数学物理方法教学改革的探讨

　　摘要：数学物理方法是物理学专业一门难且重要的基础课程。本文结合多年讲授数学物理方法的经验，介绍了在讲授数学物理方法教学过程中如何提高教学质量，增加学生学习兴趣所作的一些尝试，并取得了一定的效果。
　　关键字：数学物理方法 教学改革 学习兴趣
　　中图分类号: G64文献标识码：Ａ文章编号：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
　　数学物理方法一直是物理学专业学生最基本、同时也是最重要的专业基础课之一，是物理学专业学生学习后续课程的重要基础，所涉及的基本知识也是物理系学生必须要掌握的最基本内容[1-2]。在应用型本科教学背景下，要求学生不仅要掌握课本上的知识，更重要的是要学以致用，这就为这们课程的教学提出了更高的要求。如何提高课程教学质量，如何提高学生学以致用的本领，这是讲授数学物理方法课程教师索要面临的问题。作者结合多年的教学经验，整理成该文，只是起到抛砖引玉，希望与同行们交流探讨。
　　1 要让学生认识到课程的重要性
　　从学科的承接性上，数学物理方法是基础物理课程（力学、热学、电磁学、光学、原子物理学）和专业物理课程（理论力学、电动力学、热力学与统计物理学、量子力学）之间连接的桥梁，数学物理方法所介绍的复变函数概论、偏微分方程等是学习专业物理课程的数学基础或者说是工具，只有学习好了数学物理方法，学习专业物理课程才能事半功倍。
　　从作为物理专业学生数学知识完备性上，数学物理方法即是一门数学课程，又是一门物理课程，既有数学的严谨性和推理性，又有物理的应用性，这也是物理学专业学生的最后一门“准数学”课程，掌握了这门课程以后，物理系本科生的数学知识才算完备。
　　从实用方面来说，数学物理方法的知识与其他课程的内容紧密联系，比如解析函数的实部和虚部分别代表了物理中的场；傅里叶变换，在信号处理中，可以将一个信号从时域空间转换频域空间，这种转换对于信号处理是十分必要的；特殊函数论中勒让德函数等特殊函数在量子力学、电动力学等课程中也有着广泛的应用。而且在即将进行的硕士研究生和博士研究生入学考试中，很多学校的很多专业都需要考数学物理方法。
　　2 在教学过程中适当的引入计算机辅助教学
　　数学物理方法课程可以分为三篇，即复变函数论、数学物理方程和特殊函数论，每一个方面的计算题目都是十分复杂的。其实题目并不难，只是复杂，计算量很大。学生在学习的时候，往往会被复杂的计算吓倒，而失去对该门课程的学习兴趣，或者纠缠与复杂的计算，而忽视计算背后的物理实在，忘记物理的本质。
　　随着计算机辅助软件的推广，像Matlab，Mathematica，Maple等数学计算软件可以方便地为我们解决复杂的计算问题[3-4]。将这些软件引入到课堂讲学中，一方面，可以让同学们从复杂的数学计算中解放出来，将更多的精力放在物理图像上的理解中来；另一方面，也可以帮助同学们利用软件解决更加复杂的问题，激发同学们的学习兴趣。
　　但是，这里有一点需要说明的是，计算软件只是一个辅助工具，不能完全代替个人的计算修养，所以，在教学过程中，应该做到以下两点：1、定义、定理、定律的讲解应该清晰、透彻，不能含含糊糊，2、知识的应用，要展示一些典型而又简单的例题的解题全过程，布置课外作业的时候，容易计算的题目与复杂题目并举，容易计算的题目作为必做题，复杂计算的题目作为选做题，要求学生借助计算机辅助计算。
　　3 加强教师间学术交流，增加同行的经验共享
　　闭门造车，必然会造成思想闭塞。数学物理方法课程每年都有固定的年会，这里集结了全国优秀的数学物理方法教学方面的专家学者，在年会中，同行之间可以增加彼此的了解和交流各自的教学经验；另一方面，随着各高校精品课程的建设，在网络上共享的资源也是非常全面的，包括视频教学、电子教案、习题集、试题库等。
　　4 教材使用的几点感想
　　在教学中作者参考了很多版本的教材，国内的数学物理方法的教材各有优点，下面就本人的对教材的一些理解发表几点不成熟的观点，敬请同行指正：
　　（1）在复变函数论中，教材的内容很少与物理事件进行联系，重点放在数学上。然后，事实情况是，从实变函数到复变函数的过度对于本科生来说，本身就是非常困难的，而且又是如此枯燥的全数学内容，这会导致学生的学习态度消极，因为同学们不知道为何要学这个，因此建议在教材的编写中更加注意数学与物理的联系。
　　（2）物理系的学生学习数学物理方法的目的是为了应用，因此建议教材在编写的过程中将更多现代的数理技术引入的教材中，将更多的这些数理技术如何应用到物理事件中进行一定的讲解，让学生认识到这门课程在物理中的重要性，而且是与现代科学的发展是如此密切相关，以此加强学生的学习兴趣；
　　（3）随着计算软件的发展，建议将更多的计算软件引入的教材中去，用软件代替复杂的计算，解放学生的解题时间，而将更多的时间放在理解物理实在中去。
　　5 结语
　　数学物理方法是物理学专业一门重要的基础课程，对于很多后续课程的理解具有重要的作用，如何教好这门课，如何让学生产生对这门课程的兴趣，一直是每个教师需要认真思考的问题，以上的一些观点只是作者多年的教学中的一些经验总结，以供同行交流。
　　参考文献
　　[1] 胡嗣柱，倪光炯.数学物理方法(第二版) [M].高等教育