基于應用型人才培養的《數學物理方法》教學改革研究

李燕 滄州師范學院物理與信息工程學院 滄州 061001

1.前言

為了深化教育教學改革，促進教育教學創新，全面提高人才培養質量，根據我院“地方性、應用型”的辦學定位，結合我院實際，《數學物理方法》課程教學改革正在如火如荼的進行當中。《數學物理方法》課程是物理學、通信工程等理工科專業的重要基礎課和必修課，它包括復變函數和數學物理方程兩大部分。本課程是在高等數學和普通物理等課程的基礎上，以講授經典數學物理中常用的方法為主，為后繼課程（如量子力學、固體物理、電動力學、信號與系統等）做準備，起著承上啟下的作用。本課程的特點是在于數學和物理的緊密結合，它既有一定的數學理論深度，同時又具有一定的實用性。

2.現狀分析

《數學物理方法》涉及的概念、公式、定理多，方法復雜，題目難度大。由于課程改革的不斷推進，這門課程的學時壓縮到目前的68 學時。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。目前高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后繼專業課之間的脫節，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。因此，在數學物理方法課程的教學中，我們結合數學物理方法的特點，對該課程進行教學內容和教學方式等方面的改革，使其更加合適物理學和通信工程專業的需求，為培養應用型人才打下一個堅實的基礎。

3.教學改革的主要內容

3.1 結合專業需求優化教學內容

不同專業對數學知識的要求不同，側重點也不一樣。為了緩解學時限制的壓力，更加有針對性的教學，我們對教學內容進行了改革。在保證課程體系基本完整的前提下，有些內容需要展開和加強，有些內容需要刪減或者收縮。教師通過了解學生專業課程教學大綱、進度和目標，從而制定相關的教學計劃。例如通信工程專業學生應重點講授傅里葉變換和拉普拉斯變換等這些用來處理電路方程的知識；而物理學專業在電動力學中經常會用到穩恒方程，在教學過程中就直接做一專題來討論數學物理方法在電動力學中的應用。因此，授課教師可以針對專業課程對數學物理方法的需求來突出其教學重點，劃分好教學層次，合理分配教學課時比例，強調教學的實用性。

3.2 結合新的教學模式激發學生學習潛能

傳統的教學模式是注入式的教學，學生被動地接受新知識。由于學生的數學基礎差別很大，所以導致兩極分化現象較嚴重。在教學過程中注重激發學生積極思維，在啟發式教學的基礎上采用講練相結合的方法，讓學生邊學邊練，既掌握了基礎知識，又融會貫通相關的知識。要使學生從熟悉的概念出發，逐步引入新概念，使學生從特殊的具體事物中學會分析問題的本質特征。而對于一些定理的證明等則要求學生自學，培養和鍛煉學生的自學能力。在教學中以介紹方法為主線，精選例題，通過例題說明問題所在，解決的思路及其關鍵步驟、具體的方法和遺留的不足。讓學生撰寫閱讀報告和小論文，部分教學內容放入課外的答疑時間，針對具體學生進行，加強課內外的結合。通過這樣的教學安排，不同層次的學生能力都能得到充分的發展。

3.3 結合專業知識強化實踐訓練

在教學過程中注意理論聯系實際，加強應用實例的介紹，特別是一些來自實際的真實問題的解決方法的介紹。對傳統內容的應用性問題進行更新和充實，以利于學生應用能力的培養，并提高學生的學習興趣。教師在授課和習題練習中增加相關專業知識背景的介紹和討論，鼓勵學生利用已經學習到的知識結合自己的專業課程提出問題，建立數學模型解決自己所學專業課程中的問題。通過這樣的過程學生學習起來更加清晰明白，也更加的有針對性，對所學習的方法也能夠具有規范性、系統性、條理性的認識，這樣學習到的知識才能被靈活的應用解決實際問題，學以致用，知識才是有生命力的。

3.4 結合科研成果促進教學改革

數學物理方法的知識被廣泛地應用于各學科的科研工作中，這門課程本身非常適合作為一門研究型教學，將學習和研究有機的結合在一起。基于強調學科原理形成的過程，將問題的提出作為解決問題的出發點，同時以批判的觀點看待問題，和學生互動共同來分析問題和解決問題的教學方式。在教學過程中，根據所教內容的特點適量地給出一些有趣的與科研有關的數學問題，激發學生的興趣和探究激情，積極的引導學生進行討論和探討，并在此基礎上作出小結。教師在這一過程中進行引導，并在最后作出總結和點評。另外，利用課外時間組織建模競賽以及科技創新活動等。這種研究型的教學有力的將學習和創新相結合，并通過師生的互動，交流了思想和方法，對于有關問題的探索理解，對于能力的培養都有很好的作用。這樣的過程本身可以培養學生的批判思維能力，降低對權威的依賴，使學生在虛心學習的基礎上，有自己的創新和理解。

4.結語

根據數學物理方法的特點，我們從教學內容和教學方法上進行了改革，目的是在教學內容上力求與前期及后續課程進行完整銜接，希望能在有限的學時內運用靈活多樣的教學方法和手段，使學生更有效地掌握本課程的基本知識和技能，同時提高學生的理論思維能力、以及運用數學工具分析和解決實際問題的能力。