计算物理的教学改革研究与实践——与MATLAB软件的完美结合.pdf

根据提供的文件内容，本篇关于计算物理教学改革的研究论文涉及的主题包括计算物理课程的教学改革、MATLAB软件在教学中的应用、多媒体教学手段的更新以及教学内容和教学方法的优化。以下是对这些知识点的详细说明： 1. 计算物理教学现状与改革需求： 计算物理作为一门学科，主要使用基础数学理论和先进计算技术解决物理学领域的前沿问题。在教学上，传统的教学模式存在诸多问题，比如课程内容多、课时少，无法让学生深刻理解数值计算的基本方法和原理。此外，过度的理论抽象和逻辑严密性忽视了应用的广泛性和技术性，导致繁杂的数学推导，从而让学生感到厌倦，影响教学效果。 2. MATLAB软件与教学的结合： MATLAB软件因其强大的数据处理和仿真研究功能，成为计算物理教学改革的重要工具。MATLAB不仅提供数值计算所需的算法库，还具备良好的可视化功能，这有助于学生更直观地理解复杂的计算过程和物理问题。 3. 改革措施： 为了改善教学效果，本篇论文提出了一系列改革措施。分析了课程特点并强化了教学主线，例如介绍了计算物理学的发展历史和在科研领域的应用，以此激发学生的学习兴趣。通过实例展示了计算模型和算法与工程应用之间的关系，从而增加了教学内容的实际应用价值。同时，针对教学内容的组织和设计，注重算法背景、目的和设计出发点的讲解，以及通过实际应用的描述来展示算法的价值。 4. 教学演示程序的建立与应用： 为了更有效地结合MATLAB软件和计算物理教学，创建并完善了教学演示程序。这些程序利用MATLAB的可视化教学功能，将相关的物理问题通过直观的演示和计算展示给学生。比如通过教学演示程序输入不同的电场强度和磁场强度值，计算并绘制带电粒子在电磁场中的运动轨迹，使学生对常微分方程的数值计算方法产生兴趣。 5. 项目基金支持： 本项研究得到了河北大学第六批教育教学改革研究项目的资助，项目编号为JX06—72。项目资金的支持无疑为教学改革提供了重要的资源和动力。 6. 教学效果的提升： 将MATLAB软件与计算物理教学相结合的方法有效地提升了学生的学习积极性，改善了教学效果。学生能够通过直观的演示和实际应用的背景，更深刻地理解数值计算的基本方法和原理，进而掌握科学计算的主要方法与技术。 本篇论文详细探讨了计算物理教学改革的必要性、实施方法以及所取得的成效，特别强调了MATLAB软件在提高教学质量方面的重要作用。通过理论与实际应用的结合，使得教学内容更加生动、直观，从而有效激发了学生的学习兴趣和积极性，提高了教学效率和学生的科学计算能力。