楊曉榮

(西藏大學(xué)理學(xué)院,西藏 拉薩 850000)

民族地方高校普通物理數(shù)字化教學(xué)探索與實(shí)踐＊

楊曉榮

(西藏大學(xué)理學(xué)院,西藏 拉薩 850000)

本文以西藏大學(xué)為例,探索在民族地方高校新設(shè)“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的目的、做法及實(shí)施情況.以Matlab為平臺(tái),將計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算與模擬實(shí)驗(yàn)引入普通物理教學(xué)中,促進(jìn)Matlab的數(shù)值計(jì)算及模擬功能與普通物理課程教學(xué)的整合,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)計(jì)算教育,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力,推進(jìn)民族地區(qū)普通物理數(shù)字化教學(xué)改革.

普通物理;計(jì)算物理;Matlab;數(shù)字化

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)的日益普及和科學(xué)計(jì)算方法的飛速發(fā)展,“計(jì)算物理”已經(jīng)和“理論物理”、“實(shí)驗(yàn)物理”并列為物理學(xué)的三大支柱.在國(guó)外,早在20世紀(jì)80年代末就已經(jīng)普遍開設(shè)“計(jì)算物理”課程,使計(jì)算機(jī)成為物理課程的學(xué)習(xí)工具.國(guó)內(nèi)的計(jì)算物理教育也已經(jīng)開展起來(lái).1999年“教育部物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專業(yè)物理與應(yīng)用物理教學(xué)指導(dǎo)組”在第三次工作會(huì)議紀(jì)要中明確指定“計(jì)算物理”為研究生的7門基礎(chǔ)課之一.2001年北京師范大學(xué)物理系在對(duì)其二年級(jí)本科生(1999級(jí))上理論力學(xué)課的同時(shí),開設(shè)“理論力學(xué)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)”,創(chuàng)建了本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程[1].2004年“教育部物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”建議本科生開設(shè)“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程.

目前數(shù)字化浪潮正以磅礴之勢(shì)席卷全球,數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用也日益廣泛.將計(jì)算物理引入到本科物理教學(xué)中,對(duì)本科生進(jìn)行科學(xué)計(jì)算教育已迫在眉睫.科學(xué)計(jì)算能力是物理系學(xué)生以及其他理工科非物理專業(yè)學(xué)生必備的素質(zhì)之一,是教改的需要,是時(shí)代的要求.開設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程,培養(yǎng)本科生的科學(xué)計(jì)算能力刻不容緩.

在普通物理學(xué)數(shù)字化教學(xué)改革中,我們主要致力于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的現(xiàn)代化.主要目的之一,選擇合適的普通物理教學(xué)內(nèi)容用計(jì)算機(jī)模擬,并通過(guò)與真實(shí)物理圖像(如實(shí)驗(yàn)圖片)的對(duì)比,加深學(xué)生對(duì)抽象物理概念和物理規(guī)律的理解,實(shí)現(xiàn)普通物理教學(xué)的數(shù)字化與可視化.其二,配合課程內(nèi)容,新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”(或稱“普通物理學(xué)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)”),使數(shù)學(xué)軟件Matlab除了是教師的教學(xué)工具之外,還成為學(xué)生的學(xué)習(xí)工具,讓學(xué)生通過(guò)自主探究式學(xué)習(xí)掌握利用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和研究物理問(wèn)題的方法,以培養(yǎng)其科學(xué)計(jì)算能力,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣.教學(xué)實(shí)踐表明此方案可行,已取得預(yù)期效果,推進(jìn)了普通物理數(shù)字化與可視化教學(xué)改革,使西藏大學(xué)普通物理教學(xué)現(xiàn)代化又向前邁進(jìn)了一大步.

