数学物理方法的教学方法改革

科教 文化
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数学物理 方法 的教学 方法改革
石 光
（ 黑龙江省牡丹江市第三高级 中学， 黑龙江 牡丹江 １７ １） ５０ １ 摘 要： 学物理方法是物理类专业的一门重要基础课程 。 数 文章针对具体的教学内容提 出五点改革措施， 并详述了改革的内容及其特点。 通 过教学方法改革 ， 高了学生分析问题和解决问பைடு நூலகம்的科研能力， 提 并使数理方法这 门课程 从“ 难教、 难学、 难懂” 转变为“ 易教、 易学、 易懂” 。 关键词 ： 数学物理 ； 教学 ； 改革
义。假如铀块的厚度超过了临界厚度 ， 则中子浓度将随时间而增大以致 展 ， 会极大的激发学生学习兴趣。 写作的题目可以 自由的选择， 也可以从 铀块爆炸， 也就是原子弹爆炸。 引用这样的例子 ， 此时学生就会带着强烈 教师给定的参考题 目中选择。为了写好论文， 学生会有计划的重新自学 的学习兴趣来学习。接着再继续叙述这些条件是满足扩散方程的， 可按
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科 教 文 化
教材 ， 的去图书馆翻阅大量的参考书和文献资料。在学生之间还可 识之间的有机联系， 积极 加之适当的进行课堂讨论， 这样就提高了学生对课 以Ｊ ＿ 文小组 ， ￣ ｉ ｄｒ２ ． ＇ 让他们相互交流 ， 这样会使学生在科学研究方面得到 堂讲授内容的直接消化和理解的程度。此外 ， 我们还可以运用多媒体展 初步的训练。 对于比较优秀的论文， 可以把它公开发表在学校的校刊上 ， 现一些现代高新技术的应用， 来增加教学的趣味陛。学生也可以利用互 这会大大的增强学生学习的动力。对于物理专业 的学生， 由于毕业后从 联网或校园网络等现代信息技术手段来实现课后学习的丰富化和 自主 事工作的多 Ｉ 具备 良好的基础对今后的发展是相当有利的。开展读 化。“ 生， 教学有法， 而又无定法”实现数学物理方法的教学现代化， ， 还要教 书报告和小论文活动， 不仅有利于科学素质 的培养 ， 同时也有利于培养 师在“ 提高教学质量” 的前提下 ， 依据教学内容 、 学生知识背景和现有 的 学生独立获取知识的能力和探索创新的精神。 条件设施 ， 因材施教 ， 灵活的选择恰当的教学方法 ， 并使各种教学方法形
１ 数学 物理方 法课程 的 内容 和特 点 齐次的第—类边界条件进孑＝ 亍 解， 直至完成教学内容。这样的课堂效果 数学物理方法是物理专业和应用物理专业的一门重要基础课程， 它 是不言而喻。 可见教师对于提高课堂的质量以及激发学生的学习兴趣是 不仅是理论物理学的桥梁和纽带 ， 是 现代高新技术的应用基础。从 具有举足轻重的作用 的， 而目 只有教师的业务水平提高了， 掌握的新东西多 历史上看， 门课程的设置， 这 是物理专业 的学生在学完高等数学和普通 了， 才可以使课堂教学生动化 、 富有趣味性 ， 才能逐步引导学生自觉的学 物理学的基础上 ， 为理论物理学系列课程的学习进一步作好有关数学知 习， 从而培养学生学习的积极性。 识准备， 并初步掌握一些典型的物理学模型理论的数学建模方法 。我们 ２ 课 内与课外内容相结合 ． ２ 认为“ 数学物理方法” 不宜单纯的作为数学课程来进行讲解和学习。 它既 根据数学物理方法课程的特点 ， 我们认为应采用课内与课外内容相 是数学课程， 又是物理课程。我们一方面固然不应该将数学的严谨 ｌ弃 结合的教学方法 ， 生 使理论联系实际， 培养学生从实际出发提出问题 、 分析 置不顾 ， 另一方面却也不宜在数学的严逄陧上做过多的要求。在这种 隋 问题和解决问题的能力。