《數學物理方法》課程教學改革的研究與探索

摘要：數學物理方法是工科碩士研究生重要的數學基礎課，對該課程進行教學改革是勢在必行，本人在多年的教學實踐中對該課程教學改革進行了一些研究和探索，其中之一就是把油田應用的數學模型實例與教學內容結合起來注入到課堂教學中去，強化了課堂教學的效果，提高學生應用所學的知識創造性地解決實際問題的能力。

關鍵詞：數學物理方法；教學改革；數學模型；應用案例

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）10-0057-02

一、課程教學改革的必要性

進入21世紀的高等院校正處在更新教育觀念，深化教學改革的熱潮中。我校作為一所石油高校，為了培養適合于社會需要的復合型人才，根據學校的辦學特點，數學課程的教學改革也在如火如荼地進行，關于《數學物理方法》課程，如何突出其石油特色，使抽象的概念、定理、結論和計算方法更貼近油田生產實際，是我們教學改革的重點之一?！稊祵W物理方法》是工科碩士研究生重要的數學基礎課，它作為高等工程教育中的一個重要內容，其目的在于一方面培養學生所必須具備的基本的數學素質，另一方面培養學生數學的應用能力。目前，對于工科碩士研究生來講，國內各工科高校根據專業的需要都開設實用性和應用性很強的數學物理方法課程，長期以來，傳統的教學思想、教學觀念一直占主導地位，片面地認為，《數學物理方法》僅僅是為工科碩士研究生學習后繼課程提供知識儲備與工具。因而，從教學內容到教學方法基本上以灌輸基礎知識為主要目的，而對學生數學應用能力的培養重視不夠，從《數學物理方法》的教學大綱和教材內容就能看出這一點。對于石油高校來講，把《數學物理方法》的知識運用到油田生產實踐，解決油田生產中的一些實際問題；再把現場的應用實例納入到教學中去就顯得非常必要了。因此，對于《數學物理方法》的教學改革具有一定現實意義，從長遠來看，也是必需的。這將會給數學物理方法的教學注入新的活力，其前景是非常廣闊的，為培養復合性人才打下一個堅實的基礎。

二、課程教學的特點及教學中存在的問題

《數學物理方法》最先是由希爾伯特所提出，當時涉及的主要內容很廣，包括不變式理論、代數數域理論、幾何基礎、積分方程、物理學、一般數學基礎等，他集數學方法之精髓于物理問題的思考與解決，構成了該課程的主要內容。后經過幾代教育工作者的努力探索，逐漸形成較為穩定的教學內容，主要由復變函數、數理方程、積分變換和特殊函數等知識構成課程內容框架?！稊祵W物理方法》課程的主要教學目的是，培養學生用數學語言表述物理問題的能力、綜合應用物理、數學知識的能力，提高分析和運算能力。它是具有廣泛應用背景的一門數學基礎理論課程，不論從事基礎研究，還是工程技術開發工作都離不開它。課程特點是涉及到的數學知識廣泛；涉及到的物理概念多；計算較繁，學習難度大。教學中存在的問題是，從教學內容到教學方法基本上以灌輸基礎知識為主要目的，而對學生應用能力的培養重視不夠，從教學大綱和教材內容就能看出這一點。目前多數工科院校使用的《數學物理方法》教材基本上都是統編的，沒有專業特色，這就容易造成數學基礎和學生后繼專業課之間的真空和脫節，往往會出現數學上講的，專業上不會用，專業上急需解決實際問題又不知道如何用數學知識來處理。另外，供研究生使用的教材和參考書也很有限，一些教材教學內容針對專業性不強，應用性的例題和習題太少，不能滿足工科研究生學習的要求。

三、根據專業需求充實教學內容

針對《數學物理方法》教學中存在的問題，我們深入到油田現場和科研院所及利用現代化手段從互聯網上收集了一些有關數學物理方法應用的案例。根據教學內容把這些實例進行歸類整理篩選，形成有價值的案例，然后充實到教學內容中去。下面介紹幾例應用。

四、課程的教改效果

在《數學物理方法》課程的教學中把這些實例與教學內容結合起來注入到課堂教學中去，使學生了解數學知識是怎樣應用于實際，怎樣解決油田生產問題，打破了書本與實際的界限，也實現了數學與石油工程學科之間相互滲透、交叉，緊密結合油田生產實際中的問題，綜合運用數學理論分析和解決實際問題，形成“學”與“用”的良性循環。這樣在一定程度上，會提高學生應用所學的知識創造性地解決實際問題的能力。

五、課程的教改設想

學校地處大慶油田，擁有得天獨厚的自然條件，以后打算搭建一個師生與現場工程技術人員相互交流和溝通的平臺。一方面把油田工程技術專家、學者聘請到學校來研究生作相關的學術報告，開學術研討會；另一方面組織研究生深入油田現場和科研院所調研學習。這樣會更進一步加強復合型、實用型人才培養。