电磁学论文精选(九篇)

第1篇：电磁学论文范文

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式．电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用．其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象，电磁辐射和电磁场等．为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的．透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学．对此，应从以下三个方面来认真分析教材．

1．电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行，这两种方式均在高中教材里体现出来．只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力．

场的方法是研究电磁学的一般方法．场是物质，是物质的相互作用的特殊方式．中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等，组成一个关于场的系统，该系统包括中学物理电学部分的各章内容．

“路”是“场”的一种特殊情况．中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等．

“场”和“路”之间存在着内在的联系．麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的．“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法．

2．物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律，以及它们的相互联系．

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来．物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的．但是，物理定律并不是绝对准确的，在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性，因此其适用范围有一定的局限性．

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律．库仑定律的实验是在空气中做的，其结果跟在真空中相差很小．其适用范围只适用于点电荷，即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况．

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律．欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的．欧姆定律的运用有对应关系．电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体．

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念．

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律．在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线．本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础．电磁感应的重点和核心是感应电动势．运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步．麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步．

3．通过电磁场在各方面表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的．大量实验证明在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着．电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用．运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场．磁体的周围也存在着磁场．磁场也是一种客观存在的物质．磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用．现在，科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点，并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态．

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用．所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的．麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场．按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场．电磁场由近及远的传播就形成电磁波．

从场的观点来阐述路．电荷的定向运动形成电流．产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场．导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处．导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷．当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止．

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体

1．场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题．第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键．电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念．电场线，磁感线是形象地描述场分布的一种手段．要进行比较，找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解．

2．电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用．在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等．场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度．在电场中用电场力做功，说明场具有能量．通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了．

3．认真做好演示实验和学生实验，使“潮抽象的概念形象化，通过演示实验是非常重要的措施．把各种实验做好，不仅使学生易于接受知识和掌握知识，也是基本技能的培养和训练．安排学生自己动手做实验，加强对实验现象的分析，引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力．从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看，应着力培养学生的独立实验能力和自学能力，使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上．

第2篇：电磁学论文范文

关键词：电磁场；教学内容；教学方法

作者简介：朱安福（1972-），男，河南永城人，华北水利水电大学电力学院，讲师。（河南 郑州 450011）

基金项目：本文系河南省教育厅项目（项目编号：12A510017）、华北水利水电大学项目（项目编号：201027）的研究成果。

中图分类号：642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0045-01

“电磁场与电磁波”是电子科学与技术专业必修的一门专业基础课程。随着电子技术飞速发展，特别是电力电子设备密度不断增加，数据通信传输速率和信道带宽的提高，要求电子科学与技术专业学生和电气工程师必须具备“电磁场与电磁波”方面的知识储备。由于“电磁场与电磁波”理论性强，场与波的概念比较抽象，课程涉及公式的数学推导较多，课程难度较大。所以，“电磁场与电磁波”课程无论对教师的教学，还是对学生的理解掌握都有较大的难度。另外，本课程教学效果又直接影响后续专业课程的学习如微波技术、光电子技术等。[1]因此，“电磁场与电磁波”课程对于电子科学与技术专业学生是十分重要的。综合教学内容和教学方法改革，加强理论联系实践，避免了简单的理论教育，在“电磁场与电磁波”理论与实验教学方面进行了有益的探索，近年来取得了一定的教学效果。

一、“电磁场与电磁波”课程内容研究

1.完整的内容体系

“电磁场与电磁波”教学内容必须和专业培养方案保持一致。华北水利水电大学使用的教材是西安交通大学冯恩信老师的《电磁场与电磁波》。该教材是部级规划教材，依据培养方案学时数由62学时调整到48学时。课程要求学生熟练掌握基本理论和基本分析方法，重点是理论基础和知识体系的完整性，同时尽量避开繁杂的数学推导。“电磁场与电磁波”从科学实验基础出发，总结出电磁规律，根据电磁规律，针对不同的实际情况，采取相应的求解方法来解决不同的实际工程问题。课程涉及的大多数物理量是矢量场，分布是时间的函数，而且还是空间分布函数，概念比较抽象，而电磁场与电磁波又是看不见、摸不着的。此外，课程对学生的数学知识及其应用能力要求比较高，数学知识多要用到偏微分、多重积分、矢量分析和场论等。教学内容应该根据学时进行取舍：

（1）首先补充介绍矢量分析和场论内容，使学生更容易学习电磁场，有利于学生学习矢量场的分析方法，更好地建立电磁场的概念。

（2）以科学实验的结果引出库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律，运用场论的数学工具归纳出电磁场方程，利用位移电流假设建立了麦克斯韦方程组。

（3）依次讨论静态场、时变电磁场以及电磁波的传播与辐射特性。时变电磁场是重点，归纳了麦克斯韦方程组和物理理论基础，需要掌握电磁波的数学描述、传播特性。

（4）为了保证教学知识体系的完整性，同时为后续课程微波技术打好基础，应该讲解平面电磁波、电磁波的辐射和天线。[2]

2.理论联系实际

在“电磁场与电磁波”课程教学过程中，为了提高学生的学习积极性，改善“电磁场与电磁波”的课堂教学效果，在授课内容中增加与实际生活以及电力工程相联系的工程实例。通过了解生活中应用电磁场或者电磁波知识的实际例子，使学生掌握利用电磁理论原理分析解决实际工程问题。例如利用电磁理论分析微波炉与电磁炉的原理不同之处，微波炉加热是利用微波煮饭烧菜的，这种电磁波可以穿过玻璃、塑料或陶瓷，碰到金属就会发生反射，不会消耗能量。但是微波不能透过含有水分的食物，其能量反而被吸收，转化为热量加热食物；电磁炉工作原理有所不同，电磁炉采用磁场感应的涡流加热，首先控制振荡电路产生高频交流电，变化的电流通过线圈就会产生交变磁场，交变磁场感应在金属锅底产生无数小涡流，这些涡流的热效应会使锅体发热，再加热锅中的食物，达到煮熟食物的目的。

3.实验教学环节

“电磁场与电磁波”实验教学环节是验证电磁理论、增强理解电磁理论的重要手段，由于电磁场与微波实验测试设备比较昂贵，建立实验室需要很大的投入，电磁场与微波实验课程主要通过电磁软件完成仿真实验，利用仿真软件完成相关实验是一个低成本的选择，可以做演示性的基础实验，也可以进行创新研究性的实验。使用Ansoft公司的HFSS（High Frequency Simulation Software）是利用windows图形用户界面的一款高性能的全波电磁场模拟仿真软件，它易于学习，具有仿真、可视化、立体建模、自动控制的功能，使“电磁场与电磁波”问题能快速而准确地求解。仿真实验教学内容可以根据学生的实际情况选择合适的实验项目，实验项目不受固定实验台的功能限制。这种方式适应了目前高等教育提倡的增加研究性实验的要求，特别是对于成绩较好的同学，效果较好。软件应用难度有点大，不能尽如人意，从长期来看应该建立电磁场与微波实验室。

二、“电磁场与电磁波”教学方法研究

1.启发式教学

在教学过程中采用实验启发式教学法，以实际工程问题为例启发学生思考。在教学过程中以教师讲授为主，多媒体授课并适当结合板书。对重要定理和公式，应该详细推导，用黑板手写进行讲解，这样能加深学生对知识的理解。对一些复杂繁琐的公式不做过多推导，把课程讲授重点放在物理概念、物理模型和基本分析方法上。整体教学思路在科学实验的基础上，启发学生运用电磁场理论推导，利用数学工具分析讨论，最后归纳概括电磁理论，然后介绍利用电磁理论解决实际工程问题。[3]在课程中讲一些电磁科学发展的名人轶事，如麦克斯韦在总结前人的理论基础上提出位移电流假说，预言电磁波的存在，后来赫兹怎样用实验验证了电磁波的存在。

