当空间各点的电荷密度随时间而变时，它们产生的电场称之为库仑场，

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第ｌ７卷　第３期　

齐齐哈尔师范学院学报（自然科学版）　

ｌ０９佯

８　月　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｉｑｉｈａｒ　Ｔｅａｃｈｅｒ￣ ＣｏＵｅｇｅ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　

Ｖ　．１７　Ｎ　３　

Ａｕｇ．　１９９７　

科学的思维方法在电磁学概念教学中的应用　

王治金

高广君　

————孺广理 —　

…

　

【Ｐ　

人类社会的发展历史已经证　明了辩证逻辑的思维方法是科学的思维方法，是人类认识世　

界和改造世界最有效的思维方法．在物理教学　中应用科学的思维方法，是搞好物理教学的根　

本保证．　

物理概念是物理学学科知识结构的基本组成部分，在物理概念教学中应用科学思维方法　

的基本原则就是要充分注意思维形式和思维过程的辩证性，设计合理的教学过程，采用灵活　

的教学形式　，全面揭示概念的内涵外延　，使学生深刻理解概念的本质．本文讨论科学的思维　

方法在电磁学概念教学中的应用．　

１　注意概念自身的辩证性　

概念是反映事物特有属性的思维形式　，辩证逻辑的观点认为　，概念具有鲜　明的辩证性　

质，其主要表现在，概念具有内部矛盾性　，概念是运动、发展和变化的．电磁学的概念有典　

型的辩证性质，在教学中必须充分强调如下诸点　：　

１．１　概念的内部矛盾性　

概念的内部均具有矛盾性，概念的内部矛盾性表现在同一概念的下属个体之间有差别又　

有联系．　 “电场 ”是电磁学中的一个最基本的概念．由电荷激发的电场可分为静电场、稳恒　

电场和库仑场．静电场是由静止电荷激发的电场．稳恒电场是与稳恒电流相应的电场．这两　

者都不随时间变化．当空间各点的电荷密度随时间而变时，它们产生的电场称之为库仑场，　

因此库仑场是时间　ｔ的函数．静电场　、稳恒　电场　、库仑场　３者的源有不同，但它们都是　由电　

荷按库仑定律　激发的，遵循　同样的规律　，即服从高斯定理　；　

・ｄ；一ｇ。／ｅ。和　环路定理　：　

・ｄ　

０．　

概念　的内部矛盾性还表现在概念的现象和本质的矛盾　，内涵　与外　延的矛　盾　．例　如　

“磁场”有 “静磁场”和 “变化磁场　之分，前者不能产生电场，而后者可产生感生电场．　

强调了某一概念的内部矛盾，才能对此概念有深刘的理解．　

１．２　概念的外部相关性　

任何概念都不是孤立地存在的，它们相互之间总是存在着这种或那种相互的关　系．从形　

式上它们可以有并列的、从属的或对立的．例如 “电场 ”和 “磁场 ”这两个概念的定义是并　

列的．电场定义为　：带电体周围的一种特殊物质．磁场定义为　：运动电荷　（或磁体）周　围的　

一

种特殊物质．有些定义是从属的．例如电场强度的定义：　＝　ｇ；电容的定义：ｃ一善．从　

Ｕ　

定义式上可看　出来，先有了库仑力　Ｆ和电压　Ｕ的定义，然后再定义电场强度和电容．有些定　

义是对立统一的，同样移动电荷做功，电场力做功定义为电压　Ｕ｝非　电场力做功则定义为　电　

动势　ｅ，而电路中一段吉源电路的电压和电动势又有相互关　系，即满足一段吉源　电路的欧姆　

定律　Ｕ—　一，　一让学生搞清概念间的这些关系　，可使学生全面理解、掌握这些概念．　

＼　）

　

