教学改革研究工作总结
计算物理与MATLAB相结合的教学改革总结
李晓莉（物理科学与技术学院）
计算物理学是运用许多基础数学理论（如偏微分方程理论、线性代数、非线性规划等）和先进的计算技术（如性能优良的计算机和优秀的数值计算软件）对物理学研究前沿的挑战性问题进行大规模数值模拟和分析的学科。

计算物理学的发展对统计物理、核物理、高能物理、粒子物理、生物物理、凝聚态物理、地球物理、大气物理等学科的研究与发展起着重要的推动作用；同时，计算物理学的发展也带动了光学、力学、电磁学等基础学科的教学及实验的发展；另外，计算物理学在各种工程项目中得到了广泛应用，并为其他相关技术（如图像处理技术和通信技术）的发展奠定了基础。

然而，传统计算物理教学模式存在许多问题，主要是课程内容多而教学时数少，很难做到在有限的学时里使学生对数值计算的基本方法和基本原理有深刻的了解和认识；另外，传统的计算物理教学模式只重视对数值计算方法和原理的讲解，强调理论上的高度抽象性与严密逻辑性，而忽视应用的广泛性和高度技术性，涉及内容多为繁杂的数学推导，易使学生产生厌学情绪，不容易收到良好的教学效果。

因此，我们有必要进行计算物理的教学方法的研究和实践，使计算物理课的自身价值得到体现，而计算物理与MATLAB软件相结合的教学方法可以有效的改变当前的困境，提高学生学习积极性，明显改善教学效果。

一、结合本院的实际情况，对计算物理的教学内容和教学方法实施了一系列改革措施，总结如下：
（1）分析课程特点，强化教学主线
①通过介绍计算物理学的发展历史告诉学生学习计算物理的必要性，通过介绍计算物理学在凝聚态物理等科研领域的应用而取得的科研成果激发学生学习本门课的兴趣。

例如，简单介绍物理学领域最具有代表性的三类数值计算方法——分子动力学方法、蒙特卡罗方法和基于第一性原理的能带计算方法，为学生后续的研究生阶段的学习打下良好基础。

奖；参加了由国家自然科学基金委员会资助，教育部高等学校物理学类专业教学指导分委员会主办，昆明理工大学理学院承办的“2011年全国高等学校计算物理课程骨干教师培训班”，并在会上展示了本教改项目的部分成果。

三、在计算物理与MATLAB相结合的教学方法推广过程中也暴露出一些问题，并亟待解决。

（1）学生的理论知识和上机实践相结合的能力还有待进一步提高
目前只有部分学生对经典的物理规律理解透彻，并具备扎实的数值计算知识和具有较强的计算编程能力，自觉选修了与计算物理相关的课程设计课，并通过自己动手设计算法、编写程序、上机调试最终得到了计算结果。

而另一部分学生由于数值计算知识掌握不扎实或计算编程能力的欠缺，还无法自主利用MATLAB软件对简单物理现象进行数值计算或图形绘制。

因此，如何调动全体学生的学习积极性，使他们尽快尽好的掌握数值计算知识和MATLAB编程知识，并通过MATLAB上机计算解决基本物理问题，成为本课题最急待解决的问题。

（2）为自主学习能力强的本科生提供参加相关科研活动的机会
由于计算物理课程的特点要求学生只有多参与应用性程序设计和上机计算，才能真正掌握各种数值计算方法和MATLAB编程。

目前有部分优秀学生具备扎实的数值计算知识和具有较强的计算编程能力，但是缺乏实践锻炼的机会。

而我院良好的实验室平台应该多为本科生开放，为自主学习能力较强的本科生提供参与各种科研活动的机会，使他们将课上所学知识通过实践得到巩固和提高。