2 新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的原因和目的

西藏大學(xué)新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程,是源于深化普通物理課程教學(xué)現(xiàn)代化改革的考慮.2005.8—2007.4,西藏大學(xué)教學(xué)研究與改革項(xiàng)目——“西藏大學(xué)普通物理課程教學(xué)現(xiàn)代化的研究與實(shí)踐”課題組,從現(xiàn)代物理學(xué)高度和普通院校的教學(xué)實(shí)際出發(fā),全面革新了普通物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)方法和教學(xué)手段[2].在教學(xué)手段現(xiàn)代化方面,該課題組以Matlab為教學(xué)工具,將一些內(nèi)容制作成圖片或動(dòng)畫置于多媒體課件之中,真實(shí)直觀、形象生動(dòng)地展現(xiàn)了抽象、復(fù)雜的物理過(guò)程,學(xué)生易于理解,有效解決了藏族學(xué)生的語(yǔ)言障礙問(wèn)題,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

可是一線的教學(xué)經(jīng)歷使我們發(fā)現(xiàn),西藏學(xué)生由于沒(méi)有機(jī)會(huì)得到科學(xué)計(jì)算方面的訓(xùn)練,直到畢業(yè)也不具備用計(jì)算機(jī)處理物理問(wèn)題的能力,他們不知道如何去完成學(xué)習(xí)中的一些簡(jiǎn)單數(shù)值計(jì)算,甚至不會(huì)畫畢業(yè)論文中的插圖.這明顯滯后于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外物理教學(xué)數(shù)字化和可視化的發(fā)展趨勢(shì),也說(shuō)明西藏高校在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)計(jì)算能力方面做得還不夠,西藏學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力有待加強(qiáng).之后,我們對(duì)西藏大學(xué)物理系大四學(xué)生(2005級(jí))“利用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)物理的狀況”進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查,調(diào)查的結(jié)果綜述如下.

調(diào)查顯示,對(duì)于計(jì)算物理的概念,38.7%的學(xué)生“一點(diǎn)也不懂”,58.1%的學(xué)生“了解一點(diǎn)”,僅3.2%的學(xué)生“清楚知道”.對(duì)于利用計(jì)算機(jī)現(xiàn)在可以做的主要工作,87.1%的學(xué)生“會(huì)做簡(jiǎn)單的文字處理”,9.7%的學(xué)生“會(huì)制作 PPT多媒體課件”,僅3.2%的學(xué)生“會(huì)用計(jì)算機(jī)處理簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題”.在調(diào)查“使用計(jì)算機(jī)主要做什么”時(shí),有45.2%的學(xué)生選“上網(wǎng)聊天”,25.8%的學(xué)生選“玩游戲(聽音樂(lè)、看電影等娛樂(lè)活動(dòng))”,22.6%的學(xué)生選“上網(wǎng)查資料(含信息瀏覽)”,僅3.2%的學(xué)生選“學(xué)習(xí)”.在調(diào)查“使用計(jì)算機(jī)對(duì)你的物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生的主要影響”時(shí),有35.2%的學(xué)生選“沒(méi)體會(huì)或不清楚”.這樣的調(diào)查結(jié)果說(shuō)明,開展普通物理學(xué)數(shù)字化教學(xué)的研究與實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力,推進(jìn)普通物理學(xué)的數(shù)字化和可視化教學(xué)改革已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急.

當(dāng)然,數(shù)字化的含義很廣泛,比如用 PPT講稿,利用網(wǎng)絡(luò)獲得的材料(圖片、視頻等),把一些演示實(shí)驗(yàn)拍成圖片或視頻,利用計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果,直接利用網(wǎng)上現(xiàn)成的教學(xué)資源等.其中,課堂上直接做計(jì)算機(jī)模擬就是“高級(jí)”的了,讓學(xué)生親自做計(jì)算機(jī)模擬就“更高級(jí)”了,這也是我們所期望的.要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),最好的辦法就是給本科生開設(shè)“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程.考慮到西藏學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)方面的實(shí)際情況,針對(duì)西藏學(xué)生與內(nèi)地學(xué)生有不同的特點(diǎn),將計(jì)算物理這一課程定位在普通物理的層次上.于是,2008年年初我們建議在西藏大學(xué)新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程,將計(jì)算物理引入到普通物理教學(xué)中,促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與普通物理課程的整合.新設(shè)該課程的目標(biāo)有三:一是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)計(jì)算教育,培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究物理問(wèn)題的能力;二是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,加深學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的理解;三是在人文效應(yīng)上,使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有正確認(rèn)識(shí),知道用計(jì)算機(jī)不只是上網(wǎng)聊天、玩游戲,而是可以做很多科學(xué)研究工作.

