基于应用型人才培养的《数学物理方法》教学改革研究

2018-11-13李燕沧州师范学院物理与信息工程学院沧州061001

新生代 2018年24期

李燕沧州师范学院物理与信息工程学院沧州 061001

1.前言

为了深化教育教学改革，促进教育教学创新，全面提高人才培养质量，根据我院“地方性、应用型”的办学定位，结合我院实际，《数学物理方法》课程教学改革正在如火如荼的进行当中。《数学物理方法》课程是物理学、通信工程等理工科专业的重要基础课和必修课，它包括复变函数和数学物理方程两大部分。本课程是在高等数学和普通物理等课程的基础上，以讲授经典数学物理中常用的方法为主，为后继课程（如量子力学、固体物理、电动力学、信号与系统等）做准备，起着承上启下的作用。本课程的特点是在于数学和物理的紧密结合，它既有一定的数学理论深度，同时又具有一定的实用性。

2.现状分析

《数学物理方法》涉及的概念、公式、定理多，方法复杂，题目难度大。由于课程改革的不断推进，这门课程的学时压缩到目前的68 学时。从教学内容到教学方法基本上以灌输基础知识为主要目的，而对学生应用能力的培养重视不够。目前高校使用的数学物理方法教材基本上都是统编的，没有专业特色，这就容易造成数学基础和后继专业课之间的脱节，往往会出现数学上讲的，专业上不会用，专业上急需解决实际问题又不知道如何用数学知识来处理。因此，在数学物理方法课程的教学中，我们结合数学物理方法的特点，对该课程进行教学内容和教学方式等方面的改革，使其更加合适物理学和通信工程专业的需求，为培养应用型人才打下一个坚实的基础。

3.教学改革的主要内容

3.1 结合专业需求优化教学内容

不同专业对数学知识的要求不同，侧重点也不一样。为了缓解学时限制的压力，更加有针对性的教学，我们对教学内容进行了改革。在保证课程体系基本完整的前提下，有些内容需要展开和加强，有些内容需要删减或者收缩。教师通过了解学生专业课程教学大纲、进度和目标，从而制定相关的教学计划。例如通信工程专业学生应重点讲授傅里叶变换和拉普拉斯变换等这些用来处理电路方程的知识；而物理学专业在电动力学中经常会用到稳恒方程，在教学过程中就直接做一专题来讨论数学物理方法在电动力学中的应用。因此，授课教师可以针对专业课程对数学物理方法的需求来突出其教学重点，划分好教学层次，合理分配教学课时比例，强调教学的实用性。

3.2 结合新的教学模式激发学生学习潜能

传统的教学模式是注入式的教学，学生被动地接受新知识。由于学生的数学基础差别很大，所以导致两极分化现象较严重。在教学过程中注重激发学生积极思维，在启发式教学的基础上采用讲练相结合的方法，让学生边学边练，既掌握了基础知识，又融会贯通相关的知识。要使学生从熟悉的概念出发，逐步引入新概念，使学生从特殊的具体事物中学会分析问题的本质特征。而对于一些定理的证明等则要求学生自学，培养和锻炼学生的自学能力。在教学中以介绍方法为主线，精选例题，通过例题说明问题所在，解决的思路及其关键步骤、具体的方法和遗留的不足。让学生撰写阅读报告和小论文，部分教学内容放入课外的答疑时间，针对具体学生进行，加强课内外的结合。通过这样的教学安排，不同层次的学生能力都能得到充分的发展。

3.3 结合专业知识强化实践训练

在教学过程中注意理论联系实际，加强应用实例的介绍，特别是一些来自实际的真实问题的解决方法的介绍。对传统内容的应用性问题进行更新和充实，以利于学生应用能力的培养，并提高学生的学习兴趣。教师在授课和习题练习中增加相关专业知识背景的介绍和讨论，鼓励学生利用已经学习到的知识结合自己的专业课程提出问题，建立数学模型解决自己所学专业课程中的问题。通过这样的过程学生学习起来更加清晰明白，也更加的有针对性，对所学习的方法也能够具有规范性、系统性、条理性的认识，这样学习到的知识才能被灵活的应用解决实际问题，学以致用，知识才是有生命力的。

3.4 结合科研成果促进教学改革

数学物理方法的知识被广泛地应用于各学科的科研工作中，这门课程本身非常适合作为一门研究型教学，将学习和研究有机的结合在一起。基于强调学科原理形成的过程，将问题的提出作为解决问题的出发点，同时以批判的观点看待问题，和学生互动共同来分析问题和解决问题的教学方式。在教学过程中，根据所教内容的特点适量地给出一些有趣的与科研有关的数学问题，激发学生的兴趣和探究激情，积极的引导学生进行讨论和探讨，并在此基础上作出小结。教师在这一过程中进行引导，并在最后作出总结和点评。另外，利用课外时间组织建模竞赛以及科技创新活动等。这种研究型的教学有力的将学习和创新相结合，并通过师生的互动，交流了思想和方法，对于有关问题的探索理解，对于能力的培养都有很好的作用。这样的过程本身可以培养学生的批判思维能力，降低对权威的依赖，使学生在虚心学习的基础上，有自己的创新和理解。