2.培养学生的科学方法和思想

在教学过程中，不仅要学习前人的科学成果，还要引导学生学习前辈进行科学研究的方法，注重培养学生的研究科学方法和思想，如对称性与不对称性的科学思想。在很长一段时间里电学和磁学的研究是两个独立的分支，丹麦学者奥斯特真正把电和磁联系起来，他首先发现在电流线周围的小磁针发生了偏转，也就是说电能产生磁。法拉第遵循对称性的科学思想设想磁应该能产生电，拉第发现电磁感应定律。看起来，电与磁的相互联系已经相当完善，然而麦克斯韦发现磁的时间变化可以产生电，依据对称性的科学思想得出电的时间变化可以产生磁，提出了位移电流思想的假设。麦克斯韦采用了分析流速场的环量、通量、散度、旋度来描述电磁场，用精确的数学语言建立了麦克斯韦方程组，预言电磁波的存在，这正是对称性思想在电磁理论发展史上所起的作用。[4]另外也让学生认识到数学工具在科学研究中的重要地位，要求学生加强数学学习和工程应用。

3.综合利用多媒体

在教学过程中采用多媒体结合板书进行教学，一些难理解的电磁波等理论通过电子教案、录像的演示更为直观，可以利用仿真软件演示，天线的实物照片让学生容易掌握电磁理论的工程应用。授课过程中始终坚持互动教学，结合复杂背景中红外与雷达数据融合的目标识别研究项目，介绍雷达的目标识别的原理，使学生对电磁波有了感性的认识，这充分激发了学生的求知欲。多种媒体扩大了涵盖的内容，达到图文并茂，提高了学生学习的效果，提高了学生的观察能力、分析推理能力、归纳应用能力。

4.研究性学习能力的培养

授课教师结合科研工程项目给学生布置有关大作业，例如目前研究热点——物联网中关键技术射频识别技术RFID，[5]利用RFID技术完成智能停车场管理系统的汽车定位设计，安排学生查阅文献掌握RFID系统的原理和主要涉及的电磁理论知识，要求学生完成学习目标后提交一份报告，该环节还可以为毕业设计或继续深造打好基础。

三、结束语

“电磁场与电磁波”理论发展迅速，“电磁场与电磁波”课程教学方法和教学内容必须与时俱进，力求教材新颖，内容充实，还要选择合理的教学方法才能取得较好的教学效果。需要每一个教师认真探讨与研究，更需要多总结和广泛交流。电磁理论研究特别关注科学方法和科学思想，通过课程与实验内容的改进，电子课件的合理运用、因材施教，最终使学生积极主动地参与到教学活动中来，从而提高学习效果。结合课程大纲要求，引入先进的教学理念，合理选择教学模式，灵活运用各种新的教学手段，最终目标在于提高课程教学质量，使学生具备扎实的电磁理论基础知识，掌握基本分析方法，从而提高学生利用电磁理论解决实际问题的工程技能。

参考文献：

[1]夏祖学，李少甫，胥磊.《电磁场与电磁波》课程教改实践探讨[J].实验科学与技术，2012，10（3）：77-78.

[2]冯恩信.电磁场与电磁波[M].第三版.西安交通大学出版社，

2010.

[3]张起晶，孙桂芝，边莉.电磁场与电磁波课程教学改革研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2011，（10）：47-48.

[4]梁昌洪.关于电磁理论的若干思考[J].电气电子教学学报，2004，

第3篇：电磁学论文范文

关键词：物理类专业；《电磁学》；教学改革；研究性教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）15-0165-03

《电磁学》是应用物理专业学生的一门必修课，是一门重要的专业基础课，是学习许多后续课程的基础，其基本原理在现代自然科学和工程技术等领域有着广泛而深入的应用。《电磁学》的研究方法高度集中了物理与数学结合的逻辑上的严密性与系统性，其基础理论对于学生今后从事教学与科学研究以及工程技术应用领域的研究都十分重要。如何提高这门课程的教学水平和教学质量，为培养高素质人才做出了更大的贡献，是摆在广大基础课教师面前的一项重要而紧迫的课题。随着世界经济的全面高速发展，社会对高素质人才的培养更加关注，近几年来已经引起了我国社会各界有识之士的普遍关注。高等教育在新中国成立以来特别是在改革开放二十年来取得了巨大成就，为国民经济发展和社会的全面进步做出了很大贡献。然而，长期以来我国高等院校对学生创新精神和创新能力的培养是一个突出的薄弱环节，教学观念落后，不利于学生学习能动性的发挥，教学模式单一不利于学生个性发展和拔尖人才的脱颖而出。教学方法过死，满堂“灌疏式”的现象基本上没有得到彻底的改变，考试方法和考试内容引导学生死读书本。对学生的评价主要以课程考试中的一次成绩评定等，束缚了学生创新意识和创新能力的发展。然而，一个国家的综合国力最终将取决于其科技实力，而科技实力在于人才，人才的根本源于教育。而具有严密体系和数理逻辑思维的高等物理教育教学在培养高素质人才方面可以发挥十分重要的作用。在这种背景下，我们结合实际，在应用物理专业《电磁学》课程教学中进行了研究式教学的探索与实践，根据实际情况提出了在《电磁学》教学中实施研究式教学的几点思考。

一、物理专业《电磁学》课程教学中研究式教学的探索与实践

从狭义上讲，研究式教学就是在课堂教学中就某一具体问题进行专题研究的全过程，通过这一过程使学生获取相关知识与技能的同时，对某一问题具有比较深入的掌握与理解。从广义上讲，研究式教学是指在教师的指导下学生就自然科学、社会科学和生产生活实际中选择和确定专题进行研究的过程。根据上述对研究式教学的理解，我们认为在《电磁学》课程教学中首先应当对其教学内容做必要的调整和改革，特别是应当增加与当前工程技术领域密切相关的现代化内容。

1.《电磁学》课程教学内容的现代化改革。《电磁学》这门学科的基本内容是经典电磁学部分，它主要包括静电学、静磁学、电磁感应和Maxwell电磁场基础理论，课程内容多、学时少。教学中如何把与当前工程技术领域密切相关的现代化内容补充进来，是教学过程中要认真解决的问题。为此，我们将其课程内容做了如下的改革：绪论部分讲《电磁学》的重要性时，介绍一些它在现代科技和生活实际中的应用，如从家电到高技术领域，从微电子技术、信息技术、能源和材料科学到纳米科技等相关知识。第一章讲到电荷的量子化时，介绍分数电荷、夸克的发现和种类。在讲到作为静电理论基础的库仑定律时，介绍高速运动的点电荷之间不满足经典库仑定律的几种情况，并写出在相对论情况下库仑定律的具体数学表示式，介绍用矢量和标量来描述静磁场时讲矢量和标量描述的相对性。第二和第三章为静电场中的导体和电解质，讲物质电结构时介绍电子和质子的发现以及原子吸收和发射光谱研究是了解原子内部構造的重要手段。电介质物质分子的结构与极化过程和电偶极子的物理模型在现代原子与分子物理中的重要应用，如静电复印机和静电屏蔽等。第四章讲经典电子论时讲其应用的局限性和现代量子理论对物质电导率的准确解释。基尔霍夫方程组仍然是研究似稳电路的基础。第五章静磁场一章中，讲非稳恒电流元的毕—萨定律的含时形式与磁延迟效应。第六章讲带电离子与磁场相互作用时，讲重元素质谱仪、同步回旋加速器、磁流体发电等。讲磁约束时介绍磁约束和惯性约束高温等离子体核聚变以及天体热核聚变等离子体，同时介绍离子体作为物质世界七种基本形态（固、液、气、等离子体、超密态、反物质和真空）之一，即物质的第四态是由足够数量的正负带电离子组成，其运动由电磁力支配的另一种物质状态。宇宙中99%的物质处于等离子体状态。由于地球的低温环境仅存在少量的等离子体，如电解液、电离气体、空间电离层等。在讲磁聚焦时介绍了电子显微镜的基本原理，特别介绍了扫描隧道显微镜（ScanningTunnelingMicroscope简称STM），它是IBM公司苏黎世研究所的宾尼格和罗勒于1981年发明的，并获得了1986年的诺贝尔物理学奖。在第七章讲磁介质的顺磁性、抗磁性和铁磁性物质的特性和磁化机理，介绍了各种磁性材料，如软磁材料、硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料等基本特性与应用。在分析抗磁性时介绍超导抗磁性（迈斯纳效应）、磁悬浮和超导磁悬浮列车。超导体的零电阻效应及高温超导材料的研究状况和应用前景。

