当前位置: 首页> 范文大全> 事迹材料>

高校物理与数学等学科间关系的分析

发布时间:2021-08-03 08:48:25 浏览数:

摘 要:数学是物理学的研究工具,是学好大学物理的基础;物理教学在为学生学习技术学科打好基础的同时要加强其在提高学生素质方面的作用。

关键词:物理学;技术学科;联系

大学物理是理工科学生的一门重要基础课,正确认识大学物理与其它学科的关系,对充分发挥物理课程的作用有重要意义。物理学与数学的联系联系紧密,良好的数学基础是学好物理学的关键;物理的學习要为学生学习专业知识打下良好的基础,但大学物理的教学更应从全面培养学生能力角度出发,为学生的全面发展服务。

1 物理学与数学

物理是理工科专业学生必学的一门学科,也是大学学习中比较难的一门学科,从多年的教学实践来看,大学生学习物理学困难大多不是对概念、规律的理解上,而是不能熟练地运用微积分理论解释物理规律、概念,因此,学好高等数学是学好大学物理学的关键,从物理学和数学的关系上,我们也可以清楚地看到这一点。

物理学不是数学,但是数学是物理学不可缺少的重要组成部分,这一点可以从物理学定律建立的过程看出,物理定律的建立是以基本的实验定律或经验为依据,提出假设、定义物理模型,建立起数学符号与物理量之间的联系,经过哲学思维、逻辑推理或严密的数学推演,形成系统的物理理论并使之数学公理化、规范化,进行科学预言,再用实验来检验。例如,电磁场理论是现代通信技术基础,麦克斯韦方程组是其重要组成部分,组成这个方程的四个数学公式被认为是物理理论中最具有对称美的四个公式,历史上有很多人做过电磁学实验,获得了许多直接经验,但是,只有把这些经验总结成数学公式后,才能使理论得到升华,最终为人类社会的进步发挥巨大的作用。同样,万有引力定律与哪些因素有关,在牛顿同时代的科学家中,也有其他人提出了相同的观点,但是,只有牛顿利用自己建立的微积分知识把它变成了数学公式,也只有建立了数学公式后,才让我们能够运用它计算出人类脱离地球引力需要多大的速度。从中可以看出物理定律最终建立离不开数学知识,是数学使物理定律显得更简洁、更完美,也使物理定律变得更有实际应用价值。

数学作为物理学的研究工具,它贯穿于物理定律的发现与应用过程中,从某种意义上说学习物理知识的过程就是应用数学知识的过程,数学知识在物理学领域有广阔的应用天地,学习物理学可以使数学知识不再显得空洞,学习物理学能使学生对数学知识价值的认识更加深入。

2 物理学与技术科学

物理学是一门基础科学,是研究自然界中物质的结构和各种基本运动形态和运动规律的科学,是由一系列的原理、原则和方法组成的知识。大学物理作为一门基础课程,它和各门技术科学有很强的相关性,物理学为技术科学原理的形成提供了依据。例如,物理学中的力学理论为建筑科学、机械科学中的力学理论提供了理论基础,学习力学知识,为相关的专业理论课打下了良好的基础。麦克斯韦的电磁场理论是电子科学和通信科学的理论基础。从物理学和技术的发展史来看,每个新的物理效应的发现,每个新的物理规律的得出,都会形成新的技术原理。

技术科学是在基础科学理论的指导下,研究某类技术的特殊规律,并解决工程技术中带有普遍性的科学。技术科学的任务是把认识自然的理论转化为改造自然的能力。技术运用科学及其他知识解决实际问题,技术使科学概念和生活经验相结合,科学知识的应用有了直接目的,技术使科学探究的过程和结果也有了直观的意义和价值,便于培养学生的科学精神和价值观。

大学物理教育的教学目的主要有以下几个方面:第一,进一步深化学生对中学阶段所学知识的理解,为专业课学习打下良好基础。学生的专业学习更多地是与实际问题相联系,中学阶段处理的物理问题大多是一些理想化的情况,这主要是学生的理解力与数学基础的原因,当遇到实际问题以后,理想化的处理方法往往要根据具体情况进行修正,这时所用的工具就是微积分知识,大学物理学习就是为各专业学生基础知识和微积分知识应用方面打下一定基础,让学生在学习专业课时能根据实际情况建立物理模型,运用合适的数学工具进行处理。第二,大学物理教育应注重学生科学素养的培养。科学素养除了包含科学知识以外,还包含了科学态度、科学精神,科学方法,科学知识的获得过程就像穿过一个陌生的、长长的、黑暗的隧道去取东西,这隧道里面可能有危险,还有很多分支,科学家要最终取得成功,信心和毅力很重要,失败了不放弃,合理的方法、灵活的态度都是在漫长的求知过程中所必须的。这就是科学态度、科学精神、科学方法,它们不仅仅对学生学习技术有帮助,而且对学生参与其它活动也有重要作用,对学生一生的生活、工作、学习都有作用。这些隐性的知识贯穿于物理知识的产生过程,全面地学习物理知识,就能在学习知识的过程中受到这些隐性知识的熏陶,从而形成学生良好的知识结构,全面的能力。如果教学中仅仅为了学生学习技术作为教学的终极目标,这些更重要的知识就会失去它应有的地位。第三,物理教育有利于学生更好地理解技术的意义。物理知识的建立和发展大多是与社会发展相联系,是为人类更好地生存服务,如:热学知识就是为了解决当时蒸汽机能源利用效率低这一难题而建立起来的科学体系,电磁学理论是随着人们对电现象和磁现象的逐步认识而总结出的,理论的建立为电和磁的进一步利用打开了空间,为人类进入电子社会打下了扎实的基础。工业的发展曾给人类带来了物质享受的飞跃,对科学技术的赞美一度曾是对科学技术的主导评价,但由科技进步带来的工业的飞速发展而导致的全球性污染、一些物种的灭绝、人文精神的失落现在正逐步被大众所认识。许多科学家也深刻地认识到了这一点,在科学的发展过程中不仅考虑到技术的进步,也会考虑技术进步对自然、对人类伦理道德的影响,许多著名科学家把自己的很大一部分精力花在科学技术的和平利用上,就很好说明了科学教育的目的不能仅为技术服务,还要为技术的合理运用服务。学习科学知识不仅要从理性上帮助认识科学对社会的发展有意义,更培养学生在学习科学知识的同时自觉地探索所学知识转化为技术即科学为社会服务的途径。

大学物理作为理工科专业重要的基础课,它对学生学习专业知识有很大帮助,在教学中要科学合理地处理好物理知识学习与学生专业学习之间的关系,努力实现教学过程最优化,为学生终身发展、全面发展服务。

参考文献:

[1]张宪魁,物理科学方法教育.青岛海洋大学出版社,2010(3).

[2]扈剑华,胡保祥.物理教育中的科学·技术·社会.人民教育出版,2011.

上一篇:从宏观到微观

上一篇:带你认识“上帝粒子”

相关范文