3 新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的可行性分析

3.1 硬件設(shè)施的配備情況

西藏大學(xué)校園網(wǎng)于1999年立項(xiàng)建設(shè),到2007年8月為止,累計(jì)投入3800多萬(wàn)元,用于校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)上各類應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),如數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)(覆蓋115間多媒體教室)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、數(shù)字圖書館等;多媒體教室和語(yǔ)音教室座位有8854座,百名學(xué)生配多媒體教室和語(yǔ)音教室座位95座;教學(xué)用計(jì)算機(jī)1984臺(tái),百名學(xué)生配教學(xué)用計(jì)算機(jī)21臺(tái),為現(xiàn)代教育技術(shù)手段在教學(xué)中的應(yīng)用提供了環(huán)境支撐,很好地滿足了人才培養(yǎng)的需要.同時(shí)采取多種措施,改善機(jī)房環(huán)境,使之滿足《計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)規(guī)范》GB50174—93的要求,確保校園網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行.校園網(wǎng)的建成和使用,使西藏大學(xué)搭上了“信息高速公路”快車[3].近兩年西藏大學(xué)繼續(xù)加大對(duì)校園網(wǎng)、多媒體教室及機(jī)房等的建設(shè)與管理投入,硬件環(huán)境得到進(jìn)一步改善.

我們對(duì)學(xué)生自己擁有電腦的情況也做過(guò)調(diào)查,調(diào)查顯示,16.1%的學(xué)生有自己的電腦,25.8%的學(xué)生沒(méi)有但正打算買,隨著國(guó)民收入的提高,預(yù)計(jì)這一數(shù)據(jù)將逐年上升.這也是開設(shè)“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的一個(gè)有利條件.

從西藏大學(xué)現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)硬件條件的配備情況,校園網(wǎng)、數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)生用機(jī)房等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)行情況以及學(xué)生自己擁有電腦的情況看,在西藏大學(xué)新設(shè)本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程、推進(jìn)西藏普通物理數(shù)字化教學(xué)改革是完全可行的.

3.2 “軟件”條件的具備情況

我們“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的定位是“使學(xué)生會(huì)用計(jì)算機(jī)來(lái)學(xué)習(xí)和研究普通物理問(wèn)題”,不希望學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間和精力用于算法和程序設(shè)計(jì).為了不增加學(xué)生的負(fù)擔(dān),我們借鑒了北京師范大學(xué)物理系的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)考慮到部分教師已具備用Matlab編程并應(yīng)用于物理教學(xué)的能力,選用簡(jiǎn)單易學(xué)、方便實(shí)用的優(yōu)秀數(shù)學(xué)軟件Matlab作為學(xué)生的編程工具.由于目前較合適的本科“計(jì)算物理”教材還未看到,我們?cè)诒本煼洞髮W(xué)內(nèi)部講義《Matlab在基礎(chǔ)物理學(xué)中的應(yīng)用》的基礎(chǔ)上,針對(duì)西藏大學(xué)學(xué)生基礎(chǔ)“參差不齊、相差懸殊,且相對(duì)普遍較差”的特點(diǎn),編寫了《普通物理學(xué)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)》(或稱《計(jì)算物理基礎(chǔ)》)內(nèi)部講義,使之在滿足我們的基本教學(xué)需要的同時(shí),還體現(xiàn)出少數(shù)民族地方高校的特色.

