民办高校高等数学与大学物理知识融合策略研究

1、.民办高校高等数学与大学物理知识融合策略研究-高等教育学论文民办高校高等数学与大学物理知识融合策略研究 张凤，孟长伟，王旭丹（大连科技学院，辽宁大连116052）摘要：本文以民办高校基础课程教学为例，深入探讨如何加强高等数学和大学物理知识的融合问题。在大学物理教学的第一堂课中，教师一般都会强调两点：第一点，大学物理课程与中学物理课程内容有一定重叠，但大学物理课程更注重挖掘每个知识点的来源和演绎过程，而中学物理更注重学生对知识点运用能力的培养；第二点，大学物理课程中涉及到的例题和习题，多数都需要利用高等数学知识来解决，因此，打好高等数学的基础是学好大学物理的关键。在大学物理教学中，微积分得到了最

2、为广泛的应用，用微积分求解物理问题，是大学物理教学中的难点和重点。除此之外，矢量代数、概率统计等方法都得到了广泛的应用。但由于数学老师和物理老师的沟通甚少，导致部分内容的表述不一致，使学生在运用数学知识解决物理问题时，感到无从下手，不能将两门课程的知识融会贯通。针对这一现状，本文首先阐明了两门课程的性质是不同的；然后，结合民办高校基础课教学现状，阐述了两门课程在教学中缺乏衔接的原因；最后，提出了两门课程如何相互融合的策略。关键词：高等数学；大学物理；民办高校；融合中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）42-0206-02课题项目：本文为2014年大连

3、科技学院高等教育教学改革研究项目“提高大学物理教学质量的探索与实践”（项目编号：教改1421）成果之一作者简介：张凤（1979-），女，辽宁大连人，副教授，基础部主任，大连科技学院，研究方向：理论物理；孟长伟（1983-），男，辽宁海城人，讲师，基础部教师，大连科技学院，研究方向：经济物理学；王旭丹（1980-），女，辽宁大连人，讲师，基础部物理教研室主任，大连科技学院，研究方向：等离子体物理。一、高等数学和大学物理课程性质不同高等数学课程是以抽象思维为主的课程，学生感受到的都是一些抽象的文字、符号、公式等，可以说他们是通过教师的讲授和慢慢顺应走到了学生的认知结构之中。而大学物理课程，多数结论

4、都来自于生活、来自于实验的结论，学生可以通过做大学物理实验和感受生活中的种种物理现象来获取物理知识。所以，学生在学习大学物理时，接触的不仅仅是一些抽象符号、公式、定理等，这些符号、公式、定理等都具有他们各自的物理意义，可以形象地描述出客观世界的真实景象。二、民办高校中大学物理和高等数学教学的现状1.教学内容各自为政，教学进度不匹配。由于民办高校中，大学物理课程的课时被一再地缩减，而高等数学课程的课时一直保持与公办二本院校一致，从而导致两门课程的进度很难合理匹配。大学物理课程需要在有限的96学时之内，甚至部分专业要求在64学时之内将力学、电磁学、光学、近代物理等知识全部讲完。在讲解过程中分别要用

5、到高等数学课程中的矢量运算、极限知识及微积分等知识。但如果按照目前高等数学课程的教学大纲进行授课，其授课进度相对大学物理课程的授课进度要滞后很多，很难保证将物理课中所需的数学知识全部讲解完。从而导致学生由于没有掌握足够的数学公式和计算方法而做不出相应的物理题目。物理教师不仅要在有限时间内给学生讲解物理知识，还要花费大量时间去给学生讲解如何利用数学方法解决物理问题，从而导致物理教师教学难，学生学习物理难。2.学生缺乏对数学知识内涵的理解。目前我院高等数学课程的教学现状是，很多学生已学完极限、导数、积分知识，但并没有掌握这些知识的运用方法和知识的内涵。通过调查发现，虽然学生学习了多门数学课程，但问

6、及课程的应用价值时，多数都回答不出来。由于对知识内涵的理解深度不够，从而导致学生不会在物理及后续专业课课堂上灵活地运用高等数学知识来解题。究其根源主要有两方面的原因：一方面，民办院校数学教师中绝大多数都是青年教师，仅个别几位是经验丰富的老教师，青年教师在教学中缺乏对知识深层次的理解，也很难讲出数学知识在实际生活和后续课程中的应用价值，所以传授给学生的深层次的知识少之甚少。另一方面，民办院校中青年教师教学任务量大，没有更多的时间出去参加培训和学习，听课的时间也有限，导致专业知识面相对较窄，缺乏将知识融会贯通运用的能力。青年教师仅能将大纲中所要求的知识，按部就班地传授给学生，不敢去多举一些数学和后

