, 妨碍了他们对问题的深入学习和研究。教学中可通过对比和辨别, 帮助学生形成清晰的概念。

1.辨别磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率

(1) 磁通量 (Φ) :磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量, 定义式Φ=BS。如果面积S与B不垂直, 应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′, 即Φ=BS′, 国际单位是Wb。

(2) 磁通量的变化 (Δφ) :指磁通量的增加或减少, 与磁感强度B的变化、面积S的变化有关。当回路中的磁通量发生变化时, 回路中就会产生感应电动势;如果回路是闭合的, 则回路中同时产生感应电流。

(3) 磁通量的变化率$(\frac{\Delta \phi }{\Delta t})$:表示回路中磁通量变化的快慢, 与磁通量的变化量Δφ和所用时间Δt有关。电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比, 而不是与磁通量的变化量成正比。

2.辨别感生电动势与动生电动势

感生电动势和动生电动势统称为感应电动势, 均可用法拉第电磁感应定律求得。

(1) 若回路中的面积保持不变, 由于空间磁场随时间变化, 导致回路中产生感应电动势就叫做感生电动势, 可用公式E感$=n\frac{\Delta B}{\Delta t}S$求得。

(2) 若磁场不随时间变化, 而回路中有部分导体切割磁感线运动, 使回路面积发生变化, 导致回路中的磁通量发生变化而产生感应电动势就叫动生电动势。可用公式E动$=n\frac{B\Delta S}{\Delta t}=BLv$求得。

3.辨别感应电动势与感应电流

(1) 感应电动势的有无, 仅决定于穿过回路的磁通量有无变化, 与回路的通断、回路的组成等无关。

(2) 电路中有感应电流, 是闭合电路中有感应电动势的必然结果, 感应电动势的存在是产生感应电流的必要条件。电磁感应现象中感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。

二、在归纳、总结中, 理解和掌握物理规律

物理概念是物理知识体系的基石, 物理规律是建立在基石之上的主干知识。因此, 在教学中不仅要抓好学生物理概念的学习, 还要认真抓好学生物理规律的学习, 使学生在归纳、总结中, 理解和掌握物理规律。

1.理清知识脉络

在《电磁感应》教学中, 应把握好磁通量的“变化”, 对于磁通量“变化”, 应着重从三个层次去理解。

(1) 磁通量是“变”还是“不变”:

产生电磁感应现象的条件是回路中的磁通量发生“变化”, 如果回路闭合, 则同时产生感应电流;否则不产生电磁感应现象。

(2) 磁通量怎么变 (增加还是减少) :

这是根据楞次定律的增反减同规律判断感应电动势 (或感应电流) 的方向的依据。

(3) 磁通量变化的快慢:

这是确定感应电动势大小的依据 (法拉第电磁感应定律——感应电动势大小与磁通量变化率成正比) 。

2.分类总结感应电动势的生成规律

由于通过闭合回路的磁通量发生变化, 而在回路中产生感生电动势 (或感生电流) 的现象称为电磁感应现象。电路中感应电动势的大小, 跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比, 这就是法拉第电磁感应定律。变压器、发电机及各种电感元件都是根据电磁感应原理工作的。感应电动势的生成规律可总结为。

(1) 单杆切割生电规律:

从组合情况看有杆与电阻、杆与电容、杆与电感等组合;从导体杆所在的导轨看有“平面导轨”、“斜面导轨”、“竖直导轨”等;从运动形式看有单杆在磁场中“匀速运动”, 单杠在磁场中“匀变速运动”, 单杆在磁场中“变加速运动”等。回路中的感应电动势都可以考虑用公式E=BLv求得, 并且杆所受的安培力总是阻碍杆的相对运动的。

(2) 矩形线圈转动生电规律:

矩形线圈在磁场中匀速转动切割磁感线生电, 可用公式E=nBSsinωt求得, 交流电的产生就属于此类。

(3) 回路中磁通量变化生电规律:

回路中仅磁通量发生变化而生电, 可用法拉第电磁感应定律$E=\frac{n\Delta \phi }{\Delta t}$求得 (式中Δφ=ΔB·S=B·ΔS=ΔB·ΔS) 。

三、在实际应用中形成知识体系

在平时的学习过程中, 学生头脑中常常是一个个孤立的概念和物理量, 一条条独立的定律和定理, 不能形成体系, 不能从整体上把握知识, 因而很难综合运用知识去解决实际问题。在应用《电磁感应》知识解决有关实际问题过程中, 发现它与电学中电路的分析计算, 力学中力的平衡、动量定理、功能关系、图像等知识密切相关, 属于综合知识的应用。因此, 教学上必须指导学生及时总结整理所学知识, 掌握知识之间的内在联系, 在头脑中形成一个完整的知识体系。

1.《电磁感应》与电路问题

《电磁感应》中的电路问题的特点是闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动, 在回路中将产生感应电动势和感应电流, 从而涉及电流、电压、电功、电功率等计算。其基本解题方法:产生感应电动势的导体 (或线圈) 相当于一个电源, 感应电动势等效于电源电动势, 产生感应电动势的导体 (或线圈) 的电阻等效于电源的内阻。产生感应电动势的导体 (或线圈) 跟用电器连接, 可以对用电器供电, 按题意画出等效电路, 其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用。

【例1】 如图1所示, 金属棒AB长0.1米, 磁场的磁感应强度为0.5特, 当AB在外力作用下以10米/秒的速度向右匀速运动时, 导体框和AB的电阻不计, R=2欧, 求R中电流的大小、方向和它消耗的功率。

[解题方法指导] 磁通量变化产生感应电动势→感应电流→作出等效电路→闭合电路的欧姆定律→电功率。

2.《电磁感应》与力学问题

《电磁感应》中的力学问题, 解题桥梁是磁场对感应电流的安培力。因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系, 在这类问题中, 导体一般不是做匀变速运动, 而是经历一个动态变化过程。再趋于一个稳定状态, 故解这类问题时, 正确进行动态分析, 确定最终状态是解题的关键。其基本解题方法是:抓好受力分析, 当导体处于平衡状态时, 导体处于静止状态或匀速直线运动状态, 合外力等于零;当导体处于非平衡状态即做变速运动时, 可根据牛顿第二定律进行动态分析。

【例2】 如图2所示, 在磁感应强度为0.1特的匀强磁场中, 有一个金属框ABCD (其电阻不计) , 导线ab在重力的作用下, 可在金属框上向下滑动 (不计摩擦) , ab的质量为0.2克, 长0.1米, 电阻为0.2欧, 求ab棒下滑的最大速度。

[解题方法指导] 切割磁感线产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化, 当加速度等于零时, 导体达到稳定运动状态, 此时速度达到最大值。

3.《电磁感应》与能量问题

《电磁感应》中的能量问题。解答这类问题, 要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况, 然后选用相应的规律进行解答。电磁感应现象是由于安培力做功而导致能量转化的, 既要用到电磁感应知识, 又要用到功能关系和能量守恒定律。其基本解题方法:用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大小和方向;画出等效电路, 求出回路中电阻消耗电功率的表达式;分析导体机械能的变化, 用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的变化所满足的方程。

【例3】 如图3所示, 水平面光滑, 金属环r=10 cm、R=1 Ω、m=1 kg, v=10 m/s, 向右匀速滑向有界磁场, 匀强磁场B=0.5 T;从环刚进入磁场算起, 到刚好有一半进入磁场时, 圆环释放了32 J的热量, 求: (1) 此时圆环中电流的即时功率; (2) 此时圆环运动的加速度。

[解题方法指导] 感应电动势→感应电流→作出等效电路→闭合电路的欧姆定律→电功率→能量守恒定律。

4.《电磁感应》与图像问题

《电磁感应》中的图像问题常见的有B-t、Φ-t、E-t、F-t等图像, B、Φ、E、F各物理量的大小由法拉第电磁感应定律判断。解题时需注意的问题是:磁通量是否变化 (变化是否均匀) 、感应电动势 (感应电流) 大小是否恒定、感应电动势 (感应电流) 的方向、电磁感应现象产生的过程以及时间段。基本解题方法是:①从图像上获取已知条件、分析物理过程, ②从抽象的图像出发, 建立实际的物理模型。

【例4】 如图4所示, 竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路, 螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时, 导体环将受到向上的磁场力作用?

