微積分在“大學(xué)物理”課程教學(xué)中運(yùn)用的幾點(diǎn)建議

岳遠(yuǎn)霞

摘要：大一的學(xué)生剛從高中上來，對大學(xué)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(gè)短板。學(xué)好大學(xué)物理，必須學(xué)會正確熟練地運(yùn)用微積分。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；教學(xué)；建議；微積分

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

大學(xué)物理課程是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，大學(xué)物理包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)，為以后電動力學(xué)、量子力學(xué)、量子統(tǒng)計(jì)、流體力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)等物理學(xué)課程的學(xué)習(xí)樹立好的物理概念十分重要。大學(xué)物理的學(xué)習(xí)效果直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣以及未來的知識結(jié)構(gòu)。因此，學(xué)好大學(xué)物理課程，讓學(xué)生從本質(zhì)上理解大學(xué)物理的精髓顯得特別重要。而學(xué)好大學(xué)物理課程中比較關(guān)鍵的一點(diǎn)就是學(xué)會在大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)中熟練運(yùn)用微積分。

一、大學(xué)物理教學(xué)的弊端

大學(xué)物理是物理學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)專業(yè)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)由于一開始講解的內(nèi)容對從高中上來的學(xué)生來說比較熟悉，所以學(xué)生會放松警惕，一旦講到運(yùn)用微積分時(shí)，學(xué)生反應(yīng)過來要認(rèn)真學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)不懂了。自主能力差的學(xué)生慢慢就會放棄學(xué)習(xí)新知識。再加上這門課程相對比較抽象，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低。再加上課堂教學(xué)法單一，學(xué)生被動接受知識的能力較差，就會導(dǎo)致大學(xué)物理的教學(xué)效果下降，從而降低學(xué)習(xí)整個(gè)從物理學(xué)的興趣。

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

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

二、微積分在大學(xué)物理教學(xué)課程中的應(yīng)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(gè)一直在變化的量通過微分分成很小，這樣我們就認(rèn)為這個(gè)很小的量是不變的，然后我們對這個(gè)很小的量進(jìn)行研究，最后把所有的和加起來就是我們要求的那個(gè)變量。這就是微積分在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。這種分析連續(xù)過程累積的方法已經(jīng)成為解決問題的基本方法，也是微積分最重要的優(yōu)點(diǎn)。物理學(xué)更是接近于生活，因此微積分也經(jīng)常應(yīng)用于物理學(xué)當(dāng)中。

2.微積分在大學(xué)物理應(yīng)用中的舉例。

（2）微積分在做功方面的應(yīng)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(xué)和力學(xué)中的常見問題。例如，質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下，沿直線產(chǎn)生位移△r過程中的功A=F*△r。但對一般情況，質(zhì)點(diǎn)沿曲線從a運(yùn)動到b，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中，作用于質(zhì)點(diǎn)上力的大小和方向都可能不斷改變，要計(jì)算F力對質(zhì)點(diǎn)所做的功，可將運(yùn)動曲線分成許多微小的線段dr，計(jì)算出F在每一小段上所做的元功，再對整個(gè)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(zhì)點(diǎn)所受力可視為恒力。這樣質(zhì)點(diǎn)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(zhuǎn)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(gè)物理過程中做的總功，使看似復(fù)雜的問題簡單化。

三、結(jié)語

微積分是大學(xué)課程的重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，并是物理學(xué)中解決問題必不可少的工具之一，學(xué)習(xí)微積分不但要學(xué)習(xí)它的應(yīng)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(xué)的具體問題時(shí)采用適當(dāng)?shù)膯卧梦⒎e分進(jìn)行分割解決，即將復(fù)雜的問題簡單分割，逐個(gè)擊破，如此在使枯燥的物理學(xué)看起來更生動具體的同時(shí)，也減輕了學(xué)生對于物理學(xué)產(chǎn)生的畏難情緒。微積分作為物理解題的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，其重要性可見一斑，因此熟練掌握微積分，是大學(xué)物理課程必要的教學(xué)要求，這不僅能夠讓學(xué)生掌握大學(xué)物理的基本方法，也在無形中降低了物理學(xué)的難度，從而很好地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，改善了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張禮.近代物理學(xué)進(jìn)展[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997：170-205.

[2]朱榮華.基礎(chǔ)物理學(xué)[M].高等教育出版社，2000.

[3]陳麗佳.“半導(dǎo)體物理學(xué)”課程教學(xué)中的幾點(diǎn)建議[J].教育教學(xué)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