《數學物理方法》課程的教學現狀及改革初探＊

李 艷 陳 輝 宋月麗 葉予光

（平頂山學院電氣信息工程學院 河南 平頂山 467000）

1 引言

《數學物理方法》是學生公認的難度較大的一門專業基礎課.作為高等數學的后繼課程，它對數學能力要求較高，涉及的公式和定理較多，理論性強.該課程也是學生在學習四大力學之前的一門基礎必修課程.該課程主要是培養學生用數學語言表述和解決物理問題的能力；提高學生的分析和運算能力.對《量子力學》、《電動力學》等后續課程的學習和科學研究都至關重要［1］.

雖然國內外本科院校的物理學專業都開設有《數學物理方法》課程，但傳統的教學思想、教學觀念一直占主導地位，基本上以灌輸基礎知識為目的，而對學生應用能力的培養重視不夠，造成學生對知識的應用能力很差［2］.進入21世紀，高等院校正處在更新教育觀念、深化教學改革的熱潮中，《數學物理方法》作為物理學專業重要的專業基礎課程，改革勢在必行.

2 研究目的和方法

為促進物理學專業《數學物理方法》課程的教學改革，本課題的主要目的是對該課程的教學現狀進行調查研究，從而真實地發現在實際教學過程中所存在的具體問題，針對問題提出實際可行的解決辦法，旨在提高教師的教學效率和降低學生的學習壓力.

本課題將采用問卷調查的研究方法，具體的過程是：選擇調查對象，設計和分發問卷，回收和審查問卷，然后再對問卷調查結果進行統計分析和理論研究.本次調查的對象為鄭州大學、華北水利水電學院、平頂山學院物理學專業的在校大學生.采取發放調查問卷的方式隨機取樣調查.最后，采用Excel軟件進行數據的處理和分析.

3 調查結果的統計和分析

為全面了解學生對各課程的總體評價，從學生對教師教學和自身學習方面的反饋意見進行統計.結果顯示：學生對《數學物理方法》課程的重要性（問題1）認識比較高，認為重要的占94.6%，不重要的占5.4%；但學生對該課程的學習積極性和興趣（問題2，3）較低，只有19.6% 的學生積極性比較高；影響學生學習該課程興趣和積極性的主要原因（問題4，12）：教師的教學方法占63.4%，自己數學基礎差占31.5%；認為教師教學手段和教學過程中主要存在的問題（問題5，8，13）：教學模式呆板，只注重公式推導占50.2%，教學與實踐相脫離占43.7%；喜歡教師用什么教學手段教學（問題6多選題）中板書和多媒體技術相結合占100%，而單一的板書推導或者多媒體課件演示僅占1.2%；喜歡教師用什么教學方法進行教學（問題7多選題）中，講授法占80.6%，討論法90%，讀書指導法53.7%，演示法占84.5%，練習法占46%，陶冶法占38.2%，探究法占94.5%，說明學生比較喜歡以探究式、演示式、討論法和講授法相結合的教學方式；學生習慣用什么方式學習該課程（問題9，10），只在上課聽講，課下不做練習占80%，課下認真練習并積極和教師探討的僅占1.4%；你認為怎樣才能學好該課程（問題11，14），上課認真聽講的占71%，課前好好預習的 占1 2.2%，多做題占1 0%，多讀相關文獻占6.8%.

由以上統計結果可以看出，雖然大部分學生認識到《數學物理方法》課程的重要性，但在課程具體的教學和學生的學習過程中都存在著很多問題，可總結為以下兩方面：

（1）教學方法和手段單一

從調查結果得出，絕大多數教師使用傳統講授方法，理論聯系實際少，教學方法和手段較單一，大部分教師還是用板書教學，沒有用到現代的先進教學手段.這兩大問題直接影響學生學習的積極性和主動性；也影響了學生學習的效率［3］，很多知識點學生不能通過課堂學習到，更不可能熟練應用.

（2）學生學習主動性不強

從調查結果看，大部分學生只通過課堂學習該課程，課下練習、查閱文獻都很少.對于數學物理方法這門較難的課程，加上一部分學生本來數學基礎就不好，僅依賴課堂很難深入掌握該課程，更談不上學以致用.

4 數學物理方法教學改革的措施

針對本次調查所呈現出的問題，主要從教學方法和教學手段上進行改革，通過教學改革提高學生的學習主動性和積極性，從而提高教學效率.以下是教學改革的幾點措施.

4.1 滲透式教學

“滲透式”最早是由楊振寧先生于1982年提出的一種學習方法.《數學物理方法》課程是一門承上啟下的課程，在實際教學過程中存在和高等數學、物理學專業課程的銜接問題，用滲透式教學有著尤其重要的意義［4］.比如在講系統對初始條件的依賴性可以引入蝴蝶效應，既講明了問題，同時還讓學生知道一個科學研究的問題.

4.2 引導式教學

引導式教學法是以問題的解決為中心，以教師的引導為手段，以學生的發現為目的的教學方法.引導式教學法充分體現了學生在學習過程中的主體地位［5］.在數學物理方法課程教學中，融合引導式教學，不僅能夠激發學生學習的激情，而且能夠達到培養學生運用知識解決實際問題的能力.

4.3 研究性教學

研究性教學是指融學習與研究為一體的教學體系［6］.《數學物理方法》主要教學目的是教會學生理論應用于實踐和科學研究等.因此，研究性教學非常適合該課程的教學，將研究性滲透到課程講授、課堂討論、課堂練習、考核方式等教學的各個環節中去能夠提高學生科學研究能力［7］.

4.4 多媒體技術輔助教學

隨著科技的發展，多媒體運用于教學可帶來諸多好處.利用Matlab和Mathmatic可以實現數值計算、圖像模擬，甚至動畫制作等操作，直觀地表示函數及表達式的圖形，使抽象的數學知識變得生動形象［8］.從而取得更加良好的教學效果.另外，對學生學習這些軟件也具有潛移默化的作用.

以上是筆者針對“數學物理方法”課程調查中所出現的教學問題，提出改革的幾點想法.

1 宋彥琦.工科專業數學物理方法課程建設改革初探.科技信息，2011（2）：27，30

2 王娜娜.數學物理方法教學改革的探索.科技資訊，2011（3）：179～179

3 曹斌照，梅中磊，李月娥.電子信息類基礎課程“數學物理方法”的教學模式探索.高等理科教育，2009（3）：102～105

4 任妙娟，趙朋，張仲.數學物理方法的滲透式教學.科技創新導報，2010（4）：179～179

5 彭芳麟.“圖解”數學物理方法的教學實踐.物理，2007，36（2）：153～158

6 蘇麗，蘭海.試論研究型教學模式.黑龍江高教研究，2008（12）：175～176

7 黃勇樽，李曉蘭.研究型教學引論.大眾科技，2010（1）：158～159

8 （中國）彭芳麟.數學物理方程的MATLAB解法與可視化.北京：清華大學出版社，2004