[解题方法指导] 从图像上获取已知条件、分析物理过程, 再根据楞次定律的增反减同规律确定。

总之, 作为教师, 在平常的物理教学过程中, 要充分挖掘和利用教材中内容的特点, 结合学生思维能力的培养, 使学生通过对比辨别, 形成概念, 在归纳、总结中, 理解和掌握物理规律, 在实际应用中形成知识体系。这些做法都是学生学习和掌握物理知识的基本途径, 也是教师提高教学效率和教学成绩的方法。

参考文献

[1]邵长泰主编.物理 (基础版) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

[2]许国梁.中学物理教学法[M].北京:高等教育出版社, 1993.

[3]刘韧, 胡银泉.《电磁感应》教学设计[J].物理教学, 2003 (3) .

[4]李强.物理规律与学生物理思维能力培养[J].科教文汇, 2009 (19) .

电磁感应教学 篇2

篇一：电磁感应教学设计片段

（一）引入新课：我们的物理“很美”，它具有“和谐的美”、“规律的美”——如浩瀚的宇宙及我们的太阳系在各就各位的运行着；它还具有“对称美”——如有“正电”就有“负电”、磁体有“南极”就有“北极”、平面镜中的像与物完全对称、还听说有“物质”就有“反物质”??当然物理也具有“奇异的美”，如听说有“磁单极子”，还有什么“宇称不守恒”„„随着以后年级的递增，你会逐渐发现物理的各种美。通过奥斯特实验，我们知道：“电”能产生出“磁” ,（老师不妨在30秒内重现这个实验），那么同学猜想，反过来，“磁”能否生产出“电”来呢？（顺便板书逆向箭头并带问号）

几乎所有学生猜：“磁”也能生“电”。（那只是乱猜，无正当理由，只是思维定势喊的）

（二）引导学生确定需要哪些器材（这里，老师起很大主导作用）：当然要有磁体，还得有导线（否则，电流在哪流？），我给准备的是2m长的。还得有检验是否生出电流来的电流表（否则，你生出电来了都还不知道呢）。

（三）这时，老师宣布：“开始试验，我看咱班那位同学把法拉第憋了10年才发现的电流找出来”：同学们跃跃欲试，摩拳擦掌，都想第一个发现，情绪激动，但无从下手，不知怎么摆弄好，憋得难受，我则煞有介事的巡视着??我知道他们几乎发现不了。但我就想让他们憋很长一段时间并且还没书看，急的难受。巡视时，我发现各种各样的做法：

1、导线敞开着，放在蹄型磁体上不动（很多学生）；

2、导线敞开着，在蹄型磁体上随便乱动（很多学生）；

3、导线敞开着，放在蹄型磁体中间不动（很多学生）；

4、导线敞开着，放在蹄型磁体中间晃动（部分学生）；?? 这时候，我只问学生一句话：“开着的导线里会有电流吗？”只见大部分学生开始把导线闭合。但还是没有同学生产出电流来，我再说：“不急，人家法拉第用了好几年，我们才一节课，不过二班有个同学发现了”（其实没有）。就这样，学生们在好胜心的驱动下，积极的想着办法??我巡视着，开始发现有些学生把导线缠绕到蹄型磁体上。约15——20分钟以后（绝不是浪费），我走上讲台演示，我用的演示器材就是普通导线，我用夸张的慢动作缠绕10圈，快速切割，学生不约而同的：“啊，电流！”，我再用夸张的慢动作缠绕20圈，30圈，学生高呼：“大电流！”；再换正规实验器材——线圈，再做实验，然后，在线圈里接入一个灯泡，也发光。到此，学生一直感叹，后悔，我就差那么一点点！此时，我讲法拉第及科拉顿的故事。发给学生们线圈也感受感受。师生共同总结：产生电流的条件及电流方向与什么有关。

我的设计目的有两个：

1、让学生充分动脑子。

2、让所有学生充分感受着急的滋味，也让部分学生充分感受后悔的滋味！只有伴随着情感的体验，学生才能学得牢固。

对学生的安慰和表扬：人家法拉第10年多才发现，我们一节课没发现也不丢人，况且“ｘｘ、ｘｘ、ｘｘ、ｘｘｘ”这些同学差一点点就发现了。篇二：电磁感应教案

一

划时代的发现

教学目标

（一）知识与技能

1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。

2．知道电磁感应、感应电流的定义。

（二）过程与方法：领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。

（三）情感、态度与价值观

1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。

教学重点、难点

教学重点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

教学难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学手段：计算机、投影仪、录像片

教学过程：

一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应

引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：

（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？

（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？

（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？

（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象

教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：

（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？

（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？

（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？

（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为

成功的“秘诀”是什么？

（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈 自己的体会。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

三、科学的足迹

1、科学家的启迪

教材P4

2、伟大的科学家法拉第教材

四、实例探究

【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）

A．安培 B．赫兹

C．法拉第 D．麦克斯韦

【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。

【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B）

A．磁场对电流产生力的作用

B．变化的磁场使闭合电路中产生电流

C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场

五、学生的思考：

1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系

2、如何让磁生成电？

二、探究电磁感应的产生条件

教学目标

（一）知识与技能

1．知道产生感应电流的条件。

2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

（二）过程与方法：学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法

（三）情感、态度与价值观：渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。

教学重点、难点

教学重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

教学难点：感应电流的产生条件。

教学方法：实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法

教学手段：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，教学过程

一、基本知识

（一）知识准备

①磁通量

定义：公式：?=BS 单位：符号：

推导：B=?/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的单位；

计算：当B与S垂直时，或当B与S不垂直时，?的计算

②初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。

电磁感应现象：由磁产生电的现象

（二）新课讲解

1、实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材P6图4.2-1 探究导线运动快慢与电流表示数大小的关

实验

铁,或把磁

材P6图二：向线铁从线4.2-2 圈中插入磁圈中抽出,教系.探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系

2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），教材P7图4.2-3 探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系

3、分析论证：

实验一：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；

实验二：①磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；

②磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；

实验三：①通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；

②通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈 的面积也不改变，但磁场由强变弱；

③当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线

圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场

也随之而变化，而大线圈的面积不发生

变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变

化。

4、归纳总结：

在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。其共同点是穿过线圈的磁通量发生了变化。磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。

结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

5、课堂总结：

1、产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量发生改变

2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象

3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流

6、例题分析

例

1、右图哪些回路中比会产生感应电流

例

2、如图，要使电流计G发生偏转可采用的方法是

A、K闭合或断开的瞬间 B、K闭合，P上下滑动

C、在A中插入铁芯 D、在B中插入铁芯

7、练习与作业

1、关于电磁感应，下列说法中正确的是

A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流

B导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流

C闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流

D穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流

2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流

A线圈沿自身所在的平面做匀速运动

B线圈沿自身所在的平面做加速直线运动

C线圈绕任意一条直径做匀速转动

D线圈绕任意一条直径做变速转动

3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是

A以ab为轴转动

B以oo/为轴转动

C以ad为轴转动（转过的角度小于600）

D以bc为轴转动（转过的角度小于600）

4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是

A线圈从图示位置转过90?的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小

B线圈从图示位置转过90?的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大

C线圈从图示位置转过180?的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化

D线圈从图示位置转过360?的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化

6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与

直导线ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流 A、水平向左运动B、竖直向下平动

C、垂直纸面向外平动D、绕bc边转动

三 法拉第电磁感应定律

教学目标

（一）知识与技能

1．知道什么叫感应电动势。

2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。

3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。

4．知道E=BLvsinθ如何推得。

5．会用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题。

（二）过程与方法：通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。

（三）情感、态度与价值观

1．从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

2．了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

教学重点：法拉第电磁感应定律。

篇三：电磁感应教学设计

关于电磁感应的教学方法分析 篇3

关键词：电磁感应 教学方法 分析

教学方法关系到教学效果的好坏、关系到学生的兴趣的激发、关系到机电专业的发展。在一般的教学活动中，最常用的教学方法有：情景教学、课堂活动、任务驱动教学、案列教学，笔者根据电磁感应知识的教学特点，对教学方法进行改善和重新设计，在此与各位同仁进行探讨。

