2023年秋教育部《电磁学》课程虚拟教研室教学研讨会成功召开 [2023-11-27]

 2023年11月18日，由中国科学技术大学（以下简称“中国科大”）主办的“教育部《电磁学》课程虚拟教研室教学研讨会”在中国科大物质科研楼召开。本次会议旨在加强教研室内部交流、推动教研室的建设、并进一步落实下一阶段的各项工作。中国科大物理学院副院长徐宁教授，教育部《电磁学》虚拟教研室组长、中国科大叶邦角教授，全国高校电磁学教学研究会秘书长、河北大学刘富成教授，武汉大学祁宁副教授和陈志权教授，华中师范大学夏向军教授，南昌大学刘笑兰教授、成者博士，南京大学孙亮教授，郑州大学王杰芳教授，合肥工业大学胡继刚教授，北京航空航天大学张国锋教授，陕西师范大学尹峰教授等老师以及中国科大电磁学课程组成员等近30位老师参加了线下会议，教研室部分老师线上参会。本次会议由教育部《电磁学》课程虚拟教研室副组长、秘书长潘海俊副教授主持。

参会代表合影

 开幕式上，中国科学技术大学物理学院副院长徐宁教授对前来参会的全体老师表示欢迎和感谢，他希望各位老师重视基础课的教学，加强交流、合作，共同努力建设好电磁学课程虚拟教研室。

中国科大学物理学院副院长徐宁教授致辞

 全国高校电磁学研究会秘书长、河北大学刘富成教授简单介绍了教育部101计划，表示会全力支持电磁学虚拟教研室的建设，并希望通过101计划和虚拟教研室的结合，一起促进国内电磁学课程的教学。

全国高校电磁学研究会秘书长刘富成教授致辞

 教育部《电磁学》虚拟课程教研室组长、中国科大物理学院叶邦角教授在致辞中表示，电磁学虚拟教研室是教育部的最基层教学单位之一。虚拟课程教研室始终以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以立德树人为根本任务，以提高人才培养能力为核心，引导教师回归教学、热爱教学、研究教学，为高等教育高质量发展提供有力支撑。为了高质量的达成目标，虚拟教研室内部要开展务实、充分的讨论和交流，充分运用信息技术，探索突破时空限制、高效便捷、形式多样、线上线下结合的教师教研模式，形成基层教学组织建设管理的新思路、新方法、新范式。推动教师加强对课程建设、教学内容、教学方法、教学手段、教学评价等方面的研究探索，提升教学水平。

教育部《电磁学》虚拟课程教研室组长叶邦角教授致辞

 开幕式结束后，首先由武汉大学祁宁副教授为大家讲授了一堂《电磁学》示范课，讲授内容为“静电场的能量”。能量是电磁场最重要的性质之一，在电磁学中有很多与能量相关的概念和应用，这些概念不仅对学生是个难点，而且很多老师也容易将其混淆。祁宁老师首先介绍了不同教材、不同教师关于静电能是如何引入和定义的，由此提出一系列发人深思的问题，特别是：静电能究竟是什么？它与互能、自能、电势能等有什么关系？点电荷的自能发散问题对于静电能的概念会带来什么样的困难？接下来，祁宁老师通过例子，一步步引导大家理清了自能、互能、静电能、电势能等的物理含义以及它们之间的相互关系。至此，一切已是水到渠成。随后，祁宁老师根据前面的物理图像自然地给出了相关概念的确切定义，并通过类比和具体的例子对其作了更进一步的阐述。示范课结束后，参会老师进行了点评和热烈讨论。大家一致认为，祁宁老师讲课有激情、物理图像清晰、内容丰富；祁宁老师通过精心准备的问题切入主题，通过对问题的详细剖析并辅以例子的说明，逐步引导学生揭开谜团，直至最后给出准确的定义和清晰的物理图像，这样的授课方式无疑能激发学生的学习兴趣和主动性，值得各位老师借鉴、学习。

