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关于大学物理中电磁学部分教学的探讨

晏光辉  
【摘要】:物理学是自然科学中的基础学科,电磁学是物理学重要的组成部分,它与相对论是相容的,而且是相对论理论的来源之一;电磁学与量子物理、相对论的结合,发展成为量子电动力学,成为量子场论的一个范本。因而,在一定意义上可以说电磁学是物理学最好的理论。电磁学在大学物理教学中,也处于非常重要的地位。近年来电磁学的一些研究进展,尤其是电磁学的一些分支前沿学科的研究,例如电磁散射、计算电磁学、瞬态电磁学等,都取得了重要的成绩。这说明电磁学即是一个古老、成熟的学科,又是一个活跃的研究领域。 但是,从国外著名的物理学家的研究,到国内最有影响的物理教育家的实践,都表明电磁学教学改革的余地仍然很大,电磁学教学所沿用几十年前的那套方法和教材体系,有必要做出一定的调整。 在这种背景下,我们进行了本课题的研究。本文第一章首先对课题的研究意义和当前国内外的研究现状做了分析。本文的第二章重点讨论了电磁学的历史发展状况,其目的在于深入研究和理解电磁学各知识点之间的关系,以便可以有效地组织电磁学的知识。在综述了电磁学的历史发展状况后,我们将现代电磁学的前沿知识和与电磁学相关的交叉学科的一些实用技术做了一些介绍。为了与前面介绍的知识点相对比,本文在第三章首先分析了电磁学的知识结构体系。随后本文又介绍了目前国内几种教学改革思想。 (A,φ)是电磁学中的一对基本的物理量。它与相对论和量子力学都存在着密切的联系。本文在第四章探索了一条将(A,φ)引入电磁学教学的道路,并通过例子讨论了它对电磁学和相对论的融合所起的作用。 综上所述,本文的目的是通过这些讨论能对电磁学的教学提出一种可行的改革,从而推动电磁学教学的发展。


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