数学物理方程在大学物理中的应用.pdf

1、数学物理方程在大学物理中的应用摘 要：本文从以大学物理的应用为导向，介绍了数学物理方程课程开设的必要性以及现在大学开设数学物理方程课程中遇到的问题。并探索在大学物理课程中数学物理方程的中的应用。关键词：数学物理方程;大学物理;应用研究一、数学物理方程概念数学物理方程是理工类专业的一门的基础课程，是以研究和解决物理问题为目的的数学理论，为了帮助学生解决物理问题通过对数学原理和方法的运用。数学物理是解释问题的数学模型，就是用数学的表示方法对物理状态的表达，并对已知的物理问题构建数学的解决办法，是物理学习的基础课程。“数学物理”也可以称作“数理”，它是数学学科与物理学科的结合，是指应用特定的数学方法

2、来研究物理学的某些部分。在当今信息化的社会中，大学生必须有开放的视野，熟练掌握现代科技前沿的知识和技能，能够具备国际性的知识储备，以适应社会变革的需要。数学物理课程有较好的通用性以及代表性能够作为专业支撑为其他国际化学科提供帮助，实现这样功能的原因是由于数学的特征以及物理的特征。二、大学物理中的数学物理方程从大学物理的发展趋势看，数学物理方程在物理研究方面的应用已经成为现代大学物理研究的主要手段之一。近些年来，随着大学物理研究问题的日益复杂以及物理学科的飞速发展，数学物理方程在大学物理有越来越广泛的应用，规模也越来越大，数学物理方程在物理研究中也越来越重要。尤其在物理学科的数理分析上有着重要的

3、作用，在大学课程中是许多学科的基础课程，如信息与计算机科学、应用数学、应用物理等学科。还出版了多版本的教材以适应不同学科的要求。在现代的大学中用数学物理方程进行问题的计算已经成为解决物理问题的重要方法之一。同时，根据大学物理是其他自然科学和一切科学技术的基础的特点来看，物理学所使用的研究方法也使用于其他科学的研究上。在很早之前就已经奠定了大学物理学的知识内容。它包括物理學各种领域力学和热力学，热力学理论力学和电动力学，电磁学和光学，统计物理学，量子力学和原子物理学等专业内容都可以应用高等数学进行深入的表述。由于大大学阶段的学生接触的知识深度有限，大学阶段的物理学所研究的问题通常被简化成能够用特

4、定的数学物理方程解决的例子，帮助大学生解决问题。人们对世界的认识随着时代的不断发展和科学技术的不断进步越来越深入，物理学科所要面临解决的问题越来越复杂。许多问题都要用到数学物理方程的方法计算，而数学物理方程为许多难以解决的，计算复杂的物理问题提供了新思路。给解决复杂的物理问题提供了简便的方法。三、数学物理方程的现状目前大学在数学物理方程课程的开展上还存在教学模式陈旧的问题，数学物理课程设置的内容繁杂，解题过程推导繁琐，容易使学生产生对数学物理课程的畏难心理，让学生的学习效果不明显。所以，为了将数学物理课程的功能发挥出来本应具备的作用，数学物理课程就应该从国际化的标准出发，改变现代大学课程的教学

5、手段，对课程进行系统的评估和评价，把数学物理方程的课程改变为适应现代发展的规律以及将课程变为可实现的课程，并把实现课程与国际化的课程接轨。数学物理方程课程对学生数学和物理都有一定的基础，要求能够熟练的把控物理问题中变量与变量间的关系，能够准确的使用数学物理方程表述实际的物理问题。因此课程成为了一门难学的课程。为了完成教学改革可以在教学的过程中进行寓学于研的教学模式将教学结合到科研中去，这就是学科教学中的研究型教学的主要内容。研究型教学的教学方式是学生通过教师的指导自主探索，完成学习任务，打破了之前以单纯知识的讲解为课程主题的教学方式。课程以学生为主体，以学生独立的思考为学习的主要形式，鼓励学生

6、大胆提问，提倡培养学生的批判性思维，坚持把学生的创新精神和创造力放在第一位。在教学中，教师利用课堂内容和学生知识积累，引导学生创造性地运用现有知识和能力，独立发现问题，分析问题，解决问题，形成有利于启发学生的新型教育机制。南京大学卢德新教授认为，“研究性教学是一种新的教学模式，它将教学研究所需的要素与科学研究的要求相结合。所以，研究性教学是一个教学过程不能等同于科学研究，让学生的创新精神和创造能力得到培养。”这是南京大学卢德鑫认为的理论。在 19 世纪时期德国教育学家威廉洪堡第一次提出了研究型教学的概念，并确立了通过研究进行的教学的教学手法和研究与教学相统一的教学原则。到了下世纪 70 年代，

7、美国大学为了解决教学效果不理想的问题开始着重开发研究型教学的应用，并得到了显著的成效。20 世纪 90 年代，美国教育系统提出了“研究型大学应建立以研究为基础的教学模式”。现在，研究型教学已经得到了国内大学的普遍认可。所以把研究型教学应用的数学物理方程中是可以实现的。数学物理方程课程是之前高等数学课程的延伸，也是物理学之后更深入课程例如量子力学、电磁场理论、电动力学、固体物理、光纤通信原理以及信号与系统需要学习的知识理论基础。大学课堂通过应用研究型教学将科学研究渗透进数学物理方程的课堂教学、课堂操作、课堂讨论、课后作业以及学生思考的每个教学过程中，通过新型的教学方法改变以往数学物理方程课堂带给学生的枯燥感，激发学生的学习兴趣。四、总结本文主要数学物理方程在大学物理教学中的必要性方面阐述了数学物理方程课程的优势，通过数学物理方程对物理数值的分析，学生可以在掌握物理知识的同时，还能通过数值分析了解物理现象。从而降低学生在物理学习方面的难度。使大学物理的学习更加贴合实际。作者简介：任贺群（1989-），女，黑龙江哈尔滨人，硕士，助理研究员，研究方向：物理学。