专业认证下的数学物理方法课程教学设计

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摘要:专业认证背景下，针对“数学物理方法”课程中存在的教学与工程实际脱轨、课程内容枯燥、教学方法单一等主要问题，对课程的教学目标、教学设计、评价体系进行合理设计。采用启发式教学模式，激发学生求知欲，运用学习前、堂、思三步合一的教学模式提高学生学习效率，制定适合专业特色的评价体系，从而通过教学设计达到提升教学质量的目的。

关键词:数学物理方法;教学设计;专业认证

引言

专业认证的理念是“以学生为中心”、“以产出为导向”、“持续改进”，突出强调学生的学习成果，突出持续改进教育教学，保持和提高学生的培养质量［1］。数学物理课程为理论性较强的数学与自然科学类课程，在专业认证的大背景下，如何将这门理论性较强的课程与专业认证理念相结合成为了很多教师及学生关注的热点问题。特别是针对具有专业特色的电子信息工程专业的本科生的课程教学，其教学内容及教学设计都直接影响教学效果［2］。为了体现专业认证理念，突出电子信息工程专业特色，本课题组进行电子信息工程专业的数学物理方法教学设计，从课程目标、教学内容、评价体系等方面进行了设计研究。

1课程目标的设定

结合专业特色及专业认证理念，制定了新版的数学物理方法课程教学大纲，并设计合理的课程目标，及对学生能力的评价给出定性的评价方法。本课程设定了两个课程目标，这两个课程目标涵盖了教学内容、教学方法、教学效果等的评价。

2教学内容

教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划［2］。因此本课题组结合专业特色及认证理念对数学物理方法的课程施行了合理的教学设计。

2.1启发式教学

基础类的数学课程存在的主要问题是与工程应用结合较少［3］。课程枯燥，学生学习兴趣不足。因此合理的设计教学内容，提升学生们的学习主动性很有必要。启发式教学是以工程问题为切入点，以数学思维作为推理过程，最终使用数学的语言解决工程实际的问题。例如:对于LR(电感和电阻)串联电路，在开关K合上前电路中没有电流，求K合上后电路中的电流。这个问题在电路的课程中也求解过，教师使用的是相量法，因此学生们对这个问题是很熟悉的。那么在学习数学物理方法这门课程的时候，将此问题提出，应用拉普拉斯变换进行求解，就会很好地激发学生们的共鸣，进而也将工程应用与本课程结合起来。

2.2前、堂、思三步合一的教学模式

思考是学习的关键，学会独立思考问题是当今大学生需要掌握的必备技能。课前复习:在课程内容开始之前，利用钉钉网络平台转发给学生相关的期刊文献，科普视频或相关的教学视频等。调动学生学习的主动性，从而达到提升课题教学质量的目的。课堂上:教师需要利用课前复习的相关内容，融入到课题的教学中。简述本次课程内容的历史发展，比如在讲授分离变量法的时候，向学生讲述分离变量法的诞生。力学中学习过两列反向传播的相干波形成驻波，u1Acos2π(vt－x/λ)，u2=Acos2π(vt+x/λ)。那么当两列波u1与u2相遇，即，u1+u2=Acos(2πvt)cos(2πx/λ)从公式可发现，这是关于时间与位移的函数，且时间与位移互不干扰，因此可以写为:u(x，t)=X(x)T(t)，由此引出分离变量法的内容。课后思考:教师使用超星学习通作业及思考题，督促学生自主学习，自主思考。通过以上的前、堂、思三步合一的教学方法设计，可大大提高学生的学习效率。如图1所示验证了教学设计的效果。

3评价体系

3.1课程考核方法

课题组制定了严格的课程考核制度，以检验课程目标的达成度为手段，评价学生学习成果的达成度。考核的环节包括课后平时作业、小组讨论和期末考试，总成绩以百分计，满分100分。平时作业:一个章节留一次，教师将作业与超新学习通平台，学生上传作业，教师评阅给出分数及评语。学生能及时发现知识短板，及时补救。小组讨论:5～8人一组，对于教师提出的特定问题给予分析。例如，在证明柯西黎曼条件的时候，教师在课堂上只对笛卡尔坐标系的情况进行了详细讲解，那么在其他坐标系下，柯西黎曼条件所满足的公式是怎样的就留给同学们进行小组讨论。组长会给每一个组员分配相应的任务，并记录组员的贡献度。最后汇总内容，形成书面材料，并制作小视频上传给教师，完成讨论内容，这样锻炼了学生们主动思考的能力及团队合作的能力，符合专业认证理念。期末考试应以专业认证理念为导向，以考察学生分析问题、解决问题的能力为产出的考试思想，多方位多角度考察学生的综合能力。

3.2课程目标达成度

课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，教师会针对不同的课程目标设定具体权重比例。如针对课程目标1，16级达成度为0.578，17级为0.661;课程目标2，16级达成度为0.56，17级为0.612。通过对课程目标达程度的分析，可以看到17级的课程目标的达成度均超过了0.6且17级的达成度要高于16级的达成度，说明采取教学设计取得了明显的效果。

4教学效果分析

如何判定教学方法的正确性，本课题组分析了电信16级和电信17级电子信息工程专业所有学生的学习成绩。电信16级为没有采取教学设计的年级，电信17级别为采取教学设计的年级。如图1可知，电信16级学生的成绩分布虽然较符合正态分布，但是普遍高分数的学生不多，及格率仅达到了71%。图1中可以明显的看出80～100分的学生明显增多，而及格率也提升到了90.1%。由此可知，教学设计在学生学习中的重要性及合理性。

参考文献:

［1］宁滨.以专业认证为抓手推动“双一流”建设［J］．中国高等教育，2017，(03):24－25.

［2］谭庆仁.物理课堂教学设计的三个基石———以“涡流电磁阻尼和电磁驱动”教学为例［J］．物理教学，2017，39(12):27－28，56.

［3］肖绪洋，陈润平.案例教学法在数学物理方法中的应用［J］．课程教育研究，2013，(13):53－54.

作者：杨韵桐 吕秀丽 牟海维 韩建 单位：东北石油大学