大学物理教学中微积分思想应用的几点思考

作者:未知

   摘要:微积分是学习大学物理的重要工具,本文主要探讨了微积分的思想以及微积分在大学物理中的应用.大学物理教师应将微积分思想融入大学物理教学中,培养学生掌握微积分科学思维方法,从而提高解决物理问题的能力.
   关键词:大学物理;微积分;元过程法;融合教学
  中图分类号:G642  文献标识码:A  文章编号:1673-260X(2019)04-0148-03
  1 引言
   大学物理是高等学校理工科各专业学生的一门重要基础理论课程,针对低年级学生开设,为学生系统地打好必要的物理基础,帮助学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,也为其他课程的学习打下了坚实的基础[1].而学生在中学时物理的一些基本概念和定律有了一定的了解,也做了很多练习,但是对大学物理的学习需要转变思维模式.大学物理与中学物理相比存在的内容升华表现为:一是,中学物理以研究标量为主到大学物理以矢量为主的一个跳跃,二是,研究恒量为主到变量为主的区别,三是以定性分析为主到定量计算的变化,而方法区别为,从中学的常量问题上升为应用矢量和微积分处理复杂的变量问题,所以学生对这个物质世界的认识水平将会更客观、更深刻,比中学时代前进了一大步,思想和逻辑上都得到了提升.所以大学物理一般是在高等数学学习一个学期后才开设,先让学生会使用微积分这个数学工具,微积分思想贯穿了整个大学物理,正确理解它就能掌握大学物理解决问题的思路和方法[2].
  2 微積分思想
   英国最奇葩的面试之一“如何将一只大象塞进冰箱”,那么如果是学数学的学生很多会用分析学方法,将大象微分,然后把它放进冰箱,在冰箱里将它积分.这里就是笼统地用微积分思想来解决问题.微积分内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用.微积分由牛顿和莱布尼茨分别独立创造,但是在这之前已经有了很多人为之贡献,积累了大量的微积分基础.一般认为是牛顿着重从运动学角度研究微积分,比如已知运动的速度求路程,而莱布尼茨则是从几何学的角度来研究的.对微积分的研究可追溯到公元前7世纪,古希腊科学家泰勒斯对球的面积、体积和长度等问题的研究.中国古代的微积分思想可追溯到三国时期数学家刘微提出的“割圆术”的思想“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣.”即用极限的思想,无限逼近的手段得到精确的结果[3].
  3 微积分在大学物理中的应用
  3.1 正确运动导数和微分方程的方法
  4 掌握元过程法,巧取微元
  5 结束语
   综上所述,微积分是学习大学物理的重要工具.在物理学史上,很多物理理论都是建立在优美的数学公式的基础上.教师在大学物理的教学过程中,可以与数学教师探讨教学内容,将微积分思想融合在大学物理的教学中,帮助学生提高利用微积分解决大学物理问题的能力.
  参考文献:
  〔1〕宋士贤.工科物理教程(第3版)教师参考书[M].北京:国防工业出版社,2008.
  〔2〕王白音其其格.论大学物理中的矢量和微积分思想[J].教育教学论坛,2015(41):173-174.
  〔3〕欧聪杰.将微积分的思想融入大学物理教学[J].教育教学论坛,2014(06):178-179.
  〔4〕同济大学数学系.高等数学(第六版上册)[M].北京:高等教育出版社,2007.
  〔5〕董庆祥.突出微积分 讲好力学、电磁学[J].北京电子科技学院学报,1993,2(01):46-49.
  〔6〕马文蔚.物理学(第五版上册)[M].北京:高等教育出版社,2006.
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