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1、教育势科学理论在电动力学教学中的应用 摘要：本文阐述了教化势科学理论的基本特征，并尝试在电动力学教学中运用教化势科学理论中的找势、演势和造势的观点。通过三个实例说明如何在教学中注意对学生进行学习方法和学习自主性的教化。 关键词：教化势科学理论；找势、演势、造势观点；电动力学教学 中图分类号： G420 文献标识码：A文章编号：1673-10195(2022)01(a)-0000-00 1 引言 电动力学1课程是物理师范本科专业的一门重要专业基础课，工科中的电子工程、通信等专业上的是电磁场理论。 电动力学课是在学生学完高等数学、数学物理方法、一般物理学、电磁学等基础课程后开设的。分析整个电动力学
2、教材的内容体系，我们不难看出，矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿，电磁学的试验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干，而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。它的概念、规律比一般物理更为一般、更为抽象，所涉及的领域更为深广， 并且所用到的数学学问多、推导困难、计算困难。假如此时老师不留意对学生进行学习方法和学习自主性的引导，就很简单滋生厌学心情，从而影响教学质量。本文利用教化势科学理论，针对“找势”、“演势”和“造势”在电动力学中如何处理一些学问的教学做了一些探讨，希望达到抛砖引玉的目的。 2 教化势科学理论 势科学理论 2由李德昌教授最早提出，该理论认为势的机制是宇宙万物
3、成长和发展的普遍机制。“势”的科学定义：势梯度差别距离差别联系。而梯度斜率导数比例。几乎全部重要的自然科学问题，都可以归结为导数或偏导数构建的势函数问题，全部的社会科学问题，都可以归结为事与事、人与人以及人与事之间“差别”与“联系”的关系问题，从而有可能通过势科学的普适性论证，将自然科学与社会科学真正统一起来。 势的分类有科学势、文学势、艺术势、情感势、宗教势、管理势、教化信息势等。教化和科学及管理一样，本质上也是一个求导过程。假如科学是对自然求导，沟通是对组织求导，那么教化就是对思维求导。在思维过程中构建巨大的学问“差别”之间的紧密“联系”，使思维产生张力，建立思维过程中的信息强势，推动思维
4、的有序、相变和分岔，产生创新。现代教化与传统教化的最大差别在于传统教化基本上固植于演势，就是将科学找到的宇宙物质系统在不同层次上的势结构演示给学生，所谓的“传道、授业、解惑”以及“学以致用”正是传统教化“演势”的真实写照。现代教化的困难性充分体现在找势、演势和造势的困难叠加中。找势是指现代教化必需进行科学探讨，演势是教化的基本传承功能，造势则是现代教化区分于传统教化最突出的特征。一般而论，演势的目标是传承，找势的目标是发觉，造势的目标是创新。 3 教化势科学理论对指导电动力学教学的启示 3.1 找势在电动力学教学中的应用 位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒状况下电磁场所满意的麦克斯韦方程推广到普
5、遍状况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个比较抽象的概念。在稳恒状况下，磁场的安培环路定理的积分，那么在非稳恒状况下，磁场的环流是否依旧成立呢？这时我们采纳“找势”的方法，以含有平行板电容器的充、放电电路来讲解并描述。在沟通电路中，电容器交替的充电与放电，但在两板之间的介质内始终没有传导电流通过。所以由电荷守恒定律有，而当我们考察稳恒状况下电流激发磁场的规律 ，两边取散度，由于，所以只有当(3)时式才成立。这时可以引导学生发觉与式的冲突，从而发觉了问题。这就是“找势”的方法。 3.2 演势在电动力学教学中的应用 演势的目标是传承，就是将前人总结的学问传授给学生。这种方法在电动力学的教
6、授中我们采纳的许多，我们还举位移电流假说的例子。在发觉与式冲突的状况下，麦克斯韦提出了位移电流假说，即假设有一个称为位移电流的物理量 它和电流合起来构成闭合的量，满意 并假设位移电流与电流一样产生磁效应， 这样把式修改为 这样两边取散度都等于零，因此理论上就不再有冲突。下面我们导出 的表达式。由电荷守恒定律，电荷密度与电场散度有关系式 ，两式合起来得 与式比较得 。这样我们就演势了的表达式。 3.3 造势在电动力学教学中的应用 造势的目标是创新,这是在学习了相关学问以后，学生提出自己的新的想法，这种想法可能是对的，也可能是错的，或者现在还无法推断它的对错，但激励学生的创新精神是特别重要的。我们
7、举超导体的例子。在讲授超导体的电磁性质这一节时，在讲授其微观理论BCS理论后，可以引导同学们思索，BCS理论是用电子声子的相互作用的机制建立起来的低温超导理论，但是在高温超导材料发觉以后，BCS理论就无法说明其超导的机制。现在探讨高温超导的物理机制已是物理学的前沿课题，这其中理论众多。有Anderson的非费米液体高温超导理论，Schrieffer自旋袋理论，Pines等人近反铁磁费米液体理论，共价键理论，极化子理论等等。这时就可以激励学生在课后查阅了有关的资料以后，能不能对这些理论有一个评价或者自己提出一些新的想法来说明高温超导体的一些性质，然后大家在一起沟通，这样既激励了学生的创新精神也对
8、学生的科研实力的培育大有帮助。 4 结 语 电动力学在工农业生产、信息、自动化等各行各业, 都具有广泛的应用。电动力学课是在学生驾驭了高等数学、数学物理方法、一般物理等基础学问的条件下开设的, 学生已具有肯定的基础学问和分析问题与解决问题的实力, 应当有目的地引导和发挥出来, 使他们对自己感爱好的、又与本课程内容有关的问题作深化的探讨。本文阐述了在电动力学教学中尝试运用教化势科学理论中的找势、演势和造势的观点, 通过三个实例说明如何在教学中注意对学生进行学习方法和学习自主性的教化, 这种尝试不仅有利于培育学生的独立自主的实力, 而且有利于培育学生的基本科研素养, 提高学生相识、探究自然界的思维方法。 参考文献 1 郭硕鸿.电动力学.高等教化出版社,2022. 2 李德昌.势科学及其普适性.广东培正学院学报,2022,4. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页