时间:2022-06-25 01:38:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇大学物理静电场总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词: 独立学院 大学物理教学 教学改革
与一、二本院校相比,独立院校属于应用型本科,对于培养应用型人才来说,教材建设和教学内容的选择是至关重要的。一些基础而难度较大的课程教学是当前的一个难点,大学物理是理工科类专业的核心基础课,课程内容较多,理论而抽象,是一门较难掌握的课程。因此,该课程内容和教学方式的改革是非常有必要的,笔者从独立学院的学生特点出发,提出对于《大学物理》课程教学改革的建议。
一、独立学院学生的特点
1.文化基础差,学习习惯不好,自觉性不高。由于录取分数较低,学生总体上基础知识薄弱,缺乏学习动力,另外,他们在学习上没有养成良好的学习习惯,自觉性差。大多数学生课前不预习、课后不复习,仅在上课时听老师讲,因此学习效果较差,有相当比例的学生基本不学习,考试补考率和重修率很高。
2.学生动手能力很强,思维活跃,善于表现自我。独立学院学生的家庭情况大多较好,多才多艺的学生较多,相对容易开展各种形式多样的社团活动。学生自主创新思维活跃,善于表达自己,也渴望表现自己。
二、传统大学物理教学内容体系及弊端
传统的物理教学模式中内容陈旧、与现代科学技术不相适应,教材和课堂教学内容都偏向于应试教育,而忽略素质和应用能力的培养。1.内容上基本由力学、热学、电磁学、光学和近代物理五部分构成,知识点较多,而独立学院基础课的课时较少,在较短的时间内很难理解和掌握。2.传统教材着重介绍理论基础知识,几乎不涉及与现代科技应用相联系的内容,要学习好这些抽象的理论知识,需要具有扎实的数学功底,进行大量的课后练习,这正是独立学院学生的弱点。没有良好的基础知识和大量的课后练习,要学好大学物理是不可能的。这是导致在独立学院《大学物理》挂科率高,学生学习困难的重要原因。3.经典物理内容占据了80%以上的内容,而近代物理内容只占不到20%的内容,且仅做了简单的介绍,有关当代物理发展的成就和现代工程技术没有纳入其中。另外,基于独立院校培养应用型人才的目标,课程设置应以应用型知识为主,增加近代物理部分内容。鉴于以上几点,《大学物理》教学体系有必要进行改革,突破传统的教学模式。
三、独立院校《大学物理》教学体系改革措施
大学物理作为工科院校的一门重要基础课,不仅要向学生展现璀璨的物理知识,更重要的是要通过物理知识展现其中的物理思想和物理方法,培养学生的应用和创新能力。
1.调整教学内容,物理学在工程中应用相当广泛,但在以前的教学中反映极少。如果将一些新规律、新现象引入到教学中,学生就会感到物理是一门充满生命力的学科。目前没有一本这方面的教材,因此我们应根据情况在老教材上选择教学内容,并编写适合上述教学需要的补充教材。现以静电场为例简述教学内容的调整与组合。经笔者近几年的教学总结,在一般的大学物理教材中,静电场(不包括静电感应部分)共有概念6个,定理定律5个,例题11个,知识点并不是很多,在以往的教学过程中,本章的教学要求如下:(1)掌握描述静电场的两个基本物理量——电场强度和电势的概念;(2)理解静电场的两条基本定理——高斯定理和环路定理;(3)掌握用点电荷的电场强度和叠加原理,以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法,能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度,但是教材上涉及的公式有40个左右,故学生学习时觉得难度较大。这些公式大多都是用叠加定理与高斯定理计算电场强度的,而这两方面的计算要求学生熟练使用积分和划分微元的方法。对于三本学生来说,数学知识本就不扎实,故计算难度较大。学生觉得枯燥,很多学生能理解物理知识,一旦涉及积分计算就束手无策。进行教学改革后,应减少涉及积分的计算,加强物理定理的实际应用,如讲到高斯定理时,要求学生掌握教材中涉及高斯定理的例题的结果(如无限大平板带电体的电场强度),并应用到实际情况中,推导过程要求学生理解即可,课后习题也不涉及此类题目。另外,此章节的高斯定理学生理解难度较大,在讲解高斯定理可以补充高斯武器等现代科学技术,加深学生对高斯定理的理解。其他各章节都可按照此方都调整理论计算部分,增加应用的内容。
2.课堂教学时,充分利用现代化多媒体教学手段,提高学生的学习兴趣。在运用传统教学手段的基础上运用录像和CAI教学手段,把复杂的、瞬变的、物体内部演化的过程,以及三维运动情况用多媒体技术以动画和声音的方式展现在课堂上,可使学生仿佛身临其境,清清楚楚地洞察整个过程,加深学生的理解,激发学生的学习兴趣。
3.课堂结合演示实验,开展小发明制作活动。物理学是以实验为基础的一门学科,物理教学离不开实验教学,在教学过程中进行演示实验,既可以加深学生的理解,提高学生学习兴趣,又可以节约单独实验的时间。另外,根据演示仪器可难、可易、可简、可繁的特点,可以指导学生自己动手制作,在课余时间,开展物理演示仪器科技制作活动,以此培养学生的动手能力,充分发挥独立院校学生的特长。
四、结语
大学物理教学改革是一个长期而细致的工作,在今后的工作中,每位教师需要解放思想,不断更新知识,掌握现代化教学手段,为社会培养出更多、更好的人才。
参考文献:
[1]周飞.浅谈独立学院学生特点及管理对策.教育管理,2011(9).
