談數(shù)學(xué)物理方法課程中的研究型教學(xué)

摘要：數(shù)學(xué)物理方法是物理學(xué)專(zhuān)業(yè)中一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，不僅對(duì)學(xué)生所學(xué)的“微積分”、“概率統(tǒng)計(jì)”等知識(shí)具有總結(jié)與運(yùn)用作用，而且對(duì)學(xué)生后續(xù)四大力學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)也具有重要作用。鑒于課程自身特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，教師需設(shè)計(jì)妥善的教學(xué)模式、采用合理的教學(xué)方法來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，以改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。本文以研究型教學(xué)為主，探究該教學(xué)方式在數(shù)學(xué)物理方法課程中的教學(xué)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)物理方法;專(zhuān)業(yè)課程教學(xué);研究型教學(xué)方法

引言：

研究型教學(xué)是一項(xiàng)有別于傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)方法，是將教學(xué)和科學(xué)研究相結(jié)合起來(lái)[1，2]，使學(xué)生在課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，參與研究學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)理論學(xué)習(xí)與研究的協(xié)同化發(fā)展。數(shù)學(xué)物理方法具有較高的邏輯性與理論性，對(duì)學(xué)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(xué)方法能有效地適用于該課程的教學(xué)，并有利于優(yōu)化教學(xué)整體機(jī)制。

一、研究型教學(xué)在數(shù)學(xué)物理方法專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用意義

1.有利于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

在數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不僅需在教師的引導(dǎo)下對(duì)理論知識(shí)展開(kāi)探究，還需學(xué)習(xí)軟件知識(shí)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固，再通過(guò)實(shí)際操作進(jìn)行分析與總結(jié)。在此過(guò)程中，研究型教學(xué)方法的應(yīng)用能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并減少學(xué)生對(duì)教師的依賴(lài)性。例如，教師可將課程分為理論講授、課堂探析、實(shí)操練習(xí)、實(shí)踐作業(yè)以及思考總結(jié)等多項(xiàng)學(xué)習(xí)研究模塊，而在明確課程的學(xué)習(xí)階段后，學(xué)生便能借助理論講授所獲取的知識(shí)進(jìn)行后續(xù)的自主學(xué)習(xí)，使課程的實(shí)踐教學(xué)圍繞學(xué)生這一主體開(kāi)展。這樣學(xué)生能夠通過(guò)自主的實(shí)踐研究來(lái)提高獨(dú)立解決問(wèn)題能力，使教學(xué)效果進(jìn)一步優(yōu)化。

2.有利于幫助學(xué)生在專(zhuān)業(yè)課程中獲取直接經(jīng)驗(yàn)

直接經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生通過(guò)自身實(shí)踐或自主操作獲取的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。從專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)角度看，研究型教學(xué)方法的應(yīng)用有利于幫助學(xué)生參與研究實(shí)驗(yàn)，并幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取直接經(jīng)驗(yàn)。例如，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理方法的“初等函數(shù)”時(shí)[3]，可采用matlab進(jìn)行模擬仿真，獲得直觀的圖形，從而幫助學(xué)生對(duì)這些函數(shù)的理解，同時(shí)matlab也應(yīng)用在該課程的積分變換及數(shù)理方程等方面[4，5]。鑒于此，學(xué)生需要對(duì)matlab軟件進(jìn)行深入的功能學(xué)習(xí)，包括數(shù)字建模、數(shù)字圖像處理等專(zhuān)業(yè)技能，這樣學(xué)生便能根據(jù)自身對(duì)該軟件的操作認(rèn)知來(lái)進(jìn)行其他功能的研究，進(jìn)而獲取專(zhuān)業(yè)課程的直接經(jīng)驗(yàn)，有利于拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)視野，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

