计算物理的教学改革研究与实践*
——与MATLAB软件的完美结合
2010-03-21李晓莉张建飞
物理通报 2010年8期
李晓莉 张建飞
(河北大学物理科学与技术学院 河北 保定 071002)
由于计算机技术的飞速发展,科学计算已经成为新的科研手段.科学计算能力是信息时代理工科院校学生必备素质之一,搞好科学计算教育刻不容缓.为了使我校物理学院学生更好地掌握科学计算的主要方法与技术,为今后的实际应用和深入研究打下良好基础,近10年我院在本科阶段开设了计算物理基础课,并要求任课教师不断探索新的教学方法,在教学实践中不断对教学方法进行完善和提高.
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[1~3].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课时少,很难做到在有限的学时内使学生对数值计算的基本方法和基本原理有深刻了解和认识;另外,传统的计算物理……
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