談數學物理方法課程中的研究型教學

摘要：數學物理方法是物理學專業中一門專業基礎課程，不僅對學生所學的“微積分”、“概率統計”等知識具有總結與運用作用，而且對學生后續四大力學專業課程的學習也具有重要作用。鑒于課程自身特點，在教學過程中，教師需設計妥善的教學模式、采用合理的教學方法來引導學生進行學習，以改善學生的學習方式。本文以研究型教學為主，探究該教學方式在數學物理方法課程中的教學應用。

關鍵詞：數學物理方法;專業課程教學;研究型教學方法

引言：

研究型教學是一項有別于傳統教學模式的教學方法，是將教學和科學研究相結合起來[1，2]，使學生在課堂理論知識學習的同時，參與研究學習，從而促進理論學習與研究的協同化發展。數學物理方法具有較高的邏輯性與理論性，對學生的邏輯思維能力、理解能力都有較高的要求。故研究型教學方法能有效地適用于該課程的教學，并有利于優化教學整體機制。

一、研究型教學在數學物理方法專業課程教學中的應用意義

1.有利于提高學生課堂學習的主動性

在數學物理方法教學過程中，學生不僅需在教師的引導下對理論知識展開探究，還需學習軟件知識對理論知識進行鞏固，再通過實際操作進行分析與總結。在此過程中，研究型教學方法的應用能夠有效地激發學生的學習主動性，并減少學生對教師的依賴性。例如，教師可將課程分為理論講授、課堂探析、實操練習、實踐作業以及思考總結等多項學習研究模塊，而在明確課程的學習階段后，學生便能借助理論講授所獲取的知識進行后續的自主學習，使課程的實踐教學圍繞學生這一主體開展。這樣學生能夠通過自主的實踐研究來提高獨立解決問題能力，使教學效果進一步優化。

2.有利于幫助學生在專業課程中獲取直接經驗

直接經驗是學生通過自身實踐或自主操作獲取的學習經驗。從專業課程的教學角度看，研究型教學方法的應用有利于幫助學生參與研究實驗，并幫助學生在學習過程中獲取直接經驗。例如，在學習數學物理方法的“初等函數”時[3]，可采用matlab進行模擬仿真，獲得直觀的圖形，從而幫助學生對這些函數的理解，同時matlab也應用在該課程的積分變換及數理方程等方面[4，5]。鑒于此，學生需要對matlab軟件進行深入的功能學習，包括數字建模、數字圖像處理等專業技能，這樣學生便能根據自身對該軟件的操作認知來進行其他功能的研究，進而獲取專業課程的直接經驗，有利于拓寬專業知識視野，優化學習效果。

二、研究型教學方法在數學物理方法課程中的應用策略

1.采用正確的課堂組織模式來協調研究型教學方法

為使研究型教學方法在課堂中的應用效果更顯著，教師需要選擇適當的教學組織模式對學生進行引導，并為其提供明確的課堂研究目標，提高學生的整體學習效率。例如，在教學過程中，教師可以從相關課題中挑選一些科研問題作為學生在課堂學習中的研究任務，也可稱之為“大作業”（更注重于完成作業的研究過程，不同于傳統的客觀作業題），讓學生去研究完成。為確保每一位學生都能參與到研究學習中，教師可根據學生的專業水平進行分組，并分別布置對應難度的“大作業”，讓學生去調研、分析、討論、撰寫大作業、做匯報PPT，最終解決問題。在這樣的教學組織模式下，每位學生都能在專業課程的相應時間內提高自身的科學研究水平，并通過實踐課題的研究鞏固所學的理論知識，使學習效果得到提高。

2.通過拓展研究的形式來突出課堂教學的自主研究性

在數學物理方法課程的學習中，教師可以觀察學生的學習狀態，并根據他們的知識認知水平適當拓展課程的研究內容，使其從課外學科領域中學到有關課程內容的新知識。例如，教師可將“復變函數”作為主題，并選取專業競賽中有關該知識點的賽題作為研究內容，而這類專業內容在教材中并未體現，因此，學生需要發揮自身的主動性與研究思維進行課外研究。在此過程中，學生需通過自主查閱資料來提取關鍵信息，并結合書本理論知識提出假設、驗證假設，最終完成課題的實踐研究。這種教學形式會使學生對課外拓展知識產生更加濃烈的興趣。

3.確保研究型教學方法的應用遵循量力性原則

量力性原則是教學中的重要教學原則，是指教師在教學中要遵循量力而行的方式，確保學生的學習能具有充足的動機強度。在進行研究型教學過程中，教師應盡量將教學方法與教學原則相結合，以提高教學方法的適用性。例如，在開展“解析函數性質”的課題研究教學中，教師應挑選難度適中的課題作為研究型教學的主題，使學生在學習過程中保持較強的學習動機性，感受到“跳一跳，桃子到”的道理。這可使學生的學習效率與課題研究的難度始終保持平衡關系，激發研究積極性。

結語：

總之，在數學物理方法教學中，研究型教學方法及其課程模式具有重要的應用價值，無論從學生或從教師的角度來看，研究型教學都能有效地解決理論教學中的思維固化問題，使教學內容產生靈活性的教學特征。因此，教師應當不斷地通過實踐教學總結研究型教學模式的經驗，并結合自身能動思維對教學方法進行改造創新，使研究型教學能更加有效地應用于專業課程的教學中，發揮出該教學模式的獨有優勢。

參考文獻：

[1]葉國榮， 陳達強， 吳碧艷. 高校本科生教育中研究型教學模式探討[J]. 中國高教研究， 2009， （3）： 90-91.

[2]喻遠琴，陳壽萬，王敏. 數學物理方法研究型教學的探索與實踐[J]. 黑龍江科技信息，2016，（31）：31-32.

[3] 梁昆淼. 《數學物理方法》 （第四版）[M]. 高等教育出版社，2013： 6-8.

[4]祝鳳榮，高林超，賈煥玉. “數學物理方法”的研究型教學[J]. 大眾科技，2012，14（03）：179-181.

[5]韓新華. MATLAB在《數學物理方法》中的應用[J].科技信息， 2009， （29）： 203-204.

基金課題：內蒙古自然科學基金項目（2015BS0106），內蒙古自然科學基金項目聯合基金（2021LHMS01007）

作者簡介：楊慧（1984.09-），女，漢族，內蒙古自治區察哈爾右翼后旗人，內蒙古師范大學副教授，博士，主要從事磁性人工周期復合材料的研究。