1 情景教学

在日常的教学中，笔者发现技工学校的学生大多理论知识薄弱，动手能力较强，甚至具备一些基础性的实践经验。对此，我们应充分结合学生的这种特点，通过搭建教学情景把生活中的常见现象引入电磁感应教学中，充分发挥学生动手能力强的特点，引发学生学习兴趣。电磁感应是基础性科学知识，与学生日常的生活、工作息息相关。老师可实施情景教学，让学生列举生活中、工作中发生与电磁感应相关的现象，比如利用磁铁、导线、电流表等仪器来说明電流是怎样产生的，老师可引导学生对导线和电流表进行连结，让两个磁铁围绕导线进行引动或让一部分导线在两个磁极间移动，在这两种情况下，观察电流表的指针。值得注意的是，老师应尽量确保学生所列举的例子与我们的教学内容具有相关性，让学生通过生活中的实例来认识、分析电磁感应现象[1]。

2 课堂活动

与一般的教学活动不一样，电磁感应教学需要较大的探究空间和较长的探究时间。开展课堂活动正是为学生的探究提供空间和时间，以便学生能对相关的知识进行总结和归纳。在电磁感应教学的理论知识讲解完毕后，可以引导学生进行一些有意义的课堂活动，比如一些头脑风暴、分组讨论等，让学生在这些活动中充分享有一定的自由学习时间和空间。我们还应充分认识到学生的心理需求和独立性，以学生为中心，在实验室中，开展拆卸变压器、电动机等活动，在活动中引导学生对其原理进行探究，引发学生主动思考和分析，老师从旁引导，释放学生的主观能动性，充分调动学生学习的积极性，培养其电磁感应教学的探究习惯。在运用开展课堂活动时，老师应引导学生解决在电磁感应教学中发现的问题，注重提升实验探究的意识和方法，而不仅仅是简单的知识灌输。督促学生对掌握的知识进行总结，并改善自身的学习方法，提升学生学习效率[2]。为了扩大学生的思维空间，老师应鼓励学生进行创造性电磁感应教学。

3 任务驱动教学

对于一些相对简单的电磁感应知识点，老师可以引导学生独立完成学习任务。同时，也应认识到学生在知识和技能上的欠缺，可根据具体的情况向学生介绍自主学习的重点和注意事项。老师给出一个任务，比如找出磁铁和导线相对移动产生电流原因，引导学生对切割运动进行探讨，让学生在规定的时间内完成，确保驱动教学的效率。在实施任务驱动教学中，任务的选择和时间的控制是关键，要难易适中，确保大多数学生能独立完成；时间不宜过长，避免造成教学时间的浪费[3]。不过，为了提高学生的自信心，在初开始的任务驱动教学中，应选择相对简单的任务，注意事项的介绍也应更加的详细，然后根据学生的学习效果逐步增加任务的难度。通过一段时间的训练，相信不仅能提高电磁感应教学的效率，还会使学生养成主动学习的习惯。在电磁感应教学的总结环节，不宜设置明显的对错标准，无论学生给出的答案正确与否，都不应轻易地否定学生，应以鼓励表扬为主，保证学生参与电磁感应教学的积极性。此外，应鼓励学生尽可能用专业的词汇来阐述结果和结论。在总结环节结束后，老师应着重讲解本次实验的重点和难点以及学生容易出现错误的地方，并引导学生再次进行相关知识的学习。

4 案例教学

在电磁感应的教学中，案例教学最为常用。除了教材上的案列，也可以从网上检索到大量适合学生的实验案列，比如关于磁通量以及判断磁通量的变化的教学案列；关于感应电流产生条件的教学案例，其中有一部分案列是以视频的形式存在的。对此，我们可根据教学大纲的要求对这些视频进行剪切，以适应我们当前电磁感应教学的需要。为了更好地开展案例教学，我们甚至可以建立自己的库，除了从网上收集外，还可以录制自己或同事授课过程的经典教学案列，为案列教学的实施储备素材。对这些素材根据涉及的学科进行分类，比如物理类素材、化学类素材、生物类素材，为了方便以后的使用，还可以根据难易程度进一步分类，比如基础巩固型素材、能力提高型素材、综合应用型素材。当进行电磁感应教学时，我们就可以根据教学的目的、教学对象的素质水平选择最合适的素材进行辅助教学。通常情况下，对于低年级的学生或在电磁感应教学的初级阶段，可选用基础巩固型素材，避免难度过高影响实际的教学效果。对于有一定探究能力的高年级学生或在教学的深入阶段，可选用能力提高型素材，以适应电磁感应教学的复杂化，确保所选用的素材能涵盖到尽可能多的知识，注重学生实验探究能力的拔尖和提高。在学生知识储备以及实验技术成熟后，可选用综合应用型素材进行辅助教学，让学生在课堂上学习到的知识和技术与社会实践接轨。

5 结束语

对的教学方法是教学质量提升的关键。作为奋斗在一线的机电教师，应转变教学理念，积极引入新的教学方法和手段，确保学生主动学习意识的觉醒，确保教学活动的有效开展，使我们的机电教学更好地为生产服务。

参考文献：

[1]田卫东.浅谈磁场基本物理量及电磁感应的难点教学[J].课程教育研究，2014（10）：170-171.

[2]方东.中职物理电磁感应教学探究[J].考试周刊，2012（35）：146.

《电磁感应现象》实验教学初探 篇4

现代化不是理论化, 面向理论教材, 不仅在内容现代化方面作出了努力, 且在叙述形式、语言使用均较优秀, 教材更表现出生动活泼的气息。因此, 在教学过程中, 要营造这种生动活泼的气氛。为贯彻这一思想, 在初中《电磁感应现象》实验过程中, 我采取了如下教学方法。

一、鼓励学生提出问题, 引导学生探究物理规律

物理学家海森堡说:“提出正确的问题, 等于解决了问题的一半。”从这个意义上讲, 应培养学生的问题意识, 鼓励学生提出问题, 使学生在新材料、新情境、新问题面前勇于质疑, 这样学生就不再是消极的接受者, 而是积极的探索者。如在学习法拉第实验“磁是如何生电的”时, 教师可以提出问题:什么情况下磁场中的导线能够产生电流?然后让学生猜想与假设:可能与导体在磁场中的运动有关;最后再提出探究方法:让导体在磁场中运动, 观察什么情况下有电流产生, 并尝试改变电路中产生的电流。实践中, 学生提出的问题和方案很多, 但教师不能否定学生的观点, 应该多鼓励学生提出自己的观点, 让学生大胆去猜想。所以在《电磁感应现象》实验中, 应让学生先去寻找问题, 并自己思考, 然后再解决问题。

二、精心设计实验, 激发学生探究的主体性

1. 使用多媒体教学, 培养学生的学习兴趣

多媒体教学在现代教学中起着越来越重要的作用, 特别是在许多无法用实物教学的课程中起着不可替代的作用。其教学手段的直观性、内容的丰富性, 它极大地激发了学生的学习兴趣, 活跃了课堂气氛, 同时提高了学习效果, 克服了许多常规教学中无法解决的困难。如:

这两个实验可以通过多媒体课件把视听和实验图交互结合在一起, 产生出一种新的图文并茂、丰富多彩的人机交互方式, 而且可以立即反馈。在这种学习环境中, 学生的兴趣自然得到提高。

2. 采用对比方法, 加深知识的理解

组织学生通过比较的方法对电路进行讨论, 找出相同之处, 并归纳总结得出实验的一些方法。学生通过猜测, 再通过所连接的电路图加以实验, 最后通过实践操作加深对电磁感应知识的理解。如:

这两个实验电路跟平时的一般电路差不多, 也是由四个部分组成, 只是电表和电源的区别, 放在一起后, 让学生观察, 学生比较快地找到了突破口。

3. 利用身边的生活现象, 激发学生学习物理的兴趣

在课外实验活动中, 引导学生观察日常生活中的各种现象。如, 平时学生玩的小玩具车里的小马达通电后就能转动, 看到这些实验结果, 学生很惊奇, 对相关的知识就产生了强烈的兴趣。“纸上得来终觉浅, 绝知此事要躬行。”亲自动手, 让学生不断尝试练习, 才能做到操作灵活、实验效果良好, 同时也培养了学生的动手能力。

观察是人们对自然现象在自然发生条件下进行考察的一种方法, 是学生认识世界、增长知识的重要途径, 也是培养学生创造能力、抽象思维能力的基础。在《电磁感应现象》实验中, 导体在做运动时灵敏电流表不是每个时候都能发生转动的, 只有在切割磁感线运动时才能发生偏转。观察到现象, 学生会不由自主地进行分析思考。这样, 通过观察实验, 既理论联系了实际, 巩固了课堂所学的物理知识, 又提高了学生分析问题和解决问题的能力。

三、设计开放性习题, 将探究性学习引向课外

开放性习题具有发展、拓宽学生思维的作用, 它能培养学生多角度、多层次、多方面考虑问题的能力。例如, 在初中物理教学中应多开展探究性学习的教学, 设计开放性习题让学生进行训练, 许多学生都感到这样做能很好地培养自己的观察能力、动手能力、收集和处理信息的能力、相互合作交往和沟通的能力及创新意识。所以我们在教学观念上要做到与时俱进, 在教学模式和教学方法上要不断创新, 使学生学会合作, 学习发展。

电磁感应现象教学设计 篇5

知识目标

1.知道什么是磁通量，能在具体的问题中判断磁通量的变化和计算磁通量；

2.知道产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生；

3.通过对实验现象的分析和总结，培养学生的归纳能力和分析问题的能力。

能力目标

1、培养学生观察、实验能力和分析归纳能力；

2、培养学生科学思维方法动手操作能力。

3、培养学生创新和探索的精神,使学生学会如何从众多现象的个性中发现共性，再从共性中理解个性。使学生进一步形成自然界的事物不是独立存在的，而是密切互相.

情感目标

培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。通过法拉第发现电磁感应现象让学生感觉到只有通过艰辛努力，才能打开真理之门，取得成功。教育学生学习科学家坚持不懈，勇于探索的精神。

二、教材内容及重点、难点分析

重点：

1、通过实验分析得出产生感应电流的条件；培养学生的综合分析能力和归纳能力。

2、学生对科学探究过程的体验。

难点：

1. 磁通量；2. 培养自主学习、协作探索归纳能力和可持续发展的能力。

三、教学方法

2. 实验观察、启发学生思维（活动）和归纳演绎相结合。

四、教学媒体

蹄形磁铁、条形磁铁、导线、导棒、灵敏电流表、螺线管（大小各一个及铁芯）、电键（开 关）滑动变阻器和电池（电源）；多媒体课件（能做演示实验当然最好）。

五、教学课时：一课时、新课。

六、教学对象分析

在教学中过程中我主张要“以学生为中心来认识教材”而不是“以教材为中心来认识学生”， 所以备课必须要分析学生，根据学生的实际需要以及学生的认知过程来处理教材，让课堂围绕学生转。

1、学生情况的分析

学生在初中已经学过《电磁感应现象》，知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分切割磁感线。学生学习本节课的前提条件从知识角度看是：（1）知道电流的磁效应（奥斯特实验）；

（2）了解条形磁铁、马蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管的磁感线的分布；

（3）知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分切割磁感线；

从能力角度看是：

（1）具有一定的空间想象能力；

（2）具有一定的观察、分析、比较、概括能力

（3）具有一定的识图、连接实物电路的技能。

2、对教材内容的分析

电磁感应这一章作为联系电场和磁场的纽带,不仅是电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的发现，在科学技术上具有划时代的意义，由于它提示了电和磁之间的深刻联系及规律，使得人类进入了一个充分利用电能的新时代，使人类文明迈进了一大步，因此，本章无论是在知识内容上、还是在社会实践中都具有极其重要的意义。

电磁感应现象是电磁感应中的重要一节, 这一节教学内容安排为两块：第一块为学习磁通量的概念及其变化；第二块为学习产生电磁感应的条件和电磁感应现象中的能量守恒问题。第一块磁通量及其变化又是后继课程法拉第电磁感应定律，楞次定律等的基础，第二块中教材要求运用磁通量的变化的概念来描述电磁感应现象产生的条件，这也是后继学习的基础。这就要求教师指导学生做好实验，帮助学生建立概念，掌握规律。教材的`重点是研究“产生感应电流的条件”，难点是如何在初中“闭合电路的一部分切割磁感线”的基础上，通过进一步实验，使学生归纳出“闭合回路的磁通量发生变化”。虽然本节课的名称叫《电磁感应现象》，但这节课并不是一节“现象”课，而是一节“规律”课。

七、教学策略及教法设计

说学法俗话说“授之以鱼，不如授之以渔”，“教是为了不教”。现代教育重视对学生 学法指导。在整个教学过程中，不仅老师做演示实验，还要求学生做学生实验，所以要求学生“探究学习”和“合作学习”。 要求学生明确学习和实验的目的，认真观察实验现象，引导学生不断提出问题，分析问题，最后在老师的指引下，解决问题。所以在整个教学过程中，强调学生积极参与进来，发挥主观能动性。通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展还要求学生之间积极的相互支持、配合，特别是面对面的促进性的互动；积极承担在完成共同任务中个人的责任；对于各人完成的任务进行小组加工；对共同活动的成效进行评估，寻求提

高其有效性途径。为解决教学难点，我借助于形象生动而又交互性较强的多媒体课件，学生完全可以借助于网络，用这样一个课件进行自主探究。为了教学目标的更好实现，设计采取观察归纳、实验探究、提出问题、讨论问题、解决问题的方式，把主动权交给学生，使学生主动参与到课堂中来。并鼓励学生从各个不同的角度发现问题、提出问题，培养学生的创新精神。

本课的一个难点是磁场的空间分布及磁感线的动态变化过程。为了突破这个难点，我用Flash制作多个动画。我利用多媒体课件的立体感，形象、生动的特点来突破这个难点。看完动画后学生对电路围成的面积、切割磁感线、磁感线条数变化等记忆深刻。

八、教学媒体设计（什么媒体，何时运用）

1、图片媒体：帮助学生归纳总结电磁感应的概念，磁通量的定义等。

2、flash课件媒体：帮助学生归纳总结电磁感应现象的概念，探究电磁感应现象的产生等。

3、视频媒体：电磁感应现象

九、教学过程设计与分析（40分钟）

〈一〉 课题导入（5分钟左右）

1.奥斯特实验的启示：电流在周围空间产生磁场，磁场能产生电流吗？

2.宇宙中的对称“美”：宇宙中物理现象的对称性（规律），让学生体会宇宙现象中的对

称美学原理。法拉第就是坚信这一对称规律，经过不断的努力，最终完成“磁”生“电”对称规律的发现的。今天我们就沿历史的足迹，看一看法拉第是怎样研究电磁感应现象的。

3.法拉第其人其事：通过对法拉第的介绍，培养学生的探索精神和科学态度。

〈二〉新课教学（30分钟左右）

（一）磁通量

教师指出：研究电磁感应现象，需要引入一个物理量———磁通量。

什么是磁通量呢？

设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。在物理学中，我们定义磁感应强度B与面积S的乘积（BS）叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。 如果用表示磁通量，则：=BS

磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号Wb。1Wb=1T·1m2=1V·s。

教师解释说明：磁通量可以理解为是穿过磁场中某一横截面的磁感线的条数。可通过“水流量”和“人流量”来加以类比理解。提醒学生注意：在匀强磁场中

①当磁场方向与平面垂直时磁通量最大max=BS；

②当磁场方向与平面平行时磁通量最小min=0；

③当磁场方向与平面的夹角为θ时=BSsinθ。

（二）电磁感应现象

在什么条件下才能产生电流呢？

人们最初的研究：把绕在磁铁上的导线和电流表连接起来组成一个闭会电路，看能不能产生电流！法拉第就是这样开始研究的，结果发现电流表的指针并不发生偏转。

法拉第进一步研究发现，无论换用怎样强的磁铁或者换用多么灵敏的电流表，闭合电路中都没有电流产生。

演示实验一：导线切割磁感线运动，导线中有电流产生。

教师提问：在这个实验中导线是运动的，如果反过来让磁体运动，而导线不动，会不会在电路中产生电流呢？

教师演示实验，验证学生的回答（猜想）

演示实验二：条形磁铁穿过闭会的螺线管，导线中也有电流产生。

师生共同总结：不论是导线运动，还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体切割磁感线运动，电路中就有电流产生。

教师提出：我们还可以从另一个角度来分析上面两个实验的现象“闭合电路的一部分导线切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量发生了变化”

由此猜想：如果导体和磁体不发生相对运动，而让穿过闭合电路的磁场发生变化，从而引起闭合电路中磁通量发生变化，会不会也在闭合电路中产生电流呢？

演示实验三：一个大螺线管与灵敏电流表组成闭合电路，小螺线管与电源开关和滑动变阻器组成回路。

①小螺线管与大螺线管相对运动，回路中有电流产生（这正是我们前面看到的情形）； ②开关闭合（或断开）的瞬间，回路中有电流产生；

③开关闭合后，改变滑动变阻器触头的位置，回路中也有电流产生；

④开关闭合后，不改变滑动变阻器触头的位置，且让小螺线管穿进大螺线管内，将铁芯

从小螺线管内抽出，回路中也有电流产生。

师生共同总结：由②③④可见，即使导体与磁体不发生相对运动，只要闭合电路中的磁场发生变化，因而穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

法拉第和前人经过大量实验研究表明：

产生感应电流的条件：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。

（三）电磁感应现象中能量的转化

教师分析和总结以上现象（物理过程）中的能量转化和守恒问题。

1、本课时小结（2∽3分钟）

（一）磁通量=BS

①当磁场方向与平面垂直时磁通量最大max=BS；

②当磁场方向与平面平行时磁通量最小min=0；

③当磁场方向与平面的夹角为θ时=BSsinθ。

（二）产生感应电流的条件：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

2、巩固与练习

《教材》P195（3）（4）（5）（6）（7）

3、作业布置《教材》P195（1）（2）（8）（9）

十、板书设计

第十六章 电磁感应 一、电磁感应现象

一、磁通量

（1）定义：磁场（B）与面积（S）的乘积——磁通量（符号：）。

（2）公式：

2（3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·m

二、电磁感应现象

1定义：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。

2条件：(1)电路必须闭合；(2)磁通量发生变化

三、电磁感应现象中的能量转化

电磁感应教学 篇6

【关键词】HPS教育 电磁感应现象 教学模式

【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2009）03－0128－02

一、HPS教育的概念

多年来，教育界学者就倡导在科学教育中进行科学史、科学本质和科学方法的教学。目前，这个问题受到国际科学教育界的高度重视，并以HPS教育的形式进入科学课程中。所谓的HPS，是融科学史、科学哲学和科学社会学为一体的科学教育的新型教学模式。我国新一轮基础教育课程改革目标不仅注重知识与技能这个维度，而且注重从过程与方法及情感态度与价值观这两个维度对学生进行培养。［1］通过教学使学生理解科学的本质，从而使学生不但学到科学的知识和技能，而且具有科学精神和创新能力，这是此次课程改革的重要目标之一，HPS教育正是达到这个目的的一个重要途径。

二、HPS教学模式

不少专家针对落实科学教育中科学本质的教学提出许多不同的模式，本文主要介绍孟克与奥斯本的融合模式。这一模式由英国学者孟克与奥斯本提出，其理论基础注重学生的已有知识、

经验和如何认知的认识论问题，便于促进学生对科学概念的理解及教师对课堂的管理。

1．HPS教学模式的基本程序

这一模式的教学程序包括以下6个环节：［2］

这一模式有以下几个显著特点：①将物理学史、科学哲学的学习与当前的科学概念和理论的学习有机地融合在一起；②整个教学过程是一个问题解决的探究过程，因而有利于培养学生的解决问题能力和创新能力；③充分发挥了学生的主体性，促使他们主动学习和建构知识；④使学生认识到科学家和常人一样也会犯错误；⑤通过探究活动实现观念转变学习，形成正确的科学观念。

2．HPS教学模式的操作结构

以上就是HPS理论的一些主要观点，［3］接下来，本文将用HPS理论的融合模式来设计高中物理“电磁感应现象”一节的课堂教学，通过课堂教学设计来具体展现HPS理论在实际教学中的应用，以期能起到抛砖引玉的作用。

三、教学案例

电磁感应现象

〖教学目标〗

知识与技能方面：知道电磁感应现象；理解感应电流产生的条件；训练实验技能。

过程与方法方面：体会科学探索的过程特征；领悟科学思维方法和科学实验方法。

情感、态度和价值观方面：感受法拉第的科学探索精神；感悟科学与技术、社会的关系，树立人文精神。

〖教学设计〗

1．提出问题

师：丹麦物理学家奥斯特1820年发现电流的磁效应后，在当时的科学界引起了很大的反响。许多科学家以无私的科学献身精神投入了大量精力，对电磁感应现象进行了研究，其中热情最高、最执着的就是英国物理学家法拉第。他对电流的磁效应作了一系列的研究之后，在日记中写下了“电能生磁，磁也能生电”这一光辉思想。之后，法拉第经过十年的探索及无数次的失败才证明了这一观点，现在我们一起来探索这一问题。