关键词:工程电磁场;少学时;教学改革
作者简介:傅文珍(1984-),女,江西新干人,嘉兴学院机电工程学院,讲师。(浙江 嘉兴 314000)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0066-02
“工程电磁场”是在“大学物理”电磁场理论的基础上,进一步阐述宏观电磁场基本性质、规律、分析与计算方法,旨在培养学生运用场的观点对工程电磁问题进行分析与探讨,锻炼学生科学的思维方式。[1]
目前,“工程电磁场”是很多高等院校工科电类专业的一门专业基础课,它所涉及的内容,是电类专业学生应具备知识结构的必要组成部分,同时又是新兴边缘学科和交叉学科发展的基础。[2]特别是对电气专业学生来说,“工程电磁场”是很多后续专业课的基础,如电机拖动、电力工程基础及电磁兼容等,可见它的重要性。[3]然而,在当代注重素质教育的大学教育中,大学生的课程丰富多彩,在有限的时间里面,很多边缘交叉学科的教学课时都在不断压缩,尤其是“工程电磁场”教学,从原来的五六十个课时压缩到三四十个课时不等。如何在有限的时间里上好“工程电磁场”这门课,是很多执教老师面临的一个难题。
一、嘉兴学院“工程电磁场”教学现状
“工程电磁场”这门课的特点是:以大学物理、高等数学、复变函数等课程为基础,知识面广;理论性较强,概念抽象;课程教学过程中公式推导较多,计算复杂;要求学生有较好的空间想象能力、逻辑推理能力和抽象思维能力。[4]嘉兴学院(以下简称“我校”)相关专业学生对本门课的普遍反应都是难学;另外,教师在课堂上一般从复杂的数学公式推导开始,公式繁琐不说,很难吸引学生的注意力,最后只落得教学两难的境地。正是由于这些特点,该课程被公认为教师最难教、学生最难学的课程。然而,为培养宽口径人才,我校电气专业该课程计划教学学时定为32学时。在有限的教学时间里,要使学生对这门课产生兴趣并学好这门课,尤其在教学过程中要与我校培养应用型人才、提高学生工程应该能力相符合。这无疑给教师教学过程中的教学方法和教学手段提出更高的要求。因此,对该课程的教学方法和教学手段的改革显得尤为重要。在此状况下,笔者根据几年来对“工程电磁场”的执教经验,提出在少学时情况下对工程电磁场的教学内容、教学方法进行改革。
二、少学时“工程电磁场”教学内容改革
1.改革目的
在教学内容改革上,注重理论与应用相结合,从实用性出发,激发学生学习的兴趣。因电磁场中电场强度和磁感应强度具有不可见的特性,只能通过数学公式进行描述。因此,在讲授电磁场理论时应与其实际应用相结合,巧用实例教学。如绪论中可以引用电磁场发展史的一些名人事迹;而在静电场中的应用有:静电分离、静电喷涂、植物育种保鲜等;恒定电场主要应用有直流输电等。“工程电磁场”应用非常广泛,每一个章节都有典型应用,各章节的主要应用实例如表1所示。恰到好处应用这些工程实例能够有效促进学生对知识点的掌握,从而激发学习的兴趣。
2.改革内容
在少学时的情况下应适当调整教学内容,做到重点讲,少讲和不讲。然而,也不能一味删减教学内容,适当引导学生自学也是必要的。按照我校工程电磁场教学大纲要求,“工程电磁场”理论教学内容主要有以下几部分:矢量分析、静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、准静态电磁场、平面电磁波的传播、均匀传输线的导行电磁波、波导与谐振腔等。其中矢量分析的讲述主要是为后续公式推导做铺垫,而从准静态电磁场开始主要讲述特殊形式下的电磁场问题,学生对后续知识点了解即可。因此,“工程电磁场”的教学重点应放在静电场、恒定电场、恒定磁场及时变电磁场,这些既是基础理论,又是电气专业工程应用上接触比较多的地方。
三、少学时“工程电磁场”教学方法改革
在教学方法的改革上主要采用启发、引导、探讨式的教学方法。在授课过程中,打破传统的“老师讲、学生听”的被动教学模式,以学生为主体,围绕教学内容,灵活运用讨论法以及质疑等,进行启发式教学。注意激发学生探索求知的欲望,提高其学习兴趣,指导学生在发现问题、提出问题、分析问题以及解决问题过程中培养创新思维能力。根据我校现状及笔者的执教经验,提出以下几点教学方法:
1.采用对比的教学方法
采用对比的教学方法可以帮助学生温故知新。电场和磁场是紧密联系的两种现象,电磁学中,某些电现象与磁现象,虽本质上相异,但宏观现象上有很好的相似性,或在研究方法上十分相似。从教材内容的安排中不难发现,“工程电磁场”教材中每章的教学内容都是从场的性质、基本方程、边值问题与衔接条件、场的应用及能量与力等4个方面去分别讲述静电场、恒定电场、恒定磁场和时变电磁场。于是,抓住各种场的对比关系在工程电磁理论教学中很关键。对比的方法不仅符合心理学中提到的“意识流”,[5]也符合古代温故而知新的道理。如静电场和恒定电场的场量关系对比见表2。
2.注重工程实例的引导性
根据我校“工程电磁场”少学时的特点,在“工程电磁场”的教学内容上删减了一些与前修课程相同的内容,同时增加工程实例的引入。工程实例的引入不仅丰富了课堂教学,还可以将理论直观化,将高深理论与工程应用很好地结合在一起,激发学生学习兴趣。[6]如:为讲解在静电场中静电屏蔽的概念以及静电屏蔽中电场分布和电荷分布的特点,可以先引入静电分离的工程实例(静电除尘、静电喷涂、静电纺纱等),再介绍静电分离的方法和效果,然后让学生去思考出现这种现象的原因。最后,再用理论分析的方法去讲解出现这一现象的原因。同时借助一些图片将这一现象直观有效地展示在学生面前,如图1所示。帮助学生掌握在静电屏蔽情况下静电场和电荷的分布情况,以及相应的理论。
3.注重课堂的互动性
“工程电磁场”这门课理论性较强,采用传统的灌输方式很难激发学生的学习兴趣,因此在教学方法上采用互动式教学方式,主要以多媒体放映、MATLAB仿真软件现场仿真各种场的波形图为手段,增强学生的自学能力。工程电磁场知识点抽象,空间想象力差的学生很难接受,因此采用多媒体、仿真软件可以将抽象公式图像化,帮助学生对公式的理解,引起学生的学习兴趣。
4.注重教师的教学地位
“工程电磁场”的教学内容比较多,我校课时只有32课时,时间非常紧,教师应该怎样把教学内容讲清楚?笔者认为应注重教师在本门课程中的教学地位。教师必须在有限的时间里组织好教学过程,选择适当的题目课后留给学生思考,温故已学相关知识,同时启发新的教学内容。采用设疑引学的方式提高学生学习兴趣。
四、总结
在我校少学时的情况下,通过对“工程电磁场”教学内容和教学方法的改革,使得该课程更加合理,内容更加丰富,在激发学生学习的兴趣同时,解决了“工程电磁场”一直以来难教难学的状况。
参考文献:
[1]王平,李慧奇,安勃,等.创新实验班“工程电磁场”课程教学改革[J].中国电力教育,2012,(27):61-62.
