高等数学和大学物理在教学上的调整与结合

李 林 史思红

（嘉兴学院数理与信息工程学院 浙江嘉兴 314001；海南师范大学数学与统计学院 海南海口 571158）

高等数学和大学物理在教学上的调整与结合

李 林 史思红

（嘉兴学院数理与信息工程学院 浙江嘉兴 314001；海南师范大学数学与统计学院 海南海口 571158）

《高等数学》和《大学物理》是理工类学生非常重要的公共必修课。对这两门课程的学习将直接影响到今后相关专业课的深入理解。传统的教学方式把两门课程完全独立起来，从而造成学生在学习物理课时，不知道其中许多物理公式如何得到，在学习高等数学时，对其中某些重要的原理和公式的物理意义，也不甚了解，更无法将其用于解决实际生活中的具体问题。因此，如何把《高等数学》和《大学物理》两者的教和学有效地结合起来，做到互补互利，具有十分重要的意义。

高等数学；大学物理；教学效益；课程重构

现代社会是一个信息化时代，数学作为一门基础学科和基本工具，它的发展推动了各个学科的进步，而其应用范围的拓展又赋予数学更为深刻的意义。物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。由于数学与物理学的相互交叉渗透，学好《高等数学》与《大学物理》这两门基础课程，将为大学理工科学生能更深入的学习和理解专业知识打下良好的基础，为后续课程的学习做好准备工作。

一、问题探讨

传统的教学安排往往把高等数学和大学物理两者相互独立起来，然而，大学物理的很多公式来源于数学的演绎推导，在学生尚未学习高等数学之前，由于专业局限使得物理老师难以给出公式的具体证明过程，只能直接把结果拿来使用，从而造成学生对某些物理公式的困惑和“不知其所以然”。此外，在高等数学课程里也常常涉及到物理方面的应用，原本这是学生深入理解并运用数学的思想和方法解决物理问题的大好机会，但在教学编排上，却并未给予重视，而且基本不在考试范围内。如此一来，物理教学上认为公式推导是数学的事，而数学教学又认为这是物理上的知识，从而成为学生知识结构上的一个盲区。

高等数学与大学物理都是重要的公共基础课，我们在数学教学上不仅要培养学生的逻辑推导和解题能力，还要注重培养学生理论联系实际，运用数学理论方法解决实际问题的能力。在大学物理教学上，不仅培养他们解释自然界物理现象的能力，还要更深入的理解其理论来源，更深刻地理解物理规律和解释各种物理现象。那么如何把两者有效地结合起来，充分发挥两门课程的优势，为学生后续课程的学习奠定良好的基础并培养学生的科学探究精神，是我们重点探讨的问题。

二、课程重构原则

基于高等数学和大学物理两门课程互补互利的原则，我们拟通过以下思路进行构建。

1.在课程安排上，先开《高等数学》，再开《大学物理》。高等数学是大学物理的基础和研究工具，只有较好地掌握了高等数学的内容和方法，才能更好地完成大学物理课程的学习。而我们现在的情况是两门课程并列开设，经常出现讲解大学物理时，很多高等数学知识还尚未讲授从而造成学习大学物理的障碍，影响了学生学习大学物理的兴趣。所以，在课程的开设上，我们主张先开《高等数学》，再开《大学物理》。学好高等数学是学好大学物理的关键，先让学生掌握好高等数学这一研究物理学的工具，再把学生带入丰富多彩的物理世界研究物理现象，掌握物理规律，锻炼科学的思维方法和应用数学的意识。

2.在《高等数学》的教学安排上，数学老师应重视物理方面的应用。作为公共基础课程，高等数学与大学物理都具有相对稳定性和通用性的特征，但作为两个学科中的两门重要课程，它们又具备各自的特点。高等数学高度抽象与概括，逻辑严谨，应用广泛，语言精炼，是物理学的天然语言；而大学物理研究现实世界，让学生熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，相对具象，更能吸引学生学习的兴趣。所以，在讲解高等数学时，数学老师应注重介绍高等数学的“源与流”，让学生清楚微积分就是牛顿在研究力学问题中提出来的，并在解决各种物理问题的过程中得到不断完善与系统化。只有重视高等数学在物理方面的应用，体现物理特色，把学生带入现实物理世界，才能激发学生学习高等数学的兴趣，并为大学物理的学习打好基础。