我們的目標(biāo)是使Matlab成為學(xué)生的學(xué)習(xí)工具,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力,因此“軟件”中最重要的因素是學(xué)生.前述提及的調(diào)查還顯示,現(xiàn)階段西藏大學(xué)物理系大四學(xué)生中有71.0%的學(xué)生“會(huì)基本操作,Windows和Office等軟件都會(huì)使用”;16.1%的學(xué)生“比較了解,還會(huì)更多的應(yīng)用技能”;9.7%的學(xué)生是“電腦愛(ài)好者,計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平較高”;僅3.2%的學(xué)生“基本操作還沒(méi)掌握”.對(duì)學(xué)生訪談顯示,盡管大多數(shù)學(xué)生對(duì)計(jì)算物理不怎么了解,但這絲毫不影響他們對(duì)該課程的渴望,還是有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生期盼盡快開設(shè)該課程.西藏大學(xué)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和應(yīng)用水平,以及學(xué)生高昂的學(xué)習(xí)熱情,說(shuō)明了現(xiàn)階段在西藏開設(shè)計(jì)算物理基礎(chǔ)課程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力是完全可行的.

4 本科“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程的具體實(shí)施情況

4.1 課程計(jì)劃和教學(xué)方案制訂

根據(jù)西藏大學(xué)學(xué)生的基礎(chǔ)以及學(xué)校的總體課程安排,合理設(shè)置“計(jì)算物理基礎(chǔ)”的課程計(jì)劃和教學(xué)方案,然后根據(jù)教學(xué)實(shí)踐情況以及教學(xué)后的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果,再做多次修改和完善.

教學(xué)目標(biāo):一是使學(xué)生了解計(jì)算物理和數(shù)學(xué)軟件Matlab;二是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深學(xué)生對(duì)普通物理問(wèn)題的理解,使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有正確認(rèn)識(shí),知道用計(jì)算機(jī)可以做很多科學(xué)研究工作;三是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力,使學(xué)生能夠借助Matlab用計(jì)算機(jī)處理簡(jiǎn)單的普通物理問(wèn)題,如畫圖、數(shù)值計(jì)算和動(dòng)畫模擬等.

開課方式:專業(yè)必修課.可緊跟在“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”和“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”(或其他語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)課)之后開設(shè),如未開設(shè)程序設(shè)計(jì)課,則可緊跟在“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”之后開設(shè),只需加強(qiáng)“編程和程序設(shè)計(jì)”教學(xué),涉及循環(huán)和數(shù)組即可.按西藏大學(xué)現(xiàn)行教學(xué)方案,應(yīng)開設(shè)在大三第二學(xué)期.

學(xué)時(shí)安排:每周3學(xué)時(shí),其中1學(xué)時(shí)教師授課,2小時(shí)學(xué)生上機(jī),總計(jì)3×18=54學(xué)時(shí).

考核方式:開卷,每人用給定題目編一個(gè)程序.

成績(jī)構(gòu)成:平時(shí)50%,期末50%.

教學(xué)內(nèi)容[4～7]:計(jì)算物理學(xué)導(dǎo)論;Matlab的基本用法;使用Matlab學(xué)習(xí)普通物理的三個(gè)簡(jiǎn)單例子;數(shù)據(jù)表示、運(yùn)算符、表達(dá)式和函數(shù);矩陣與數(shù)組;流程控制與編程;普通物理學(xué)中常用的幾種計(jì)算(解方程;差分、梯度、積分;解常微分方程);作圖和動(dòng)畫;Matlab在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和量子物理學(xué)中的應(yīng)用舉例.

教學(xué)重點(diǎn):利用計(jì)算機(jī)解常微分方程和畫函數(shù)曲線.

教學(xué)難點(diǎn):非線性常微分方程的求解;量子物理的數(shù)值計(jì)算與模擬.課程會(huì)涉及這兩個(gè)方面的內(nèi)容,但不作要求,僅要求學(xué)生掌握線性常微分方程和經(jīng)典物理的數(shù)值計(jì)算.