2.课堂专题和课程论文。在上述对电磁学课程在基本概念和基本原理的基础上，通过对整个课程增加现代科学和工程技术应用知识进行整合。在课堂教学中，采用课堂专题讲座和课堂讨论的方式介绍现代物理内容。课堂专题有利于把有关知识比较深入地介绍给学生，而开展课堂讨论有利于调动学生的积极性，也有利于学生综合素质的提高。专题讲座和课堂讨论的基本原则是不追求把所有专题问题全部讲深、讲透，而是就某一专题突出重点，要给学生留有思考的余地。专题讲座中的题目可以由教师提出，也可以由学生自行拟订，题目所涉及的内容主要包括三个方面的内容：（1）就某一电磁学的原理和基本概念进行深入的分析研究；（2）就某一电磁学原理密切相关的应用课题进行专题研究；（3）涉及了与其他的学科融合交叉的综合性专题研究。在专题讨论、课堂基本概念和基本原理教学的基础之上，指导学生通过互联网和图书馆等有关途径搜集有关资料的方法，学生通过自身的思考、分析、总结，培养和锻炼了自己提出问题、分析问题和解决问题的能力。学生通过自己的努力写出有关专题研究的论文，下面就最近四年中部分学生的电磁学课程论文列述于下：（1）电磁学发展史；（2）晴天大气电场的利用（探讨人类如何利用雷电所释放出的能量）；（3）金属导电的微观解释（由固体理论结合经典电子论讨论了金属的电导率与环境温度的关系）；（4）超导体及其电磁学性质（讨论昂纳斯超导转变温度和零电阻导体特性）；（5）Hall效应及其应用（历史渊源和Hall传感器的应用）；（6）库仑定律严格平方反比关系的几点讨论（讨论库仑定律严格反比关系与光子的零静止质量、真空色散、电荷守恒等的一些关系）；（7）右手平直定则的来源与通用性（而矢量的叉积确定第三矢量的问题）；（8）我的有关地磁场的假说（讨论有关地磁场反转问题的历史发展，提出了自己独到的见解）；（9）电场和磁场性质的数学解释（讨论电场、磁场散度和旋度的数学表示）；（10）电磁场中的动量和能量守恒（研究电磁场中的动量和能量守恒问题）；（11）相对论条件下库仑定律的形式与电磁场变换（推导相对论条件下库仑定律的形式及电磁场变换关系）；（12）电磁波的应用——微波加热与检测（讨论微波加热、除菌、测温、脱水与解冻、金属表面裂纹检测等）；（13）静电复印机的工作原理；（14）偶极子与分子环流的电磁学性质（类比了两种物理模型的电磁性质）；（15）趣味电磁学——生物罗盘之迷（讨论动物与人类的磁敏感性）；（16）空心载流圆柱体磁场的计算（从数学上推导计算了空心载流圆柱体在空间一点处的磁场）；（17）日光灯的工作原理及整流器的安全运行机制；（18）磁流体发电——一种新的发电方式（介绍磁流体发电的原理及应用前景）；（19）温差电现象及应用（温差电测温）；（20）互感器及其应用（互感变压器）；（21）回旋辐射的几点讨论（韧致辐射与回旋辐射在生物医学领域的应用等）；（22）超导技术及其应用（讨论了12种超导材料的超导临界温度和超导输电、磁悬浮等问题）；（23）趋肤效应的定性与定量分析（就一个具体的高压电路传输中电流密度与导体相关物理量的关系进行了比较细致的分析）；（24）对称才是美的——对磁单极存在的一点猜测；（25）稳恒电场边值问题的唯一性定理（讨论了在稳恒电场中的边值问题）；（26）电介质的极化机理；（27）压电效应及其逆效应的原理和应用机制（压电效应及其逆效应在信号传输中的应用）；（28）长距离输电中一个容易被混淆的概念（指出漏电导为常数并不能说明单位长度的电流损失也是常数）；（29）半导体帕尔帖效应及应用（讲述半导体帕尔帖效应制冷原理及半导体冰箱）；（30）场致发射的应用前景（FED、PDP与LCD等显示器的分析对比）；（31）同步回旋加速器的原理及其应用（讨论了工作频率与离子质量的关系）；（32）地球磁场是怎样产生的（回顾历史讨论地磁产生的原因）；（33）弹性载流线圈在均匀磁场中的运动（讨论弹性载流线圈在均匀磁场中的伸缩现象）；（34）惠斯通电桥的研究（讨论非平衡情况下电桥的灵敏度与电阻的测量方法）；（35）平面圆电流外一点处的磁感应强度的计算；（36）电子感应加速器的工作原理；（37）磁性材料的应用与发展（讨论磁光记录和磁记录材料的应用）。

上面仅列出了部分《电磁学》课程论文的题目及主要内容。到目前为止，学生共完成课程论文203篇，内容几乎涉及了与《电磁学》有关的所有内容。通过四年来的研究式教学的探索与实践我们认为：（1）通过课堂专题和讨论，学生从选题、查阅资料到完成课程论文提高了学生独立分析问题和解决问题的能力。（2）激发了学生学习的兴趣和学习的积极性，这一点可以从学生广泛阅读的大量相关资料中看到。（3）对《电磁学》中的有关基本原理有了更加深入的理解。

二、对《电磁学》课程教学中研究式教学探索的几点思考

1.教学方法的改革。针对当前高等学校物理专业基础课教学的教学情况和我们几年来对应用物理专业《电磁学》课程教学中研究式教学探索与实践的总结分析，我们认为课堂教学应努力激发学生的求知欲望，积极培养学生自主获取知识的能力、独立分析问题和解决问题的能力。为此，在课堂教学中我们做了如下几方面的探索：（1）以讨论式和启发式为主的特点。对专题中拟定讨论的问题，鼓励引导学生发挥其创造性思维，发扬求知探索精神，引导学生充分展示其思考问题的方法，培养学生分析问题的能力。（2）对有关讨论的题目及时给出相应的参考资料的来源，方便学生课后即时地获取有关资料为及时深入的研究打下基础。（3）可以由学生自拟题目，通过教师引导进行课堂讨论。

2.教学评价制度的改革。对课程教学评价制度的改革是教学改革的重要方面之一。在对应用物理专业《电磁学》课程教学中研究式教学探索与实践中，我们采用综合评定学生成绩的办法，即学期末的考试成绩为70%，课程论文20%，平时作业10%。改变了学期末一次考试评定学生成绩的办法，这种办法有利于研究式教学的实施，也得到了学生们的欢迎，同时对教师课堂教学的评价也应改变过去较为单一的评价办法。

3.对研究式教学实施可行性的一点思考。近几年来，以培养高素质创新人才为宗旨的高校教育教学改革取得了可喜的成绩。这种改革所提供的良好氛圍为研究式教学的实施提供了良好的思想基础。但是，实施过程中还需解决以下的具体问题：（1）要建立全面而有效的教学评价体系。（2）图书馆，网络资源要保证学生能有效的得到有关所需的资料。（3）为学生的课题研究提供必要的经费支持。

上文对四年来应用物理专业《电磁学》课程教学中研究式教学的探索与实践的一些情况作了简单的总结说明。目前，一些高校提出了建设研究型大学的宏伟蓝图，极大地激发了高校广大师生进行教学改革的热情和勇气。而研究型大学作为高校综合生态系统要求有世界顶级的学术大师、世界一流的科技成果，通过研究式教学获取知识和进行专门性课题研究的良好氛围，从这个意义上来说，我们在应用物理专业《电磁学》课程的教学改革中所进行的探索是有意义的，有利于提高人才培养的水平和质量。

作者：牟致栋

参考文献： 

[1]赵凯华，陈熙谋.电磁学[M].第二版.北京：高等教育出版社，1985. 

[2]梁灿彬，等.电磁学[M].第一版.北京：人民教育出版社，1979. 

[3]刘之景.经典电磁学与现代化内容相结合的教学探索[J].大学物理，1998，17（9）：35. 

[4]陶力沛.电磁学教学改革探讨[J].青岛大学学报，2001，14（2）：108. 

[5]梁树森.研究性学习向物理学科教学的扩展[J].物理通报，2003，（04）：6-8. 

