大学物理与中学物理电磁学部分的衔接

谢昭明

【摘要】大学物理作为大学理工科专业的必修课，对提高非物理专业学生分析问题和解决问题的能力有很大的帮助。但是大部分大学生都感觉到大学物理的学习比较困难，特别是电磁学这部分内容是大学物理中的一个难点。文章将中学物理电磁学与大学物理电磁学做比较，讨论了中学物理与大学物理衔接的必要性。

【关键词】大学物理;中学物理;电磁学;衔接

一、引言

对于很多学生来说，大学物理中的很多概念和知识点都比较熟悉，所以在学习的过程中他们往往会忽略对概念的理解。此外，大学物理的教学方式与中学有所不同。在大学物理教学过程中学习到的知识与很多高科技原理相关，而很多刚上大学的学生很难从中学的学习方式中转变过来，对教师教学方式和学习内容的不适应，使得学生对大学物理的学习失去了兴趣[1]。因此，如何做好大学物理与中学物理的衔接，成为大学物理教学过程中迫切需要解决的问题。

二、中学物理与大学物理衔接的必要性

大学物理涉及的很多知识点都比较抽象，很多都需要运用到数学物理知识，尤其是大学物理中电磁学的内容，很多学生由于在中学学习中形成了定向思维模式，导致自主分析问题和解决问题的能力有所欠缺，在学习过程中就觉得比较难。而大学物理知识比中学物理更复杂，如果不能做好大学物理与中学物理的衔接，将会给大学物理教学带来很大的冲击。中学物理更具有系统性，而大学物理更倾向于物理理论教学和培养抽象思维，主要是为了提高学生的综合素质。大学课程内容的改变、选课的自由、考核方式的转变等都会给大学物理教学带来很大的影响。因此，要做好中学物理与大学物理的衔接，就必须要在教学内容、教学模式、考核方式等各方面进行调整，从而使大一学生更加适应大学物理的学习。

三、大学与中学物理电磁学内容的比较

将大学物理与中学物理中的电磁学内容进行比较，可以发现大学物理是中学物理的升华。大学物理的内容只是比中学物理的课程内容更加深入。大学物理中增加了高斯定理、环路定理和点介质的极化电容等，比较突出场的特点;而高中物理学习中，场只是辅助描述电荷间及电流间的作用。大学中的场主要从空间分布去深入学习，对于电场的一些概念，比如电场强度、安培力、昆仑定律等都进行更深层次的学习[2]。

（一）电场的概念

在高中物理学习中，电场只是辅助描述电荷间的相互作用，并没有进行更深入的学习;磁场则是大学物理电磁学的核心内容，虽然学生在中学已经接触过电磁场的概念，但是想要分析电场，计算电磁场对于大一学生来说还是比较抽象的。这也是刚步入大学的学生不能适应大学物理学习的主要原因。在大学期间，要学会从电磁场的空间分布进行整体把握，除了要学习电场强度和磁感应强度，还要掌握高斯定理和环路定理等的相关知识。

（二）电磁感应

在大学阶段，大学物理中电磁感应部分的主要学习内容有电磁感应定理、动感和自感、磁能、麦克斯韦方程及电磁场等基础理论知识。其中，电磁感应定律的主要内容是楞次定律、法拉第电磁感应定律和电磁感应的实验现象等相关知识，这与高中学习的内容很相似，高中阶段也涉及自感和动感、楞次定律、法拉第定律等相关知识。

四、大学与中学物理課程电磁学内容的衔接

（一）电势能和电势方面的衔接

无论是在中学物理课程还是在大学物理课程内容中，电磁学部分都占据着比较重要的地位。高中阶段的静电场部分主要包括电场、电路和磁场这几个方面的相关知识;大学阶段的静电场部分知识则包括真空中的静电场、静电场中的导体和电介质。

在中学阶段学习电势能所运用的方法，如图1。

匀强电场中沿电场线的距离为L的两点之间的电势差：

大学阶段的计算方法则，如图2。

（二）恒定磁场部分的衔接

中学阶段磁场部分的主要内容：磁现象在生活中的运用，用磁感线描述磁场，断通电线圈和通电直导线周围的磁场方向的判断，判断安培力的方向并且计算安培力的大小，会计算洛仑兹力的大小并判断洛仑兹力的方向等。大学阶段的主要内容：真空中的恒定磁场，如恒定电流、电动势、电流密度;磁感应强度叠加原理;安培定律;洛伦兹力;恒定磁场的高斯定理和安培环路定理。

（三）电磁感应和电磁场部分的衔接

在电磁感应和电磁场部分，中学和大学物理都共同涉及的知识点：楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电磁感应现象、动生电动势、自感和互感。而大学新增部分：涡旋电场、感生电动势、位移电流、麦克斯韦方程组的积分形式、全电流环路定律、电磁波的产生及基本性质等。例如：中学阶段，法拉第电磁感应定律的内容是电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

如果时刻穿过闭合电路的磁通量为，时刻穿过闭合电路的磁通量为，则在时间内，磁通量的变化量为，那么法拉第电磁感应定律用数学表达式可以表示为：

五、结束语

很久以前，大学课程与中学课程的衔接问题就被人们发现，并引起教育学者的高度重视，但是关于中学与大学物理电磁学部分衔接的研究并不多。随着课程改革的推进，课程衔接的问题越来越受到人们的重视。为了能够更好地提高学生物理电磁学学习的效率，首要解决的问题就是中学与大学物理电磁学部分衔接。但是我们不能将大学与中学的课程衔接寄托于将大学与中学的教学大纲统一，而是应更加系统地综合评价学生的物理基础知识，对学生进行多维度的考查，并且要注意因材施教，选择学生容易接受的教学方式进行教学，给更多的学生提供学习和提高自己的机会，给学生创造更多的上升空间，提高学生的学习兴趣，从而促进高学生科学素质的提高。

【参考文献】

[1]刘要北，高银浩，张文庆，等.新形势下大学物理与中学物理电磁学部分的衔接[J].科技资讯，2017，15（20）：114-115.

[2]孔德国，张红美.中学物理与大学物理的有效衔接[J].教育教学论坛，2017（10）：240-241.