国家级教学成果奖推荐.doc

国 家 级 教 学 成 果 奖 推 荐 书 成 果 名 称 创建本科“计算物理基础”课程, 推进理论物理数字化教学改革 成 果 完 成 人 彭芳麟，管靖，卢圣治，胡静 成 果 完 成 单 位 北京师范大学 推 荐 等 级 建 议 国家二等奖 推荐单位名称及盖章 北京市教育委员会 主 管 部 门 中华人民共和国教育部 推 荐 时 间 2004 年 12 月 27 日 成 果 科 类 理 学 代 码 0 7 4 1 2 3 序 号 9 1 1 0 9 2 编 号 中 华 人 民 共 和 国 教 育 部 制 一、 成 果 简 介 成果曾 获奖励 情 况 获 奖 时 间 获 奖 种 类 获 奖 等 级 奖金（元） 授 奖 部 门 2001.8 全国第三届计算机多媒体与网络物理教学研究成果评比 一等 中国物理学会 2002.4 全国第四届计算机多媒体与网络物理教学研究成果评比 一等 中国物理学会与教育部 物理教学指导委员会 2002.11 首届全国大学物理教学 优秀论文 一等 中国物理学会与教育部 物理教学指导委员会 2004.9 北京师范大学本科教学 特等 北京师范大学 2004.10 北京师范大学教学成果奖 一等 北京师范大学 2004.12 北京高等教育教学成果奖 一等 北京教育委员会 成果起 止时间 起始： 2001 年 2 月 完成： 2004 年 9 月 主题词 计算物理;理论物理数字化教学; MATLAB;多媒体教学 1．成果主要内容（3个项目，2本书，6篇论文，2门新课，2个课件，1个网页） 一.完成3个教改项目 “理论物理数字化教学的探索”，北京市高等学校教育教学改革项目,2002 “信息技术与中学物理课程整合”，北京市哲学社会科学规划项目，2002 “理论力学教学可视化的研究”，北京师范大学教改项目,2001 二．教学论文6篇并获首届全国大学物理教学优秀论文一等奖 论文目录见总结. 三． 出版反映教改成果，有创新理念的教材两本 1）《理论力学计算机模拟》，彭芳麟等4人著，清华大学出版社，2002。 2）《数学物理方程的MATLAB求解与可视化》，彭芳麟著，清华大学出版社，2004。 教材采用MATLAB编程,体现了学以致用,将计算物理的学习与理论物理的学习相结合的创新理念。两书不仅可用作计算物理基础课的教材(封面图片见总结)，也被理论力学或数学物理方法课的教师用于有关课程的多媒体教学。 第一本书介绍了基本的数值计算技能如插值与曲线拟合,快速付里叶变换，求极值与零点，数值微分积分，解非线性方程组，解常微分方程。书中许多例题源于学生的作业，本书证明，学习该课的二年级学生（99级）是北师大物理系历史上第一批掌握了数值求解常微分方程并做出创新成果的本科生。由于教学的成功与学生求 知欲的上升，介绍数值求解偏微分方程的第二本教材应运而生，书中介绍了特殊函数计算及偏微分方程的数值解法，尤其是对拉普拉斯方程、热传导方程和波动方程的解析解与数值解的可视化与对比，充分展现了繁杂的数学公式所内涵的物理图象。 四．创建了独具特色的本科低年级《计算物理基础》课程 理论,实验与数值计算已经成为物理学的三大支柱,在本科开设计算物理课程势在必行.所以我们的工作恰逢其时并且通过实践解决了许多关键问题。 在二年级下学期开课（3学时/周），与理论力学和数学物理方法开课时间同步，在时间上具备与理论物理教学相结合的条件。教学内容为用数学软件MATLAB学习数值微分,积分,解非线性方程,解常微分方程和偏微分方程等基本数值方法。这些内容正好满足理论物理学习所需要的数值计算水平，学生学习本课程时可以练习解决理论物理学习中的计算问题。所以新课有力地支持了在理论力学教学中引入非线性力学的教学改革，实现了数学物理方法可视化教学,也为其它理论课程的数字化教学创造了条件。做到了教学内容与理论物理学习相结合，为理论物理教改服务，达到学以致用，同时深化了教学内容。对本科生的计算机教育也增添了新内容,计算机不再仅仅是教师手中的多媒体辅助教学的工具，而成为学生学习与研究的强大工具。 将先进的计算技术用于教学，即用数学软件MATLAB教授计算物理，能简化编程,提高效率，