高等數學和大學物理在教學上的調整與結合

李 林 史思紅

（嘉興學院數理與信息工程學院 浙江嘉興 314001；海南師范大學數學與統計學院 海南?？?571158）

高等數學和大學物理在教學上的調整與結合

李 林 史思紅

（嘉興學院數理與信息工程學院 浙江嘉興 314001；海南師范大學數學與統計學院 海南?？?571158）

《高等數學》和《大學物理》是理工類學生非常重要的公共必修課。對這兩門課程的學習將直接影響到今后相關專業課的深入理解。傳統的教學方式把兩門課程完全獨立起來，從而造成學生在學習物理課時，不知道其中許多物理公式如何得到，在學習高等數學時，對其中某些重要的原理和公式的物理意義，也不甚了解，更無法將其用于解決實際生活中的具體問題。因此，如何把《高等數學》和《大學物理》兩者的教和學有效地結合起來，做到互補互利，具有十分重要的意義。

高等數學；大學物理；教學效益；課程重構

現代社會是一個信息化時代，數學作為一門基礎學科和基本工具，它的發展推動了各個學科的進步，而其應用范圍的拓展又賦予數學更為深刻的意義。物理學是一門基礎自然科學，它所研究的是物質的基本結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律以及所使用的實驗手段和思維方法。隨著人類對物質世界認識的深入，物理學一方面帶動了科學和技術的發展；另一方面推動了文化、經濟和社會的發展。由于數學與物理學的相互交叉滲透，學好《高等數學》與《大學物理》這兩門基礎課程，將為大學理工科學生能更深入的學習和理解專業知識打下良好的基礎，為后續課程的學習做好準備工作。

一、問題探討

傳統的教學安排往往把高等數學和大學物理兩者相互獨立起來，然而，大學物理的很多公式來源于數學的演繹推導，在學生尚未學習高等數學之前，由于專業局限使得物理老師難以給出公式的具體證明過程，只能直接把結果拿來使用，從而造成學生對某些物理公式的困惑和“不知其所以然”。此外，在高等數學課程里也常常涉及到物理方面的應用，原本這是學生深入理解并運用數學的思想和方法解決物理問題的大好機會，但在教學編排上，卻并未給予重視，而且基本不在考試范圍內。如此一來，物理教學上認為公式推導是數學的事，而數學教學又認為這是物理上的知識，從而成為學生知識結構上的一個盲區。

高等數學與大學物理都是重要的公共基礎課，我們在數學教學上不僅要培養學生的邏輯推導和解題能力，還要注重培養學生理論聯系實際，運用數學理論方法解決實際問題的能力。在大學物理教學上，不僅培養他們解釋自然界物理現象的能力，還要更深入的理解其理論來源，更深刻地理解物理規律和解釋各種物理現象。那么如何把兩者有效地結合起來，充分發揮兩門課程的優勢，為學生后續課程的學習奠定良好的基礎并培養學生的科學探究精神，是我們重點探討的問題。

二、課程重構原則

基于高等數學和大學物理兩門課程互補互利的原則，我們擬通過以下思路進行構建。

1.在課程安排上，先開《高等數學》，再開《大學物理》。高等數學是大學物理的基礎和研究工具，只有較好地掌握了高等數學的內容和方法，才能更好地完成大學物理課程的學習。而我們現在的情況是兩門課程并列開設，經常出現講解大學物理時，很多高等數學知識還尚未講授從而造成學習大學物理的障礙，影響了學生學習大學物理的興趣。所以，在課程的開設上，我們主張先開《高等數學》，再開《大學物理》。學好高等數學是學好大學物理的關鍵，先讓學生掌握好高等數學這一研究物理學的工具，再把學生帶入豐富多彩的物理世界研究物理現象，掌握物理規律，鍛煉科學的思維方法和應用數學的意識。

2.在《高等數學》的教學安排上，數學老師應重視物理方面的應用。作為公共基礎課程，高等數學與大學物理都具有相對穩定性和通用性的特征，但作為兩個學科中的兩門重要課程，它們又具備各自的特點。高等數學高度抽象與概括，邏輯嚴謹，應用廣泛，語言精煉，是物理學的天然語言；而大學物理研究現實世界，讓學生熟悉自然界物質的結構、性質、相互作用及其運動的基本規律，相對具象，更能吸引學生學習的興趣。所以，在講解高等數學時，數學老師應注重介紹高等數學的“源與流”，讓學生清楚微積分就是牛頓在研究力學問題中提出來的，并在解決各種物理問題的過程中得到不斷完善與系統化。只有重視高等數學在物理方面的應用，體現物理特色，把學生帶入現實物理世界，才能激發學生學習高等數學的興趣，并為大學物理的學習打好基礎。

