大學物理與中學物理電磁學部分的銜接

謝昭明

【摘要】大學物理作為大學理工科專業的必修課，對提高非物理專業學生分析問題和解決問題的能力有很大的幫助。但是大部分大學生都感覺到大學物理的學習比較困難，特別是電磁學這部分內容是大學物理中的一個難點。文章將中學物理電磁學與大學物理電磁學做比較，討論了中學物理與大學物理銜接的必要性。

【關鍵詞】大學物理;中學物理;電磁學;銜接

一、引言

對于很多學生來說，大學物理中的很多概念和知識點都比較熟悉，所以在學習的過程中他們往往會忽略對概念的理解。此外，大學物理的教學方式與中學有所不同。在大學物理教學過程中學習到的知識與很多高科技原理相關，而很多剛上大學的學生很難從中學的學習方式中轉變過來，對教師教學方式和學習內容的不適應，使得學生對大學物理的學習失去了興趣[1]。因此，如何做好大學物理與中學物理的銜接，成為大學物理教學過程中迫切需要解決的問題。

二、中學物理與大學物理銜接的必要性

大學物理涉及的很多知識點都比較抽象，很多都需要運用到數學物理知識，尤其是大學物理中電磁學的內容，很多學生由于在中學學習中形成了定向思維模式，導致自主分析問題和解決問題的能力有所欠缺，在學習過程中就覺得比較難。而大學物理知識比中學物理更復雜，如果不能做好大學物理與中學物理的銜接，將會給大學物理教學帶來很大的沖擊。中學物理更具有系統性，而大學物理更傾向于物理理論教學和培養抽象思維，主要是為了提高學生的綜合素質。大學課程內容的改變、選課的自由、考核方式的轉變等都會給大學物理教學帶來很大的影響。因此，要做好中學物理與大學物理的銜接，就必須要在教學內容、教學模式、考核方式等各方面進行調整，從而使大一學生更加適應大學物理的學習。

三、大學與中學物理電磁學內容的比較

將大學物理與中學物理中的電磁學內容進行比較，可以發現大學物理是中學物理的升華。大學物理的內容只是比中學物理的課程內容更加深入。大學物理中增加了高斯定理、環路定理和點介質的極化電容等，比較突出場的特點;而高中物理學習中，場只是輔助描述電荷間及電流間的作用。大學中的場主要從空間分布去深入學習，對于電場的一些概念，比如電場強度、安培力、昆侖定律等都進行更深層次的學習[2]。

（一）電場的概念

在高中物理學習中，電場只是輔助描述電荷間的相互作用，并沒有進行更深入的學習;磁場則是大學物理電磁學的核心內容，雖然學生在中學已經接觸過電磁場的概念，但是想要分析電場，計算電磁場對于大一學生來說還是比較抽象的。這也是剛步入大學的學生不能適應大學物理學習的主要原因。在大學期間，要學會從電磁場的空間分布進行整體把握，除了要學習電場強度和磁感應強度，還要掌握高斯定理和環路定理等的相關知識。

（二）電磁感應

在大學階段，大學物理中電磁感應部分的主要學習內容有電磁感應定理、動感和自感、磁能、麥克斯韋方程及電磁場等基礎理論知識。其中，電磁感應定律的主要內容是楞次定律、法拉第電磁感應定律和電磁感應的實驗現象等相關知識，這與高中學習的內容很相似，高中階段也涉及自感和動感、楞次定律、法拉第定律等相關知識。

四、大學與中學物理課程電磁學內容的銜接

（一）電勢能和電勢方面的銜接

無論是在中學物理課程還是在大學物理課程內容中，電磁學部分都占據著比較重要的地位。高中階段的靜電場部分主要包括電場、電路和磁場這幾個方面的相關知識;大學階段的靜電場部分知識則包括真空中的靜電場、靜電場中的導體和電介質。

在中學階段學習電勢能所運用的方法，如圖1。

勻強電場中沿電場線的距離為L的兩點之間的電勢差：

大學階段的計算方法則，如圖2。

（二）恒定磁場部分的銜接

中學階段磁場部分的主要內容：磁現象在生活中的運用，用磁感線描述磁場，斷通電線圈和通電直導線周圍的磁場方向的判斷，判斷安培力的方向并且計算安培力的大小，會計算洛侖茲力的大小并判斷洛侖茲力的方向等。大學階段的主要內容：真空中的恒定磁場，如恒定電流、電動勢、電流密度;磁感應強度疊加原理;安培定律;洛倫茲力;恒定磁場的高斯定理和安培環路定理。

（三）電磁感應和電磁場部分的銜接

在電磁感應和電磁場部分，中學和大學物理都共同涉及的知識點：楞次定律、法拉第電磁感應定律、歐姆定律、電磁感應現象、動生電動勢、自感和互感。而大學新增部分：渦旋電場、感生電動勢、位移電流、麥克斯韋方程組的積分形式、全電流環路定律、電磁波的產生及基本性質等。例如：中學階段，法拉第電磁感應定律的內容是電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

如果時刻穿過閉合電路的磁通量為，時刻穿過閉合電路的磁通量為，則在時間內，磁通量的變化量為，那么法拉第電磁感應定律用數學表達式可以表示為：

五、結束語

很久以前，大學課程與中學課程的銜接問題就被人們發現，并引起教育學者的高度重視，但是關于中學與大學物理電磁學部分銜接的研究并不多。隨著課程改革的推進，課程銜接的問題越來越受到人們的重視。為了能夠更好地提高學生物理電磁學學習的效率，首要解決的問題就是中學與大學物理電磁學部分銜接。但是我們不能將大學與中學的課程銜接寄托于將大學與中學的教學大綱統一，而是應更加系統地綜合評價學生的物理基礎知識，對學生進行多維度的考查，并且要注意因材施教，選擇學生容易接受的教學方式進行教學，給更多的學生提供學習和提高自己的機會，給學生創造更多的上升空間，提高學生的學習興趣，從而促進高學生科學素質的提高。

【參考文獻】

[1]劉要北，高銀浩，張文慶，等.新形勢下大學物理與中學物理電磁學部分的銜接[J].科技資訊，2017，15（20）：114-115.

[2]孔德國，張紅美.中學物理與大學物理的有效銜接[J].教育教學論壇，2017（10）：240-241.