一、問(wèn)題探討
高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理都是重要的公共基礎(chǔ)課，我們?cè)跀?shù)學(xué)教學(xué)上不僅要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推導(dǎo)和解題能力，還要注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用數(shù)學(xué)理論方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在大學(xué)物理教學(xué)上，不僅培養(yǎng)他們解釋自然界物理現(xiàn)象的能力，還要更深入的理解其理論來(lái)源，更深刻地理解物理規(guī)律和解釋各種物理現(xiàn)象。那么如何把兩者有效地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮兩門課程的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，是我們重點(diǎn)探討的問(wèn)題。
二、課程重構(gòu)原則
基于高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理兩門課程互補(bǔ)互利的原則，我們擬通過(guò)以下思路進(jìn)行構(gòu)建。
1.在課程安排上，先開(kāi)《高等數(shù)學(xué)》，再開(kāi)《大學(xué)物理》。高等數(shù)學(xué)是大學(xué)物理的基礎(chǔ)和研究工具，只有較好地掌握了高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容和方法，才能更好地完成大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)。而我們現(xiàn)在的情況是兩門課程并列開(kāi)設(shè)，經(jīng)常出現(xiàn)講解大學(xué)物理時(shí)，很多高等數(shù)學(xué)知識(shí)還尚未講授從而造成學(xué)習(xí)大學(xué)物理的障礙，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣。所以，在課程的開(kāi)設(shè)上，我們主張先開(kāi)《高等數(shù)學(xué)》，再開(kāi)《大學(xué)物理》。學(xué)好高等數(shù)學(xué)是學(xué)好大學(xué)物理的關(guān)鍵，先讓學(xué)生掌握好高等數(shù)學(xué)這一研究物理學(xué)的工具，再把學(xué)生帶入豐富多彩的物理世界研究物理現(xiàn)象，掌握物理規(guī)律，鍛煉科學(xué)的思維方法和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)。
2.在《高等數(shù)學(xué)》的教學(xué)安排上，數(shù)學(xué)老師應(yīng)重視物理方面的應(yīng)用。作為公共基礎(chǔ)課程，高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理都具有相對(duì)穩(wěn)定性和通用性的特征，但作為兩個(gè)學(xué)科中的兩門重要課程，它們又具備各自的特點(diǎn)。高等數(shù)學(xué)高度抽象與概括，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)用廣泛，語(yǔ)言精煉，是物理學(xué)的天然語(yǔ)言；而大學(xué)物理研究現(xiàn)實(shí)世界，讓學(xué)生熟悉自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用及其運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，相對(duì)具象，更能吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。所以，在講解高等數(shù)學(xué)時(shí)，數(shù)學(xué)老師應(yīng)注重介紹高等數(shù)學(xué)的“源與流”，讓學(xué)生清楚微積分就是牛頓在研究力學(xué)問(wèn)題中提出來(lái)的，并在解決各種物理問(wèn)題的過(guò)程中得到不斷完善與系統(tǒng)化。只有重視高等數(shù)學(xué)在物理方面的應(yīng)用，體現(xiàn)物理特色，把學(xué)生帶入現(xiàn)實(shí)物理世界，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，并為大學(xué)物理的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
3.高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理的相互滲透。在教學(xué)中，我們不僅只將高等數(shù)學(xué)作為大學(xué)物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，還要相互滲透。在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中要廣泛引用物理學(xué)的實(shí)際問(wèn)題，以此化解高等數(shù)學(xué)的抽象性。同時(shí)，在大學(xué)物理的教學(xué)中，我們也要用好高等數(shù)學(xué)這一工具，不能僅僅陳述物理定律與公式而不清楚其來(lái)歷。用好高等數(shù)學(xué)，一方面能更深刻認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象與規(guī)律，學(xué)好大學(xué)物理；另一方面，通過(guò)熟練地運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)去解釋物理規(guī)律與概念，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)不再是枯燥乏味的理論，展現(xiàn)高等數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用性，更有利于高等數(shù)學(xué)的教學(xué)。