第4篇：电磁学论文范文

关键词：电磁场与电磁波；优秀课；教学方法

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0118-02

电磁场与电磁波是电子信息类本科各专业学生必修的一门重要的学科基础课程，所涉及的内容是电子信息类本科学生知识结构的必要组成部分，对学生专业素质的培养和提高起很大的作用。所以，2014年成功申报成为长春理工大学优秀课程。本文主要总结《电磁场与电磁波》优秀课程建设的教学经验和方法及教学手段等，分别从理论教学和实验教学两个方面对教学内容、教学方法和教学手段等进行探讨。

一、《电磁场与电磁波》教学内容的调整

1.教学大纲的调整和修订。①根据培养方案提高学生实践能力的要求，《电磁场与电磁波》在内容体系结构上做了一些调整，为此修订教学大纲，学时数由原来的理论64学时改为到理论48学时+实验8学时，使学生既能掌握基本理论又能打下应用基础，同时既突出基础性和知识体系的完整性，尽量避开繁杂的推导，注意理论与实际应用的结合，使学生易于接受。②为了加强实践环节的教学力度，增设8学时实验课程。根据实验教学大纲，编写实用的实验指导书，保证工科学生工程能力的提高。实验教学层次分明，学生实验兴趣得到提高，达到最佳实验效果。

2.课程内容体现学科前沿技术，理论与工程不脱节。《电磁场与电磁波》的前修课程是高等数学、工程数学、大学物理，是学生学习后续课程微波技术、天线、光技术、雷达技术、电气技术、电子对抗等的基础，在学科建设与发展中起着承上启下的作用。因此，本课程在专业培养目标中的定位为：承上启下，重在基础，开拓创新，引领未来。电磁场主要让学生掌握分布参数系统的主要理论、分析方法、长线理论及常用传输线，为以后从事微波电子应用技术、通信工程准备必要的理论基础。该课程理论严谨，逻辑性强，对培养学生逻辑思维能力、独立分析能力和解决问题的能力及理论联系实际的能力，都有很重要的作用。

从课程内容上，主要从理论和实验两个方面体现学科前沿：①《电磁场与电磁波》课程的工程性很强，因此教师在课堂理论教学中，经常从电子与信息科学领域、电磁科学领域取得一系列重大成就出发，将能反映近代科学技术的成就和一些对学生有重要意义的工程内容，引入课堂讲解，通过讲解例题、建立习题、精选前沿内容作为选修内容方式，将相关内容引入本门教材和教学内容中。同时，建立网络课程，加强网络资源建设，不断充实课程资源，完善网络教学，不断收集最新的科技成果补充到网络教学中。②加强《电磁场与电磁波》课程实践课和理论课的结合与渗透，培养学生解决实际问题的综合能力，理论教学与实践教学密切相关。根据实验教学的要求，保证理论教学为实践教学打好坚实的理论基础，让理论课教师参加实验教学，及时与学生沟通，了解学生掌握知识的情况与兴趣所向。与上述教学内容改革相适应，自编出版相应的实验教材《电磁场与电磁波实验指导书》，并在教学中采用。

二、教学方法改革

针对《电磁场与电磁波》课程理论性强，抽象，公式多，这种情况，我们在教学过程中对《电磁场与电磁波》课程的教学方法进行改革和探索，采用多种有利于培养学生自主学习能力和创新能力的方法，总结一些有成效的举措和经验。

1.采取小班授课，让学生积极参与。针对学院通信系大珩班的高要求，对大珩班采用小班授课，在教学过程中采用提问、讨论、测验等方式，同时给学生有在同学面前讲解习题、大量练习的机会，激发学生学习兴趣，调动学习主动性，教学效果非常明显。

2.采用隐性分层，分类指导。根据不同学生认知水平的差异，结合“以学生的发展为本”的前提，采用隐性分层法教学，遵循“因材施教”的原则，面向全体学生，为每个学生提供适合各自发展水平和接受能力的电磁场相关教学，使各层次学生学有所成，感受到学习《电磁场与电磁波》的乐趣。

3.采用实例进入课堂，提高课堂效率。对于大班授课的课堂，在课程建设过程中，加大理论课堂教学投入，把可以在课堂上演示电磁波的相关内容制成动画，把前沿科学技术制成视频带入课堂，使课堂内容直观、充实。

4.采用理论实验相结合。加强《电磁场与电磁波》课实践课和理论课相结合与渗透，培养学生解决实际问题的综合能力。理论教学与实践教学密切相关，根据实验教学的要求，保证理论教学为实践教学打好坚实的理论基础，让理论课教师参加实验教学，及时与学生沟通，了解学生掌握知识的情况与兴趣所向。

三、教学手段改革

1.电磁场与电磁波程采用全方位、立体化、多视角的教学模式，发挥教师的主导作用，确定学生的主体地位。结合“电磁场与电磁波”课程理论性强、信息量大、概念抽象等特点，采用多媒体教学方法，通过形象化的动态过程演示，根据《电磁场与电磁波》课程内容的发展修改课件，加入录像实例等，达到良好的教学效果。

2.教学过程中需要规范的板书，使课堂的条理性和层次性更加清晰，因此进一步把传统授课手段和多媒体教学等现代教育技术手段恰当地组合，扬长避短，达到理想的教学效果。

3.不断丰富网络教学资源，把相关教学课件、教案、大纲等上传到网络课程，在课后巩固环节中，要求学生自主学习，充分利用网上教学资源，进行课前预习、课后复习，真正提高教学效果。

4.完善试卷和成绩分析。根据长春理工大学《长春理工大学关于试卷评阅与归档的管理办法》，课程组要求教师明确试卷评阅教师责任，采取统一评分标准和集体流水阅卷的方式进行评卷。阅卷完成后，必须进行试卷和成绩科学、客观的分析，组织课程组教师对考试结果进行总结经验，指导教学。坚持对试卷归档，统一管理，保证试卷归档的完整性与准确性。近3年，《电磁场与电磁波》考试成绩分布基本合理，成绩单记载清楚、规范。试卷和成绩分析科学、客观，并能反馈指导教学，较好地反映学生的学习情况。

四、实验教学环节建设

电磁场与电磁波实验是理论课教学的一个重要组成部分。根据教学的基本要求以及电子学人才培养的需要，课程组整合实验课程和教学内容，形成从基础训练到系统设计的完整的实验教学体系，使学生能够在理论课学习的基础上，由浅入深地学习电磁场与电磁波的相关知识，为射频电路设计、无线通信技术、光纤通信、卫星通信等相关领域的课程学习和科研打下坚实的基础。

1.修订实验教学大纲，编写实验指导书。为了适应开放实验室的要求，实验教材既有实验理论教学内容，又有实验操作的教学内容，实验教学层次分明，既包括基本部分实验内容、设计性部分实验内容，也包括综合性部分实验内容，添加探究创新的部分内容，提高学生实验兴趣，激发创造性的思维，达到最佳的实验教学效果。

2.加强《电磁场与电磁波》课实验课和理论课的结合与渗透。根据实验教学的要求，让理论课教师参加实验教学，保证理论教学为实践教学打好坚实的理论基础，使理论教学与实践教学紧密结合，培养学生解决实际问题的综合能力。

3.利用网络资源，建立开放实验室。利用部级实验中心的优势，建立开放实验室，学生可以利用网上预约系统自主预约，进行实验。同时，根据实验教学的特点，把实验内容、实验要求、实验考核方法、仪器设备使用手册、器件数据手册等教学资源制成网络课程上传至网络，让学生自主下载学习、交流，开阔思路。

五、优秀课程教材及相关资料建设和选取

1.教材选用国家“十五”、“十一五”规划等教材。①谢处方、饶克谨，《电磁场与电磁波》（第四版），北京：高等教育出版社，2006年普通高等教育“十一五”部级规划教材。②蔡立娟、陈宇，《电磁场与电磁波实验指导书》，长春理工大学校内教材，2010年。

2.参考教材。①钟顺时，《电磁场基础》，北京：清华大学出版社，2006年，21世纪高等学校电子信息工程型规划教材；②焦其祥等，《电磁场与电磁波》，北京：科学出版社，2005年，21世纪高等院校教材；③王新稳、李萍，《微波技术与天线》，北京：电子工业出版社，2002年，21世纪高等学校电子信息类教材；④冯慈璋，《电磁场》，北京：高等教育出版社，1999年，高等学校教材。

3.为了提高学生对理论课程的理解，课程梯队提供大量的辅助教学资料。例如，制作《电磁场与电磁波》教学课件，推荐课外辅导书、指导光盘等，建立习题库等。为了促进学生自主学习，扩充知识面，学院资料室向学生全面开放。学院资料室现藏书两万余册，期刊一百余种，其中与本课程相关书籍或期刊500余种，许多参考书配有参考课件、光盘，可供学生课堂内外使用，效果良好。另外，学校网络资源丰富，学生可以充分利用网络资源和多媒体课件，收集、阅读相关知识，提高学习兴趣。

长春理工大学《电磁场与电磁波》优秀课课程组将继续在教学中不断摸索、前进，进一步提高教学质量，服务学生与社会。

参考文献：

[1]罗三桂.现代教学理念下的教学方法改革[J].中国高等教育，2009，（6）：11-13.

