微積分在“大學物理”課程教學中運用的幾點建議

岳遠霞

摘要：大一的學生剛從高中上來，對大學物理理論部分相對來說較為熟悉，但是微積分處理方面是一個短板。學好大學物理，必須學會正確熟練地運用微積分。

關鍵詞：大學物理；教學；建議；微積分

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0213-02

大學物理課程是整個物理學的基礎，大學物理包括力學、電磁學、熱學、光學、原子物理學，為以后電動力學、量子力學、量子統計、流體力學、半導體物理學等物理學課程的學習樹立好的物理概念十分重要。大學物理的學習效果直接影響到學生學習物理學的興趣以及未來的知識結構。因此，學好大學物理課程，讓學生從本質上理解大學物理的精髓顯得特別重要。而學好大學物理課程中比較關鍵的一點就是學會在大學物理課程的學習中熟練運用微積分。

一、大學物理教學的弊端

大學物理是物理學專業的一門基礎專業課，學生在學習這門課程時由于一開始講解的內容對從高中上來的學生來說比較熟悉，所以學生會放松警惕，一旦講到運用微積分時，學生反應過來要認真學習時發現學不懂了。自主能力差的學生慢慢就會放棄學習新知識。再加上這門課程相對比較抽象，學生的學習興趣較低。再加上課堂教學法單一，學生被動接受知識的能力較差，就會導致大學物理的教學效果下降，從而降低學習整個從物理學的興趣。

1.課程內容較為抽象。大學物理課程主要介紹了力學、電磁學、光學、熱學、原子物理學等分支的基本原理以及經典思想。涉及的知識面較廣，公式較多，學生較難理解。需要有物理思維，高等數學作為基礎。單靠教師的講解無法滿足學生對知識的要求。學生由于感覺內容抽象，對學習大學物理課程沒有興趣。

2.教學方式單一。受傳統教學模式的影響，大學物理的教學過程主要采取傳統的教師講解加多媒體課件的教學方式。這種單一的教學方式讓學生讓學生對知識的理解不夠透徹，知識和實踐相脫離，學生對基本知識的學習感到吃力，教學效果不明顯。因此單一的教學方式，使學生對改課程知識的接受程度減小。

二、微積分在大學物理教學課程中的應用

1.微積分。微積分最重要的思想就是用“微元”與“無限逼近”，就是把一個一直在變化的量通過微分分成很小，這樣我們就認為這個很小的量是不變的，然后我們對這個很小的量進行研究，最后把所有的和加起來就是我們要求的那個變量。這就是微積分在各個領域中應用的優點。這種分析連續過程累積的方法已經成為解決問題的基本方法，也是微積分最重要的優點。物理學更是接近于生活，因此微積分也經常應用于物理學當中。

2.微積分在大學物理應用中的舉例。

（2）微積分在做功方面的應用。用微積分的方法解決變力做功的問題。變力作功的問題是熱學和力學中的常見問題。例如，質點在恒力F的作用下，沿直線產生位移△r過程中的功A=F*△r。但對一般情況，質點沿曲線從a運動到b，且質點運動過程中，作用于質點上力的大小和方向都可能不斷改變，要計算F力對質點所做的功，可將運動曲線分成許多微小的線段dr，計算出F在每一小段上所做的元功，再對整個軌道上所有元功求和。由于dr極小，所以每一小曲段都可看成直線段，而質點所受力可視為恒力。這樣質點所做的功為dA=F*dr變力所做的功就是全部元功的和，寫成積分的形式就是：A=∫F*dr因此通過微積分的方法可以把物理問題中變化的量轉化為不變的量，先求微元再求和的方法，從而求出變力在整個物理過程中做的總功，使看似復雜的問題簡單化。

三、結語

微積分是大學課程的重要的基礎學科之一，并是物理學中解決問題必不可少的工具之一，學習微積分不但要學習它的應用，更重要的是理解它的思想，熟練掌握微積分，在面對物理學的具體問題時采用適當的單元，用微積分進行分割解決，即將復雜的問題簡單分割，逐個擊破，如此在使枯燥的物理學看起來更生動具體的同時，也減輕了學生對于物理學產生的畏難情緒。微積分作為物理解題的關鍵和基礎，其重要性可見一斑，因此熟練掌握微積分，是大學物理課程必要的教學要求，這不僅能夠讓學生掌握大學物理的基本方法，也在無形中降低了物理學的難度，從而很好地提高了學生學習大學物理的興趣，改善了教學效果。

參考文獻：

[1]張禮.近代物理學進展[M].北京：清華大學出版社，1997：170-205.

[2]朱榮華.基礎物理學[M].高等教育出版社，2000.

[3]陳麗佳.“半導體物理學”課程教學中的幾點建議[J].教育教學論壇，2016，（5）：82-83.

Abstract：Some student of first year of college are familiar with the theory of "University Physics".But they are not good at calculus. Learning "University Physics"，must learn to correct the skilled use of calculus.

Key words："University Physics"；teaching；advice；calculus