三、具體實(shí)施方案
1.設(shè)計(jì)課程安排方案，協(xié)調(diào)《高等數(shù)學(xué)》與《大學(xué)物理》在教學(xué)內(nèi)容上的合理結(jié)合。現(xiàn)行的高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容，有很多內(nèi)容是重復(fù)進(jìn)行的或是相互脫節(jié)的。在基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)本身比較緊張的情況下，為了更好的相互協(xié)調(diào)兩門課程增強(qiáng)教學(xué)效果，我們要適當(dāng)調(diào)整兩門課程的教學(xué)內(nèi)容，打破課程間的壁壘，做到不重不漏，相互補(bǔ)充。如高等數(shù)學(xué)中定積分應(yīng)用的微元法，教材中有很大的篇幅介紹定積分在物理中的應(yīng)用。同時(shí)，大學(xué)物理教材中也有類似的內(nèi)容介紹。我們可以適當(dāng)安排高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理的教學(xué)進(jìn)程，把定積分在物理中的應(yīng)用放到大學(xué)物理課程中介紹，減少重疊的內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)。這樣學(xué)生在學(xué)大學(xué)物理時(shí)也是對(duì)高等數(shù)學(xué)內(nèi)容的回顧和深入思考，做到彼此融會(huì)貫通，感受高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。
2.完成《高等數(shù)學(xué)》中對(duì)物理應(yīng)用這部分的編排，包括：教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教案等。具體地要做好高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的協(xié)整，我們首先對(duì)先修的高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容做好調(diào)整，特別是對(duì)高等數(shù)學(xué)在物理中的應(yīng)用這部分內(nèi)容做好取舍工作。我們調(diào)整的思路是以物理問(wèn)題為背景引入高等數(shù)學(xué)中的一些重要概念，如以變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度求解引入導(dǎo)數(shù)的概念，以求作變速運(yùn)動(dòng)的物體的位移為背景引入積分概念。即在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中僅講解一些簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題，不做深入的剖析。而把一些物理背景較強(qiáng)較難的問(wèn)題放到大學(xué)物理課程中介紹，如變力做功、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等的介紹。通過(guò)有效的刪選物理問(wèn)題完成高等數(shù)學(xué)中對(duì)物理應(yīng)用這部分的編排，再編制教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教案等。
3.將設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容與《大學(xué)物理》課程結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)實(shí)踐不斷完善,力爭(zhēng)全面應(yīng)用于大學(xué)課程的教學(xué)中。我們做好了對(duì)先修課程高等數(shù)學(xué)內(nèi)容的調(diào)整后，在大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中還要不斷深化數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用，以具體的實(shí)際物理問(wèn)題為突破口，在解決物理問(wèn)題的同時(shí)，讓學(xué)生感受深邃的數(shù)學(xué)意境，加強(qiáng)兩門課程的交叉聯(lián)系、融會(huì)貫通，構(gòu)建數(shù)學(xué)物理平臺(tái)，以此促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系中扎實(shí)穩(wěn)固的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)核的生成，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。正因?yàn)橛辛舜髮W(xué)物理的學(xué)習(xí)，才讓高深的數(shù)學(xué)理論走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)世界，我們通過(guò)教學(xué)實(shí)踐不斷完善，力爭(zhēng)把數(shù)學(xué)思想方法全面應(yīng)用于大學(xué)課程的教學(xué)中。
四、結(jié)束語(yǔ)
我們首先探討了如今高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理兩門理工科基礎(chǔ)課教學(xué)中存在教學(xué)效率低下的問(wèn)題，然后有針對(duì)性地提出了課程內(nèi)容重構(gòu)的原則和具體方案。綜上所述，我們將以高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理兩門課程內(nèi)容的相互交叉為基礎(chǔ)，逐漸形成一套以高等數(shù)學(xué)為中心的教學(xué)內(nèi)容，最終應(yīng)用于《高等數(shù)學(xué)》與《大學(xué)物理》的教學(xué)中。
作者：李林 史思紅 單位：嘉興學(xué)院數(shù)理與信息工程學(xué)院 海南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院