4.2 實(shí)際教學(xué)過(guò)程介紹

以專業(yè)選修課作為嘗試,先給西藏大學(xué)物理系2005級(jí)物理學(xué)班在大四第二學(xué)期開設(shè),教學(xué)課時(shí)24學(xué)時(shí).授課教室選用配有教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)的先進(jìn)機(jī)房,既可以方便地實(shí)現(xiàn)教師授課和學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)之間的隨時(shí)切換,也可以實(shí)現(xiàn)教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的隨時(shí)監(jiān)控,利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,給予學(xué)生有效指導(dǎo).由于學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲,協(xié)調(diào)各方面后,延長(zhǎng)至36學(xué)時(shí).在教學(xué)中首先用6學(xué)時(shí)(包含學(xué)生上機(jī))講“導(dǎo)論”、“Matlab的基本用法”和“三個(gè)簡(jiǎn)單的例子”,使學(xué)生了解計(jì)算物理及其重要性和實(shí)用性,以及Matlab的強(qiáng)大功能、編程優(yōu)勢(shì)及其在物理學(xué)中的廣泛應(yīng)用,從而樂(lè)于學(xué)習(xí)該課程.再用12學(xué)時(shí)(包含學(xué)生上機(jī))講普通物理學(xué)中要用到的Matlab基礎(chǔ)知識(shí),如“運(yùn)算符和表達(dá)式”、“矩陣與數(shù)組”、“編程”、“幾種常用計(jì)算”和“作圖和動(dòng)畫”等.然后用18學(xué)時(shí)(包含學(xué)生上機(jī))分別講 Matlab在普通物理學(xué)各分支領(lǐng)域中的應(yīng)用.

針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況,起初教學(xué)的起點(diǎn)和要求都較低,僅要求學(xué)生能模仿完成課堂上給的三個(gè)例子.學(xué)生品嘗到了成功的喜悅,學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性很高,有部分學(xué)生自己購(gòu)買了相關(guān)參考書進(jìn)行自學(xué).進(jìn)入第二階段的學(xué)習(xí)后,逐漸提高教學(xué)要求,指導(dǎo)學(xué)生在原有示范程序的基礎(chǔ)上,做一點(diǎn)修改,進(jìn)行自主探究式學(xué)習(xí).這時(shí)大多數(shù)學(xué)生已掌握了Matlab基礎(chǔ)知識(shí).進(jìn)入第三階段的實(shí)踐學(xué)習(xí)后,繼續(xù)提高要求,一是讓學(xué)生在成功模仿課堂實(shí)例的基礎(chǔ)上做改動(dòng),對(duì)物理問(wèn)題做更深入的研究;二是給學(xué)生適量的較容易的實(shí)驗(yàn)課題,讓學(xué)生自己嘗試編程,完成計(jì)算;三是鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找合適的普通物理問(wèn)題來(lái)做數(shù)值計(jì)算與模擬,進(jìn)行探索性研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.學(xué)生的積極性和主動(dòng)性進(jìn)一步提高,學(xué)習(xí)興趣更加濃厚,有部分學(xué)生立即嘗試用Matlab研究簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題,包括畫圖、數(shù)值計(jì)算和動(dòng)畫模擬,寫小論文.該班有18.75%的學(xué)生的畢業(yè)論文應(yīng)用了Matlab.

4.3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

為了更有說(shuō)服力,除采用教學(xué)觀察、個(gè)別訪談和課程考核等方法之外,在“計(jì)算物理基礎(chǔ)”課程教學(xué)后,還對(duì)該班學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下.

1)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)

學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)的調(diào)查結(jié)果見表1.

表1 學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)

由上述數(shù)據(jù)可見,多數(shù)學(xué)生對(duì)該課程感興趣,學(xué)習(xí)收獲較大,會(huì)用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和研究簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題,認(rèn)為使用計(jì)算機(jī)對(duì)理解物理知識(shí)和能力培養(yǎng)有幫助,還可以做很多與物理相關(guān)的科研工作.在學(xué)習(xí)過(guò)程中,盡管學(xué)生有較大的編程與程序設(shè)計(jì)困難(該班學(xué)生沒(méi)有學(xué)過(guò)程序設(shè)計(jì)課),但總的學(xué)習(xí)效果還是超過(guò)了預(yù)期,該課程的三個(gè)目標(biāo)已基本實(shí)現(xiàn).

