民辦高校高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理知識(shí)研究論文

　　一、高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理課程性質(zhì)不同

　　高等數(shù)學(xué)課程是以抽象思維為主的課程，學(xué)生感受到的都是一些抽象的文字、符號(hào)、公式等，可以說(shuō)他們是通過(guò)教師的講授和慢慢順應(yīng)走到了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中。而大學(xué)物理課程，多數(shù)結(jié)論都來(lái)自于生活、來(lái)自于實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，學(xué)生可以通過(guò)做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和感受生活中的種種物理現(xiàn)象來(lái)獲取物理知識(shí)。所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時(shí)，接觸的不僅僅是一些抽象符號(hào)、公式、定理等，這些符號(hào)、公式、定理等都具有他們各自的物理意義，可以形象地描述出客觀世界的真實(shí)景象。

　　二、民辦高校中大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

　　1.教學(xué)內(nèi)容各自為政，教學(xué)進(jìn)度不匹配。由于民辦高校中，大學(xué)物理課程的課時(shí)被一再地縮減，而高等數(shù)學(xué)課程的課時(shí)一直保持與公辦二本院校一致，從而導(dǎo)致兩門(mén)課程的進(jìn)度很難合理匹配。大學(xué)物理課程需要在有限的96學(xué)時(shí)之內(nèi)，甚至部分專(zhuān)業(yè)要求在64學(xué)時(shí)之內(nèi)將力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等知識(shí)全部講完。在講解過(guò)程中分別要用到高等數(shù)學(xué)課程中的矢量運(yùn)算、極限知識(shí)及微積分等知識(shí)。但如果按照目前高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行授課，其授課進(jìn)度相對(duì)大學(xué)物理課程的授課進(jìn)度要滯后很多，很難保證將物理課中所需的數(shù)學(xué)知識(shí)全部講解完。從而導(dǎo)致學(xué)生由于沒(méi)有掌握足夠的數(shù)學(xué)公式和計(jì)算方法而做不出相應(yīng)的物理題目。物理教師不僅要在有限時(shí)間內(nèi)給學(xué)生講解物理知識(shí)，還要花費(fèi)大量時(shí)間去給學(xué)生講解如何利用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題，從而導(dǎo)致物理教師教學(xué)難，學(xué)生學(xué)習(xí)物理難。2.學(xué)生缺乏對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)涵的理解。目前我院高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀是，很多學(xué)生已學(xué)完極限、導(dǎo)數(shù)、積分知識(shí)，但并沒(méi)有掌握這些知識(shí)的運(yùn)用方法和知識(shí)的內(nèi)涵。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然學(xué)生學(xué)習(xí)了多門(mén)數(shù)學(xué)課程，但問(wèn)及課程的應(yīng)用價(jià)值時(shí)，多數(shù)都回答不出來(lái)。由于對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的理解深度不夠，從而導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)在物理及后續(xù)專(zhuān)業(yè)課課堂上靈活地運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解題。究其根源主要有兩方面的原因：一方面，民辦院校數(shù)學(xué)教師中絕大多數(shù)都是青年教師，僅個(gè)別幾位是經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師，青年教師在教學(xué)中缺乏對(duì)知識(shí)深層次的理解，也很難講出數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活和后續(xù)課程中的應(yīng)用價(jià)值，所以傳授給學(xué)生的深層次的知識(shí)少之甚少。另一方面，民辦院校中青年教師教學(xué)任務(wù)量大，沒(méi)有更多的時(shí)間出去參加培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，聽(tīng)課的時(shí)間也有限，導(dǎo)致專(zhuān)業(yè)知識(shí)面相對(duì)較窄，缺乏將知識(shí)融會(huì)貫通運(yùn)用的能力。青年教師僅能將大綱中所要求的知識(shí)，按部就班地傳授給學(xué)生，不敢去多舉一些數(shù)學(xué)和后續(xù)課程內(nèi)容相銜接的例子，只限于講解一些陳舊的例題，理論聯(lián)系實(shí)際較少，從而導(dǎo)致學(xué)生很難將數(shù)學(xué)知識(shí)有機(jī)地與后續(xù)課程聯(lián)系在一起。因此，每當(dāng)在大學(xué)物理課堂上遇到數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，多數(shù)學(xué)生感覺(jué)無(wú)從下手，提不起學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，從而造成了大學(xué)物理課堂教學(xué)效果不顯著。3.學(xué)生概念混淆現(xiàn)象頗多。在高等數(shù)學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了矢量的運(yùn)算法則，其在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用是非常廣泛的。比如，可利用旋轉(zhuǎn)矢量法求兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成振動(dòng)方程，可利用矢量的加法法則求電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等重要的物理量。但很多學(xué)生搞不清標(biāo)量和矢量的區(qū)別，在做題過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)常忘記矢量的方向，對(duì)矢量進(jìn)行直接的加減運(yùn)算，從而導(dǎo)致此類(lèi)題目經(jīng)常出錯(cuò)，出現(xiàn)此類(lèi)錯(cuò)誤的根本原因在于學(xué)生對(duì)矢量、標(biāo)量概念的混淆。還有的學(xué)生搞不清定積分和不定積分有何不同。實(shí)際上，大學(xué)物理研究的問(wèn)題都具有一定的初始條件和邊界條件的，而定積分的上下限反映了這些條件。但不乏有些學(xué)生總是搞不清楚定積分和不定積分的區(qū)別，總有學(xué)生忘記帶入邊界條件，從而得不出一個(gè)具體的結(jié)果。