[2]苏利捷.《工程电磁场》课程体系的优化[J].教育教学论坛,
2012,(38):139-140.
[3]吴明赞.《工程电磁场》课程研究式教学的实践[J].电气电子教学学报,2008,30(4):65-68.
[4]靳宏,莫岳平.“工程电磁场”课程研究性教学探讨[J].电气电子教学学报,2011,33(3):97-99.
关键词: 大学物理 中学物理 恒定磁场 衔接
1.引言
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、基本相互作用规律的一门自然科学,它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产实践中的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。在人类追求真理、探索未知世界的过程中物理学展现了一系列科学的世界观和方法论,不仅物理学的知识对各行各业的工作起到指导作用,物理学的研究方法也被大量应用于其他学科及工程技术的各个方面,物理学在人才的科学素质培养中也具有十分重要的地位[1]。因此,以物理学为基础的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课(大多数高校的文科专业也开设了相应的大学物理课程),是每个科学工作者和工程技术人员,以及管理人员所必备的。
近年来,随着我国教育改革的推进,非物理类专业大学物理的教学也遇到了一些新问题,其主要表现为以下几个方面:诸如存在物理教学内容不断膨胀而学时却在减少的矛盾,大学的不断扩招与学生的学习水平的矛盾,以及当前国内的大学物理教材一些内容与中学重复太多或有明显脱节的问题,等等。要使学生更快地在中学物理的基础上理解掌握大学物理的学习内容,大学物理课程与中学物理课程的衔接就成为了目前亟待研究的问题。
2.中学物理与大学物理恒定磁场内容的比较研究
2.1中学物理恒定磁场部分的内容标准
高中物理课程标准(以下简称“新课标”)的磁场知识在选修模块选修3-1中,教材包括电场、电路和磁场。新课标在磁场部分的内容标准[2]:
(1)列举磁现象在生活、生产中的应用。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。关注与磁相关的现代技术发展。
(2)了解磁场,知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。
(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
(4)通过实验,认识安培力。会判断安培力的方向,会计算匀强磁场中安培力的大小。
(5)通过实验,认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。
2.2大学物理恒定磁场部分的内容要求。
教育部2008年颁发的“理工科类大学物理课程教学基本要求”(以下简称“要求”)中有恒定磁场部分的内容要求。
2.2.1真空中的恒定磁场
在真空中的恒定磁场中,内容要求有:恒定电流、电流密度和电动势;磁感应强度:毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理;恒定磁场的高斯定理和安培环路定理;洛伦兹力;安培定律。
2.2.2恒定磁场中的磁介质
在恒定磁场中的磁介质中,内容要求有:物质的磁性、顺磁质、抗磁质、铁磁质;有磁介质存在时的磁场。
2.3恒定磁场部分“新课标”和“要求”的比较
都涉及了例如磁场、磁感应强度、磁通量、安培力、洛伦兹力等磁场方面的基本概念,以及都要求会计算力的大小,只是要求要掌握的程度不同、计算方法不同;大学物理课程要求有而中学物理没有的主要是毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理,恒定磁场的高斯定理和安培环路定理,物质的磁性。
2.4恒定磁场部分高中物理教材和大学物理教材的比较
本文以2007年1月第2版的人民教育出版社的《物理》教材(普通高中课程标准实验教科书,以下简称高中物理教材)和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》教材(以下简称大学物理教材)进行比较。
在高中物理教材的第二章中的电源、电流、电动势和电路在大学物理教材中第14章前两节中均有涉及,其中基本概念只是略微提过,研究方法和内容完全是更深层次;大学物理教材中第14章后四节的内容都是在高中物理教材的第三章磁场中的内容的基础上进行了更深入的描述,其中就包含新知识:毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理,恒定磁场的高斯定理和安培环路定理等;而大学物理教材的第15章的内容只是在高中物理教材中提到了一个概念:磁性。
3.大学物理和中学物理在恒定磁场部分的衔接和深入
3.1真空中的恒定磁场部分的衔接及深入