师问：怎样设计实验验证“磁也能生电”的观点？

2．猜想讨论

学生讨论：如何利用磁场才能得到电流？

3．研究历史

结合多媒体从历史和现实两个角度对要研究的问题展开探讨，介绍历史上的失败实验和习惯思维，展现历史上探索“磁生电”的艰辛历程。

针对历史，师生讨论焦点：

（1）电流周围存在磁场，磁场周围是否存在电场？

（2）是否磁场不够强，产生的电流太弱？

（3）既然有磁化现象，电流能“电化”吗？

（4）电产生磁，静止电荷能否产生磁？须电荷运动才会产生，那么同样磁场是否也要运动？

4．设计实验

学生甲：将一带有灵敏电流表的闭合回路放在一磁铁旁边，观察指针是否偏转？

学生乙：先将一线圈与电池相连，产生电流的磁场，然后，将这一线圈放入带有一灵敏电流表的闭合线圈中，观察指针是否偏转。

教师按照学生的设计做演示实验。（在实验操作的过程中，教师先将电流表的表盘背向学生，待磁场稳定后再将其表盘面向学生。）

师问：观察到电流了吗？

生答：没有。

师问：可能的原因有哪些？怎样改进实验？

（学生讨论）

生答：可能是磁场太弱了，或电流表的灵敏度不高，可把磁铁的磁场增强，或将线圈制成螺线管，并且插入铁芯。

教师按学生的要求增强磁场，但仍将电流表的表盘先背向学生，待磁场稳定后，再将表盘面向学生。

师问：观察到电流了吗？

生答：没有。

师问：未观察到电流的原因还有哪些？怎样改进实验？

生答：在实验操作过程中，没有同时看电流表。

这时教师把表盘面向学生，重复上述实验，让学生全面、仔细观察。

师问：观察到电流了吗？

生答：观察到了。

师问：在什么情况下才有“电流”？什么情况下又没有电流呢？

生答：磁铁插入或抽出时有电流，放在线圈里不动时无电流：开关合上或断开时有电流，开关合上后无电流；滑动变阻器的滑动片滑动时有电流，不动时无电流。

教师进一步引导学生分析并总结归纳出产生感应电流的几种情形：①运动的磁铁；②运动的稳恒电流；③变化着的磁；④变化着的电流；⑤在磁场中运动的导线。

5、历史回顾

结合物理学史实，通过科学归纳与概括、思考与讨论：①前四种情况磁场强弱都在变化，产生感应电流可能需要变化的磁场；②第五种情形还与回路面积变化有关；③这五种情形都必须有闭合的导体回路。④上面克拉顿的实验为何不能得到感应电流？引入磁通量的概念，概括出产生感应电流的条件。

6、科学观点

向学生介绍教科书中的观点：磁通量概念、电磁感应现象、产生感应电流的条件。

7．总结评价

电磁感应现象发现的历史意义（对科技进步和社会变革的推动作用）让学生认识到科学与技术、社会的关系，以及给上述步骤一个评价性思考。

四、自我反思

这样的教学，课堂中教师的作用主要是点拨、诱导、促进学生的学习。也就是说，教师要了解学生的需要，帮助学生理清思路，诱导学生思维，协助学生归纳零散的知识，对学生的质疑进行筛选、处理，开展讨论活动。教师的指导要及时、适时，让学生在教师的点拨、启发与诱导下，感受获得成功的喜悦。科学家们的每一个科学发现的过程就是一个创造过程。如果我们能在教学中创设环境，让学生再创造一次，即利用“再现法”，既能使学生深入理解物理规律，又能有效地培养学生的创造性思维能力。以科学史组织一个课程，不仅不会扭曲科学的历史发展，还可以提供各种不同的看法、解题标准，使学生对科学的本质有更深切的认识。

目前科学史教育基本处于目标或理念的层次上。从这个意义来讲，上述的教学模式为使科学史教育理念变为现实迈出了可贵的一步，具有重要的实践意义。该模式的突出特点是充分考虑理科教学的实际情况，密切联系教师关心的学科内容，为具体落实科学史教育提供了保证。当然，这个模式还是一个理论框架，具体实施起来还有很多问题。作者也结合实际情况进行了进一步的探索。笔者认为，我们若能在研究借鉴该模式的基础上结合我国理科教材进行教学实验，将会有益于理科课程的教学乃至科学素质教育的探索。

参考文献

1 序伯琴等.普通高中物理课程标准（实脸）.人民教育出版社，2003.4

2 丁邦平.國际科学教育导论.山西教育出版社，2002：330、348～354

3 侯新杰.科学教学的建构主义方法.全球教育展望，2001

电磁感应教学 篇7

一、通过设置疑问的方式调动学生探究欲望

在物理教学中, 调动学生探究欲望的一个重要方式就是设置疑问, 利用物理科学方面的知识进行疑问设置, 让学生在内心产生学习物理的欲望, 为教学活动的顺利开展奠定基础。笔者在电磁感应内容的教学中, 设计了一个问题, 以此来激发学生的探究欲望:“同学们, 电流能够产生磁场, 这一规律已经被奥斯特所验证, 那么反过来, 利用磁场是否能够产生电流呢?”在笔者的启发下, 学生对于电磁感应相关内容的学习充满了兴趣。实践证明, 利用设置疑问引导的方式, 能够在一开始就抓住学生的思维, 激发学生学习兴趣, 积极投入到学习活动之中。

二、通过引导探究的途径训练学生思维能力

在职高物理电磁感应内容的教学中, 为了体现学生的主体地位, 让学生在学习知识的同时, 真正提高思维能力与操作能力, 促进综合素质提升, 笔者将以往直接授予的教学内容, 引导学生通过自己动手与讨论研究的方式解决, 主要依靠自己以及其他学生的共同努力获得知识, 实现教学目标, 成效较为显著。

在电磁感应内容的教学中, 运用磁场产生电流应当有两个方面的条件, 即要具备变化的磁通与闭合电路, 针对这样的教学内容, 笔者要求学生在学习中分为两种类型的学习小组, 为学生提供不同形状的磁铁、灵敏的电流计、线框以及螺线管、开关、滑动变阻器等实验器材, 指导学生按照要求进行演示操作, 两种小组分别以“运用磁铁产生电流”、“干电池供电形成磁场产生电流”两种方式途径进行实验操作, 在学生操作的过程中, 笔者分别进行巡视与指点。

在学生分组进行操作与分析研究之后, 笔者要求学生分组进行汇报学习情况, 在学生分组汇报的基础分别指导上, 学生梳理出“导体对磁感线进行切割能够使电路中产生电流”、“提供磁场的闭合回路一旦出现电流变化, 就会在电路中产生电流”这两个初步的结论

针对学生自己动手操作以及研究分析得出的结论, 笔者引导学生进行更深一步的探究。在第一组得出的“导体对磁感线进行切割能够使电路中出现电流”结论, 笔者提出了一个探究题要求学生进行思考与分析:全部电路处于匀强磁场实施磁感线切割能否产生电流?针对这样的探究题, 学生纷纷进行了分析研究, 最后认为应当通过进一步实验的方式进行判断。在实验的方式上, 学生经过讨论, 设计了一组较为科学、准确的实验方式:将多匝小线框置于一组两只并列蹄形磁铁N、S极中间开展水平移动, 观察灵敏电流计指针变化情况。学生在这样的实验操作中对于探究内容实现了较好的掌握, 并将初步的结论完善为“一旦闭合电路一部分导体对磁感线实施切割, 就能够产生电流”, 在这一过程中学生的分析研究与实践操作能力了均得到了有效提升。

在第二组得出的“提供磁场的闭合回路一旦出现电流变化, 就会在电路中出现电流”结论时, 笔者没有直接进行评判, 而是引导学生进行实验操作方面的进一步分析研究, 引导学生对变阻器进行操作, 增大或者减少电流值, 在电流发生变化时观察灵敏电流计情况。学生在实验中发现, 无论电流变大还是变小, 灵敏电流计的指针均发生了偏转。在实验操作中, 学生在笔者的引导下, 结合第一组同学得出的结论, 经过进一步的分析与讨论, 学生将自己原先得到的结论成果最终完善为“只要穿过闭合回路的磁通量发生变化, 闭合回路中就能产生电流”。

在上述研究分析与实验操作的基础上, 笔者引导学生对于探究所得进行分析与梳理, 对“什么条件下能够获得电流”这样的问题进行全面的总结与完善, 学生能够较好地完成学习目标, 这样的效果比起教师直接空洞讲述与直接给予, 要深刻与牢固得多, 对于利用磁场产生电流的条件加深了了解。

三、通过模式改革的方式提高课堂教学成效

在职高物理电磁感应内容教学中, 笔者运用探究教学法组织教学活动, 一方面牢牢抓住了学生学习兴趣这一要素, 始终让学生充满学习兴趣开展学习活动, 这是激发学生学习动力的重要内在因素, 另一方面, 笔者始终将学生当做学习活动的主体, 不是直接对学生进行教学内容的讲解, 而是创设平台, 搭建载体, 以问题作为引导, 启发学生一步一步地进入到问题解决的各个环节, 在问题解决的过程中, 还注重理论联系实际, 培养学生的动手操作能力, 最终圆满地实现了教学目标。在这一教学形式中, 教师是必须要抓住三点:一是要抓住学生的内心, 发挥情感因素在促进教学活动有效开展方面的作用;二是体现学生主体, 要以探究题、思考题等形式, 作为教学活动的线索, 引领学生的整个学习与思考过程, 凡是能够要求学生自己解决的方面, 全部放手让学生自行分析、讨论、实验;三是要注重发挥教师的点拨与引导作用, 学生在学习中遇到难点的时候, 以及思维方向发生错误的时候, 应当给予点拨, 保证探究学习活动有效开展。