[2]李慧，刘克平，尤文.自动化专业精品课建设的研究与实践[J].实验室研究与探索，2011，（10）：306-308.

[3]蔡立娟，陈宇，杨立波.浅谈“电磁场与电磁波”课程教学改革[J].教育与职业，2010，（30）：136-138.

第5篇：电磁学论文范文

关键词：近代社会，电磁理论，电气技术，哲学启示

 

电磁理论及电气工业技术是在人类社会的特定历史阶段发展起来的，顺应并且满足了时代的需要，同时也改变了世界，创造了新的时代，成为现代文明的标志。本文由第一次科技革命中晚期即从十八世纪末至二十世纪初该段时期的近代社会发展进程为背景，探讨十九世纪近代社会对近代电磁理论发展的促进关系，进而总结十九世纪时期电磁理论发展的哲学启示。

1 十九世纪时期的近代社会

启端于18世纪80年代英国并在随后的近100年内迅猛磅礴于欧美诸国的蒸汽技术革命，直接带来了人类历史上第一次真正意义上的工业革命，使人类社会生产力和生产关系发生了巨变，并引起了社会深刻变革。以下是从政治、经济和文化三个方面总结19世纪中期至20世纪初期的阶段特征。

政治方面：世界各地之间的联系更加密切，同时政治经济发展的不平衡性也在加剧，美国、德国、日本等国崛起，英法等国相对落后。此等现象深刻地影响着世界政治格局的转变，最终导致第一次世界大战的爆发和战后新的世界政治格局的形成。论文大全。

经济方面：人类在生产力上实现了从蒸汽时代到电气时代的过渡，生产关系上则体现在垄断组织的形成和现代意义上的公司日渐成为资本主义工商业的组织形式。

文化方面：科学技术作为生产力在人类活动中的作用愈加显著，第一次世界大战促使人们对科学技术有了一些新的认识。特别是电磁理论的发展推动了人类社会中电气时代的到来，科学技术深深地改变着人类的生活与观念。

2 十九世纪近代社会对电磁理论发展的促进

回顾电磁理论及电气技术的发展必将联系到蕴育电磁理论的十九世纪近代社会。电磁理论与电气技术的发展受到社会的自然环境、经济环境、政治环境、文化环境的深刻影响，社会对电磁理论与技术具有整合作用。同时，电磁理论与技术也会对社会产生反作用，社会根据技术加以自我调适。十九世纪近代社会对电磁理论发展的促进可归结为以下三个方面：

其一，从社会需要与技术惯性上看，在18世纪中叶至19世纪中叶蒸汽动力占据主要地位的同时，当时的科学工作者加快了对电的研究[1]。18世纪后期意大利物理学家伏打发明了电池；19世纪初丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，随后安培定律、欧姆定律相继被发现。1821年英国物理学家法拉第制成了第一台电动机和发电机，1831年法拉第发现了电磁感应现象，这是十九世纪最伟大的实验之一，开创了人类电气化时代的新纪元。

其二，从科研与产销的一体化（即工业实验室）方面看，无论是电工技术还是电气工业，完全是在电磁理论建立之后，人们自觉地运用理论指导实践做出了各种发明和发现的。麦克斯韦在总结法拉第等人研究成果的基础上创造性地提出了系统的电磁场理论，并预言电磁波的存在。在麦克斯韦电磁场理论的指导下人类逐渐进入了电子技术和信息社会。1901年完成从法国穿越大西洋、到达加拿大的无线电通讯。1904年把整流管使用于无线电通讯。1916年人类第一座无线电发射台问世，人类步入了信息社会。

其三，从社会状况与社会变革方面看，由于电能比蒸汽能有诸多优点，电力迅速取代了蒸汽动力在工业中占据主导地位，电气工业获得了飞速发展，爆发了第二次技术革命。第二次技术革命从19世纪中叶到20世纪中叶，以实用电动机、发电机的发明为开端，以电力技术的广泛应用为标志。第二次技术革命首先发生在英国，但并没有在英国得到迅速发展，却在美国生根、开花并结出丰硕的成果。电气工业在美国得到了飞速发展，并迅速传播到世界各地，形成了世界范围的电气工业发展，从此人类社会进人了电气化时代。

3 十九世纪电磁理论发展的哲学启示

在分析电磁理论及电气化工程技术发展的社会环境和历史背景后，从中思考电气化工程社会影响的哲学思想，对其所蕴涵的文化思想和观念进行概括和抽象。

3.1 电磁理论及工程技术把生产、技术和科学三者间的关系进一步融合

电磁理论的最初研究并没有推动生产发展的目的，它是出于科学家探索自然规律的兴趣或事业心。在电磁理论的基础上，各种电器相继发明，有力地促进了技术的进步，进而推动了生产的大发展。论文大全。论文大全。科学、技术和生产的关系的融合是一种进步。为什么会发生这种变化呢？这是因为电磁现象已不像力、热、光那样可被人的感觉器官直接感受到，只能靠受过专门训练的科学家通过科学实验来感觉它、认识它、掌握它，最终让它为人类服务。

3.2 电磁理论扩展了人类认识自然的范围

自牛顿以来，科学界存在一种超距作用的观点，认为这种作用的传递既不需要物质做中介，也不需要花时间。而法拉第提出了电力线和磁力线，即电场和磁场的概念，指出静电作用和磁作用是通过场来传递的；麦克斯韦由法拉弟的思想计算出光的传播速度，亦即电磁作用的传播速度，从而否定了超距作用的观点。后来，科学家们又把这一思想扩大到引力，提出了引力场的概念，加深了对引力的认识。由此，人们认识到“场”和实物是物质存在的两种形式，从而大大改变了牛顿自然科学的框架，是人类对自然界的认识的一次跨越[2]。

3.3 电磁理论的逻辑性和经验性启示

1820年，奥斯特在自然统一性哲学观点的推动下，第一次把电、磁现象联系起来，发现了电流的磁效应。受这一启发，1831年，法拉第发现了电流磁效应的逆效应――电磁感应定律。英国物理学家麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组，创立了完整的经典电磁理论体系。随后的电气化工程技术亦表现了工程的理论本质依据逻辑的揭示、科学实验。其运行的合理性、可操作性和可预测性源于科学精神和技术理性，昭示了科学必须既是理性的又是经验的[3]。然而，需要指出的是，技术理性中凸现的工具效率维度和经济物质取向，具有忽视人存在的精神意义和精神价值的倾向[4]。这从电气化工程对生态环境的破坏可以得到证实。

3.4 工程实践的建构性和境遇性启示

由于电气化工程可预见的、巨大的经济效益、社会效益、社会影响，以及实施的复杂程度，必然引起政府决策部门的关注和支持。现在，工程是否存在、如何存在以及怎样存在不是科技人员一方就可以说了算的，它是它是在一定历史条件下，由社会各界包括政界、科技界、学界、实业界、企业界、公众共同参与或者叫建构的结果。

另外，虽然电气化工程的理论知识具有共同性，但现实中却很难看到相同结构，相同形式，甚至相同功能的工程。这是因为在工程的设计和建造过程中受到社会因素如地域风情，政治历史，经济状况等影响很大，工程实践需要实时调整和不断改变工程的结构和形式，才能实现最大的工程能力，此方面启示可称之为境遇性。