2)學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)

學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)的調(diào)查結(jié)果見表2.

表2 學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)

由上述數(shù)據(jù)可見,絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)識(shí)到了計(jì)算物理的重要性,新設(shè)該課程得到了學(xué)生的普遍歡迎,“課程計(jì)劃和教學(xué)方案”以及自編講義也得到了學(xué)生的基本肯定.

我們會(huì)根據(jù)以上的調(diào)查結(jié)果來(lái)修訂西藏大學(xué)《計(jì)算物理基礎(chǔ)》的“課程計(jì)劃和教學(xué)方案”,修改與完善自編的講義,進(jìn)一步深化西藏大學(xué)數(shù)字化教學(xué)改革.

5 總結(jié)與思考

西藏大學(xué)普通物理數(shù)字化教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo),不僅促進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容的更新,還促進(jìn)了教學(xué)理念和教學(xué)方法的更新.在科技迅猛發(fā)展的今天,學(xué)生不能僅限于沿用傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法,還必須會(huì)用計(jì)算機(jī)的計(jì)算與模擬功能來(lái)學(xué)習(xí)物理.這門課程的開設(shè),讓學(xué)生及早進(jìn)入物理學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域并掌握一種新的有效的學(xué)習(xí)方法和研究方法,不僅可以加深學(xué)生對(duì)普通物理問(wèn)題的理解,也可以為其學(xué)習(xí)理論物理打下一個(gè)良好的基礎(chǔ).從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),在民族地方高校進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)改革是非常有意義的.

在數(shù)字化教學(xué)實(shí)踐中,針對(duì)計(jì)算機(jī)模擬的缺陷,將一些真實(shí)的演示實(shí)驗(yàn)拍成錄像或圖片,上課時(shí)結(jié)合使用,對(duì)比講解計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)物理概念和物理規(guī)律有更深層次的理解.我們相信,西藏大學(xué)在普通物理數(shù)字化教學(xué)改革中所作的探索,會(huì)對(duì)其他地方民族高校的物理課程改革有一定的參考價(jià)值.

最后,我們認(rèn)為,目前對(duì)于本科“計(jì)算物理”的課程,還很難說(shuō)有比較合適的教材和參考書目,我們期盼簡(jiǎn)潔而具有普及性質(zhì)的“計(jì)算物理基礎(chǔ)”教材的出版.

[1] 管靖等.理論力學(xué)教學(xué)現(xiàn)代化——“理論力學(xué)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)”課程的探索[J].大學(xué)物理,2001,20(8):38

[2] 楊曉榮,管靖.非物理專業(yè)普通物理學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)代化的探索與實(shí)踐[J].西藏大學(xué)學(xué)報(bào),2006,21(S1):63

[3] 西藏大學(xué)本科教學(xué)工作水平評(píng)估自評(píng)報(bào)告.2007,21,24～25

[4] 梁紹榮等.普通物理學(xué)·力學(xué)[M].第3版.北京:高等教育出版社,2005.370～402

[5] 管靖.大學(xué)物理(經(jīng)典與近代物理簡(jiǎn)明教程)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2009

[6] 鐘季康,鮑鴻吉.大學(xué)物理習(xí)題計(jì)算機(jī)解法——Matlab編程應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008

[7] 李元杰.數(shù)字物理教學(xué)典型案例[M].北京:高等教育出版社,2008

2009-11-09)

西藏大學(xué)教學(xué)研究與改革項(xiàng)目“普通物理學(xué)數(shù)字化教學(xué)的研究與實(shí)踐”階段性研究成果之一(編號(hào):XZDX2008JG07).

楊曉榮(1972年出生),女,漢族,陜西咸陽(yáng)人,西藏大學(xué)理學(xué)院副教授,碩士,主要從事物理教學(xué)與研究.