《數(shù)學(xué)物理方法》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及改革初探＊

李 艷 陳 輝 宋月麗 葉予光

（平頂山學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 河南 平頂山 467000）

1 引言

《數(shù)學(xué)物理方法》是學(xué)生公認(rèn)的難度較大的一門專業(yè)基礎(chǔ)課.作為高等數(shù)學(xué)的后繼課程，它對數(shù)學(xué)能力要求較高，涉及的公式和定理較多，理論性強(qiáng).該課程也是學(xué)生在學(xué)習(xí)四大力學(xué)之前的一門基礎(chǔ)必修課程.該課程主要是培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)語言表述和解決物理問題的能力；提高學(xué)生的分析和運(yùn)算能力.對《量子力學(xué)》、《電動力學(xué)》等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究都至關(guān)重要［1］.

雖然國內(nèi)外本科院校的物理學(xué)專業(yè)都開設(shè)有《數(shù)學(xué)物理方法》課程，但傳統(tǒng)的教學(xué)思想、教學(xué)觀念一直占主導(dǎo)地位，基本上以灌輸基礎(chǔ)知識為目的，而對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)重視不夠，造成學(xué)生對知識的應(yīng)用能力很差［2］.進(jìn)入21世紀(jì)，高等院校正處在更新教育觀念、深化教學(xué)改革的熱潮中，《數(shù)學(xué)物理方法》作為物理學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，改革勢在必行.

2 研究目的和方法

為促進(jìn)物理學(xué)專業(yè)《數(shù)學(xué)物理方法》課程的教學(xué)改革，本課題的主要目的是對該課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究，從而真實地發(fā)現(xiàn)在實際教學(xué)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(xué)效率和降低學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力.

本課題將采用問卷調(diào)查的研究方法，具體的過程是：選擇調(diào)查對象，設(shè)計和分發(fā)問卷，回收和審查問卷，然后再對問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析和理論研究.本次調(diào)查的對象為鄭州大學(xué)、華北水利水電學(xué)院、平頂山學(xué)院物理學(xué)專業(yè)的在校大學(xué)生.采取發(fā)放調(diào)查問卷的方式隨機(jī)取樣調(diào)查.最后，采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析.

3 調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計和分析

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

由以上統(tǒng)計結(jié)果可以看出，雖然大部分學(xué)生認(rèn)識到《數(shù)學(xué)物理方法》課程的重要性，但在課程具體的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中都存在著很多問題，可總結(jié)為以下兩方面：

（1）教學(xué)方法和手段單一

從調(diào)查結(jié)果得出，絕大多數(shù)教師使用傳統(tǒng)講授方法，理論聯(lián)系實際少，教學(xué)方法和手段較單一，大部分教師還是用板書教學(xué)，沒有用到現(xiàn)代的先進(jìn)教學(xué)手段.這兩大問題直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性；也影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率［3］，很多知識點學(xué)生不能通過課堂學(xué)習(xí)到，更不可能熟練應(yīng)用.

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)

從調(diào)查結(jié)果看，大部分學(xué)生只通過課堂學(xué)習(xí)該課程，課下練習(xí)、查閱文獻(xiàn)都很少.對于數(shù)學(xué)物理方法這門較難的課程，加上一部分學(xué)生本來數(shù)學(xué)基礎(chǔ)就不好，僅依賴課堂很難深入掌握該課程，更談不上學(xué)以致用.

4 數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)改革的措施

針對本次調(diào)查所呈現(xiàn)出的問題，主要從教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行改革，通過教學(xué)改革提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，從而提高教學(xué)效率.以下是教學(xué)改革的幾點措施.

4.1 滲透式教學(xué)

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

4.2 引導(dǎo)式教學(xué)

引導(dǎo)式教學(xué)法是以問題的解決為中心，以教師的引導(dǎo)為手段，以學(xué)生的發(fā)現(xiàn)為目的的教學(xué)方法.引導(dǎo)式教學(xué)法充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位［5］.在數(shù)學(xué)物理方法課程教學(xué)中，融合引導(dǎo)式教學(xué)，不僅能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的激情，而且能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的能力.

4.3 研究性教學(xué)

研究性教學(xué)是指融學(xué)習(xí)與研究為一體的教學(xué)體系［6］.《數(shù)學(xué)物理方法》主要教學(xué)目的是教會學(xué)生理論應(yīng)用于實踐和科學(xué)研究等.因此，研究性教學(xué)非常適合該課程的教學(xué)，將研究性滲透到課程講授、課堂討論、課堂練習(xí)、考核方式等教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中去能夠提高學(xué)生科學(xué)研究能力［7］.

4.4 多媒體技術(shù)輔助教學(xué)

隨著科技的發(fā)展，多媒體運(yùn)用于教學(xué)可帶來諸多好處.利用Matlab和Mathmatic可以實現(xiàn)數(shù)值計算、圖像模擬，甚至動畫制作等操作，直觀地表示函數(shù)及表達(dá)式的圖形，使抽象的數(shù)學(xué)知識變得生動形象［8］.從而取得更加良好的教學(xué)效果.另外，對學(xué)生學(xué)習(xí)這些軟件也具有潛移默化的作用.

以上是筆者針對“數(shù)學(xué)物理方法”課程調(diào)查中所出現(xiàn)的教學(xué)問題，提出改革的幾點想法.

1 宋彥琦.工科專業(yè)數(shù)學(xué)物理方法課程建設(shè)改革初探.科技信息，2011（2）：27，30

2 王娜娜.數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)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(chǔ)課程“數(shù)學(xué)物理方法”的教學(xué)模式探索.高等理科教育，2009（3）：102～105

4 任妙娟，趙朋，張仲.數(shù)學(xué)物理方法的滲透式教學(xué).科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（4）：179～179

5 彭芳麟.“圖解”數(shù)學(xué)物理方法的教學(xué)實踐.物理，2007，36（2）：153～158

6 蘇麗，蘭海.試論研究型教學(xué)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(xué)引論.大眾科技，2010（1）：158～159

8 （中國）彭芳麟.數(shù)學(xué)物理方程的MATLAB解法與可視化.北京：清華大學(xué)出版社，2004