“数学物理方法”课程的教学认识和改革探索

来源:用户上传      作者:周天

　　摘要：“数学物理方法”是理工科专业的基础性课程，文章根据现阶段该课程的发展现状，以及作者在课程教学过程中的现实体会，从改革教学内容、教学研相结合、改革教学手段，实行双主型教学、改革考核制度，实行双考核制等方面提出了几点改革措施。
　　关键词：“数学物理方法”;教学认识;实践感悟;对策探讨
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）10-0316-02
　　 一、引言
　　“数学物理方法”是一门公认的难度较高的课程，主要涉及物理问题的数学求解，有助于锻炼学生的数学思维逻辑和解决物理实践问题的能力，是连接物理学和数学的桥梁。依据笔者长期教学实践经验来看，针对不同的授课对象，教师的授课过程、授课方式以及学生在课堂、课后的反馈都存在明显的差异，为尽可能降低因授课群体不同而带来的差异，让更多学生在课堂讲授中获益，就需要根据实际情况做出相应的改革。
　　二、对“数学物理方法”课程的教学认识
　　“数学物理方法”是各理工科专业学生的必修科目，该课程涉及的基础知识多、概念抽象、内容分散，因此，了解该课程目前的总体发展现状以及不同授课对象所呈现的差异性显得尤为必要。
　　（一）“数学物理方法”课程的发展现状
　　1.课程内容庞杂，课时严重不足。自高校扩招以来，精英教育变为大众教育，学校对各类课程设置也做出了相应的调整。“数学物理方法”的课时被严重压缩，教师只能在上课内容上有所偏倚或者加快授课节奏，在这种情况下，更多的学生无法将自己的思考快速融入教师的授课节奏，从而逐渐对课程失去兴趣。
　　2.课程复杂推导多，学生理解困难。无论是复变函数还是数学物理方程都存在复杂难解的推导过程，需要较强的逻辑推理能力和扎实的基础知识作为铺垫，并且计算量大，枯燥的计算容易激起学生的抵触心理，使其在学习中出现似懂非懂的情况，降低学生学习的效率和解决实际问题的能力。
　　3.教学观念传统，教学时效性不强。传统授课方式以教师为中心展开教学活动，教师是知识的传授者，是教学活动的主体，学生处于从属地位，始终扮演知识接受者的角色。惯用“填鸭式”的教学手段，教师“照本宣科”，学生则被动接受知识，课堂参与度不高，缺乏学习动力和自主性。案例教学的方法运用较少，对公式求解和方程在实际生活中的应用无法进行考证，教学的实际效果不明显。
　　4.考核方式单一陈旧，学生创新意识不强。直接采用单一的闭卷考试的方法，以考试成绩作为学生学业评价的唯一标准，期末考试成绩在总成绩中的占比过高，课堂考勤、平时作业等综合评分占比较低，学生课堂投入度和学习积极性不高，自主思考问题的能力下降，创新意识不强，难以满足社会发展现实对实用型人才的需求。
　　（二）对“数学物理方法”课程的实践感悟
　　就笔者讲授“数学物理方法”这门课程的教学实践来看，同样的教学内容和教学方法对于不同的授课群体产生的教学效果差异十分明显。我校在基地班和普通班统开“数学物理方法”这门课程，笔者在授课过程中发现，不同班级在课堂互动和课后反馈方面表现出来的效果完全不同，主要差异表现在课堂互动和课后反馈两个方面。首先，在课堂互动方面：基地班学生课堂氛围更为活跃，课堂互动频繁，授课效果显著;普通班学生课堂互动少，学习热情不高，课程重视程度不够，课堂氛围较为单调，在学习的过程中也流于笔记类形式化的东西，对后期学习和研究的意义不大。其次，在课后反馈方面：基地班学生学习积极性强，课后及时复习，课程知识点消化得快，能够通过课后答疑等环节及时解决存在的问题;普通班学生课堂理解能力欠佳，被动接受知识的传递，大多数学生并未养成课后按时复习、独立思考问题、分析问题、解决问题的习惯，不知道自己要在答疑环节和教师讨论的内容，疑难问题日益堆积，得不到有效的解决。
　　就基地班和普通班的授课情况来看，对于“数学物理方法”这门教学内容复杂、教学逻辑严谨、解题过程烦琐的课程，教学过程中容易导致学生对该课程的知识点不能全面系统的掌握，尤其对基础较为薄弱的学生来说，只是盲目地跟从教师的讲解，对理论知识进行简单的掌握，并未將自己的思考融入课堂，更不能用具体的分析方法解决实际问题，导致整体授课成效下降。
　　三、对于“数学物理方法”课程的改革探索
　　随着社会的迅速发展，传统的授课方式和教育理念与大众化、信息化的高等教育不相适应，“数学物理方法”的教学内容、教学手段以及课程评价标准的改革迫在眉睫，鉴于笔者实际授课过程中的体会，更迫切地需要根据实际情况探索出适合现代化教育对象、符合教育发展要求的整改措施和方法。
　　1.改革教学内容，教学研相结合。在讲授“数学物理方法”这门课程时选择经典教程，例如将梁家宝或梁昆淼的“数学物理方法”作为主要教材，该教材内容精练、难度适中、重点突出，避免学生因繁杂的内容失去学习的信心;根据该课程在不同专业中的地位、作用、任务和课时量有针对性地选择不同的教学内容，例如，对于分离变量法、格林函数法、特殊函数这些比较难理解的内容，可以灵活性地精选实用性强、难点突出的章节进行讲授，简化烦琐的理论推理和数学证明，深入浅出、步步推理，引导学生掌握基本定理、公式和概念，既让学生掌握理论知识框架，又使学生能够明白其中的逻辑推理过程;鼓励学生探究式的学习，让学生将老师讲授的课程内容、自己对本课程的兴趣点结合起来，提出课题、收集论据、整理成文，培养学生深入研究具体问题的能力，使学生真实地感受到这门课程的实用性，体会到学习本课程的意义。