3.高等數學與大學物理的相互滲透。在教學中，我們不僅只將高等數學作為大學物理學習的基礎，還要相互滲透。在高等數學的教學中要廣泛引用物理學的實際問題，以此化解高等數學的抽象性。同時，在大學物理的教學中，我們也要用好高等數學這一工具，不能僅僅陳述物理定律與公式而不清楚其來歷。用好高等數學，一方面能更深刻認識物理現象與規律，學好大學物理；另一方面，通過熟練地運用高等數學知識去解釋物理規律與概念，讓學生了解數學不再是枯燥乏味的理論，展現高等數學的廣泛應用性，更有利于高等數學的教學。

三、具體實施方案

1.設計課程安排方案，協調《高等數學》與《大學物理》在教學內容上的合理結合?，F行的高等數學和大學物理的教學內容，有很多內容是重復進行的或是相互脫節的。在基礎課學時本身比較緊張的情況下，為了更好的相互協調兩門課程增強教學效果，我們要適當調整兩門課程的教學內容，打破課程間的壁壘，做到不重不漏，相互補充。如高等數學中定積分應用的微元法，教材中有很大的篇幅介紹定積分在物理中的應用。同時，大學物理教材中也有類似的內容介紹。我們可以適當安排高等數學和大學物理的教學進程，把定積分在物理中的應用放到大學物理課程中介紹，減少重疊的內容重復出現。這樣學生在學大學物理時也是對高等數學內容的回顧和深入思考，做到彼此融會貫通，感受高等數學的應用價值。

2.完成《高等數學》中對物理應用這部分的編排，包括：教學大綱、教學計劃、教案等。具體地要做好高等數學和大學物理教學內容的協整，我們首先對先修的高等數學課程內容做好調整，特別是對高等數學在物理中的應用這部分內容做好取舍工作。我們調整的思路是以物理問題為背景引入高等數學中的一些重要概念，如以變速直線運動的瞬時速度求解引入導數的概念，以求作變速運動的物體的位移為背景引入積分概念。即在高等數學教學中僅講解一些簡單的物理問題，不做深入的剖析。而把一些物理背景較強較難的問題放到大學物理課程中介紹，如變力做功、轉動慣量等的介紹。通過有效的刪選物理問題完成高等數學中對物理應用這部分的編排，再編制教學大綱、教學計劃、教案等。

3.將設計的教學內容與《大學物理》課程結合起來，并通過實踐不斷完善,力爭全面應用于大學課程的教學中。我們做好了對先修課程高等數學內容的調整后，在大學物理的教學過程中還要不斷深化數學工具的應用，以具體的實際物理問題為突破口，在解決物理問題的同時，讓學生感受深邃的數學意境，加強兩門課程的交叉聯系、融會貫通，構建數學物理平臺，以此促進學生知識體系中扎實穩固的基礎知識內核的生成，為后續專業課程的學習打下良好的基礎。正因為有了大學物理的學習，才讓高深的數學理論走進了現實世界，我們通過教學實踐不斷完善，力爭把數學思想方法全面應用于大學課程的教學中。

四、結束語

我們首先探討了如今高等數學和大學物理兩門理工科基礎課教學中存在教學效率低下的問題，然后有針對性地提出了課程內容重構的原則和具體方案。綜上所述，我們將以高等數學和大學物理兩門課程內容的相互交叉為基礎，逐漸形成一套以高等數學為中心的教學內容，最終應用于《高等數學》與《大學物理》的教學中。

[1]陳劍軍,徐濤.高等數學課程與大學物理課程教學協同芻議[J].高等函授學報(自然科學版),2011(6):29-31.

[2]茍立云,袁威威.高等數學與大學物理課程融合研究[J].黑河學院學報,2012(3):53-55.

[3]陳治,陳祖剛,郎霞.關于高等數學與大學物理的互補鏈接[J].教學與教材研究,1999(2):53-55.

[4]李自華.高等數學知識在大學物理中的應用[J].思茅師范高等?？茖W校學報,2008(24):75-77.

The adjustment and combination of the higher mathematics and the university physics in the teaching

Li Lin, Shi Si-hong

(College of Mathematics and Information Engineering, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang,314001, China; School of Mathematics and Statistics, Hainan Normal University, Haikou Hainan,571158, China)

The "higher mathematics" and "university physics" is the very important public required course of science and engineering students. The two courses will directly affect the understanding of future course. The traditional way of teaching are completely independent, thus causing students to learn physics class, do not know how to obtain many physical formulas, in learning mathematics, also do not quite understand the physical meaning of some important theories and formula, but no method to solve specific problems in real life. Therefore, how to make the "higher mathematics" and "university physics" teaching and learning effectively combined, achieve mutual benefit, have very important significance.

higher mathematics; university physics; teaching efficiency; reconstruction of curriculum［責任編輯：劉麗杰］

O13

A

1000-9795（2014）01-0124-02

2013-11-25

李 林（1982-），女，浙江臺州人，從事微分方程與動力系統研究。史思紅（1980-），女，山東臨沂人，從事不確定性處理研究。