白、　

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第　３期　

王治金等　：科学的思维方法在电磁学概念教学中的应用　

１．３　概念是运动　、变化和发展的　

由于客观世界是运动、变化和发展的，所以反映客观世界的概念就必然是运动　．变化和　

发展的．电磁学教学过程中，在研究电磁现象和规律时，表现尤为明显．倒如在研究真空中　

电磁现象时，场源是　自由电荷和传导电流，在研究介质中的电磁现象时　，应要考虑极化电荷　

和磁化电流，他们与　自由电荷和传导电流一样以同样规律激发电场和磁场，而极化电荷和磁　

化电流一般都是未知的，故在求解有介质的电场和磁场时产生了计算上的循环．为了克服这　

种困难引进了两个新的矢量　：电位移矢量　Ｄ和磁场强度　ＡＴ，他们的通量或环量　由自由电荷和　

传导电流即可求得．关于磁场对运动电荷是否做功的问题也说明了概念的运动和变化．在讨　

论静磁场时，洛仑兹力对运动电荷不做功，即静磁场不做功．但在讨论可变磁场时，因为变　

化的磁场产生一个涡旋电场　，此电场对运动电荷做功　，也就是说变化的磁场对运　动　电荷做　

功．由此看来，概念　的一成不变教学是不可取的．在教学中一定要把这种概念可变化的思想　

传授给学生　．使学生对物理世界本质能更加深入地了解．　

１．４　概念是抽象的又是具体的　

电磁学教学中涉及到的概念就其来源可分为两大类，一类是客观实物属性的反映，另一　

类是客观实物问的相互关系或研究这些关系的方法的总结．然而　．不管是哪一类，作为概念　

它们都是抽象的，而作为应用它们又是具体的．电磁学　中广泛使用着　。参考方　向　这一概　

念，这是从　电路问题处理方法中总结出来的一个概念　，是可　以任意假定的　，仅供参考的方　

向，从这一点上说是抽象的．但是在实际问题的处理中　，只有凭借了 “参考方向　．才能列　

出方程　、求解，得到所需的解．所以 “参考方向” 又是实在的和具体的．　

２　提高学生辩证思维的能力　

概念教学是有规律可循的，规范化的．也就是　，教学过程应按从感性到理性的规律进　

行　，现象的分析要抓　住事物的内部矛盾性，去伪存真　，排赊很象　，概念的产生要经过科学的　

抽象．概念教学的方法应该是灵活多样　，干变万化的．而不应该是刻板、干篇一律的．　

２．１　不同种类的概念　，采用不同的引人方法　

辩证逻辑认为分析和综合也是互为前提的，一般来说分析是综合的前提，而事实上不同　

程度等级的综合又是分析的前提　，因此概念的引入应采用不同的方法．　

①感性认识较强、较直观的概念，可简单罗列现象，提出概念，再进行具体的数量分　

析　，进而深入了解这一概念．象电磁学中静电力的概念，学生们从初中到高中一直在接触．　

有较直观的认识．② 感性认识较弱，直观性较差的物理概念，可先进行实验演示　，从现象分　

析到科学抽象　．从而引入．象电磁感应、　自感、互感等概念．这些概念经过实验演示能在学　

生头脑中留下较深印象．⑧具有间接性的概念，可利用概念＋概念一新概念的方法引入．概　

念产生于对现象的分析，对事物属性的科学的抽象，但是作为接受间接知识的学生，对每一　

个概念都进行前人认识过程的重复，不仅是不必要的　，事实上也是不可能的．对于那些由几　

个概念组合而成的新概念，在组合之前各个概念已经掌握，那么就可以采用从概念到概念的　

概念引入过程．象电压、电通量等概念．④完全不具有直观性的概念　，就可通过理论推导．　

提出概念．人类知识　的积累，使人们对客观世界的认识方法也在发展，对于那些不具备直观　

性的物理现象，人们首先进行理论的研究，为了更好地解释某些理论推导的结果　．人们提出　

一

些新的概念，比如位移电流、电磁波等概念．　

２．２　不同的概念抽象方法　

科学的抽象将形成正确的概念，在物理教学中应用科学的抽象．方法不应是一成不变的．　

