数学建模的物理教学论文范文

一、数学建模教学是当前人才培养的需要

物理问题来源于社会生活的众多领域，通过建立数学模型，学生学会了独立查阅文献资料获取知识，并重新组合处理这些信息。因此通过在物理课程中引入数学建模，可以极大地训练学生的逻辑思维、发散性思维。不仅可以拓宽学生的眼界，而且能提高学生的学习技能和分析问题和解决问题的能力。数学建模需要大量信息，集思广益，因此数学建模的学习注重团队分工合作。作为学生个体，每个人必须学会与人合作，与人交流，既要不断提高知识储备和解决问题的能力，又要学会资源共享、能力互补，这也是学生走上社会和工作岗位不可或缺的基本能力之一。

二、将数学建模引入高职物理的设计原则

针对高职物理教学的现状，在引入数学建模的教学实践中，总体思路是由浅入深、循序渐进地讲解各种数学建模的方法和解题思路，以避免学生在学习的过程中产生畏难的情绪，逐步引导学生使用数学建模方法学习物理知识，这是在物理教学中引入数学建模的总体原则。

（一）分层次、分阶段在高职物理教学中引入数学建模通过采用高中物理应用题为高职学生进行物理数学建模能力的初始阶段培养，充分考虑高职学生的数学、物理基础不够扎实、其他领域知识不够完善，保护了学生参与建模活动的积极性。通过在物理教学中引入数学建模，学生体会到物理学习的现实意义，认识到数学知识的价值，从而激发学生学习物理的兴趣与欲望。在学生熟练后，可以由浅入深、循序渐进，通过对物理问题的思考，引导学生用数学建模的方法探寻解决问题的思路。

（二）以点带面、点面并重促进整体教学质量的提高将物理基础教育作为“面”，数学建模教育作为“点”，物理学科是培养学生应用与创新能力的重要学科，而数学建模是培养应用与创新能力的有效途径。它是一种崭新的教学模式，是培养学生物理应用能力、创新能力和科研合作能力的一个较好平台。通过数学建模来解决实际问题需要的正是学生的创造性思维和创新能力，而贯穿于数学建模活动全过程的也正是训练学生如何摄取和运用已有知识和经验的能力。数学建模的引入使物理学习中趣味性提高，使物理课程更具实用性，形式多样，容易激发学生的兴趣，通过这样的方式吸引学生对物理课程的兴趣，将数学建模的思想渗透到物理学的教学中去，用数学建模教学带动高职物理教学的发展。

三、将数学建模思想引入高职物理教学的实施策略

（一）在物理课堂中引入数学建模的步骤“数学建模”就是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程，也是物理问题解决的桥梁和途径。为了把握数学建模的思想内涵，确保“融入”物理课堂不流于形式，数学建模的过程大致分为几步：（1）物理问题或案例引入；（2）用数学工具处理问题（数学建模），也就是运用数学的思维将问题“提纯”；（3）用数学知识解决问题（数学解模）；（4）将数学问题的结论与现实进行比较（模型的验证），从而帮助学生发现内在的联系和规律，并以此探究解决实际问题的途径和对策（模型的应用）。数学建模过程也可用图表表示，在数学建模的过程中，学生通过对物理问题的观察、假设，将其转化为一个数学问题，然后求解数学问题，得到所求，再回到物理问题中，看是否能解释物理问题，是否与实际经验或数据相吻合，若吻合，那么数学建模过程就完成了。这样的过程，符合学生认知过程的发展规律，能极大地激发学生学习物理的积极性，使学生的创造潜能得到了充分的开发。

（二）在物理课堂中引入数学建模的案例案例：变速直线运动的瞬时速度。问题：设有一物体在作变速运动，如何求它在任一时刻的瞬时速度？模型分析：瞬时速度等于位移对时间的一阶导数。瞬时速度表明质点在t时刻附近无限短的一段时间内位移与时间的比值，即描述了质点位移的瞬时变化率。此建模方式也可用在加速度的推导上。为了达到由易到难、循序渐进，就要选择好物理课的教学内容、准确地利用数学建模各部分教学内容为切入点、有针对性地运用适合高职学生的方法和解题技巧，注重学生的数学建模能力的培养，使物理教学中的数学建模成为培养学生能力的途径。在高职物理教学中引入数学建模的思想，以此促进高职物理教学改革与创新，引导学生进一步学习物理、数学知识及方法，激发学生学好物理的积极性，形成学生主动学习物理的良性循环。同时提高高职学生的综合素质和能力，充分发挥物理课程在高职人才培养中的作用。

作者：薄芳珍敖继军单位：呼和浩特职业学院内蒙古工业大学