1.“数理方程”课程体系改革的研究
教学改革的实施使很多大学进行院系调整以及学科、专业的重组,在我校的教学改革中,从2003级本科生起,学生入学后在前两学年中不分专业,于第三学年开始分专业。相应的基础课也有调整。2005年初孙秀泉教授给2003级工程技术学院4班和5班的学生开设了“复变函数与数理方程”课程,至2007年9月,更名为“工程数学(2)(复变+数理方程)”,给电子科学与技术学院电子和光信两个专业的学生开设,由孙秀泉、张登国和曹建章老师任课;2008年9月,课程更名为“数理方程与特殊函数”,将复变函数部分分离出去,加入了特殊函数部分,使课程内容联系更紧密,也符合国内大多数高校同类课程的结构,由顾樵教授和孙秀泉教授担任主讲老师。课题组注重本课程与先修课和后继课程的紧密联系。针对后续专业课程的设置、教学内容、学时配备及内容更新的变化,不断调整本课程的课程内容和讲课重点。
2、 编写出版《数学物理方法》教材
在2008年9月,课程更名为“数理方程与特殊函数”后,教材使用由东南大学数学系王元明编、高等教育出版于2004年出版的《数学物理方程与特殊函数》(第三版)。顾樵教授承担课程主讲后,在20多年来在德国和中国讲授数学物理方法的基础上,针对国内教材灵活性与实用性欠缺、国外教材系统性与缜密性不足的缺点,编著了《数学物理方法》一书,注重自身理论体系的科学性、严谨性、完整性与实用性,将中国传统教材讲授内容与国外先进教材相结合、教学实践与其他相关课程的需要相结合、抽象的数理概念与直观的物理实例相结合、经典的数理方法与新兴交叉学科的生长点相结合、基础的数理知识与科学前沿中的热点问题相结合,既为教学所用,又适应科研需要,受到了广大学生、读者的好评。
3、多种教学形式的探索与研究
本课程不断开展教学方式方法改革,最大限度激发学生的学习热情。
顾樵教授讲课深入浅出,旁征博引,把基本问题深入剖析,然后举一反三,引导学生积极思考。
孙秀泉教授善于运用比喻、类比等方法,以文说理,联想到从身边的事物为例,进一步拉近学生与数理方程思想的距离。比如在讲解非齐次方程定解问题时,将所求函数设为两个函数的和,分别求解,联想到军事学策略“各个击破,分而食之”的观点;在讲解非齐次边界定解问题时,通过引入辅助函数,使边界条件齐次化,被孙老师比喻为“偷梁换柱”法。这些词汇的运用,给学生留下了深刻的印象。
杜戈果教授在授课中,也能广泛采用各种教学方法,例如,采用表格总结法,把不同边界条件的本征方程X²(x)+lX(x)=0的本征值和本征函数进行对比总结;在讲解非齐次边界定解问题时,对于不含时间的特殊情况,通过引入辅助函数,使边界条件和泛定方程同时齐次化,被杜老师形象称为“一箭双雕”;在诸多介绍公式的地方,引领学生一步步推导,强调清晰的思路、挖掘公式背后的物理意义,等等。这些教学方法的应用,收到了良好的教学效果,学生普遍反映印象深刻,牢固地掌握了知识点。
课程组老师在长期的教学实践中,坚持“课前提问”,即每课利用3~5分钟时间,通过“提出问题——学生回答——老师总结补充”的方式,对前一节课的内容进行重点复习,既增强了课程内容的连续性,又起到了强调重点、增强记忆、化解难点的积极效果;在每次下课前,坚持对本节内容进行小结等,受到了学生的普遍好评。
4、充分利用多媒体教学手段,实现教学资源网络共享
本课程内容理论性强,概念多、抽象、难理解,采取与多媒体相结合的教学手段。利用多媒体手段直观、生动、形象等特点,通过动画、视频等方式,对基础理论、定理、难点等进行深入浅出、图文并茂的分析简介,增强学生的感性认识,深化对抽象理论知识的理解。
课程组已开始建设数理方程课程网站(/shulifc/introduce.asp),将所有讲授内容,包括教案、习题、电子课件等都公布在校园网上,并及时更新。通过网站的这些功能,为学生提供网上学习的条件,同时开辟一条教师与学生交流的新渠道,实现网上辅导答疑,学生积极参与,活跃了师生间的交流,使“数理方程”课程实现更加灵活和开放的教学模式,全面提高了课程的教学和管理水平。课程学习网站的建立,不仅使本校学习相关课程的学生受益,也提供给兄弟院校的师生。