　　三、高等數(shù)學(xué)課程和大學(xué)物理課程內(nèi)容融合策略

　　1.統(tǒng)籌好高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容，利用教研室活動(dòng)為契機(jī)，數(shù)學(xué)和物理教師共同修訂《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》的教學(xué)大綱、教學(xué)日歷等教學(xué)文件。通過(guò)共同的探討，優(yōu)化重組課程內(nèi)容、調(diào)整章節(jié)順序等，使兩門(mén)課程中有聯(lián)系的內(nèi)容加強(qiáng)融合和銜接，達(dá)到相互加強(qiáng)的目的。2.編寫(xiě)自有教材，調(diào)整原有教材內(nèi)容，特別是高等數(shù)學(xué)課程的教材中，要多插入一些物理問(wèn)題的應(yīng)用，如可以通過(guò)求解瞬時(shí)速度、瞬時(shí)加速度來(lái)引入導(dǎo)數(shù)的概念；通過(guò)求解變力做功問(wèn)題來(lái)引入微積分的概念。讓學(xué)生深刻理解微分就是將一個(gè)連續(xù)分布的物理量進(jìn)行無(wú)限的分割，而積分就是將連續(xù)分布的物理量進(jìn)行連續(xù)的求和。另外，在大學(xué)物理教學(xué)中也要不斷深化數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用，如：將質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)中涉及到的問(wèn)題分為兩大類(lèi)，第一類(lèi)問(wèn)題是求導(dǎo)類(lèi)問(wèn)題，具體講解通過(guò)求導(dǎo)法求速度和加速度的問(wèn)題，幫助學(xué)生重溫一遍求導(dǎo)公式；第二類(lèi)問(wèn)題是積分類(lèi)問(wèn)題，在這里詳細(xì)給學(xué)生介紹了湊元法，讓學(xué)生深刻認(rèn)知到高中物理中的許多結(jié)論都是由微積分知識(shí)推導(dǎo)過(guò)來(lái)的，認(rèn)知到數(shù)學(xué)知識(shí)和物理知識(shí)是密不可分的。3.數(shù)學(xué)教師和物理教師共同編寫(xiě)高等數(shù)學(xué)課程的習(xí)題冊(cè)。高等數(shù)學(xué)習(xí)題冊(cè)中，應(yīng)多加入一些物理題目，讓學(xué)生不僅能掌握一重積分法求解相關(guān)的物理問(wèn)題，還能利用二重積分和三重積分法求解物理問(wèn)題。避免了物理教師一直以來(lái)在課堂上不敢給學(xué)生講解利用二重甚至三重積分解決的物理問(wèn)題，習(xí)題冊(cè)中也不敢加入利用二重甚至三重積分解決的物理問(wèn)題。當(dāng)學(xué)生在數(shù)學(xué)課中學(xué)習(xí)過(guò)一些簡(jiǎn)單的解決物理問(wèn)題的方法之后，在接下來(lái)的大學(xué)物理課中，學(xué)生就更容易地去接受大學(xué)物理知識(shí)，就會(huì)改善物理教師教學(xué)難，學(xué)生學(xué)習(xí)困難的局面。4.數(shù)學(xué)教師和物理教師之間要互相聽(tīng)課，加強(qiáng)學(xué)習(xí)。由于民辦高校青年教師本身的.課時(shí)量比較多，互相學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)比較少，交流的機(jī)會(huì)也比較少，所以才導(dǎo)致數(shù)學(xué)和物理課程的教學(xué)大綱都各自為政，缺乏銜接性。