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齐齐哈尔师范学院学报（自然科学版）　

第　１７卷　

方法之一：是让学生对大量的同类现象进行细　Ｌ－的专项观察．然后引导它们从这些现象　

中抽出共同的本质的东西，从而形成概念．如 “电磁感应”概念的提出前・先做多个演示实　

验　，从中抽出共同的本质，即当穿过闭合线圈的磁通量有变化时，线圈中就出现感应电流．　

这个现象就叫做电磁感应．　

方法之二　是让学　生通过理想实验，对过程进行测量　，然后从数据处理中分析过程的规　

律性，从而抓住本质，形成概念．电场强度等概念就可如此抽象．在电场中放入试验电荷，　

在不同的场点　，同一试验电荷受力不同，在同一场点不同的试验电荷受力不同，但　比值　Ｐ／ｑ　

相同，故定义该点的电场强度　＝Ｆ／ｑ．　

方法之三　：是先进行理论的推导，再通过实验加蚪验证　，从而形成概念．电磁波的概念　

是麦克斯韦在　１８６５年从麦氏方程组推得的，一直到　ｌ８８８年由赫兹通过实验证实了．教学中　

就遵循这过程．　

２．３　概念的巩固和加深　

辩证逻辑认为．概念的形成不是简单的，一次抽象形成的，而是要经过几个从抽象到具　

体又从具体到抽象的过程．因此　，物理概念的教学也必须有不断加深的过程．　

①思考题和习题的解答过程就是一个从抽象到具体的过程，是对概念加深的过程之一．　

在具体的问题中　，要具体地应用概念，这就对概念必须有全面的准确的认识．例如　，在交流　

ｒ『　

，，　

ｒ『　

电路中．对３个理想元件，问式①　Ｒ｛②　ｉＸ　；③　一ｉＸ　｝④ｊ＝÷ ｝⑤ｊ一÷ Ｉ⑥ｊ＝÷ 是　

ｆ‘　

Ａ　　Ｐ　

Ａ　　

否成立？根据欧姆定律可知①式成立，②式③ 式不成立．根据阻抗的定义④～⑥式均成立．　

通过回答此问题，同学们对交流　电路中的欧姆定律和阻抗的定义认识就加深了．　

②运用联想和对　比的方法　，分析概念下属个体间的差别和联系，分析不属此概念的有关　

个体，是一个从抽象到具体的过程、概念加深的过程．例如在讲授磁介质时，一些概念可和　

电介质中的概念对应．列表如下　：　

通过这种对比方法引入磁介质中的概念，使同学　们接

附表

磁介质与电介质的对应概念　

受起来更明了、快捷．　

③提出概念使用时的注意事项　．暴露概念的对立　

方面和矛盾性．也是一个从抽象到具体的过程．　

一　　

ｎ　

＾　

例如场强公式　＝赤　　只适用于点电荷电场，　

‘ …

ｕ　

而公式　＝Ｆ／ｑ才是场强普遍适用的定义公式．还有　

一

个概念在同学们头咕中印象　较深　，这　就是　：电流　

砬

介

质　

电

介

质　

磁　化　电　流　

磁化强度先量　

磁　场　强　度　

磁

导

率　

极　化　电　荷　

极化强度先量　

电位移先量　

极

化

事　

总是从高电位处流向低电位处．实际这只适用静电场力作用下的情况，从电路角度来说，只　

适用于一些不含源电路，在古源电路中．电流可从低电位处流向高电位处，也可以在两个等　

电位间流动．把这些运用条件讲清楚　，才能真正分析好　电路中各点的电位关系．　

３　正确处理好几个辩证的关系　

在应用科学的思维方法进行概念教学中．一定要正确处理好　以下几个辩证的关系．　

（１）　在教学中要不断总结规律，尊重规律　，但不拘泥于规律．　

（２）　注意抽象方法的科学性．在物理教学　中，一定要有严密的科学性　，而不能是随意的．　

（３）　为学生的辩证思维过程提供条件．在物理教学　中，为了让学生更好地接受物理知　

识　，要为学生的辩证思维提供一定条件，可在课堂上设疑，让同学互相讨论　，课后进行个别　

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