如何让学生一方面学习新知识， 一方面将所学 况下 ， 如何让学生更好的 学习呢？这就要根据数学物理方法课程的具体 知识应用到实践 中呢？我们应该在加强基本概念和基本规律运用的同 内容 ， 在教学方法方面进行一番改革 ， 使学生产生浓厚的学习兴趣 。 时， 把教学内容与实际联系起来 ， 这样不但使学生开阔视野、 拓宽思路 ， 目前 ， 数学物理方法的教材很多 ， 主要以梁昆淼先生和郭敦仁先生 而且可以激发学生的求知欲。 例如。 当我们在讲解散热片时， 应当先介绍 的经典教材《 数学物理方法》 为代表。 这—类教材的知识单元隶属于单复 下它广泛的应用于工业和电子产业，特别是我们所熟知的计算机上。 变函数及其应用 、 傅立叶展开以及数学物理方程三大范畴。叙述论证的 同时利用多媒体的视觉效果 向学生展现一下它的实物图形和我们简化 十分｛ 严密 ， 羊尽、 而且篇幅较大。 本文选用梁昆淼先生的教材来进行教学 后的图形。 此时再来ｉ 讲解 ， 亍 学生就会带着强烈的求知欲来学习， 教学 研究。它主要包括三个部分 ： 第一章复变函数论， 除了基本原理外 ， 着重 效果当然就不同了。当我们在研究 自由棒的自由振动时， 可以以鱼群探 谈到共轭调和函数 、 留数定理、 拉普拉斯变换等方面的应用 ； 第二章傅立 测换能器为例 。 众所周知， 鱼群探测换能器主要应用于渔业。 首先我们利 叶展开为第三章的分离变数法做准备。 当然傅立叶展开的应用并不局限 用多媒体向学生展示它的实物构造 ， 然后通过视频录像向学生介绍渔 民 于分离变数法， 它是分析许多物理问题的有利工具 ； 第三章数学物理方 利用它是如伺铺鱼的。此时的学生就会带着极大的学习兴趣来学习了。 程是全书的中心内容 ， 它所研究 的对象是各种各样的物理过程 ， 其第一 让学生把课堂知识与实际应用结合起来学习， 一方面使学生感到所学知 个环节在于将物理问题“ 翻译” 为数学问题 ， 第二个环节则是求解从物理 识有用 ， 另一方面知道用在哪、 原理是什么等。可见 ， 把课内与课外内容 问题翻译出来 的数学问题 。在各种求解的方法中， 分离变数法是最突出 相结合不仅有利于巩固学生所学的知识 ， 培养学生 自主从事研究工作的 最 基本 的重 要方法 。 能力， 而且有利于激发学生的学习兴趣 ， 同时还有利于开发学生的视野， ２改革的 内容 使学生了解更多的课外知识 。 目前物理学科的学生普遍的感到数学物理方法比较难学。 其主要原 ３充分发挥学生的主体作用 因是 ：数学物理方法建立在高等数学和普通物理学的基础上 ， ａ 学习时需 ３１ ．引导 学生 自学 要掌握大量的基础知识 ．数学物理方法的概念比较抽象 ， ｂ ． 公式推导比较 我们在教学 的过程中， 不是单纯的向学生传授科学知识 ， 而且更应 复杂 ， 比较复杂 ；物理学科课程的特点是课程多， 计算 学时少。 学生对知 该注重学生能力培养， 这是科学素质培养的—个重要的方面。结合教学 识的理解往往需要一定的过程。由于上述问题的存在 ， 使初学者常常感 内容 ， 我们要经常的向学生推荐有关教学的参考文献 ， 着重培养学生的 到数学物理方法这门课程枯燥无味 ， 难以入门， 上课听讲似懂非懂 ， 下课 自 学习惯 ， 提高学生 自 学的能力。 例如我们在讲解梁昆淼先生的教材时， 做题无从下手。要想改变 目前的现状 ， 除了采用循序渐进的讲解方法之 应当同时向学生推荐郭敦仁先生的教材和吴崇试先生的教材， 也 让ｆ们加 外， 还应该在教学方法 匕 做一些新的尝试。以下是改革的几 措施 ： 以比较， 从不同的角度获得知识 ， 理解知识。 尺有所长 ， 寸有所短。 