數(shù)學物理方法教學改革探討論文
摘要：該文主要對數(shù)學物理方法課程的教學方法進行了研究，分析了以往教學中存在的問題。本著提高學生的學習積極性、培養(yǎng)學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力、促進學生的最大化成長和發(fā)展的目的，我們對教學內(nèi)容和教學方法改革進行了探索，旨在提高學生的學習積極性，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和應用能力。
關(guān)鍵詞：數(shù)學物理方法；教學改革；創(chuàng)新能力；應用能力
1現(xiàn)有教學方法分析
數(shù)學物理方法是高等院校物理專業(yè)的傳統(tǒng)必修課，同時也是很多工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。作為很多專業(yè)的基礎(chǔ)課，數(shù)學物理方法課程為它們提供必要的數(shù)學基礎(chǔ)和工具，并培養(yǎng)學生的物理思維能力和鍛煉學生運用數(shù)學工具解決實際問題的能力。數(shù)學物理方法這門課程從內(nèi)容上講，主要包括兩部分：一部分是復變函數(shù)，主要講授復數(shù)、復變函數(shù)的微積分及積分變換；另一部分是數(shù)學物理方程及特殊函數(shù)，指的是從物理學以及其它自然科學、技術(shù)科學中產(chǎn)生的偏微分方程。主要講如何從實際問題中運用物理定律進行數(shù)學建模從而形成定解問題并介紹求解定解問題的各種方法。這門課是公認比較難學的課程，這是由于此門課程內(nèi)容多、涉及面廣，知識繁雜，學生反映不好學，聽不懂，課后習題不會做等等。許多學生對這門課有畏難情緒，上課時不積極，這就往往導致課堂氣氛沉悶，學習效果不佳。以往教學比較沉悶，注重解題過程和公式推導，這樣的教學方法存在的主要缺陷有：
�。�1）上課枯燥，不能提高學生的學習興趣，造成了大部分學生平時上課缺乏積極性、主動性，學習學的刻板；
（2）缺乏對學生的創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力地培養(yǎng)，很多學生學完此門課程之后，只會機械的解題，而缺乏創(chuàng)新應用能力；
�。�3）有一部分學生由于基礎(chǔ)知識掌握的不好，學習此門課程比較困難，不能有效地參與到課程學習中。因此，如何對教學方法進行有效的改進，以提高學生的學習積極性、主動性、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和應用能力是非常重要的。
2教學改革探索與初步實踐
基于多年的`教學探索，我們對教學內(nèi)容和教學方法進行了改進，提出了能夠調(diào)動學生積極性并讓學生充分參與到課程中的教學方法。通過初步的實施，發(fā)現(xiàn)改進后的教學方法大大提高學生的學習積極性，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和應用能力。
2。1關(guān)于教學內(nèi)容的改進
在教學內(nèi)容上，我們針對不同專業(yè)的學生準備了不同的教學案例。比如，在講授平面向量場這一節(jié)，對于力學、能動專業(yè)的學生，我們準備了平面流速場的例題，這與他們的流體力學專業(yè)密切相關(guān)；而對于物理、廣電專業(yè)的學生我們準備了平面靜電場的例題，這與他們的靜電學專業(yè)密切相關(guān)。再如，在建立波動方程時，對于力學、能動專業(yè)的學生我們以弦振動為例進行建模探討，而物理專業(yè)的學生則以高頻傳輸線作為教學實例。通過確立與學生專業(yè)相關(guān)的教學內(nèi)容和教學案例，提高了學生的興趣，也明確了此門課程對學生的重要性。
2。2關(guān)于教學方法的探討
（1）對于教學方法改革，我們首先注意此課程強大的應用性，且具有實踐背景和深刻的物理意義。因此，在講授課程時，我們提出對于每一個例題，一定要數(shù)學建模、解題方法、編程可視化、分析物理意義一體化。在以往的教學中，過多地重視了解題方法的講授，而忽視了可視化和分析物理意義這兩個極為重要的環(huán)節(jié)。例如，對于討論有限長弦的強迫振動。求解方法有：齊次化原理和按特征函數(shù)展開法。通過MATLAB或者MATHEMATICA編程，進行可視化，可以將弦的振動過程進行動畫演示，可以通過調(diào)節(jié)施加的外力，觀察對弦的振動的影響，并且注意到當時間的外力頻率與弦的固有頻率充分接近的時候，會引起共振，產(chǎn)生大的振蕩。因此，在啟發(fā)我們意識和理解到建設(shè)橋梁時為何要避免共振，而在無線電中為何有時又要共振。在要求學生課后作業(yè)時，也要做到數(shù)學建模、解題方法、編程可視化、分析物理意義這四個過程缺一不可，并且是組織安排學生進行報告。這樣可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐應用能力。（2）學生的分組共同作業(yè)。前面提到解決一個問題，需要數(shù)學建模、解題方法、編程可視化、分析物理意義四個關(guān)鍵步驟。但是有一部分同學的基礎(chǔ)不好，獨立完成這一切是很困難的，為此，我們提出了分組作業(yè)。兩三個同學一組，共同作業(yè)，可以相互幫助、相互學習、相互研究、相互提高，培養(yǎng)學生的協(xié)作能力，促進學生的全面總體成長。（3）讓學生參與到課程教學中。在一學期安排5～6次的學生課堂。給每組學生一周左右的時間準備，上前講授某種方法或者某個內(nèi)容。讓學生充分的參與到課堂教學中，充分調(diào)動了學生的學習積極性，發(fā)揮了他們極大的潛能。
2。3初步實施效果
上述的教學內(nèi)容和教學方法改革，我們已經(jīng)逐步進行了實施，效果是讓我們驚喜的。
�。�1）提高了學生的學習積極性和對此門課程的學習興趣。上課學生熱情飽滿，能夠很好地跟教師互動，積極思考、回答老師提出的問題。
�。�2）充分激發(fā)了學生的求知欲和潛能。當讓學生上前講授內(nèi)容或者做報告時，往往能夠得到很多驚喜，學生能夠查閱很多相關(guān)的資料，并能深入思考問題，呈現(xiàn)出很好的課堂教學。
�。�3）培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和應用能力。每次學生報告時，都能通過小組合作，提出解決方案，利用軟件進行編程，實現(xiàn)可視化，極大地鍛煉了學生的創(chuàng)新應用能力。在全國大學生數(shù)學建模競賽和美國大學生數(shù)學建模競賽中均取得了優(yōu)異成績。
3結(jié)語
經(jīng)過實驗，將教學改革方案應用指導數(shù)學物理方法課程的授課中，確實調(diào)動起了學生學習此門課程的興趣，學生通過軟件編程進行可視化，不僅極大地調(diào)動了他們的學習積極性，而且通過對物理現(xiàn)象的演示，很好地加深了對問題的理解。通過學生課堂和平時的小組協(xié)作作業(yè)培養(yǎng)了學生利用數(shù)學知識進行建模、解決實際問題的能力，全面提高了學生對數(shù)學物理方法課程的知識掌握，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。
參考文獻：
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