综上所述, 在职高物理教学中, 教师一定要体现学生主体地位, 培养学生自主学习能力, 促进教学成效提升。

摘要：在职高物理教学中, 学生学习兴趣低下、参与性不高, 成为了制约物理教学成效提升的重要障碍, 探究教学法是对传统直接传授教学方式的一种改进与创新, 能够将学生的主体地位充分体现出来, 以“师生互动, 学生主角”的形式开展教学活动, 提高了学生在整个学习活动中的参与效果, 尤其是对于电磁感应这一类较为抽象、深奥的内容教学, 探究教学法能够较好地发挥作用。

电磁感应教学 篇8

“法拉第电磁感应定律”乍看是枯燥的抽象课题, 容易使学生产生学习抽象规律时的畏难情绪.要深入浅出地讲透电磁感应定律, 不安排演示实验是难以突破的, 因此, 设计出直观的实验, 使学生真实地看到客观现象, 得出结论是本课的关键.

二、教学过程

本节课的教学过程在于要求学生掌握法拉第电磁感应定律中的各个物理量内涵, 要求学生理解并能运用E=Δφ/Δt这个公式.由于作者的学生分析能力与抽象思维能力较弱, 因此本人运用实验教学的方法来进行教学.通过比较实验装置的差异, 引导学生得出相同的原因, 帮助学生理解感应电动势的概念 (如实验一) ;通过比较实验中个别因素的差异而引起的变化, 引导学生定性得出E与Δφ、Δt、Δφ/Δt的关系, 从而为进一步学习法拉第电磁感应定律打下基础 (如实验二、三、四) .

1. 感应电动势

将图1, 图2用投影仪展示, 并设问:图中电键S均闭合, 电路中是否都有电流?为什么?

演示实验一:对照图1安培表指针偏转;对照图2电流计指针不动, 但当条形磁铁位置变动时, 电流计指针偏转, 表明回路中有电流.

启发学生回答:图1中产生的电流是由电源提供的, 图2中产生的是感应电流.

教师引导:由恒定电流的知识可知, 闭合电路中有电流, 电路中必有电源.对比图1, 图2提问, 图2中的电源在哪里?用投影仪展示图3, 启发学生回答:图2中的线圈就相当于是电源, 在磁铁插入线圈的过程中产生了电动势.

教师总结: (用图1, 图2装置进行演示说明) 我们把电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势.

2. 影响感应电动势大小的因素

演示实验二:按图2所示装置将相同的磁铁以不同的速度从同一位置插入线圈中, 观察并比较电流计指针的偏转情况.

诱导学生观察与思考:两次插入过程穿过线圈的磁通量变化是否相同?电流计指针偏角是否相同?偏角大说明什么?原因是什么?

引导学生归纳:电流计的指针偏角大, 说明产生的电流大, 而电流大的原因是电路中产生的感应电动势大.

演示实验三:按图2所示装置用两个磁性强弱不同的条形磁铁分别从同一位置以相同的速度插入线圈中, 观察并比较电流计指针的偏转情况.

诱导思维:两次插入过程中磁通量变化是否相同?所用时间是否相同?电流计指针偏角是否相同?偏转角大说明什么?原因是什么?

引导学生归纳:两种情况所用时间相同, 但穿过线圈扔磁通量变化不同, 电流表的偏转角不同, 而产生的感应电动势大小不同.

演示实验四:按图4所示装置连接电路, 将滑动变阻器的滑动头以大小不同的速度从一侧滑至另一侧, 观察电流计指针的偏转情况. (教师介绍实验装置)

诱导学生思维:两次滑动过程中穿过线圈的磁通量的变化量是否相同?所用时间是否相同?电流表的指转角是否相同?偏转角大说明什么?其原因是什么?

引导学生分析与归纳: (1) 快滑比慢滑在相同的时间里流过线圈L1的电流变化大, 引起穿过线圈L2的磁通量变化大, 即ΔΦ大; (2) 快滑比慢滑所用的时间短, 即Δt小; (3) 快滑与慢滑相比, 磁通量变化大而所用时间短, 即单位时间磁通量变化多; (4) 快滑与慢滑相比, 电流计指针的偏角不同, 即产生的感应电动势不同, 即在单位时间内磁通量变化越多, 产生的感应电动势越大.

通过以上三组实验可知:当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大, 即单位时间内磁通量的变化越多, 或者说磁通量的变化率越大时, 线圈中产生的感应电动势就越大.

三、教学反思

《电磁场与电磁波》课程教学思考 篇9

《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) .

电磁场与电磁波实验教学研究 篇10

电磁场与电磁波是电子信息类专业的一门重要的专业基础课。随着信息技术的飞速发展, 要求从事电子信息技术的人员必须通晓和掌握电磁场与电磁波的基本特性、分析方法及其应用。学习本课程目的是使学生通过学习, 能熟练地较系统、深入地掌握电磁场与电磁波方面的基本理论及其应用, 为学生将来从事这方面的工作以及进一步深造打好理论基础。

由于该课程理论性强, 概念抽象, 具有“看不见、摸不着”的特点, 导致该课程一直处于教师难教, 学生难学的状态。实验教学是课程的重要组成部分, 可以使学生通过实验环节将课程中所学习到的理论加以理解和应用[1,2,3]。

1 实验教学现状

由于硬件实验所需的实验仪器昂贵, 利用率低, 而且很多对应实验内容过于陈旧, 主要局限于微波的干涉和衍射等, 同时这些实验仍然不能改变电磁场与电磁波“看不见摸不着”的问题, 因此青岛农业大学理学与信息科学学院一直未开设相关实验。

基于以上原因, 该院从2014级开始, 在教学过程中, 引入软件仿真实验。

2 软件仿真实验

利用MATLAB软件仿真电磁场的分布, 模拟电磁波的传播, 有效解决电磁场与电磁波“看不见摸不着”的问题, 将理论问题具体化, 抽象问题可视化[4]。

2.1 实验项目设定

根据教学重点和专业发展, 针对电磁场理论和电磁波传播, 设计实验项目。

结合教学实际, 该院从2014级开始, 对电子信息类相关专业的《电磁场与电磁波》课程增加8个学时的实验, 并全部设为仿真实验, 主要针对静电场、恒定磁场、边值问题、均匀平面波的传播等内容设置相关实验。

2.2 实验课程的开展

(1) 理论知识讲解。首先对相关实验的理论知识重点讲解, 并要求学生对Matlab软件的使用有一定的基础, 并在课堂上教师首先演示如何使用Matlab进行仿真模拟。

(2) 明确实验目的, 要求学生根据实验目的结合理论知识进行程序编写。此项主要锻炼学生对理论知识的理解掌握水平, 以及如何将数学公式用程序描述出来, 并进行画图演示。

(3) 分析实验结果。结合理论知识, 分析实验结果。要求学生能够根据理论知识解释实验现象, 并能根据仿真结果修改完善仿真程序。

(4) 能力提高。对实验做出改进, 比如二维显示变三维显示, 能够模拟更复杂的电磁场与电磁波分布。

在整个实验过程中, 一定要充分发挥学生的自主性和能动性, 重点在于锻炼学生的编程能力和对理论知识的理解。

2.3 仿真实验举例

下面以一个正方形截面的无限长金属盒为例, 利用有限差分法模拟静电场电位分布, 说明整个实验过程。盒子的两侧及底部的电位为零, 顶部电位为100V, 求盒内电位分布[5]。