这一部分在中学和大学联系最主要的是磁感应强度这一块。在中学是用理想条件下的探究实验得出的结论:三块相同的条形磁铁并列的放在桌上,认为它们中间的磁场是均匀的,将一根直导线的水平悬挂在磁铁的两级间,导线的方向与磁场的方向垂直。保持磁场不变,改变电流强度和导线在磁场中的长度其中的任一条件,观察导线的受力情况。经过多次试验,得出安培力公式F=BIL,式中的B与电流和导线长度无关,但在不同的情况时B的值是不同的。而B正是能够表征磁场强弱的物理量――磁感应强度B=[3],安培力是洛伦兹力的宏观变现,带电量q的粒子在均匀磁场中与磁场方向垂直以速度v运动,得出B=。方向由左手定则判定。在高等物理中,磁场对外的重要表现是磁场对引入场中的运动的试探电荷的作用。实验发现如果电荷在一点沿着与磁场方向垂直的方向运动时所受磁力最多F,而这个力正比于运动试探电荷的电荷量q,也正比于电荷运动的速度v,但比值却在这点具有确定的量值,而与运动试探电荷的qv值的大小无关。这样可引入磁感应强度(矢量B),大小可定义为B=。改点磁场的方向就是磁感应强度的方向[4]。在接下来的任一点电场强度的求解方面上就仿照静电场的方法引入了毕奥―萨伐尔定律d= (正电荷)。在关于洛伦兹力的数学表达式上,当带电粒子运动方向与磁场方向平行时受力为0;当带电粒子运动方向与磁场方向垂直时它所受的磁场力最强F,F=qvB;一般情况下带电粒子运动方向与磁场方向夹角为θ,此时F=qvBsinθ,根据右手定则确定洛伦兹力的矢量表达式为=q×(正电荷),负电荷的方向正好相反。
3.2恒定磁场中的磁介质部分的衔接及深入
关于磁性在高中物理中只是简单地提到物理被磁化后物体拥有磁性,简单地根据物体磁化的容易程度划分了顺磁质和抗磁质。在大学物理课程中,因为磁化后的介质会激发附加磁场,从而对原磁场产生变化得=+。根据相对磁导率μ的大小将磁介质分为四类:抗磁质(μ<1),附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相反,磁介质内的磁场被削弱;顺磁质(μ>1),附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相同,磁介质内的磁场被加强;铁磁质(μ?垌1),磁介质内的磁场被大大加强;完全抗磁体(μ=0),磁介质内的磁场等于0(如超导体)。然后根据叠加后的磁场和前面推导的公式进行不同的应用。
4.结语
通过分析大学物理教材和高中物理课程标准实验教材,我们知道,中学物理注重对知识的探究,大学物理静电场知识是在中学物理知识点的基础上,根据学生认知能力的提高,应用不同的方法,如微积分知识和矢量代数知识,把中学常用的在匀强磁场的结论推导到一般的静磁场中,并且为电磁场理论打下基础。
参考文献:
[1]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求.北京:高等教育出版社,2008.
[2]中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准(实验).
关键词:大学物理教学;创新思维;科学思想和方法;基础知识
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)30-0205-02
大学物理是高等院校理工科学生的一门重要基础课程,描述了物质世界的运动规律,蕴涵了丰富的科学思想和方法,对于培养学生的创新意识、创新思维和创新能力具有独特的优势。物理思想是物理学的精髓,巴甫洛夫认为:“重要的是科学方法、科学思想的总结,认识一个科学家的思想和方法,远比认识他的成果价值更大。”[1]本文结合大学物理教学实践,从理解概念、掌握方法和质疑问题等方面,探索传授学生物理思想和方法,培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。
一、理解概念 奠定基础
物理学是由物理概念、物理规律、物理理论所构成的完整科学体系。物理概念是物理学体系的基本要素,正确理解概念是处理物理问题的基础,即掌握概念的内涵和外延的准确信息,是正确分析解决问题的依据和出发点。
对于开始学学物理的学生,中学阶段学到的矢量概念是:标量只有大小,没有方向;矢量既有大小,又有方向。在大学物理课堂教学中,首先要求学生回顾已学到的矢量概念,并且用来判断电流、电动势是否是矢量时,即使学生记住了电流和电动势是标量,但是发现这样的结论与他们掌握的矢量概念之间存在矛盾,在此基础上给予学生完整的矢量概念的内涵信息,矢量既有大小,又有方向,而且矢量的加法满足平行四边形法则。因此不能简单地认为有方向的量就是矢量,无方向的量就是标量,而应从“是否遵循平行四边形法则相加(合成)”来区分矢量和标量,电流、电动势有大小和方向,但不按照平行四边形法则相加(合成),而是按照代数运算法则相加(合成),因此不是矢量,是标量。进一步对学生提出“平行四边形法则的解析表达式是什么”这一问题,帮助他们将平行四边形法则与余弦定理以及勾股定理联系起来,从而使学生优化自己的知识结构,提高学习应用知识的能力。这个过程重要的是给予学生一个如何完整理解概念内涵并且应用的示范,使学生体会到正确理解概念是独立思考、逻辑推理、创造性发现并解决问题的基础,在后面的学习中自觉地正确理解每一个物理概念和及时优化自己的知识结构。
物理概念是对物理现象认识达到某一程度的总结,为了使学生准确理解物理概念,必须给学生讲清楚认识该物理现象的背景和物理概念的来龙去脉,特别是物理概念的内涵和意义,这个过程是培养学生认识分析问题的关键环节。例如,学生熟悉的动能概念,是由牛顿定律导出动能定理时总结出来的,适用于一切低速物体,包括微观粒子;学生虽然熟悉这个物理量,然而这个物理概念是抽象的、主观的,但在内容上则是具体的、客观的,它是描述由物体的运动决定的做功能力的物理量。又如电场强度概念,是描述空间电场中任一点处的单位正电荷受到力的强弱和方向的物理量,它描述了电场的性质;由于电场力不能描述电场本身的性质,因此电场强度概念由实验结合对该物理现象的分析推理确定。