7、续课程内容相衔接的例子，只限于讲解一些陈旧的例题，理论联系实际较少，从而导致学生很难将数学知识有机地与后续课程联系在一起。因此，每当在大学物理课堂上遇到数学问题时，多数学生感觉无从下手，提不起学习大学物理的兴趣，从而造成了大学物理课堂教学效果不显著。3.学生概念混淆现象颇多。在高等数学中，学生学习了矢量的运算法则，其在大学物理教学中的应用是非常广泛的。比如，可利用旋转矢量法求两个简谐振动的合成振动方程，可利用矢量的加法法则求电场强度、磁感应强度等重要的物理量。但很多学生搞不清标量和矢量的区别，在做题过程中，学生经常忘记矢量的方向，对矢量进行直接的加减运算，从而导致此类题目经常出错，出现此类错误

8、的根本原因在于学生对矢量、标量概念的混淆。还有的学生搞不清定积分和不定积分有何不同。实际上，大学物理研究的问题都具有一定的初始条件和边界条件的，而定积分的上下限反映了这些条件。但不乏有些学生总是搞不清楚定积分和不定积分的区别，总有学生忘记带入边界条件，从而得不出一个具体的结果。三、高等数学课程和大学物理课程内容融合策略1.统筹好高等数学和大学物理课程的教学内容，利用教研室活动为契机，数学和物理教师共同修订高等数学、大学物理的教学大纲、教学日历等教学文件。通过共同的探讨，优化重组课程内容、调整章节顺序等，使两门课程中有联系的内容加强融合和衔接，达到相互加强的目的。2.编写自有教材，调整原有教材内

9、容，特别是高等数学课程的教材中，要多插入一些物理问题的应用，如可以通过求解瞬时速度、瞬时加速度来引入导数的概念；通过求解变力做功问题来引入微积分的概念。让学生深刻理解微分就是将一个连续分布的物理量进行无限的分割，而积分就是将连续分布的物理量进行连续的求和。另外，在大学物理教学中也要不断深化数学工具的应用，如：将质点运动学中涉及到的问题分为两大类，第一类问题是求导类问题，具体讲解通过求导法求速度和加速度的问题，帮助学生重温一遍求导公式；第二类问题是积分类问题，在这里详细给学生介绍了凑元法，让学生深刻认知到高中物理中的许多结论都是由微积分知识推导过来的，认知到数学知识和物理知识是密不可分的。3.

10、数学教师和物理教师共同编写高等数学课程的习题册。高等数学习题册中，应多加入一些物理题目，让学生不仅能掌握一重积分法求解相关的物理问题，还能利用二重积分和三重积分法求解物理问题。避免了物理教师一直以来在课堂上不敢给学生讲解利用二重甚至三重积分解决的物理问题，习题册中也不敢加入利用二重甚至三重积分解决的物理问题。当学生在数学课中学习过一些简单的解决物理问题的方法之后，在接下来的大学物理课中，学生就更容易地去接受大学物理知识，就会改善物理教师教学难，学生学习困难的局面。4.数学教师和物理教师之间要互相听课，加强学习。由于民办高校青年教师本身的课时量比较多，互相学习的机会比较少，交流的机会也比较少，所

11、以才导致数学和物理课程的教学大纲都各自为政，缺乏衔接性。因此，物理和数学教师应经常集中在一起讨论教学内容，互相听取意见，在知识上互相补充，在教学方法上互相借鉴，这是实现两门课程融合的关键。5.通过开设物理选修课，利用培训学生参加数学建模、数学竞赛、物理竞赛的契机，加强两门课程的融合。由于大学物理课程的课时有限，教师在授课时，很多知识难点在课堂上没有时间进行展开讲解，也有很多推导过程逐渐被忽略。从而使学生不能从本质上理解某某定理是怎么得来的，某某结论是怎么推导出来的，不理解自然就会导致学生不会运用相关的知识来解题。笔者认为，可以适当利用业余时间，面向对物理知识感兴趣的学生开设选修课，多给学生讲解

12、知识的来历和推导过程，另外也可以加入讲解一些物理学的发展史，以达到提高学生学习大学物理兴趣的目的，也为喜欢大学物理课程的学生创造了一个良好的学习机会。除此之外，也可以通过指导学生参加数学建模比赛或参加数学、物理竞赛等形式，让学生深刻感受到物理和数学知识是不可分离的。特别是指导学生做数学建模题目时，题目中经常既要运用物理知识又要运用数学知识来解决，此时教师就可以形象地将物理和数学知识融合在一起给学生进行讲解，达到两门课程相互融合的目的。总之，针对民办高校中，青年教师居多、大学物理课时较短、高等数学课时较长、学生数学基础薄弱的特点，有必要将高等数学和大学物理课程中的相关内容进行融合讲解，达到两门课程相互加强的目的。在数学课中加入物理问题，既可以改变数学知识抽象难理解的现状