二、研究型教學(xué)方法在數(shù)學(xué)物理方法課程中的應(yīng)用策略

1.采用正確的課堂組織模式來(lái)協(xié)調(diào)研究型教學(xué)方法

為使研究型教學(xué)方法在課堂中的應(yīng)用效果更顯著，教師需要選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)組織模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，并為其提供明確的課堂研究目標(biāo)，提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率。例如，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以從相關(guān)課題中挑選一些科研問(wèn)題作為學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的研究任務(wù)，也可稱(chēng)之為“大作業(yè)”（更注重于完成作業(yè)的研究過(guò)程，不同于傳統(tǒng)的客觀作業(yè)題），讓學(xué)生去研究完成。為確保每一位學(xué)生都能參與到研究學(xué)習(xí)中，教師可根據(jù)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)水平進(jìn)行分組，并分別布置對(duì)應(yīng)難度的“大作業(yè)”，讓學(xué)生去調(diào)研、分析、討論、撰寫(xiě)大作業(yè)、做匯報(bào)PPT，最終解決問(wèn)題。在這樣的教學(xué)組織模式下，每位學(xué)生都能在專(zhuān)業(yè)課程的相應(yīng)時(shí)間內(nèi)提高自身的科學(xué)研究水平，并通過(guò)實(shí)踐課題的研究鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，使學(xué)習(xí)效果得到提高。

2.通過(guò)拓展研究的形式來(lái)突出課堂教學(xué)的自主研究性

在數(shù)學(xué)物理方法課程的學(xué)習(xí)中，教師可以觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并根據(jù)他們的知識(shí)認(rèn)知水平適當(dāng)拓展課程的研究?jī)?nèi)容，使其從課外學(xué)科領(lǐng)域中學(xué)到有關(guān)課程內(nèi)容的新知識(shí)。例如，教師可將“復(fù)變函數(shù)”作為主題，并選取專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽中有關(guān)該知識(shí)點(diǎn)的賽題作為研究?jī)?nèi)容，而這類(lèi)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容在教材中并未體現(xiàn)，因此，學(xué)生需要發(fā)揮自身的主動(dòng)性與研究思維進(jìn)行課外研究。在此過(guò)程中，學(xué)生需通過(guò)自主查閱資料來(lái)提取關(guān)鍵信息，并結(jié)合書(shū)本理論知識(shí)提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)，最終完成課題的實(shí)踐研究。這種教學(xué)形式會(huì)使學(xué)生對(duì)課外拓展知識(shí)產(chǎn)生更加濃烈的興趣。

3.確保研究型教學(xué)方法的應(yīng)用遵循量力性原則

量力性原則是教學(xué)中的重要教學(xué)原則，是指教師在教學(xué)中要遵循量力而行的方式，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)能具有充足的動(dòng)機(jī)強(qiáng)度。在進(jìn)行研究型教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)盡量將教學(xué)方法與教學(xué)原則相結(jié)合，以提高教學(xué)方法的適用性。例如，在開(kāi)展“解析函數(shù)性質(zhì)”的課題研究教學(xué)中，教師應(yīng)挑選難度適中的課題作為研究型教學(xué)的主題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中保持較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)性，感受到“跳一跳，桃子到”的道理。這可使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與課題研究的難度始終保持平衡關(guān)系，激發(fā)研究積極性。

結(jié)語(yǔ)：

總之，在數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)中，研究型教學(xué)方法及其課程模式具有重要的應(yīng)用價(jià)值，無(wú)論從學(xué)生或從教師的角度來(lái)看，研究型教學(xué)都能有效地解決理論教學(xué)中的思維固化問(wèn)題，使教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生靈活性的教學(xué)特征。因此，教師應(yīng)當(dāng)不斷地通過(guò)實(shí)踐教學(xué)總結(jié)研究型教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合自身能動(dòng)思維對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改造創(chuàng)新，使研究型教學(xué)能更加有效地應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)中，發(fā)揮出該教學(xué)模式的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]喻遠(yuǎn)琴，陳壽萬(wàn)，王敏. 數(shù)學(xué)物理方法研究型教學(xué)的探索與實(shí)踐[J]. 黑龍江科技信息，2016，（31）：31-32.

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

[5]韓新華. MATLAB在《數(shù)學(xué)物理方法》中的應(yīng)用[J].科技信息， 2009， （29）： 203-204.

基金課題：內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2015BS0106），內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目聯(lián)合基金（2021LHMS01007）

作者簡(jiǎn)介：楊慧（1984.09-），女，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)察哈爾右翼后旗人，內(nèi)蒙古師范大學(xué)副教授，博士，主要從事磁性人工周期復(fù)合材料的研究。