4 结束语

本文关注从18世纪末到20世纪初期这一百多年时间的近代社会发展进程，分析十九世纪近代社会从工业革命到电气时代等阶段对近代电磁理论发展的催生与促进，进而由近代电磁理论发展与十九世纪近代社会关系思考十九世纪时期电磁理论发展带来的哲学启示。为研究后续电力革命及现当代电子信息时展的初期社会历史与科技关系提供依据。

参考文献

[1]符彩霞．电气工业百年回顾[J]．电气时代，2001（3）：5-7

[2]王骁勇，刘树勇 经典物理学与社会进步[J]．首都师范大学学报(自然科学版)．2004，25（4）:35-41

[3]巴伯．科学与社会秩序[M]．北京：三联出版社，1999年：102-106

[4]王德伟．电气化工程的社会影响[J]．自然辩证法，2006，22（3）：80-83

第6篇：电磁学论文范文

【关键词】电磁场与电磁波; 教学方法;教学改革

0 引言

“电磁场与电磁波”是普通高等院校本科通信工程专业的专业基础课程，一般是安排在大三上学期。通过学习，可以使学生应用电磁场的基本理论去分析工程电磁场以及相关领域的电磁场问题，为后续课程“微波技术”以及“天线工程”的学习奠定基础。然而“电磁场与电磁波”由于涉及到大量的物理以及数学知识，一直被认为是难学、难教的专业基础理论课。学生在学习的过程中对于大量的公式推导，显得十分枯燥，所以学生学习积极性不高，纯粹是为了考试而学习[1]。因此如何改变这种让人困惑的教学现状已经成为各个高校教学改革的重中之重。经过几年的教学和实践，本人在“电磁场与电磁波”教学方面取得了一定的经验，现从教学内容、教学方法和实验内容建设三个方面进行研究并给出一些改革的方案。

1 教学内容

我校通信工程专业开设了“微波技术”、“天线工程”以及“光纤通信”等专业课程，这些专业课程与“电磁场与电磁波”紧密相连，像“电磁场与电磁波”里面的时变电磁场、电磁波传播、导行电磁波、电磁波的辐射等内容都会对后期的专业课有着极其重要的作用，这时我们就应该要适当的调整授课重点，在这些内容上可以适当的增加内容;而对于静态场边值问题的求解不必要对每个公式进行详细的推导和说明，可以结合一些商业软件建模通过商业软件来计算和分析电磁场求解问题，这样既可以增加学生的兴趣也可以避免繁琐的公式推导[2]。对于后面章节像均匀平面电磁波的传播是电磁波传播部分的基础，可以重点介绍一下，可以结合生活中的例子来介绍电磁波的传播特性以及应用，比如天线的设计等。

2 教学方法

传统的黑白两书的板书式教学方式已近不适合当今多元化教学的需求，对于“电磁场与电磁波”这门比较抽象、复杂的课程，我们需要借助多媒体，通过形象的图片、动画来帮助学生来理解电磁场的概念性问题以及电磁波传播的特性，这些内容是板书无法带给学生的。但是单一的多媒体教学，如果老师只是对着多媒体读，那也同样失去了多媒体教学的优势，最好的办法是将板书式和多媒体式教学两者结合起来，在传统的板书教学基础上适当的增加一些关于电磁场与电磁波的形象动画，可能会达到更好的效果[3]。另外，可以在课堂上穿插一些商业软件的应用教学，如HFSS、ADS、FEKO等，让学生更加直观的了解工程电磁场的分析与应用，可以为学生在后期的课程设计以及毕业设计指定导向，也可以为将来从事电磁场微波技术以及天线设计掌握必备的技术手段。图1、2分别给出了采用HFSS以及ADS设计阵列天线以及Wilkinson功分器的界面。

3 实验内容

我校目前“电磁场与电磁波”实验教学在硬件和软件教学方面还有待提高，为了更好的使学生将课本知识与实践结合，不能只停留在MATLAB以及其它软件上进行仿真实验，还需要增加学生的动手能力，比如开展天线的实际研发、滤波器的设计等，通过设计制作这些器件，让学生在制作的过程中发现问题，并且了解一些常用器件的使用方法，如矢量网络分析仪的使用[4]。因此我们将在课程设计中设计一些题目，在学生完成建模仿真后，联系一些厂家或则研究所，由学生自己去制作实物天线并独立完成天线的测试，最终完成天线的设计与制作，如图3所示。

图1 HFSS商业软件设计界面

图2 ADS商业软件设计界面

4 结束语

“电磁场与电磁波”是通信工程专业非常重要的一门理论基础课，本文针对我校目前该理论课教学存在的问题，在教（下转第209页）图3 4G通信频段的笔记本天线

学内容、教学方法和实验内容三个方面做了研究，提出结合多媒体教学、商业软件教学以及实践操作等方法，不仅可以激发学生的学习兴趣，提高教学效果，而且还可以为学生下面的课程设计和毕业设计提供导向，为下一步深入学习“微波技术”以及“天线工程”等课程打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]叶宇煌.“电磁场与微波技术”课程设置初探[J].高等理科教育，2003（1）：124-125.

[2]边莉，张起晶，刘鑫，等.电磁场与微波技术系列课程教学内容重构[J].电气电子教学学报，2013，35（4）：48-50.

第7篇：电磁学论文范文

关键词 工程电磁场 教学方法 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.09.063

Research and Practice on the Theory of Engineering Electromagnetics

LI Hai[1]， YU Wenli[2]， WANG Pingjian[1]， WEI Shutian[1]

（[1] College of Information and Electronic Engineering，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005;

[2]College of Computer Science and Technology，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005）

Abstract "Theory of Engineering Electromagnetics" is a major basic course for electronic information specialty in high school， which mainly introduces the basic concepts， rules and the properties of electromagnetic field on the engineering applications. Combed with the features of discipline and the problems existing in the teaching practice we find an effective classroom teaching pattern which could improve the teaching quality highly.

Key words Engineering Electromagnetics; teaching methods; teaching reform

0 引言

关于电磁现象及其电磁理论的研究最早可以追溯至18世纪。随着麦克斯韦电磁理论的建立以及现代科技的发展，电磁场理论已越来越广泛地渗透到了通信、医疗、科学研究等人类生活的各个方面。因此，“工程电磁场理论”被物理、通信、控制、光电、遥感等众多理工类专业列为专业基础课而开设。

“工程电磁场理论”课程主要涵盖宏观电磁场的基本性质和变化规律、电磁场与物质间的相互作用以及场的基本分析方法。通过对本课程的学习，希望使学生掌握电磁理论基本概念与规律，为后续课程如电磁兼容，天线理论等学习奠定基础;同时，培养学生利用场的思维方式去分析和解决一些实际工程问题的能力。然而，在我们的实际教学过程中却碰到了各种问题，影响着教学质量的提高。如何能有效地提高工程电磁场理论课程的教学质量一直是许多高校教师关注的课题。经过多年的教学探索实践，我们找到了一些有益的教学经验与方法对提高教学质量非常有效。

1 工程电磁场理论课堂教学问题分析

在工程电磁场的实践教学过程中，我们发现对课程教学形成压力和问题的因素大体可归纳为以下几个方面：（1）当前课程改革引起教学课时大幅减少的压力。根据我校课程改革计划工程电磁场理论课程教学课时设置为32学时。如何在这么少的课时内完成本课程的教学任务并使学生有效地掌握各知识点，这一直是许多教师面临的问题;（2）本课程教学内容的特点给学生顺利学习带来的压力和问题。与大学物理和电路等课程相比，本课程具有涉及数学知识较多，理论推导复杂以及物理概念更抽象等特点。①②③因此，在学习的过程中许多学生有种畏惧的心理，特别是对数学基础掌握的不扎实的学生会感到本课程越学越难并很容易中途产生放弃继续学习的想法;（3）学生对本课程重要性认识不足以及在学习过程中积极性的缺乏。一些学生经常片面地认为课时少的课程一般不重要，往往表现出思想涣散、课堂上注意力不集中以及不认真完成课后作业等问题;（4）传统单一的教学模式和教学方法未能有效激发学生学习的兴趣。经过多年的不断探索实践，我们发现在工程电磁场教学的过程中沿用传统的教学方式如仅仅采用粉笔加黑板或多媒体课件教学方式，往往给学生学习带来不同的困难。前者容易使学生陷入繁杂数学的推导中从而忽略对物理图像以及实际应用的直观认识;后者则由于教学速度快，信息量大以及教学内容多等特点，使得许多学生在课堂上的思路跟不上教师从而严重影响课堂教学效果。此外，采用多媒体授课由于包含更多的授课内容和信息量，若处理不当很容易给学生消化所学内容带来困难。以上这些是我们在实际课堂教学过程中经常碰到的问题。