最为经典的物理概念是大学物理中存在的许多理想物理模型,例如“质点”、“刚体”、“理想流体”、“弹簧振子”、“理想气体”、“点电荷”等等。理想物理模型具有高度抽象性和简单性,实质是突出物理现象本质的主要特征,简化问题。以“刚体”为例,运动中形状和大小都保持不变的物体称为刚体;实际问题中,当物体的形变很小可忽略时,就将物体视为刚体。有的问题中海绵也可以视为刚体,但有的问题中即使是钢铁物体也不能视为刚体,能否在处理问题时把物体看作是刚体,体现了抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的思想。刚体的提出包含了解决复杂问题时的一种思路,即由简到繁、由一般到特殊的循序渐进的思想方法。理想物理模型中包含的这些思想是物理学中解决问题的最根本的方法。通过学的理想物理模型,可以培养学生的科学思想和方法,培养科学的抽象思维能力[2],有利于奠定学生的创新思维基础。
二、掌握方法 灵活运用
在中学物理中,学生已经学习了一些较简单的思维方法,例如观察、实验、抽象、形象、归纳、演绎、类比、分类等,大学物理注重培养学生系统的物理思维和处理复杂物理问题的能力。
大学物理中一些基本的物理概念和物理规律是由实验直接确定的,一些物理概念和物理规律是由已有的规律出发,通过严谨的数学推导得到的。因此观察和实验、分析推理和严谨的数学推导是必须传授给学生的基本方法,这也是培养学生实事求是和严谨科学态度的关键环节。例如,库仑的扭秤实验确定了库仑定律,类似的由实验确定的物理规律有电荷守恒定律、毕奥-萨伐尔定律等等,由实验确定的物理概念有电场强度、磁感应强度等等;由实验确定的物理概念和物理规律都离不开对实验资料的分析推理和数学处理。又如,动量定理、功能原理、电磁场的高斯定理和环路定理等等是通过严谨的数学推导得到的物理规律,动能、势能、电势等等也是通过严谨的数学推导得到的物理概念。在这些内容的教学过程中,注重培养学生尊重观察和实验结果的观念、示范以数学为工具的定量科学方法。
灵活运用以数学为工具的定量科学方法。由于大学物理研究复杂的物理对象,通常难以直接应用初等数学描述分析解决问题,必须应用微积分方法。微积分思想方法是一种辩证的思想和分析方法,包含了有限与无限的对立统一,近似与精确的对立统一[3]。对于复杂的物理问题,在时间、空间范围内分割复杂物理对象为无限小的物理对象,称为微分;通过微分后,可以将复杂转化为简单,高级转化为基本,化变量为常量,化非均匀为均匀,化曲线为直线,从而变与不变实现了辩证转换。在微分(时间、空间)范围内,抓住物理对象的主要矛盾而忽略次要矛盾,把复杂物理对象近似为简单、基本、可描述分析的物理对象,进行近似处理;然后把无限多个描述分析的微分物理对象集中累积起来,就得到复杂的物理问题的结果,即完成积分。微积分方法中有限向无限的转化,实现了由近似到精确的分析过程。例如,求解变力沿曲线路径做功,无限分割曲线路径(即将曲线路径微分),则在分割的小范围内认为是恒力沿直线路径做功,然后求和(即积分),就可以求出变力在整个曲线路径范围内做的总功。在大学物理中,对于“旋转物体的转动惯量”、“旋转物体受到的阻力矩”、“带电物体产生的静电场”、“非均匀变化磁场在线圈中产生的感应电动势”等等较复杂的物理问题,都需要灵活运用微积分方法,通过这些学习内容的积累,有利于奠定学生的创新思维基础。
三、质疑问题 开拓思路
在大学物理教学过程中,鼓励学生突破传统思维模式,敢于对现有理论提出质疑,学会从不同角度看问题,进行创造性思维的训练。
当已有的物理理论解释不了实验现象时,就需要人们敢于突破传统观念的束缚,大胆地提出自己的见解,从而形成新的物理理论。例如物理学中的假设理论:爱因斯坦在提出“相对性”和“光速不变”两条假设的基础上,建立了狭义相对论;普朗克提出“能量子”假设,创立了量子理论;爱因斯坦提出的“光量子”假设,解释了光电效应和康普顿效应;德布罗意提出物质波的假设等。通过学习“假设理论”,培养学生以实验结果为依据和出发点,在牢固的物理和数学基础上,善于发现问题、提出质疑、进行论证,敢于突破传统观念,提出自己见解的能力。
在大学物理教学中,依据教师自身的科研经历现身说法,可以有效地提高学生的学习兴趣和创新思维,提高教学质量,从而体现“以科研促进教学,以教学带动科研”。例如,作者研究高增益砷化镓(GaAs)光导开关(PCSS)的物理机理,理解其物理机理的难点在于理解实验观察到的锁定(lock-on)现象,高增益GaAs PCSS的lock-on效应与电流丝(即电流通道,亦称流注)的出现密切相关,该项研究工作需要具备半导体物理中《耿效应电子学》和《气体放电》理论的知识。理论研究提出了多个解释lock-on效应的物理模型,这些理论研究要么主要应用耿效应电子学中的高场畴理论,要么主要应用相对成熟的流注理论,这些物理模型都只能解释高增益GaAs PCSS某一方面或某一过程的实验现象,在国际国内相关学术界难以达到统一认识。高场畴和流注是两个相对独立的物理现象,物理性质完全不同。作者将高场畴理论和流注理论结合起来,提出了畴电子概念,建立了畴电子崩理论[4-6],在科研工作中必须以实验结果为出发点和作为检验理论的标准。以此激励学生学好基础知识、掌握方法、成长思想,为自己的创新思维奠定基础。
四、总结
在大学物理教学实践过程中,在传授学生经典物理基础知识时,探索了从理解概念、掌握方法和质疑问题三个方面培养学生的创新思维能力,为学生奠定创新思维的基础。
参考文献:
[1]巴甫洛夫全集:第5卷[M].北京:人民卫生出版社,1959.
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[6]刘鸿,郑理,阮成礼,等.砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应[J].中国科学:物理学力学天文学.2014,(44).