2.3.1 实验原理

有限差分法是数值计算中应用得最早而又相当简单、直观的一种方法。其基本思想是将场域划分为网格, 把求解场域内连续的场分布用求解网格节点上的离散的数值解来代替, 即用网格节点的查分方程近似代替场域内的偏微分方程来求解。

2.3.2 实验目的

(1) 掌握有限差分法的原理与计算步骤;

(2) 理解并掌握求解差分方程组的超松弛迭代法, 分析加速收敛因子的作用;

(3) 学会用有限差分法解简单的二维静电场边值问题, 并编制计算程序。

2.3.3 实验步骤

通常将场域划分成足够小的正方形网格, 则将电位函数满足的拉普拉斯方程写成差分形式为:

同时将边界条件进行离散化, 整理成边界节点上的已知数值, 然后求解各节点电位。如果节点的个数过多, 计算量将会很大, 因此通常使用迭代法。而为了提高收敛速度, 实际中常采用超松弛迭代法。查分方程为:

其中α称为加速收敛因子, 其取值范围是1≤α<2, 当α≥2时, 迭代过程将不收敛。加速收敛因子α有一个最佳取值问题, 但随具体问题而异。对于第一类边值问题, 若一正方形场域由正方形网格分割 (每边结点数分别为m和n) , 则最佳收敛因子α可按下式计算:

利用超松弛迭代法编写MATLAB程序流程图如图1所示。

2.3.4 实验结果及分析

根据各节点电位画出电位分布曲线图如图2所示。

由分布图可知金属盒内点电位的分布越靠近中间越高, 越靠近金属盒顶部电位越高。

收敛因子与迭代次数的关系, 如表1所示。

从结果可知, 收敛因子选择1.56迭代次数最少。

2.3.5 能力提高

以上实验过程只仿真了电位的二维分布, 如果有能力和时间, 建议学生可进行电位分布的三维仿真, 结果将更加形象直观。

3 结束语

在电磁场与电磁波实验教学改革中, 引入MATLAB仿真实验, 将抽象的电磁场形象化、可视化, 不但可以帮助学生加深理解“场”与“波”的基本概念和理论, 激发他们的学习兴趣, 更能促进他们不断深入学习和研究。

摘要：本文针对“电磁场域电磁波”课程特点和实验教学现状, 引入了软件仿真实验教学方法, 并给出了实验课程的开展过程。实践证明该举措激发了学生的学习兴趣, 提高了教学效果。

关键词：电磁场与电磁波,仿真实验教学,教学改革

参考文献

[1]代秋芳, 王卫星, 等.“电磁场与电磁波”实验课程建设与实践[J].电气电子教学学报, 2014, 36 (2) :94-95.

[2]刘亮元, 贺达江.电磁场与电磁波仿真实验教学[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (5) :30-32.

[3]罗霞, 罗阔, 李震, 等.电磁场与电磁波实验教学建设与探讨[J].中国现代教育装备, 2015 (9) :87-89.

[4]吕秀丽, 牟海维, 李贤丽, 等.Matlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (2) :110-112.

电磁感应教学 篇11

关键词：电磁场理论；教学方法；教学内容；教学效果

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、時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：

[1]谢处方.电磁场与电磁波[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]任宇辉，等.电磁场与电磁波课程教学方法研究[J].陕西师范大学学报，2008，（6）：188-190.

[3]邱关源，等.新编《电路》和《电磁场》教材的一些设想[J].电工教学，1997，19（2）：28-30.

电磁场与电磁波教学策略的探索 篇12

由于深层学习总是与批判性思考、新旧知识联系、自我反思、意义探寻、问题解决等联系在一起, 要求学生运用高于熟记的高级心智进行学习的活动。因此, 我们采取支持大学生进行电磁场与电磁波深层学习的大学教学策略主要有:

一、采用了整体性方式进行课程内容的教学[2]

电磁场与电磁波课程的重点是介绍电磁波的数学描述、传播特性以及辐射特性, 理论性强, 概念抽象, 我们采用了较容易接受的演绎法, 如电磁场与电磁波课程整体性教学课程内容由电荷开始, 先介绍电荷产生的静态场 (电场 (点) → (线) → (面) → (体) ) 性质, 并将其推广到时变场的麦克斯韦方程组。

例:电场的分布是由

点E (x) →线E (l) →面线E (s) →体 (空间)

点→面→体

而后采用归纳法, 从麦克斯韦方程组 (即时变场E (t) 出发, 反思静态场 (E (t) =E (0) ) , 这时可把静态场归结为时变场的一种特殊情况, 用麦克斯韦方程组和其辅助方程来解决我们所遇到的具体的电磁问题, 这样就让学生加深了对麦克斯韦方程组的理解和应用。

二、采用系统性教学方式强调与过去所学知识的衔接与区别

采用系统性的教学方式以信息在整个通信传输系统中传输为例, 让学生认识电磁场与电磁波的知识是解决信息在整个通信传输系统中收发信机间存在的表现形式问题, 即信息在收、发信机里是以电压u (t) 或电流i (t) 的形式体现, 而在收发信机之间是以电磁场的E (t) 或H (t) 形式体现, 这是电磁场与电磁波课程知识和以往所学知识的不同之处;相同之处是研究的数学模型都是以余弦或正弦函数的形式呈现 (x (t) =A (t) cos (ωt+θ (t) ) , 按照这样系统性的教学方式让学生建立电磁场与电磁波课程知识与已学知识的联系, 学生就有了基于理解、深入钻研、学用结合的动力。

三、采用了实例教学模式以提高学生运用电磁场与电磁波知识的实践能力和创新能力

实例教学符合学生实践能力成长的客观规律。在教学上我们把应用背景与理论学习结合起来, 通过启发和引导学生进行思考, 促使其将书本和课堂的知识用于分析和研究实际问题, 做到学以致用, 加强学生的学习积极性。例如在学习静电场时, 我们以电场与电位的关系式E (r) =-▽φ (r) 出发, 提出在实际工程中在无电场强度测量仪而有电位表的情况下如何得到电场强度的空间分布规律的问题?在讲均匀平面波的传播知识之前, 先问学生如何才能防止室内电子设备免受外界电磁波干扰?如何使建筑物免遭雷电的侵袭?他们在学了这部分知识后, 就可按公式的配置设计制作建筑物的接地器;按公式来设计选择材料防电磁辐射。在授课过程中经过了多次这样提出问题、解决问题的过程, 学生们对电磁场与电磁波知识运用的实践能力和创新能力也得到了明显的提高。

四、采用恰当的评价方式[1]

我们采取整体性评价取向, 对学生不仅仅是评价学生的学习结果, 还要评价他们的学习动机和学习方式, 引导他们反思自己的学习动机和学习方式形成对学习本身的兴趣、好奇心和探索欲, 少采用表层学习的方式, 多采用深层学习的方式。我们采用了学生课程总成绩的60%来评价学生的学习动机与方式, 这主要是从学生参与对开放性使用电磁场与电磁波相关原理的问题的理解和表现中获得。

五、教师形成教学反思习惯进行课程教学

反思是教师改进教学技能、提高教学质量、提升自身素养的重要方式。在从事电磁场与电磁波的教学过程中, 我们通过批判性检查所运用的教学资源、提问学生、设计和布置的作业的方式, 以及评价学生学习质量的方法等, 反思这些方面是导致了学生的表层学习还是深层学习。与此同时, 我们也引导和支持学生反思自己, 从而改进学习方式, 提高学习质量。

六、结束语

我们通过采用了上述的电磁场与电磁波深层学习的大学教学探索策略, 近几届电子、通信类毕业的学生对运用电磁场与电磁波知识解决相关实际问题的能力有了明显的提高。

参考文献

[1]叶信治, 杨旭辉.深层学习与支持深层学习的教学策略[J].中国大学教学, 2008, (7) .