2 课堂教学方法探索与改革

基于以上课堂教学中存在的各种困难与问题，我们重点围绕学生、教学内容和教学手段和模式等几个个角度进行了探索与改革。

（1）调动学生学习的兴趣，充分重视第一次课堂教学。基于电磁场理论这门课程的最突出的特点：数学与物理高度结合、物理概念较为抽象且物理图像不易建立等，我们应充分备好第一次课，包括查阅电磁场研究进展文献、收集电磁场在工程以及生活中各方面的应用实例和视频材料等并精心组织材料、撰写讲稿和制作多媒体课件。通过对电磁场理论发展历史和趣事讲解、电磁场在工程和科技应用中的视频动画演示（如静电喷涂、避雷针的实际安装、高压作业、磁悬浮技术应用以及电磁弹射与微波武器等）、课堂交流互动等多种有趣的形式将电磁场理论在我们日常生活以及科学研究中的重要性最大程度地展现给学生，让学生感受到电磁场的有趣性和重要性并初步形成对电磁场整体的感性认识。通过第一次课堂教学，我们要实现的目标不仅仅是让学生简单理解电磁理论发展历史，更重要的是充分激发学生对电磁场的兴趣，为学生在后续知识学习中提供足够的动力。正如人们常说的“一日之际在于晨，一年之际在于春”，那么要使学生保持一种持续良好的学习势头，第一次课堂教学则显得更加重要。

（2）合理选择教材、有效组织教学内容。面对教学改革带来的较短授课时数的压力，如何协调授课内容和课时量之间矛盾是我们必须考虑的问题。首先，在教材选取方面要结合所教授专业和授课学时数量对教材进行合理选择。教材选择要重点考虑几个方面：（1）教材重点教学内容设置是否与所教专业更吻合;（2）教材结构安排和知识点阐述等是否清晰简洁便于学生自学;（3）教材中重点内容设置是否完整且合适相应学时的授课等。其次，在教学过程中，我们一般选择一些比较经典的电磁场理论方面的教材如《电磁场与电磁波》（谢处方、饶克谨著），④《工程电磁场原理》（倪光正著），⑤《工程电磁场（英文版）》（Hayt，W.H，Buck，J.A）⑥和《Elements of Engineering Electromagnetics》（Rao， N. N， 6th Ed）⑦等作为参考，对课堂教学中的部分知识点进行扩充，促进学生对某些概念、规律更加深入的认识;同时，我们也通过网络搜索和查阅一些相关电子期刊文献了解电磁场在工程应用中的最新进展，并将其在相应的理论学习中引入介绍，不仅有助于学生对理论知识的深入认识、开阔他们的视野而且也有助于理论与实践结合提高他们学习的兴趣。最后，结合教材和参考资料认真撰写讲义，列出每节课的教学重点和难点并根据教学内容设计相应的教学方法。此外，为便于学生学习和理解，有时需要根据自己对教学内容的理解适当调整和重新组合各知识点的教学次序。如在介绍麦克斯韦微分方程组时多数教材都将四个方程分别作为独立的内容引出，这样显得有些零散;我们发现：如果在讲授完通量和环量积分以及散度和旋度定理之后就可以在引导的基础上让学生从两个积分公式（通量积分和环量积分）出发自己来导出麦克斯韦方程组，然后再对各方程暗含的电磁特性进行分析说明则效果更好。这不仅让学生体验了麦克斯韦方程组如何得来而且也使重点内容更加突出利于学生对麦克斯韦方程组的深刻理解。

（3）结合教学内容教学方法多样化。在教学的过程中，如果我们一味地采用传统的板书教学或过分依赖多媒体全部内容都采用PPT进行讲授则很容易让学生感到枯燥并产生畏难情绪。因此，为调动学生的学习积极性，充分发挥课堂教学的效率，我们需根据各部分教学内容的特点设计相应的教学方法，如在讲授电磁场的“场”和“源”的关系、静电场和恒定磁场的特性时，我们可以运用“比拟法”和“类比法”进行讲解;关于电磁波传播特性的讲授中，可以充分利用视频演示与理论推导结合的方法进行：在首先提出问题（电磁波在不同介质中有何特性？）的基础上，进行电磁波在不同媒质中传播的视频演示（如高频淬火、微波炉加热和海水中通信等），最后进行传播特性的理论推导说明;在讲授利用镜像法和分离变量法求解工程问题中，除通过板书推导展示问题的处理方法外，最好利用 Matlab 或 Mathematic 软件进行问题仿真以展示和分析场的分布特征等;此外，基于问题的启发式教学也是我们常用的一种教学方法，此方法针对某具体问题的拓展模型教学别适用，如点电荷或线电荷分布对不同特征的金属导体球与面的镜像以及点位、电场分布特征的讨论等。在教学方法的设计上，没有固定形式但要遵循几点原则：（1）讲授的知识要点突出，比拟、类比运用恰当;（2）对于需要进行理论推导的部分尽力简洁并重点注重对所推导数学表达式反映的物理含义以及表达式适用范围和条件的阐述与说明;（3）在教师引导下能有效调动学生的积极性，使课堂能体现“学生为主体”的指导思想。

3 结束语

工程电磁场理论在电子信息类专业中占据着非常重要的地位，如何能够有效地提高工程电磁场理论的教学质量――为相关专业学生打好理论基础并提高他们分析、解决实际问题的能力，这一直是许多高校教师不断探索实践的一个问题。本文通过对电磁场理论课堂教学实践的归纳与总结，希望能为提高高校工程电磁场理论课堂教学提供有益的参考。

基金项目：山东省自然基金项目（编号：ZR2013AQ013，ZR2013AL014）;山东工商学院博士启动项目（编号：BS201418）

注释

① 田雨波，张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子教学学报，2008.30（1）：11-13.

② 张华美，徐立勤.“电磁场理论”课程教学的几点认识[J].科技信息，2010（14）：3.

③ 彭麟，姜兴.中美高校电磁场教学比较研究[J].中国电力教育，2014（17）：73-74.

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

⑤ 倪光正.工程电磁场原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

第8篇：电磁学论文范文

学习目标

知识与技能

1.

理解电磁继电器的结构和工作原理。

2.

了解电铃、电话、磁悬浮列车的工作原理，了解信息的磁记录。

过程与方法

通过分析电磁继电器的结构，理解其工作原理。

情感态度与价值观

通过了解科学知识的实际应用，提高学习科学知识的兴趣，培养积极参与实践探索的精神，培养理论联系实际的品质。

重点

电磁继电器的工作原理

难点

电磁继电器的工作原理

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

问：电磁铁的组成?

展示：常见的电磁铁

问：说说电磁铁的的优点？

讲述：既然电磁铁有这么多的优点，那么生活和生产中有哪些物品用到了电磁铁。

学生回答：螺线管和铁芯组成。

观察图片，联想实际生活中的电磁铁。

回答：（1）磁性的有无可以通过电流的有无控制。

（2）磁场的方向可以通过电流的方向控制

（3）磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数的多少控制。

问题引入、激发学习兴趣

讲授新课

讲述：生活中很多物品用到了电磁铁，根据他们不同的作用，我们分成了以下几类。

首先了解一下：电磁继电器，是由电磁铁控制的自动开关。

读图说说电磁继电器的结构。

电磁继电器的特点?