中图分类号:G642.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(b)-0114-02
作为新时期的高校教师,我们应该要始终牢记高等教育的真正职责与使命。由于当代大学生有着空前强烈的自我意识和独立精神但摆脱不了依赖心理,自我期待值高但心理素质尚不完备,所以也就出现了很多的问题。首先在学习上,发现学生面临“被动消极”的状态越来越明显。上课玩手机的,说话的学生不在少数,在课堂上能认真听讲的学生非常少。之所以造成这种现象的原因,主要是由于大一的学生刚刚结束高中紧张的学习,一下子转变到大学相对轻松的学习模式,加上生活,环境等种种的不适应,造成了有很多学生一开始就没跟上大学学习的节奏。自我管理的能力的欠缺造成他们不懂得合理分配自己的时间。因为不懂得怎么学,所以学不会无法获得学习本身的奖赏,学得很不快乐。俗话说,“难者不会,会者不难”。如此一来,等到想学的时候,已经听不懂了,这就造成恶性循环,导致学习的动机不断衰减,学习的主动性不断丧失。而教学是需要不断激发的,从而维持和强化学生的学习主动性。因此教师在课堂教学上要花更多的时间和精力进行精心的教学设计,有效的进行因材施教。教学有法,但无定法。教学的智慧与艺术对每个教师来说都是一门永无止境的学问。要经常对自己的教学进行反思剖析和感悟,才能提升自己有效教学的能力。由于教学是教师教和学生学的双向活动,因此有效的教学还应提供学法指导。
学法指导是学习方法指导的简称。它是指教育者对学习者进行学习方法的传授、渗透、指导、训练,使学习者掌握科学的学习方法并能动地运用于自己的学习实践,进而形成自主学习能力的教育行为。为什么现在不少学生越学越累,越学越烦,越学越困难呢?其实只要方法得当,就能愉快的获得知识和能力,达到事半功倍的效果。只有方法得当,才能更好的理解过程,优化过程。只有方法得当才能对学习本身产生积极的情感态度价值观。在教学中往往会发现这样一种现象,善于学习的人,往往不用教师多花精力,学生自己就可以获益良多。而不善学习的人,即使老师花了很大的气力,学生还会埋怨老师,认为老师没有教好。当然,善学并不是生而知之的,是要通过学而知之的。这就需要教师对学生进行学法的指导,让更多的学生掌握好的学习方法,学会如何学习。
学法的指导是非常重要的,关系到学生的后续学习和终身发展。学法的指导可以教师是在具体的学习情境中引导学生掌握不同的学习方法,也可以是引导学生了解具体学习方法的适用范围,使他们能够根据不同的问题而找到最合适的解决方法。因此教学不是简单的让学生知道某个结果,而是要通过某个知识点或者某个项目教会学生如何可以获得结果的方法。
(1)学法指导首先要激发学生的学习动机。对于学习来说,动机与兴趣是最好的方法。那么如何在课堂中有效激发学生的学习动机呢。记得笔者刚开始在上大学物理的第一节课时,为了介绍大学物理的重要性,非常认真的备课,从生产,生活,科技等各方面都准备了很多的例子,还特别结合电子专业准备了很多例子,目的就是为了向学生强调大学物理作为一门工程专业的基础课程是多么重要。但是课堂气氛非常沉闷,学生也几乎没有与我互动。后来我不断的反思和总结,逐渐进行了改变。第一节课首先很幽默的作了自我介绍,形成了轻松的课堂氛围,然后就提出了一个问题,让学生通过自己以往初中以及高中的物理学习,能不能和我说说在他们看来物理有什么作用。而且只要回答的,平时分都可以加分。说实话,当时的我也非常担心,怕没有学生回答。因为之前的物理课我发现似乎很多学生对物理没兴趣。但是事实证明这种担心是多余的,当时就有很多学生举手回答,课堂氛围一下子活跃起来。而且学生的举例涉及到生活的方方面面,有的学生说起以前自己表演的魔术就是利用物理原理的,也有同学说到运动方面,例如轮滑,骑车等都要用到物理原理,他们的描述是那么的生动,那一节课的效果完全出乎我的意料,看到大家那么积极主动的参与课堂,给了我很大的震撼。原来教学方法不仅仅在于教师的努力,还要在于对学生的学习方法的指导是否合适。在这里,教师就把教给学生物理的重要性转化为学生主动的学习到物理与我们生产,生活和科技的紧密结合了。不仅如此,那一学期的物理课我都注意不断发掘学生的内在动机,进行真正有效的,可持续发展的“学法指导”。布鲁姆在《教学论》中指出,集合每个学生都有学习的内在动机,好奇心就是典型的内部动机,我常常在课堂介绍知识点时,会经常提出很多问题,同时不给出明确的结果,会提出几种不同的观点,让学生自己根据所学的知识点思考和探索,学生在课堂都与我都有了互动。此时的教师的“教”逐渐转变为学生的主动的“学”。真正体会到了引发学生学习和发展的内在动力即兴趣和求知欲摆在首位的重要性。
(2)学法的指导要具体明确,让学生可以在学习的实践过程中从模仿开始,慢慢找到自主学习的方法。这就要求教师的学法指导要指在关键点上,坚持采用引导而不只是简单的把知识塞给学生。例如在大学物理的静电场知识点学完以后,对磁场学习进行学法指导时,就可以引导学生尝试用对比,类比的方法进行学习,不但对前面所学的静电场的知识有了及时的复习,而且可以在磁场的学习时,引导学生自己悟出方法,主动找到方法。当然两者对比着学,学生能对电场和磁场的本质有更加深刻的认识。同时,在其他课程的学习时,类比法和对比法也是经常可以使用的。这样通过不断的使用这些有效的学习方法,学生的学习主动性进一步被激发出来,形成良性循环,越来越觉得学习的乐趣,体会到大学学习的特点。
(3)学法的指导要循序渐进,学习方法的获得不是通过简单的教学就能获得的,要通过长期的实践和不断地运用中掌握的。教师也要通过不断学习教学理论,结合自己的教学实践,通过学法的指导让学生学会学习,并走向自主学习。学法指导就是要激发学生学习的热情与积极性,主动性,只有乐学才可能善学。“教是为了不教”说的就是教育的最终目的就是教会学生学习知识的方法。大学的学习,不仅是学知识,更重要的是学方法,培养自我学习,主动学习的能力。因为大学的学习要为以后的职业生涯做准备的,随着时代的发展,知识和科技不断地更新,单靠学校获得的一些知识是远远不够的。对大学生学法的指导,还需要教师在日常的教学中通过观察学生的学习过程,及时对学生出现的一些问题进行疏导,并加以纠正,并引导学生进行分析、归纳、总结,让学生在学习过程中会领悟到许多学习方法,使学生的学习方法更科学、更有针对性。逐渐让学生形成系统,科学的适合自己的学习方法。从而在到了职业岗位上,根据需要不断的学习新知识,更新自己的知识结构,促进自我的可持续性发展。
叶圣陶先生说过,“学是为了不学,教是为了不教。”学法指导的目的在于培养、发展学生的自我学习能力,以适应时代不断发展的需求。当然教师在学法指导的过程中,要注重创新,依据学生的特点对学法指导进行不断的改革,做到寓学法于教法之中,使教法和学法很好的融为一体。
