[地方高等院校应用型专业的数学物理方法教学改革探索] 数学物理方法

　　摘要：数学物理方法是理工科专业的一门重要的基础课程。文章以应用型人才培养要求为基础，结合地方高等院校的教学现状，根据自己教学实践和该课程的特点，提出了一些改革措施和建议，以促进应用型专业人才能力的培养。
　　关键词：数学物理方法；课程改革；应用型人才
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0136-02
　　一、引言
　　高等教育是经济社会发展的重要组成部分，更是推动经济社会发展的重要力量。中国作为一个发展中国家，其真正意义上的高等教育历史短，但对社会、经济建设起到了巨大的促进作用。进入21世纪以来，为了使高等教育满足当前社会、经济和政治建设需要，政府逐步扩大招生规模，向高等教育大众化的国际发展趋势迈出了具有历史性意义的一步。
　　高等教育向大众化发展后，实现从单一的精英教育向多元化教育发展。应用人才培养成为高等教育的主要目标之一，这一特征在工业技术发达的西方国家体现尤为明显[1，2]。因此，加快中国众多地方高等院校转型，实施应用型人才培养是高等教育当前的首要任务。
　　二、应用型人才特点与高校转型
　　根据《国际教育标准分类》（ISCED）的标准，人才分为学术型和应用型两大类。其中应用型人才又分为工程型人才、技术型人才和技能型人才三类[3]。三类不同层次的应用型人才培养主要体现在理论水平和学校定位的差异。技术型人才主要从事技术应用，以理论技术和智力技能为主，其理论水平和技术水平高于技能型人才，这符合地方性本科院校自身特点和办学实力。
　　技术型人才培养必须满足一定的理论水平和技能要求，教学需要实现理论、实践“双管齐下”。首先，交流由前辈人所积累的知识，使其理论知识和经验达到技术型人才要求。其次，开展必要的工程素质培训，为学生进入职业工作做准备。由于社会分工精细化，技能型人才需求也呈现出多样化发展的趋势，地方高等院校应调整办学视野，走培养应用型人才的特色发展道路。在不偏离教育规律的前提下，探索更新、更优化的教学模式代替现在的教学模式是教育教学改革探索的重点。在这个全新的探索中，重庆文理学院取得了一定成绩。①转变办学思路，实施错位发展。在学院转型过程中，充分调研高等院校现有专业布局，在“无人区、少人区”拓办应用型特色专业。②转变办学观念，提高人才培养质量。学院将教育教学上升为一种服务的办学理念，改变传统教学观念，办学水平和人才培养质量得到较大提高。
　　三、数学物理方法课程特点及存在问题
　　应用型人才培养首要任务是实施课程改革，下面以“数学物理方法”为例进行探讨应用型人才培养课程改革要求和措施。“数学物理方法”是高等院校理工科的重要数学基础课，该课程描述的是数学与物理交叉领域的内容，它既有一定的数学理论深度，同时又具有一定的实用性。数学物理方法课程包含复变函数和数理方程两部分内容，“数理方程”是教学重点，其基础理论属于分析数学，应用部分涉及物理及工程技术等其他学科[4，5]。根据应用型人才培养要求，“数学物理方法”需要让学生学会采用数学手段分析与理工科专业相关的实际问题。
　　物理是以数学为语言的自然学科，“数学物理方法”是联系高等数学和物理专业课程的重要桥梁。本课程对培养学生的数学思想、数学工具的应用能力以及对后续课程的学习都起到了重要的作用[6，7]。因此，较好的高等数学基础和对物理规律的掌握是学好该课程的必备条件。
　　数学物理方法教学过程包含以下三个具体步骤：①通过建模将具体问题结合物理规律建立相应的泛定方程和定解条件。②根据方程特征采用特殊方法求解该数学问题。③将所得的数学结果翻译成物理，即讨论所得结果的物理意义。根据对“数学物理方法”课程的教学实践，我们认为该课程的传统教学在应用型人才培养过程中存在以下几个方面的问题：
　　1.教学方法不适应新要求。传统教学模式以教师为主体，以传授已有知识为中心，使学生被动接受灌输的知识。这种教学模式手段单一，学生对课程的重要性认识不足，缺乏学习动力，不能充分发挥学生自身的主观能动性。
　　2.教学内容不适应新要求。部分内容陈旧，缺乏对现代技术应用需要的针对性。随着时代与科学技术的发展，该课程的某些内容已显陈旧，如何将现代知识融入其中已成为该课程发展过程中必须解决的问题。
　　3.课时数不能适应新要求。课时缩减太大，现有学时不能完成传统教学内容的教学要求。大部分地方本科院校实施办学转型后加强了应用型实践能力培养，在总培养学时不变的情况下，减少理论课教学课时成为所有学校的共同手段。如何在现有学时数中高质量完成课程教学成为课程改革的首要问题。
　　4.高校扩招，学生理论水平下降。实现高等教育大众化发展后，毛入学率得到较大提高，由于教育体系不够完善，扩招后的学生理论水平成下降趋势，这一现象在地方本科院校中尤为明显。原有教学模式不能适应新的教学对象，急需完成各课程改革适应应用型人才培养要求。
　　四、课程教学改革的思考与实践
　　根据当前高等教育现状和对应用型人才培养的要求，结合近几年对“数学物理方法”的教学实践，提出了几点改革措施，使其更加适合应用型人才培养。
　　1.改革教学内容。“数学物理方法”是一门理论与实践结合非常高的课程，数学理论要求较高，教材中的一些证明非常冗长又难理解。因此，我们根据具体的情况，删去繁杂冗长的数学证明，采用简洁明了的方式直接给出结论，重点指导学生如何应用这些基本结论分析问题，培训学生处理实际问题的方法与思路。结合各专业要求和学时数安排，去掉一些理论较深，理解较难，与后续专业课程应用不相关的内容。参考教材遴选出满足专业需要的内容体系。将一些基础的、简单的纯数学内容安排到课外自学，为学生提供网络教学视频辅助相关内容的学习。
　　2.教学手段方面。改革传统灌输式教学。以简单、有趣的物理问题为主线，采用任务式、启发式等手段完成模型建立部分的教学。数学物理方法具有很强的物理背景，教学中可先给出最终结果，再挑选大家生活中熟悉的自然现象为模型，采用简洁的物理分析导出数学物理方程。首先详细描述所讨论问题的物理现象，再根据物理现象写出制约条件，然后分析各个物理量之间的关系以及对应的物理规律，最后根据这些规律推导出数学表达式，最终得到相应的方程。通常以波动和热传导现象为主，主要在于这两类方程在生活中具有很多大家熟悉的模型，其应用的物理规律比较熟悉，有助于同学们对数学物理方法课程的理解和认可。