　　2.改革教学手段，实行双主型教学模式。教师在授课过程中发挥主导性作用的同时，要提高学生在教学活动中的主体性地位，教师与学生之间要做到相互协调、相互配合，共同提高课堂教学的效果;根据不同层次学生的理解和消化程度，选择不同的教学手段，通过讨论式、探究式、问答式等多种教学方式，培养学生的学习兴趣和逻辑思维能力，鼓励学生发表自己的见解，启发学生树立自主创新、善于发问、主动思考、勤于动手的习惯;改变陈旧的教学观念，使用多媒体辅助教学，将网络教学融入“数学物理方法”的教学当中，利用多媒体将复变函数的推导和求解以仿真模拟图像的形式进行更直观的展示，方便学生理解推理过程，并加深学生对课程内容的记忆，增加课程的信息量，缓解课时量不足的问题，提高授课效率;对一些知识点比较系统、难度不大的章节可以分给学生进行讲授，并通过现场分组讨论的方式，解决课程中遇到的困难，增强学生学习的积极性和主动性。 　　3.改革考核制度，實行双考核制。传统的考试制度已经不能完全适应现代社会的发展需要，尤其对于“数学物理方法”这样一门讲授和学习难度比较大的课程来说，改变单一闭卷考试的考核方式尤为必要。可以采用开卷和闭卷、期末考和平时表现相结合的开合方式，主要体现如下：平时表现占总成绩的20%，包括出勤率、课时作业的完成情况、课堂交流互动的积极性等;分组进行专题讨论，提交讨论报告，按照内容翔实程度、创新性、正确率可酌情给分，占总成绩的10%;要求提交一篇与课程相关的小论文，需要围绕某个问题，给出相应的解答，占总成绩的10%;期末以闭卷或开卷考试的方式进行统一考核，占总成绩的60%。这种综合性的考核评价方式可以有效地避免学生出现考前临时突击、硬性背诵，但并不理解课程在实践中如何具体应用的现象，同时能对学生进行全方位的评价，提高学生的课堂参与程度。
　　四、总结
　　总的来说，“数学物理方法”课程的教学改革从对教学内容、教学方式以及考核方式的优化出发，激发学生自觉主动学习的兴趣，调动学生课堂的参与度，提高教学质量和学习效果，增强了课程的针对性，有利于改变传统教学模式带来的弊端，有利于以更加合理的方式完成教学大纲指定的教学内容，有利于提高学生运用数学知识解决实际问题的能力，有利于培养适合时代发展的新型的实用型人才。
　　参考文献：
　　[1]梁昆淼.数学物理方法[M].第3版.北京：高等教育出版社，1998.
　　[2]郭敦仁.数学物理法[M].第2版.北京：高等教育出版社，1991.
　　[3]谷超豪.数学物理方程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2012.
　　[4]刘国光，卢民强.数学物理方法教学内容改革的探索[J].大学物理，2004，（6）：59-62.
　　[5]孙昌波.“数学物理方程”教学的几点改革与实践[J].教育教学论坛，2014，（33）：20-21.
　　[6]姚端正.数学物理方法[M].北京：科学出版社，2012.
　　The Teaching Cognition and Reform Exploration of "Mathematical Methods for Physics"
　　ZHOU Tian
　　（College of Atmospheric Science，Lanzhou University，Lanzhou，Gansu 730000，China）
　　Abstract："Mathematical Method for Physics" is a basic course in science and engineering disciplines，according to the current development of the course and the author's teaching experience，the author puts some reform measures based on the teaching content，teaching research，teaching methods，the combination of double main teaching appraisal system，and implement double by discussion.
　　Key words："Mathematical Methods for Physics";teaching cognition;practice perception;countermeasures
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