关键词:电磁场 教学方法 教学效果
“电磁场与电磁波”课程是电子信息类本科各专业学生必修的一门核心基础课。学好这门课,对培养学生树立严谨的科学思想、科学分析问题的方法、复杂抽象的思维能力、勇于开拓的创新精神等将起着十分重要的作用,并且引导学生思考学习麦克斯韦方程组过程中的科学方法论-对称性思想,这对他们日后工作实践具有强大的指导性意义。
一、“电磁场与电磁波”课程教学现状
由于电磁现象比较复杂和抽象,研究它需要的数学工具多且难,教学过程中感到困难,特别是利用理论解题和实际应用更觉得难。
1.在学习中存在的状况
一是推导和计算难。课程中所涉及的公式多、表达式复杂、数学要求强。再推导中运用到矢量运算、微积分方程以及复数运算,过程繁杂,往往顾此失彼,学习吃力。二是概念抽象。该课程理论性强,概念抽象,对一些定理及概念,比如说惟一性定律、内自感、外自感等等概念难理解,物理概念不熟悉,学习难度大。三是解题困难。很多学生反应上课认真听讲,下课花大量时间推导公式,可遇到习题又像到另外一个世界,完全无从下手。长此以往,失去学习的兴趣。
2.在教学过程中存在的状况
第一,电磁场与电磁波课程涉及大量的公式推导,部分教师尤其是青年教师往往注重数学计算,而忽略了其物理意义,容易使该课程失去其意义。第二,课程系统性强,注重介绍其理论基础知识,忽略与实际应用的联系,容易让学生产生“学习这门课有何用”的疑惑,不能调动起学生的学习积极性。
基于以上特点,对于电磁场与电磁波这门课,学生普遍认为“难学”,教师普遍感到“难教”。
二、教学方法的探讨
1.理论联系实际,调动学习积极性
电磁场与电磁波以三大实验定律(库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律)和两个基本假说(有旋电场的假说和位移电流的假说)为基础,归纳总结出宏观电磁现象的普遍规律―麦克斯韦方程组,然后再从麦克斯韦方程组(即时变场)出发,回顾静态场,这时我们可以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。这样就使我们电磁场与电磁波这门课的内容简化为对麦克斯韦方程组的理解和应用,学起来也就简单容易,更有利于学生自主学习。在强调对概念的理解上,应该增加与实际相联系的内容和问题,用课本的理论来解释日程生活中的事例,以调动学习的积极性。
比如在讲解静态场时,由电磁学的库仑实验定律和安培定律分别引出静电场、恒定磁场的概念,并掌握静态场的方程及其物理意义,并介绍静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转,像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。随着学生对静态场的逐渐了解,问题也就解决了。在介绍时变场时,重点放在麦克斯韦方程组及其物理意义上,引导学生从该方程组出发,推导出波动方程、边界条件等方程。又比如,在学习均匀平面波的传播时,应该帮助学生建立起电磁波的概念,并对现实生活中遇到的电磁波传播问题进行讨论,再向学生提出几个应用问题:为什么海水中需要用长波通信?防辐射孕妇装为什么能起到防辐射作用?为什么在微波炉加热不能用金属托盘?收音机和电视的天线架设为什么不同?为什么隐形飞机雷达探测不到?等等,引导学生去寻找电磁波的应用,在工程实践、科学研究、日常生活,乃至现代战争中都能找到电磁场应用的实例。通过这部分理论知识的讲授,学生对这些问题有了较深的认识,经过发现提出问题、解决问题的过程,学生对本课程的兴趣越来越浓厚,学习目的也非常明确了。
2.板书与现代教学手段相结合
多媒体计算机和网络教学以其丰富的媒体表现形式、强大的教学交互功能和方便自由的自主性学习特性,对于提高学生的知识水平、培养学生的信息素养、培养学生的创造思维有着传统教学无法比拟的优势。但运用多媒体进行教学不能完全抛弃传统板书,尤其是“电磁场与电磁波”课程公式多,推导复杂,两者应有机结合起来,并把多媒体教学作为一种辅助教学手段。当进行公式的推导与分析时,应采用板书为主要方式,学生容易对复杂公式理解和接受,同时又引导思路,而不是一页幻灯片过去,学生不知道讲解了什么。但在介绍一些抽象的概念时,利用多媒体技术和仿真技术制作的CAI课件相结合,把复杂抽象的内容用生动形象的方式表达出来,图文并茂,形象直观,可以帮助学生对学习内容的理解。
下面以介绍波导的场结构教学为例,教师可以在教学过程中插入波导场结构的动画效果,其截图如图1,通过动画效果演示不仅能够提高学生学习波导的积极性和主动性,而且能够鼓励并引导学生的好奇心、求知欲、想象力、创新欲望和探索精神。
图1 波导的场结构
3.梳理知识系统,学会举一反三
电磁场与电磁波解题困难,其主要原因是其求解过程不仅仅是一个数学问题,更主要是一个物理问题。只有把其中内含的物理过程分析明白,运用好数学知识,才能充分理解问题的实质,找到正确的求解方法。对于大三学生来说,有必要增加对前面相关内容的回顾,如矢量的通量、环量及矢量运算等。在学习过程中,要加强前面知识的回顾和应用,比如介绍动态位函数时,先回顾静态场中位函数的引入、位函数满足的方程、以及位函数的定义表达式以及应用,进而推导出动态位以及滞后位的相关理论,有利于学习的连贯性。又例如在介绍平面波时,结合波动方程分析平面波的传播、入射和反射等波动特性等等。鼓励学生在做具体的题目时,做完后反思这题所涉及的知识及能力要求符合教学大纲的哪一部分内容,跳出题海战术,学会举一反三,更有助于加深学生对于电磁场与电磁波的认识。
“电磁场与电磁波”课程难学难教,而掌握本课程的理论基础知识,对电子信息工程与通信工程专业的学生来说又非常重要。我们将进一步合理运用新的教学手段,提高教学质量,在理论教学中注意结合具体的应用问题讲述,鼓励学生主动学习、积极思考。
参考文献:
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[2]梁昌宏.关于电磁场理论的若干思考[J].电气电子教学学报,2005,1:22-24
【关 键 词】 电磁感应;教学设计;重要考点
一、明确教学重点和流程
第一,学情分析。本课题是大学物理中电磁感应部分的一个重要内容,是学习后续内容的前提和基础,也是统领第八章的纲要。学生已学习了《静电场》与《稳恒磁场》的内容,为本课题的学习奠定了理论基础。中学楞次定律的学习,便于学生理解电磁感应定律数学表达式中“一”的具体物理意义。
