大學物理中微積分思想和方法教學探析

馮春杰　林妤

【摘要】物理是大學課程的重要學科，其應用性和實踐性非常強，理論性和知識性非常深奧。大學物理微積分思想，是解決物理問題時應用最多的方法。比如動力學和靜電場物理問題，運用微積分思想是最有效率的學習方式。以下本文將論述，大學教師在物理課程的教學中，對如何運用微積分思想和方法教學，進行深入的研究和探析。

【關鍵詞】大學物理 ； 微積分思想 ； 教學探析

【中圖分類號】O411.1-4 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）08-0023-01

大學物理的思維方式與中學時期的思維有非常大的差別，尤其是物理微積分思想的運用，是有效解決大學物理的問題的最佳方法，由于大學生在中學都是運用的代數運算方式無法應對大學物理問題的難度，所以對微積分思想的熟練運用非常重要。大學教師在物理教學中要讓學生深入的了微積分思想，并可以靈活的運用來解決問題。

一、微積分思想構建

學生在進入大學以后對物理的學習十分困惑，主要是因為大學和中學的物理學習思想的差異性非常大，中學的物理學習較為淺薄，中學的和大學接受物理思想無法有效的銜接，物理學習的難度忽然大幅度的提升，進入大學以后一時無法適應物理教學的節奏，最突出的就是在物理學習的原理層面，中學的物理思維模式是常量物理問題思維，而大學的物理思維是變量物理問題思維。所以都大部分的學生在進入大學之后，無法很好的應用大學微積分物理學習思想。隨著物理學習難度的增加，學生最迫切的就是要熟練掌握微積分思想的和方法的運用。微積分思想最明顯的特點是辯證性，運用化大為小和化整為零的方法，對物理問題進行破解，將物理問題的類似轉變為準確，進一步提升物理學些的效率和質量。解決物理問題的過程中首先要找出問題的關鍵點，選擇性忽略次要問題，將物理問題的難度降低之后，在進行對問題的破解？很多大學生都認為物理學習的難度非常大，雖然明白的問題的理論性，但是在實際運用時卻總是無法解決問題。所以在教學中大學教師就要科學恰當的運用微積分思想，將微積分的效用發揮到最大，融入到物理問題當中去引導學生微積分思想的合理運用，讓學生微積分思想和方法的結合物理問題并解決問題，有效的提升物理教學和質量和學生學習的效率。

二、微積分思想教學方法

（一）構建微積分思想

大學生在學習物理過程中，對微積分思想的了解程度不足，雖然大學生在中學時已經掌握了一套物理思維方法，但是中學的簡單的物理常量運算方法無法有效解決大學的物理問題，大學的物理量和物理概念都是非常復雜的變量，物理問題都是復雜物理變量所構成。所以大學生明白了物理原理，但是無法有效的解決問題。教師在教學中要讓學生充分掌握微積分思想，從物理最簡單的物理現象入手，將物理問題進行分解成若干小問題，依照由簡到難的方式依次解決，要將物理的變量問題向常量問題轉變并抓住問題的關鍵。運用微積分思想解決物理問題要先選取微分元，然后將微元范圍的問題簡單化。在進行變力做功教學過程中，運用普通的運算方式效率非常低。如果運用物理微積分思想，就會變得非常簡單。比如在變力作用下求質點，從A向B運動，做曲線運動時做功這一物理問題時。運用微積分思想，將質點曲線運動分成若干微元，曲線路徑分成若干短直線變力成為恒定。用微積分思想將這個物理問題分解后，物理變力曲線做功問題就變成了直線恒力問題，將復雜的問題簡單化，極大的提升了學生物理學習時的效率。

（二）微積分教學矢量思想

大學的物理教學運用最多的就是矢量運算法則，這是大學生最需要掌握的關鍵運算方法和思維方式，但是很多大學生對矢量的概念沒有正確的認識，對矢量和標量的了解程度不夠，很多學生認為矢量的定義，就是既有方向也有大小。因此教師在開展物理微積分教學的同時，還要加強對學生矢量思維的培養，深入的了解矢量的和標量的定義，遵循四邊形合成法則。比如在物理微積分的教學過程中，教學電流和電動勢的物理量時有大小，也有方向，但其確是標量。矢量首先要與四邊形合成法則相符，在運用矢量思想解決物理問題時，要先將矢量轉邊為標量，然后建立正確的矢量坐標系。比如我們在解決斜面物理運動時就要先創建坐標系，從斜面來創建坐標，這樣就降低了矢量的復雜性，由矢量運算變成了簡單的標量運算方式，極大的提升了物理學習的效率。還有在進行曲線運動研究時，矢量和微元的關系是相連的，運用矢量微積分解決問題時，要先將矢量變為標量，運用矢量的點積方法來進行運算。所以我進行物理微積分教學時還要讓學生深刻的理解矢量的定義。靈活運用微積分思想來解決物理問題。

三、結論

綜上所述，大學物理的教學中基本都是采用的微積分教學方法，教師在教學中如何讓大學生靈活的掌握物理微積分思想是教學中的關鍵問題。教師在物理教學時首先要讓學生，充分的重視起微積分思想和物理問題的各項細節，巧妙的將微積分思想和問題融合在一起。有效的解決物理定律和物理量的難題，教師還要引導大學生對物理的學習興趣，培養學生物理微積分的思維方式，讓物理教學質量能得到有效的提升。

參考文獻

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