“电磁场理论”课程教学中的抽象概念形象化

赵 瑾， 孙玉发， 吴 萍

(安徽大学 电子信息技术学院， 安徽 合肥 2300391)

“电磁场理论”课程教学中的抽象概念形象化

赵 瑾， 孙玉发， 吴 萍

(安徽大学 电子信息技术学院， 安徽 合肥 2300391)

本文探讨了将微分几何引入“电磁场理论”本科课程教学的途径和意义。在教学主线中引入几何概念，实现抽象概念形象化，优化教学内容层次，使学生建立更清楚的物理概念，从而激发学生的学习兴趣，为“电磁场理论”课程本科教学提供新的教学思路。

电磁场; 微分几何; 教学探索

0 引言

“电磁场理论”是高等工科电类专业技术基础课程，它以场理论分析为逻辑起点，以本科生为讲授对象，是集理论性与应用性为一体的课程[1]。在本科教学阶段，该课程是师生公认难教和难学的课程。近年来随着课程体系调整，“电磁场理论”课程的总课时被压缩。以我校为例，以前“电磁场理论”课程为72课时，现在根据专业的不同，分别调整为64课时、56课时和36课时。如何有效地在较少的课时内让学生掌握基本电磁理论，是目前该课程教学中的一个难点。为了适应新形势下的电磁场教学，我们提出了“抽象概念形象化”、“ 一般推导简易化”、“定理证明附录化”、“复杂演算电脑化”等教学措施。在该课程教学中引入微分几何概念是我们实现“抽象概念形象化”的一种新的教学尝试。“抽象概念形象化”使学生建立更清楚的物理概念，充分揭示电磁现象的物理本质，提高学生的学习兴趣。

1 教学内容选择

时空的基本几何特性在电磁理论中起着核心作用，19世纪Cartan在微分几何领域创立了微分形式。……