以第八 ２１ 充分发挥教师的主导作用 章为例 ， 梁先生的教材对分离变数法讲解的十分详细， 而且为学生描绘 要提高基础课程的教学质量， 全面推进教学改革 ， 首先教师必须要 了求解分离变数法的图解， 同时配有大量的例题 ， 以便于学生对所学知 具有强烈的工作责任感和较高的业务水平； 其次是要用先进的教育思想 识进行巩固， 因此他的教材非常适合学生进行 自学 ； 虽然吴先生的教材 去指导数学物理方法的教学研究和教学改革。 目前， 高新技术发展 日新 没有配备大量的例题 ， 但他把求解分离变数法分为四大步骤 ， 每一步骤 月异， 知识更新 陕， 许多经典的概念和理论也有 了更深刻的阐述； 未来世 论述 的更是详尽 ， 并且他的教材非常注重其解的物理意义 ， 注重实践价 界知识集成化 、 学科交叉化以及技术与经济的紧密结合 ， 所以在数学物 值 ， 这就可以帮助学生从物理的角度去理解问题 ， 培养学生理论联系实 理方法课程的教学中，要进可能的向学生介绍一些相关课题的前沿 ， 以 际的能力。 同时还应该鼓励学生利用课 寸 知 间查阅资料 ， 问题 。 讨论 应当 便于扩大学生的信息量， 开拓学生的视野。这就要求教师在强烈责任心 定期的组织学生开座谈会， 互相交流 自学的心得。对于高师物理类的学 的号召下 ， 向教学投入更多的时间和精力。教师要花费大量的时间学习 生， 更应该注重一下语言表达能力的培养 ， 鼓励学生积极的上讲 台发表 文献， 开展科学研究和教学研究 ， 注意分析近年来国内外出版的教材 ， 特 演讲。 别是面向 ２ 世纪的教材。 １ 据调查， 学生对学习数学物理方法的兴趣并不 ３ ２积极开展读书报告活动 ｔ 高。 作为教师， 我们要唤起学生的学习兴趣 ， 只有这样才能提高课堂的教 ２ 世纪的高等教育必须要培 置 １ 应社会经济发展的ＡＴ ， ｊ 为了进一 － 学质量， 培养学生具备所需要的物理素质。例如教师在讲解扩散方程时 步的培养学生的分析与综合能力 、 创造能力 ， 对一些较难的问题我们重 就可以引入这样—个例子—＿原子弹。在铀中， 除了中子的扩散运动以 点安排 了读书报告和小论文活动。为了做好这方面的工作， 教师应利用
４充分利 用现代化 的教 学手段 成 最佳 的组合 。 对于数学物理方法的教学来说 ， “ 粉笔加黑板” 的教学方法 不但使Ｉ 学 结束语 生感到枯燥 ， 而且花费时间多， 与现在课时减少的矛盾冲突。 要完成如此 目 ， 前 我国正在实施《 面向２ 世纪教育振兴计划》我们深感任重而 １ ， 重要而又如此丰富的教学的内容 ， 除了要编写合适教学内容体系ｆ ｉ ． 道远 ， ｉ ＃Ｙ ０ 在教学研究和教学改革方面还有很多工作要做 ， 并且这是一项长 之外， 还要充分的提高课堂效率。 为此我们要充分利用现代教育技术， 期而艰巨的任务 。数学物理方法的教学改革是一项重要币 ｊ 巨的任务 ， 采 ｉ ｃ 艮 用多媒体辅助教学，充分发挥教材内容应有的层次体系和模块结构 ， 这 是—项长期而细致的工作， 决不可大刀阔斧 ， 一蹴而就 。 只有我们广大从 不但可以大大的提高教学效果 ， 也会激发学生的学习兴趣。我们除了采 事数理方法 的教师点点滴滴的积累经验， 互相交流切磋 ， 才能逐步 的实 易教 、 易学、 易懂” 这个 目标 ， 达到深化改革 的目的。我们已站在新世 用幻灯 、 、 投影 录像等教学手段外， 还可以开发一些计算机教学软件（ 课 现“ 件 ）我们可以把—些基本概念和定理输入到计算机． 。 的软件里， 也可以把 纪的台阶上 ， ２ 世纪物理学的辉煌 ， 回顾 ０ 会更加确信 ， ２ 世纪物理学 在 １ 物理学的工作者的年青朋友 ， 历史将会 些例题或习题利用幻灯或投影展现给学生。例如留数定理 ： 设函数 将会同样的辉煌。那些有幸进 ＾ 在回路 Ｌ所围的区域 Ｂ上除有限个孤立奇点 ｂ， ……， 外解析 ， 明你们的选择是完全正确的。 ｂ ｂ 在