3.高等数学与大学物理的相互渗透。在教学中，我们不仅只将高等数学作为大学物理学习的基础，还要相互渗透。在高等数学的教学中要广泛引用物理学的实际问题，以此化解高等数学的抽象性。同时，在大学物理的教学中，我们也要用好高等数学这一工具，不能仅仅陈述物理定律与公式而不清楚其来历。用好高等数学，一方面能更深刻认识物理现象与规律，学好大学物理；另一方面，通过熟练地运用高等数学知识去解释物理规律与概念，让学生了解数学不再是枯燥乏味的理论，展现高等数学的广泛应用性，更有利于高等数学的教学。

三、具体实施方案

1.设计课程安排方案，协调《高等数学》与《大学物理》在教学内容上的合理结合。现行的高等数学和大学物理的教学内容，有很多内容是重复进行的或是相互脱节的。在基础课学时本身比较紧张的情况下，为了更好的相互协调两门课程增强教学效果，我们要适当调整两门课程的教学内容，打破课程间的壁垒，做到不重不漏，相互补充。如高等数学中定积分应用的微元法，教材中有很大的篇幅介绍定积分在物理中的应用。同时，大学物理教材中也有类似的内容介绍。我们可以适当安排高等数学和大学物理的教学进程，把定积分在物理中的应用放到大学物理课程中介绍，减少重叠的内容重复出现。这样学生在学大学物理时也是对高等数学内容的回顾和深入思考，做到彼此融会贯通，感受高等数学的应用价值。

2.完成《高等数学》中对物理应用这部分的编排，包括：教学大纲、教学计划、教案等。具体地要做好高等数学和大学物理教学内容的协整，我们首先对先修的高等数学课程内容做好调整，特别是对高等数学在物理中的应用这部分内容做好取舍工作。我们调整的思路是以物理问题为背景引入高等数学中的一些重要概念，如以变速直线运动的瞬时速度求解引入导数的概念，以求作变速运动的物体的位移为背景引入积分概念。即在高等数学教学中仅讲解一些简单的物理问题，不做深入的剖析。而把一些物理背景较强较难的问题放到大学物理课程中介绍，如变力做功、转动惯量等的介绍。通过有效的删选物理问题完成高等数学中对物理应用这部分的编排，再编制教学大纲、教学计划、教案等。

3.将设计的教学内容与《大学物理》课程结合起来，并通过实践不断完善,力争全面应用于大学课程的教学中。我们做好了对先修课程高等数学内容的调整后，在大学物理的教学过程中还要不断深化数学工具的应用，以具体的实际物理问题为突破口，在解决物理问题的同时，让学生感受深邃的数学意境，加强两门课程的交叉联系、融会贯通，构建数学物理平台，以此促进学生知识体系中扎实稳固的基础知识内核的生成，为后续专业课程的学习打下良好的基础。正因为有了大学物理的学习，才让高深的数学理论走进了现实世界，我们通过教学实践不断完善，力争把数学思想方法全面应用于大学课程的教学中。

四、结束语

我们首先探讨了如今高等数学和大学物理两门理工科基础课教学中存在教学效率低下的问题，然后有针对性地提出了课程内容重构的原则和具体方案。综上所述，我们将以高等数学和大学物理两门课程内容的相互交叉为基础，逐渐形成一套以高等数学为中心的教学内容，最终应用于《高等数学》与《大学物理》的教学中。

[1]陈剑军,徐涛.高等数学课程与大学物理课程教学协同刍议[J].高等函授学报(自然科学版),2011(6):29-31.

[2]苟立云,袁威威.高等数学与大学物理课程融合研究[J].黑河学院学报,2012(3):53-55.

[3]陈治,陈祖刚,郎霞.关于高等数学与大学物理的互补链接[J].教学与教材研究,1999(2):53-55.

[4]李自华.高等数学知识在大学物理中的应用[J].思茅师范高等专科学校学报,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［责任编辑：刘丽杰］

O13

A

1000-9795（2014）01-0124-02

2013-11-25

李 林（1982-），女，浙江台州人，从事微分方程与动力系统研究。史思红（1980-），女，山东临沂人，从事不确定性处理研究。