第二,教学目标。知识目标:理解产生电磁感应现象的条件;掌握电磁感应定律的内容;了解电磁感应定律的应用。能力目标:增强学生的探究兴趣,培养学生严谨的物理思维方法,提高学生运用电磁感应定律分析问题解决实际问题的能力。情感目标:通过三峡水电站的介绍,增强学生们的民族自信心和自豪感。
第三,要采用有新意的教学引入,为本课题开一个好头。如1820年奥斯特发现电流磁效应;1831年8月,法拉第通过一系列的实验发现了“磁生电”现象;1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化着的电流、变化着的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。这样的设计意图在于,通过物理学史,介绍科学家探索磁生电的过程,使学生体会科学发现的不易,进入本节课教学。并设疑:在现在我们看来,法拉第总结的这五种类型都是引起了某一个物理量的变化,具体是哪个物理量呢?下面就来研究一下电磁感应现象,探究一下磁生电的条件。
二、教授重要考点
(一)法拉第电磁感应定律
这是本课题最核心的知识和考点。需要通过经典例题引导学生正确理解知识、掌握解题方法。如某学习小组设计了一种发电装置如图2甲所示,图乙为其俯视图。将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h=0.5m、半径r=0.2m的圆柱体,其可绕固定轴OO′逆时针(俯视)转动,角速度ω=100rad/s。设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B=0.2T、方向都垂直于圆柱体侧表面。紧靠圆柱体外侧固定一根与其等高、电阻R1=0.5Ω的细金属杆ab,杆与轴OO′平行。图丙中阻值R=1.5Ω的电阻与理想电流表A串联后接在杆a、b两端。下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数约为1.41A
B. 杆ab移产生的感应电动势的有效值E=2V
C. 电阻R消耗的电功率为2W
D. 在圆柱体转过一周的时间内,流过电流表A的总电荷量为零
导线切割磁感线运动产生感应电动势的即时值用公式E=BLv计算,杆ab移产生的感应电动势的有效值E=2V,B正确;电流表A的示数I===1A,A错误;电阻R消耗的电功率为P=I2R=1.5W,C错误;电量q=It=
t===,在圆柱体转过一周的时间内,流过电流表A的总电荷量为零。D正确。故答案为BD。
讲解例题时,老师还要做好方法总结:E=是求整个回路的总电动势,并且求出的是t时间内的平均感应电动势,而公式E=BLV求出的只是切割磁感线的那部分导体中的感应电动势,不一定是回路中的总感应电动势,并且它一般用于求某一时刻的瞬时感应电动势。
(二)电磁感应中的电路问题
这是本课题中较难的知识,需要老师通过例题引导学生做知识迁移,掌握相关解题方法。例如:两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
(1)求ab杆下滑的最大速度vm;
(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。
根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律,有:E=BLv,I=,FA=BIL,mgsinθ-FA=ma,即mgsinθ-=ma,当加速度a为零时,速度v达最大,速度最大值vm=
(2)根据能量守恒定律有mgxsinθ=mv+Q,得x =+
(3)根据电磁感应定律有=
根据闭合电路欧姆定律有=
感应电量q=Δt==
得q=+
对于电磁感应中的能量转化问题,应弄清在过程中有哪些能量参与了转化,什么能量减少了,什么能量增加了,由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的,安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁。因此,也可由功能关系(或动能定理)计算安培力的功,从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。
(三)电磁现象中的功能关系
功能关系在近几年高考中常考,需要学生引起高度重视,尤其在新高考实施之后,老师更应该引导学生掌握。可举例题如:
如图所示,在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上。导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg,回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m。现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动的过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上。g取10m/s2。
老师可做如下设问:(1)导体棒cd受到的安培力大小;(2)导体棒cd运动的速度大小;(3)拉力对导体棒ab做功的功率。并为学生解答:
(1)导体棒cd静止时受力平衡,设所受安培力为F安,则F安=mgsinθ=0.10N。
(2)设导体棒ab的速度为v,产生的感应电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I,则E=Blv,I=,F安=BIl,解得v==1.0m/s。
(3)设对导体棒ab的拉力为F,导体棒ab受力平衡,则F=F安+mgsinθ=0.20N,拉力的功率P=Fv=0.20W。
方法总结:导轨上双金属棒运动切割磁感线产生感应电动势的模型的处理方法一般用动量守恒和能量守恒处理。
三、善于为课堂做总结
通过对物理教材和高中物理课程教材的分析,本次课题的设计使得教学内容更紧密联系实际。除了有精心的课程设置,也有与考试密切相关的考点分析,更有解题思维和方法的指导。
教师一方面采用传统实验演示,另一方面充分利用各种现代教学技术手段,全面整合文本形式、图片、试题等教学资源,引导学生进行分析推倒,发挥学生的主观能动性,培养学生分析能力和利用所学知识解决实际问题的能力。通过对电磁感应在实际应用中的介绍,锻炼学生解题能力的同时也锻炼了其发散性思维。
【参考文献】
[1] 马文蔚. 物理学(第五版)上册[M]. 北京:高等教育出版社,2010:296~300.