數(shù)學(xué)建模的物理教學(xué)論文范文

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一、數(shù)學(xué)建模教學(xué)是當(dāng)前人才培養(yǎng)的需要

物理問題來源于社會生活的眾多領(lǐng)域，通過建立數(shù)學(xué)模型，學(xué)生學(xué)會了獨立查閱文獻資料獲取知識，并重新組合處理這些信息。因此通過在物理課程中引入數(shù)學(xué)建模，可以極大地訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維、發(fā)散性思維。不僅可以拓寬學(xué)生的眼界，而且能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)技能和分析問題和解決問題的能力。數(shù)學(xué)建模需要大量信息，集思廣益，因此數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)注重團隊分工合作。作為學(xué)生個體，每個人必須學(xué)會與人合作，與人交流，既要不斷提高知識儲備和解決問題的能力，又要學(xué)會資源共享、能力互補，這也是學(xué)生走上社會和工作崗位不可或缺的基本能力之一。

二、將數(shù)學(xué)建模引入高職物理的設(shè)計原則

針對高職物理教學(xué)的現(xiàn)狀，在引入數(shù)學(xué)建模的教學(xué)實踐中，總體思路是由淺入深、循序漸進地講解各種數(shù)學(xué)建模的方法和解題思路，以避免學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中產(chǎn)生畏難的情緒，逐步引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)建模方法學(xué)習(xí)物理知識，這是在物理教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模的總體原則。

（一）分層次、分階段在高職物理教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模通過采用高中物理應(yīng)用題為高職學(xué)生進行物理數(shù)學(xué)建模能力的初始階段培養(yǎng)，充分考慮高職學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)不夠扎實、其他領(lǐng)域知識不夠完善，保護了學(xué)生參與建模活動的積極性。通過在物理教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模，學(xué)生體會到物理學(xué)習(xí)的現(xiàn)實意義，認識到數(shù)學(xué)知識的價值，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣與欲望。在學(xué)生熟練后，可以由淺入深、循序漸進，通過對物理問題的思考，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模的方法探尋解決問題的思路。

（二）以點帶面、點面并重促進整體教學(xué)質(zhì)量的提高將物理基礎(chǔ)教育作為“面”，數(shù)學(xué)建模教育作為“點”，物理學(xué)科是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新能力的重要學(xué)科，而數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新能力的有效途徑。它是一種嶄新的教學(xué)模式，是培養(yǎng)學(xué)生物理應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研合作能力的一個較好平臺。通過數(shù)學(xué)建模來解決實際問題需要的正是學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，而貫穿于數(shù)學(xué)建模活動全過程的也正是訓(xùn)練學(xué)生如何攝取和運用已有知識和經(jīng)驗的能力。數(shù)學(xué)建模的引入使物理學(xué)習(xí)中趣味性提高，使物理課程更具實用性，形式多樣，容易激發(fā)學(xué)生的興趣，通過這樣的方式吸引學(xué)生對物理課程的興趣，將數(shù)學(xué)建模的思想滲透到物理學(xué)的教學(xué)中去，用數(shù)學(xué)建模教學(xué)帶動高職物理教學(xué)的發(fā)展。

三、將數(shù)學(xué)建模思想引入高職物理教學(xué)的實施策略

（一）在物理課堂中引入數(shù)學(xué)建模的步驟“數(shù)學(xué)建模”就是運用數(shù)學(xué)思想、方法和知識解決實際問題的過程，也是物理問題解決的橋梁和途徑。為了把握數(shù)學(xué)建模的思想內(nèi)涵，確保“融入”物理課堂不流于形式，數(shù)學(xué)建模的過程大致分為幾步：（1）物理問題或案例引入；（2）用數(shù)學(xué)工具處理問題（數(shù)學(xué)建模），也就是運用數(shù)學(xué)的思維將問題“提純”；（3）用數(shù)學(xué)知識解決問題（數(shù)學(xué)解模）；（4）將數(shù)學(xué)問題的結(jié)論與現(xiàn)實進行比較（模型的驗證），從而幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律，并以此探究解決實際問題的途徑和對策（模型的應(yīng)用）。數(shù)學(xué)建模過程也可用圖表表示，在數(shù)學(xué)建模的過程中，學(xué)生通過對物理問題的觀察、假設(shè)，將其轉(zhuǎn)化為一個數(shù)學(xué)問題，然后求解數(shù)學(xué)問題，得到所求，再回到物理問題中，看是否能解釋物理問題，是否與實際經(jīng)驗或數(shù)據(jù)相吻合，若吻合，那么數(shù)學(xué)建模過程就完成了。這樣的過程，符合學(xué)生認知過程的發(fā)展規(guī)律，能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，使學(xué)生的創(chuàng)造潛能得到了充分的開發(fā)。

（二）在物理課堂中引入數(shù)學(xué)建模的案例案例：變速直線運動的瞬時速度。問題：設(shè)有一物體在作變速運動，如何求它在任一時刻的瞬時速度？模型分析：瞬時速度等于位移對時間的一階導(dǎo)數(shù)。瞬時速度表明質(zhì)點在t時刻附近無限短的一段時間內(nèi)位移與時間的比值，即描述了質(zhì)點位移的瞬時變化率。此建模方式也可用在加速度的推導(dǎo)上。為了達到由易到難、循序漸進，就要選擇好物理課的教學(xué)內(nèi)容、準(zhǔn)確地利用數(shù)學(xué)建模各部分教學(xué)內(nèi)容為切入點、有針對性地運用適合高職學(xué)生的方法和解題技巧，注重學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)，使物理教學(xué)中的數(shù)學(xué)建模成為培養(yǎng)學(xué)生能力的途徑。在高職物理教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模的思想，以此促進高職物理教學(xué)改革與創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)物理、數(shù)學(xué)知識及方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)好物理的積極性，形成學(xué)生主動學(xué)習(xí)物理的良性循環(huán)。同時提高高職學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，充分發(fā)揮物理課程在高職人才培養(yǎng)中的作用。

作者：薄芳珍敖繼軍單位：呼和浩特職業(yè)學(xué)院內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)