谈数学物理方法课程中的研究型教学

摘要：数学物理方法是物理学专业中一门专业基础课程，不仅对学生所学的“微积分”、“概率统计”等知识具有总结与运用作用，而且对学生后续四大力学专业课程的学习也具有重要作用。鉴于课程自身特点，在教学过程中，教师需设计妥善的教学模式、采用合理的教学方法来引导学生进行学习，以改善学生的学习方式。本文以研究型教学为主，探究该教学方式在数学物理方法课程中的教学应用。

关键词：数学物理方法;专业课程教学;研究型教学方法

引言：

研究型教学是一项有别于传统教学模式的教学方法，是将教学和科学研究相结合起来[1，2]，使学生在课堂理论知识学习的同时，参与研究学习，从而促进理论学习与研究的协同化发展。数学物理方法具有较高的逻辑性与理论性，对学生的逻辑思维能力、理解能力都有较高的要求。故研究型教学方法能有效地适用于该课程的教学，并有利于优化教学整体机制。

一、研究型教学在数学物理方法专业课程教学中的应用意义

1.有利于提高学生课堂学习的主动性

在数学物理方法教学过程中，学生不仅需在教师的引导下对理论知识展开探究，还需学习软件知识对理论知识进行巩固，再通过实际操作进行分析与总结。在此过程中，研究型教学方法的应用能够有效地激发学生的学习主动性，并减少学生对教师的依赖性。例如，教师可将课程分为理论讲授、课堂探析、实操练习、实践作业以及思考总结等多项学习研究模块，而在明确课程的学习阶段后，学生便能借助理论讲授所获取的知识进行后续的自主学习，使课程的实践教学围绕学生这一主体开展。这样学生能够通过自主的实践研究来提高独立解决问题能力，使教学效果进一步优化。

2.有利于帮助学生在专业课程中获取直接经验

直接经验是学生通过自身实践或自主操作获取的学习经验。从专业课程的教学角度看，研究型教学方法的应用有利于帮助学生参与研究实验，并帮助学生在学习过程中获取直接经验。例如，在学习数学物理方法的“初等函数”时[3]，可采用matlab进行模拟仿真，获得直观的图形，从而帮助学生对这些函数的理解，同时matlab也应用在该课程的积分变换及数理方程等方面[4，5]。鉴于此，学生需要对matlab软件进行深入的功能学习，包括数字建模、数字图像处理等专业技能，这样学生便能根据自身对该软件的操作认知来进行其他功能的研究，进而获取专业课程的直接经验，有利于拓宽专业知识视野，优化学习效果。

二、研究型教学方法在数学物理方法课程中的应用策略

1.采用正确的课堂组织模式来协调研究型教学方法

为使研究型教学方法在课堂中的应用效果更显著，教师需要选择适当的教学组织模式对学生进行引导，并为其提供明确的课堂研究目标，提高学生的整体学习效率。例如，在教学过程中，教师可以从相关课题中挑选一些科研问题作为学生在课堂学习中的研究任务，也可称之为“大作业”（更注重于完成作业的研究过程，不同于传统的客观作业题），让学生去研究完成。为确保每一位学生都能参与到研究学习中，教师可根据学生的专业水平进行分组，并分别布置对应难度的“大作业”，让学生去调研、分析、讨论、撰写大作业、做汇报PPT，最终解决问题。在这样的教学组织模式下，每位学生都能在专业课程的相应时间内提高自身的科学研究水平，并通过实践课题的研究巩固所学的理论知识，使学习效果得到提高。

2.通过拓展研究的形式来突出课堂教学的自主研究性

在数学物理方法课程的学习中，教师可以观察学生的学习状态，并根据他们的知识认知水平适当拓展课程的研究内容，使其从课外学科领域中学到有关课程内容的新知识。例如，教师可将“复变函数”作为主题，并选取专业竞赛中有关该知识点的赛题作为研究内容，而这类专业内容在教材中并未体现，因此，学生需要发挥自身的主动性与研究思维进行课外研究。在此过程中，学生需通过自主查阅资料来提取关键信息，并结合书本理论知识提出假设、验证假设，最终完成课题的实践研究。这种教学形式会使学生对课外拓展知识产生更加浓烈的兴趣。

3.确保研究型教学方法的应用遵循量力性原则

量力性原则是教学中的重要教学原则，是指教师在教学中要遵循量力而行的方式，确保学生的学习能具有充足的动机强度。在进行研究型教学过程中，教师应尽量将教学方法与教学原则相结合，以提高教学方法的适用性。例如，在开展“解析函数性质”的课题研究教学中，教师应挑选难度适中的课题作为研究型教学的主题，使学生在学习过程中保持较强的学习动机性，感受到“跳一跳，桃子到”的道理。这可使学生的学习效率与课题研究的难度始终保持平衡关系，激发研究积极性。

结语：

总之，在数学物理方法教学中，研究型教学方法及其课程模式具有重要的应用价值，无论从学生或从教师的角度来看，研究型教学都能有效地解决理论教学中的思维固化问题，使教学内容产生灵活性的教学特征。因此，教师应当不断地通过实践教学总结研究型教学模式的经验，并结合自身能动思维对教学方法进行改造创新，使研究型教学能更加有效地应用于专业课程的教学中，发挥出该教学模式的独有优势。

参考文献：

[1]叶国荣， 陈达强， 吴碧艳. 高校本科生教育中研究型教学模式探讨[J]. 中国高教研究， 2009， （3）： 90-91.

[2]喻远琴，陈寿万，王敏. 数学物理方法研究型教学的探索与实践[J]. 黑龙江科技信息，2016，（31）：31-32.

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

[4]祝凤荣，高林超，贾焕玉. “数学物理方法”的研究型教学[J]. 大众科技，2012，14（03）：179-181.

[5]韩新华. MATLAB在《数学物理方法》中的应用[J].科技信息， 2009， （29）： 203-204.

基金课题：内蒙古自然科学基金项目（2015BS0106），内蒙古自然科学基金项目聯合基金（2021LHMS01007）

作者简介：杨慧（1984.09-），女，汉族，内蒙古自治区察哈尔右翼后旗人，内蒙古师范大学副教授，博士，主要从事磁性人工周期复合材料的研究。