因此，物理和數(shù)學(xué)教師應(yīng)經(jīng)常集中在一起討論教學(xué)內(nèi)容，互相聽(tīng)取意見(jiàn)，在知識(shí)上互相補(bǔ)充，在教學(xué)方法上互相借鑒，這是實(shí)現(xiàn)兩門(mén)課程融合的關(guān)鍵。5.通過(guò)開(kāi)設(shè)物理選修課，利用培訓(xùn)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)競(jìng)賽、物理競(jìng)賽的契機(jī)，加強(qiáng)兩門(mén)課程的融合。由于大學(xué)物理課程的課時(shí)有限，教師在授課時(shí)，很多知識(shí)難點(diǎn)在課堂上沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行展開(kāi)講解，也有很多推導(dǎo)過(guò)程逐漸被忽略。從而使學(xué)生不能從本質(zhì)上理解某某定理是怎么得來(lái)的，某某結(jié)論是怎么推導(dǎo)出來(lái)的，不理解自然就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)來(lái)解題。筆者認(rèn)為，可以適當(dāng)利用業(yè)余時(shí)間，面向?qū)ξ锢碇�識(shí)感興趣的學(xué)生開(kāi)設(shè)選修課，多給學(xué)生講解知識(shí)的來(lái)歷和推導(dǎo)過(guò)程，另外也可以加入講解一些物理學(xué)的發(fā)展史，以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣的目的，也為喜歡大學(xué)物理課程的學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。除此之外，也可以通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模比賽或參加數(shù)學(xué)、物理競(jìng)賽等形式，讓學(xué)生深刻感受到物理和數(shù)學(xué)知識(shí)是不可分離的。特別是指導(dǎo)學(xué)生做數(shù)學(xué)建模題目時(shí)，題目中經(jīng)常既要運(yùn)用物理知識(shí)又要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決，此時(shí)教師就可以形象地將物理和數(shù)學(xué)知識(shí)融合在一起給學(xué)生進(jìn)行講解，達(dá)到兩門(mén)課程相互融合的目的。總之，針對(duì)民辦高校中，青年教師居多、大學(xué)物理課時(shí)較短、高等數(shù)學(xué)課時(shí)較長(zhǎng)、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的特點(diǎn)，有必要將高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理課程中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行融合講解，達(dá)到兩門(mén)課程相互加強(qiáng)的目的。在數(shù)學(xué)課中加入物理問(wèn)題，既可以改變數(shù)學(xué)知識(shí)抽象難理解的現(xiàn)狀，又可以改變物理教師授課難，學(xué)生做題難的局面。