【摘 要】本文從《數(shù)學(xué)物理方法》課程問卷調(diào)查所顯示的典型問題出發(fā)，探討在課程教學(xué)中引入多元化教學(xué)模式來提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)物理方法；教學(xué)模式；教學(xué)質(zhì)量

Study in Diversified Teaching-model of “Method of Mathematical Physics” Course

GAO Hui-yun WANG Xiao-li

（College of Physical Science and Technology， Bijie University， Bijie Guizhou， 551700， China）

【Abstract】This paper shows the problems of“Method of Mathematical Physics ”course survey， and then explores how to improve the teaching quality by using the diversified teaching-model.

【Key words】Method of Mathematical Physics； Teaching-model； Teaching quality

《數(shù)學(xué)物理方法》是一門公認(rèn)的難度較大的課程，它涉及的概念、公式、定理多，方法復(fù)雜，題目難度大[1-2]。近年來，我國(guó)高等教育教學(xué)改革的政策力度和改革步伐逐步加大，在數(shù)學(xué)物理方法教改方面取得了很多成功經(jīng)驗(yàn)，但在數(shù)值軟件和可視化教學(xué)模式方面的探討較少[3-6]。筆者擬根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果來探索多元化教學(xué)模式從而提高《數(shù)學(xué)物理方法》課程教學(xué)質(zhì)量。

1 問卷調(diào)查問題及擬解決方案

1.1 問卷調(diào)查結(jié)果

據(jù)我校目前數(shù)學(xué)物理方法課程問卷調(diào)查顯示，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主要存在如下幾點(diǎn)問題：一是，所學(xué)內(nèi)容主要以數(shù)學(xué)推導(dǎo)為主，學(xué)習(xí)興趣不高；二是，課堂上不太容易聽懂或者聽得懂課后作業(yè)卻很難準(zhǔn)確求解；三是，很難理解數(shù)學(xué)物理方程解的分布及其物理意義，不太容易將數(shù)學(xué)物理方程與實(shí)際物理問題對(duì)應(yīng)起來。針對(duì)如上問題，課題組成員擬探索一種課堂授課與課后網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)相結(jié)合、多媒體課件與板式教學(xué)相結(jié)合、數(shù)值軟件和數(shù)學(xué)物理方法的可視化相結(jié)合的新型多元化教學(xué)模式。

1.2 擬解決方案

1.2.1 主要以數(shù)學(xué)推導(dǎo)為主，學(xué)習(xí)興趣不高

擬解決方案：采用多媒體課件和板式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式在“數(shù)學(xué)物理方法”課程的教學(xué)中，我們對(duì)傳統(tǒng)的、單純板式教學(xué)的模式進(jìn)行了較大的改革，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代教育技術(shù)的推廣和使用。課題組老師將更多采用多媒體課件和板式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式、充分發(fā)揮數(shù)學(xué)軟件和數(shù)學(xué)物理方法的可視化教學(xué)模式在數(shù)學(xué)物理方法課程教學(xué)中的應(yīng)用。例如，在講授分離變量法時(shí)，單純地使用多媒體課件會(huì)使學(xué)生對(duì)分離變量法的關(guān)鍵步驟缺乏深刻的認(rèn)識(shí)，此時(shí)采用傳統(tǒng)的板式教學(xué)方式不僅可以使學(xué)生享受到精美的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，更重要的是學(xué)生可以從中體會(huì)到分離變量法的關(guān)鍵點(diǎn)；而在重復(fù)使用分離變量法求解其它定解問題時(shí)，采用多媒體課件避免了許多重復(fù)性的板書，同時(shí)利用MatLab或Mathematica的圖像顯示功能將復(fù)雜的公式用圖像表達(dá)出來，使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象有一個(gè)更清楚、更深刻的認(rèn)識(shí)。利用這種多元化教學(xué)模式來講授這門課程，不僅可以傳達(dá)更多更新的教學(xué)內(nèi)容，而且可以展示出該課程更豐富的物理現(xiàn)象，將學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)向?qū)ξ锢憩F(xiàn)象的理解和應(yīng)用中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)探索興趣，以期達(dá)到數(shù)學(xué)與物理的有機(jī)結(jié)合和相互融合，提高課堂的教學(xué)效率。