说说电磁继电器的工作原理？

活动：

1、观察电磁继电器。对照电磁继电器的说明书，认识电磁继电器上接线柱的位置，并思考说明书上写着的电流和电压是什么意思？

2、把电磁继电器上的线圈接到电源上，组成控制电路。观察通电和断电时电磁继电器的动作情况。注意观察通电时哪两个触电相连，断电时哪两个触点相连。

3、利用另外一个电源和小灯泡组成工作电路，通过电磁继电器控制小灯泡的亮与灭。

4、水位自动报警器是利用电磁继电器工作装置，请按以下要求连接水位自动报警器电路：当水位在安全以下时，绿灯亮；水位达到安全线以上，红灯亮

思考与讨论：根据电磁铁的工作原理，分析电铃是如何发出铃声的？

阅读课本说说磁悬浮列车的工作原理。

问：用于信息的磁记录的产品有哪些？我们在使用过程中应注意哪些问题？

通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的多少的关系

讲述：硬盘的组成是由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件，硬盘的原理是盘片的表面均匀涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁铁），读写磁头实际就是一块电磁铁。

图片展示银行卡和录音机和录像机：记录声音、文字、图象等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁体，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。

说说电磁铁在生活中的其它应用。

阅读：P14电话也是一个电磁感应器啊！

电磁铁、衔铁、弹簧、动触电

学生讨论后回答：用低电压、弱电流来控制高电压、强电流

当控制电路的开关断开时，电磁铁没有磁性，弹簧把触头拉向绿灯触点，则绿灯亮；当控制电路的开关闭合时，电磁铁通电，有了磁性就吸引衔铁，使工作电路闭合，则红灯亮。

表示电磁继电器正常工作的电流和电压

学生根据要求画出电路图

闭合开关,电流通过电磁铁,电磁铁产生磁性吸引弹性片,使铁锤打击铁铃而发出声音,同时电路断开,电磁铁失去磁性,由于弹性片的弹性,使电路又重新闭合。上述过程循环重复,电铃持续发生声音

工作原理：列车轨道上强电磁的磁极与列车上的电磁铁的磁极是同名磁极相互排斥，使列车悬浮，消除了磨擦，减少阻力，增加运行速度。

学生讨论后回答：磁带、软盘、移动硬盘、磁卡。

1、不放在高温环境中，不宜长期贴身携带；

2、应注意不能剧烈地震动，不能用坚硬的物体敲打；

3、不靠近产生强磁场的家用电器旁边，以免被强磁场重新磁化而失去原来的重要信息。

洗衣机、电饭煲、电磁起重机、发动机

学生通过小组讨论、自主构建知识，体现学生是学习主体的理念。

小结

引导学生自主小结，并逐步完善和形成概念图

回顾

板书

一、电磁继电器

电磁继电器：由电磁铁控制的自动开关。用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。

二、磁悬浮列车

列车轨道上强电磁的磁极与列车上的电磁铁的磁极是同名磁极相互排斥，使列车悬浮，消除了磨擦，减少阻力，增加运行速度。

第9篇：电磁学论文范文

关键词：工程电磁场；教学方法改革；创新实验班

作者简介：王平（1982-），女，四川乐山人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；李慧奇（1970-），男，河北邯郸人，华北电力大学电气与电子工程学院，副教授。（河北?保定?071003）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）27-0061-02

深化教学改革，培养创新人才，是时展对高等学校人才培养提出的新要求。华北电力大学（以下简称“我校）为加强学生创新能力培养，建立了本科创新人才培养实验班，积极进行课程体系、教学内容和教学方法的改革，开拓了多种形式的人才培养模式。本文就如何在创新实验班开展“工程电磁场”教学改革进行了研究与探索。

一、课程教学目标

“工程电磁场”课程是电气工程及其自动化专业的重要技术基础课。课程为学生专业课学习准备必要的基础知识，更为学生进一步展开电气工程领域的科学研究提供知识支撑。该课程的特点是理论性强、工程结合紧密、课程内容丰富，教师不仅要在有限的课堂教学时间内将知识传授给学生，更要注重培养学生研究型学习、自主学习、终生学习的能力，只有这样，学生在今后的学习工作中才能够适应技术的飞速发展。立足于新的时代要求，以“深化教学改革，培养创新人才”为目标导向，课程的主要教学目标为：在教学中借鉴国际优秀教材与教学体系，进一步完善课程体系内容，注重学生对电磁场基础理论的全面把握；改进教学模式与教学手段，结合现代电力技术的发展，增强学生的专业兴趣，提高学生主动研究型学习以及独立思考的能力。

二、课程教学改革的实施方案

1.教学内容改革方案

我校“工程电磁场”课程采用的核心教材为倪光正等编著的《工程电磁场原理》（第2版）。该教材在教学内容上能够突出强电和弱电的结合，电磁理论与工程实践的结合，电磁理论与相关学科交叉、渗透的结合，在国内有较大影响。教学内容的改革结合选用教材的特点，在保持必需的理论系统性考虑下，力求避免与物理电磁学之间的重复性叙述，而是务实地在深化概念、具体化理论应用上下工夫，以体现学生“温故而知新”，学以致用的学习成效。具体改革方案如下：

（1）加强矢量分析部分的复习。电磁场理论中标量的梯度、矢量的散度和旋度等概念非常重要，而大部分学生对于这三个概念的理解并不深刻。在高等数学中，对梯度进行了深入讨论，但对于矢量散度和旋度的学习，高等数学中只是给出了抽象的概念，并没有深入探讨散度和旋度的物理意义，学生掌握得并不好，所以在这里要先进行矢量复习，将矢量散度和旋度做进一步深入的讨论。教学过程中可将散度不为0的地方比做喷泉的泉眼，旋度比做流体力学中流体的旋涡，将散度和旋度理论配合多媒体教学课件制作动画显示哪些地方散度不为0，哪些地方旋度不为0，进而类比到电磁场中散度和旋度的概念。

（2）压缩静态电磁场学时。由于创新实验班学生的基础较好，为有效利用课程时间，我们在矢量复习的基础上适当压缩了静态电磁场的学时。因为静态电磁场的部分内容在大学物理电磁学中也有涉及，所以在电磁场课程中力求避免和电磁学的重复，减少安培环路定理、高斯定律的学时，重点讲述标量电位、矢量磁位引入后场的计算，结合边值问题，讲述电磁场的工程问题求解方法。

（3）增加准静态场的学时。由于在工频情况下，输电线路周围的电场可以等效为准静态电场，而变压器内部的涡流损耗可以等效为准静态磁场，而且在很多工程问题中，尤其在电气设备、电力传输等领域，时变电磁场的频率较低，因而在某些特定的情况下，可以忽略二次源或者的作用，使场有类似于静电场的性质。对学生加强准静态场的学习，有利于学生建立工程应用的思维方式，同时对于时谐电磁场的学习可以类比电路中的相量法和信号分析与处理中的傅里叶级数等知识，时谐电磁场就是将场源正弦变化的场量用复数形式表达，将对时间的微积分运算转换为代数运算，从而使计算得到了简化。

（4）增加数值计算方法的学习。电磁场数值分析方法正日渐渗入到许多交叉领域和新兴学科，然而经典的电磁场理论中并不包括这部分内容，一些教材也往往只作为备选内容。本文认为这部分知识应该有选择地给学生讲授，我校选择了有限差分和有限元两种方法，并结合例题介绍本部分知识，使学生了解这两种方法的基本思想、理论依据和求解过程，为进一步学习其他电磁场数值方法打下基础。

2.教学手段多样化

为了保证良好的教学质量，教学手段是需要着力改良的重点。因此，要注意教学手段的多样化，充分融合各种教学手段的优势。比如传统的板书授课有利于进行详细过程的推导、求解，易于调整讲解思路和讲解速度。多媒体教学信息量大，节省了大量板书的时间，适合表达一些不利于口头描述的图例、结果等。配合多媒体教学，引入仿真软件的使用，在课堂上进行简单的仿真，可以使概念和结论更直观地展现在学生眼前，加深学生的印象。

要改变传统的单向传输型课堂教学模式，在课堂教学中创设一种科学研究的教学环境和教学氛围，引导学生主动学习、主动思考和主动实践，自主地发现问题、分析问题和解决问题，从而达到积累知识、培养能力和提高素质的教学目标。