武汉大学祁宁副教授上示范课

 本次会议邀请了叶邦角教授、秦敢副教授、夏向军教授、徐春凯副教授、成者博士、潘海俊副教授分别做了教学报告。叶邦角教授的报告题目为“《电磁学与电动力学》上册改编”。《电磁学与电动力学》上册由胡友秋、程福臻、叶邦角、刘之景编著，入选了教育部101计划核心教材。该书第三版的改编工作已由叶邦角教授完成，并计划于2024年出版。报告中，叶邦角教授介绍了该书的基本特色、第三版修订的整体思路以及各章增改的具体内容。第三版特别增加了绪论和思政内容，此外还新增“相对论电磁学”一章。在报告中，叶邦角教授对新增“相对论电磁学”作了详细介绍，从电磁场的变换出发导出缓慢运动的电磁介质基本方程，并在此基础上讨论了稳恒磁场中运动导体和运动介质以及稳恒电场中的运动介质。

叶邦角教授作教材修订报告

 秦敢副教授的报告题目为“电磁学──数学和物理的交融”。报告中，秦敢老师介绍了电磁学中如何合理近似的问题，并特别以线圈并联时出现的零测度事件为例对此做了详细讨论，让人重新揣摩一些习以为常的结论其背后的物理含义。

秦敢副教授作教学报告

 夏向军教授的报告题目为“华中师范大学《电磁学》课程教学情况简介”。夏向军教授介绍了华中师大《电磁学》课程学生、教学团队教师、教学资源和教学特色，特别是从拔尖学生培养计划2.0物理课程体系改革到《电磁学》课程的改革与实践的情况，并就《电磁学》电子教材的建设、现代教学平台的利用和虚拟教研室中学生的作用等分享了自己的看法。

夏向军教授作报告

 徐春凯副教授的报告题目为“稳恒电磁场能量问题探讨”的教学报告。报告中，徐春凯老师讨论了电磁学中几个容易混淆的概念：点电荷自能发散问题及如何在功能关系中合理使用点电荷自能；宏观静电能、静电能、极化能的物理含义及相互之间的关系，静电能和介质表面受力问题；外磁场中载流线圈、微观粒子和超导线圈的磁能和磁势能的物理含义及其数学表述，磁势能和做功的关系。

徐春凯副教授作教学报告

 成者博士的报告题目为“麦克斯韦方程的数学理解及其具象表述”。如何让学生由物理图像给出相关定律的数学表述、又如何从散度和旋度、通量和环量等表述的物理公式和定律中读出其物理含义，这是电磁学教学过程中的一个难点和重点。成者在报告中对此作了详细的讨论，并分享了自己利用数学工具辅助教学的经验和心得。

成者博士作教学报告

 潘海俊副教授的报告题目为“介质中的电磁场”。潘海俊老师在报告中利用平均值定理说明，为什么真空中的静电场、静磁场基本方程对于宏观电磁场也是适用的。对于一般的电磁场，通过平滑函数定义的平均值说明，宏观电磁场满足的麦克斯韦方程组，与真空中具有完全相同的数学形式；并通过对微观电荷、电流密度平均值的讨论引入了电极化强度和磁化强度的概念。潘海俊老师随后还就虚拟教研室平台中知识图谱的各项主要功能作了介绍和演示。

潘海俊副教授作教学报告

 会议在一整天热烈的讨论中进入尾声。会议最后，潘海俊副教授介绍了目前《电磁学》虚拟教研室的知识图谱的建设工作进展，叶邦角教授就下一阶段的任务做了说明，要求教研室各成员高校分工协作，共建优质资源；希望大家一起构建和完善知识图谱，保证电磁学知识图谱的科学性和权威性。

与会代表热烈讨论中

 11月19日， 参会老师到合肥科学岛参观了电磁学教学中的两个重要的大科学装置，核聚变托卡马克EAST装置和稳态强磁场装置。2022年8月，中国科学院强磁场科学中心研制的国家稳态强磁场实验装置再攀“科学高峰”——其混合磁体（磁体口径32毫米）产生了45.22特斯拉的稳态磁场，刷新了世界纪录，是我国电磁科学领域最重要的成果之一。2023年4月12日，全超导托卡马克核聚变实验装置成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录，也是我国电磁科学领域应用的一个重大成果。

与会代表参观电磁学大科学装置-EAST