1.2.2 課堂上不太容易聽懂或者聽得懂課后作業(yè)卻很難準(zhǔn)確求解

擬解決方案：課題組老師擬針對(duì)學(xué)生上課難懂，課后作業(yè)難以求解等問題設(shè)計(jì)開發(fā)《數(shù)學(xué)物理方法》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)包括學(xué)習(xí)資源、預(yù)習(xí)指導(dǎo)、課程論壇、在線互動(dòng)、系統(tǒng)幫助、其它輔助功能六大模塊。力圖達(dá)到如下學(xué)習(xí)目的：1）學(xué)生可以方便地開展網(wǎng)上學(xué)習(xí)并獲取課后作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)答案；2）在線交流、輔導(dǎo)答疑、開展討論、發(fā)布信息與提出建議；3）教師可隨時(shí)更新教學(xué)資源，特別是提出新課的預(yù)習(xí)方案或者增加一些使用MatLab或Mathematica來求解的課后習(xí)題圖形。例如在講授“弦振動(dòng)方程”一章之前，課題組可以在授課1周前在預(yù)習(xí)指導(dǎo)模塊中發(fā)布本章的預(yù)習(xí)要點(diǎn)并將隨后將課后習(xí)題標(biāo)準(zhǔn)答案及使用MatLab或Mathematica來求解圖形發(fā)布在學(xué)習(xí)資源里，并要求學(xué)生將困惑的問題和想要了解的相關(guān)內(nèi)容在在線互動(dòng)模塊中發(fā)布，以方便課題組收集信息來展開針對(duì)性教學(xué)。這樣即增強(qiáng)了學(xué)生預(yù)習(xí)自學(xué)的能力又給學(xué)生提供了一個(gè)進(jìn)一步深入了解課堂內(nèi)容、核對(duì)檢查課后作業(yè)、師生互動(dòng)交流的平臺(tái)。

1.2.3 很難理解數(shù)學(xué)物理方程解的分布及其物理意義，不太容易將數(shù)學(xué)物理方程與實(shí)際物理問題對(duì)應(yīng)起來

擬解決方案：常見數(shù)學(xué)工具軟件有MATLAB、MATHEMATICA、MAPLE等，這些軟件即可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，又能將數(shù)學(xué)物理方程解的發(fā)布及其物理意義用圖像清晰直觀地反映出來，為數(shù)學(xué)物理方法的可視化求解提供了方便。課題組擬在教學(xué)過程中對(duì)數(shù)學(xué)物理方程引入數(shù)值求解，引導(dǎo)學(xué)生自己編程，如在復(fù)變函數(shù)中，直接利用數(shù)學(xué)軟件MATLAB進(jìn)行求解復(fù)數(shù)的模、輻角、復(fù)變函數(shù)的留數(shù)等，學(xué)生可以自己來判斷所求解結(jié)果是否正確，通過繪制復(fù)變函數(shù)的圖像，可以更好地理解單值函數(shù)與多值函數(shù)的區(qū)別；在數(shù)學(xué)物理方程的定解問題中，利用MATLAB軟件將其前n本征解的疊加隨時(shí)間和空間的變化直觀地反映出來，學(xué)生就更好地了解其中的物理圖象，也更容易理解其物理意義；引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)值軟件來進(jìn)行數(shù)值建模。這樣可以提高學(xué)生探究數(shù)學(xué)物理方法解物理意義的主動(dòng)性并將所學(xué)與實(shí)際物理問題對(duì)應(yīng)起來。

2 結(jié)論

綜上所述，很有必要探索一種課堂授課與課后網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)相結(jié)合、多媒體課件與板式教學(xué)相結(jié)合、數(shù)值軟件和數(shù)學(xué)物理方法的可視化教學(xué)相結(jié)合的新型多元化教學(xué)模式，這將對(duì)今后的數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)研究具有一定的參考意義。

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[責(zé)任編輯：楊揚(yáng)]