微积分在“大学物理”课程教学中运用的几点建议

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摘要：大一的学生刚从高中上来，对大学物理理论部分相对来说较为熟悉，但是微积分处理方面是一个短板。学好大学物理，必须学会正确熟练地运用微积分。

关键词：大学物理；教学；建议；微积分

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0213-02

大学物理课程是整个物理学的基础，大学物理包括力学、电磁学、热学、光学、原子物理学，为以后电动力学、量子力学、量子统计、流体力学、半导体物理学等物理学课程的学习树立好的物理概念十分重要。大学物理的学习效果直接影响到学生学习物理学的兴趣以及未来的知识结构。因此，学好大学物理课程，让学生从本质上理解大学物理的精髓显得特别重要。而学好大学物理课程中比较关键的一点就是学会在大学物理课程的学习中熟练运用微积分。

一、大学物理教学的弊端

大学物理是物理学专业的一门基础专业课，学生在学习这门课程时由于一开始讲解的内容对从高中上来的学生来说比较熟悉，所以学生会放松警惕，一旦讲到运用微积分时，学生反应过来要认真学习时发现学不懂了。自主能力差的学生慢慢就会放弃学习新知识。再加上这门课程相对比较抽象，学生的学习兴趣较低。再加上课堂教学法单一，学生被动接受知识的能力较差，就会导致大学物理的教学效果下降，从而降低学习整个从物理学的兴趣。

1.课程内容较为抽象。大学物理课程主要介绍了力学、电磁学、光学、热学、原子物理学等分支的基本原理以及经典思想。涉及的知识面较广，公式较多，学生较难理解。需要有物理思维，高等数学作为基础。单靠教师的讲解无法满足学生对知识的要求。学生由于感觉内容抽象，对学习大学物理课程没有兴趣。

2.教学方式单一。受传统教学模式的影响，大学物理的教学过程主要采取传统的教师讲解加多媒体课件的教学方式。这种单一的教学方式让学生让学生对知识的理解不够透彻，知识和实践相脱离，学生对基本知识的学习感到吃力，教学效果不明显。因此单一的教学方式，使学生对改课程知识的接受程度减小。

二、微积分在大学物理教学课程中的应用

1.微积分。微积分最重要的思想就是用“微元”与“无限逼近”，就是把一个一直在变化的量通过微分分成很小，这样我们就认为这个很小的量是不变的，然后我们对这个很小的量进行研究，最后把所有的和加起来就是我们要求的那个变量。这就是微积分在各个领域中应用的优点。这种分析连续过程累积的方法已经成为解决问题的基本方法，也是微积分最重要的优点。物理学更是接近于生活，因此微积分也经常应用于物理学当中。

2.微积分在大学物理应用中的举例。

（2）微积分在做功方面的应用。用微积分的方法解决变力做功的问题。变力作功的问题是热学和力学中的常见问题。例如，质点在恒力F的作用下，沿直线产生位移△r过程中的功A=F*△r。但对一般情况，质点沿曲线从a运动到b，且质点运动过程中，作用于质点上力的大小和方向都可能不断改变，要计算F力对质点所做的功，可将运动曲线分成许多微小的线段dr，计算出F在每一小段上所做的元功，再对整个轨道上所有元功求和。由于dr极小，所以每一小曲段都可看成直线段，而质点所受力可视为恒力。这样质点所做的功为dA=F*dr变力所做的功就是全部元功的和，写成积分的形式就是：A=∫F*dr因此通过微积分的方法可以把物理问题中变化的量转化为不变的量，先求微元再求和的方法，从而求出变力在整个物理过程中做的总功，使看似复杂的问题简单化。

三、结语

微积分是大学课程的重要的基础学科之一，并是物理学中解决问题必不可少的工具之一，学习微积分不但要学习它的应用，更重要的是理解它的思想，熟练掌握微积分，在面对物理学的具体问题时采用适当的单元，用微积分进行分割解决，即将复杂的问题简单分割，逐个击破，如此在使枯燥的物理学看起来更生动具体的同时，也减轻了学生对于物理学产生的畏难情绪。微积分作为物理解题的关键和基础，其重要性可见一斑，因此熟练掌握微积分，是大学物理课程必要的教学要求，这不仅能够让学生掌握大学物理的基本方法，也在无形中降低了物理学的难度，从而很好地提高了学生学习大学物理的兴趣，改善了教学效果。

参考文献：

[1]张礼.近代物理学进展[M].北京：清華大学出版社，1997：170-205.

[2]朱荣华.基础物理学[M].高等教育出版社，2000.

[3]陈丽佳.“半导体物理学”课程教学中的几点建议[J].教育教学论坛，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