材料物理專業(yè)

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材料物理專業(yè)范文第1篇

關(guān)鍵詞：材料物理；人才培養(yǎng)；課程設(shè)置

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）07-0058-02

一、材料物理專業(yè)簡介

材料物理專業(yè)各高校定義不一，縱觀各大高校的描述，認(rèn)為南京郵電大學(xué)[1]描述比較全面：材料物理專業(yè)培養(yǎng)掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)，掌握現(xiàn)代材料科學(xué)研究方法，掌握材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律，能從事各種材料應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究，傳統(tǒng)材料的性能改進(jìn)與新型材料開發(fā)與研制，材料的合理使用和材料的檢測分析等工作的高級專門人才。能在材料科學(xué)與工程和相關(guān)交叉學(xué)科領(lǐng)域從事科研、教學(xué)、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)或管理工作的具有理科素質(zhì)及工科意識的理工復(fù)合型專門人才。本專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有以下幾方面的能力和素質(zhì)：具備寬厚的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，較好的計(jì)算機(jī)和電子科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力；系統(tǒng)掌握物理和材料物理基礎(chǔ)理論，基本實(shí)驗(yàn)方法和技能；本專業(yè)學(xué)生繼續(xù)深造的方向有材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、材料加工工程、微電子學(xué)與固體電子學(xué)、凝聚態(tài)物理、物理電子學(xué)、光學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)等。本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可以在材料、能源、電子、信息等諸多領(lǐng)域和交叉學(xué)科從事教學(xué)、科研、開發(fā)、設(shè)計(jì)和管理工作。主要研究方向有：固體微結(jié)構(gòu)分析與信息功能材料，位移式相變與形狀記憶和超彈性材料，復(fù)合功能材料與智能結(jié)構(gòu)，生物醫(yī)學(xué)材料及應(yīng)用以及界面化學(xué)與功能陶瓷等。

二、材料物理人才培養(yǎng)的瓶頸

材料物理專業(yè)，一般屬于理學(xué)院或者材料工程學(xué)院下轄的專業(yè)之一，所涉及到的方面主要是材料的宏觀及微觀結(jié)構(gòu)，尤其是微觀結(jié)構(gòu)，材料的物理性能基本參數(shù)以及這些參數(shù)的物理本質(zhì)。畢業(yè)生可能面臨的另外一個問題是，由于很多高校建立材料專業(yè)的背景不同，兼之材料科學(xué)作為專業(yè)名稱提出來，又不是很長時間的事情，造成很多用人單位不了解這個專業(yè)的畢業(yè)生究竟是做什么的。這也是導(dǎo)致這幾年材料物理專業(yè)越來越多的畢業(yè)生畢業(yè)后待業(yè)的一個重要的原因。眾多的因素阻礙著材料物理學(xué)生的發(fā)展，但是最主要的還是學(xué)生的專業(yè)課程設(shè)置，不同的教學(xué)安排會培養(yǎng)出完全不同的學(xué)生，最終的結(jié)果也會大不相同。

三、材料物理人才培養(yǎng)的趨勢

材料物理專業(yè)是材料科學(xué)不可或缺的重要組成部分。猶如支撐萬丈高樓的基石，材料支撐著人類文明。雖然材料物理專業(yè)目前遇到了很多的問題，但是幸運(yùn)的是這些問題被教育者意識到了，現(xiàn)在很多學(xué)者都在探討材料物理專業(yè)以后的培養(yǎng)模式和方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料正朝著微型化、功能化、智能化的方向發(fā)展。這也就意味著材料行業(yè)將迎來一次大的變革，相應(yīng)的材料產(chǎn)物也會隨著變化。現(xiàn)在頗為流行的納米材料、環(huán)境材料、電子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。社會對人才的要求是各大高校培養(yǎng)學(xué)生的一個重要依據(jù)，雖然各個學(xué)校有自己的特色，但是面對瞬息萬變的局勢，各大高校還是打破框架，尋求發(fā)展。很多學(xué)校與時俱進(jìn)，將材料學(xué)的重心由傳統(tǒng)材料開始偏向于新型材料，如：納米材料、復(fù)合材料、環(huán)保材料、電子材料等。從目前來看，在短時間內(nèi)，各大高校的培養(yǎng)趨勢將會繼續(xù)朝著微型化、功能化、智能化材料方向發(fā)展，未來也會隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，跟上前沿科技，不斷更新培養(yǎng)計(jì)劃，培養(yǎng)出21世紀(jì)綜合型的人才。

四、武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)簡介

武漢科技大學(xué)理學(xué)院材料物理專業(yè)開辦于2001年，是一門材料學(xué)與物理學(xué)相交叉的學(xué)科，迄今已有6屆畢業(yè)生，材料物理專業(yè)在探索中發(fā)展。武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要，具有遠(yuǎn)大理想和良好思想品德，具有較深厚的數(shù)學(xué)和物理學(xué)基礎(chǔ)，掌握材料科學(xué)基本理論和現(xiàn)代材料科學(xué)研究與測試的基本方法，能在科學(xué)研究、科技服務(wù)、教育、工業(yè)、事業(yè)、社會服務(wù)等方面從事材料及其相關(guān)領(lǐng)域的研究設(shè)計(jì)、性能檢測、技術(shù)開發(fā)、質(zhì)量管理等方面工作的應(yīng)用型高級專門人才。然而隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程教育的擴(kuò)大，材料類專業(yè)教育進(jìn)行了改革。武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)自2004年以來，也對教學(xué)進(jìn)行了初步調(diào)整，但特色仍不明顯。2008年金融危機(jī)以來，大學(xué)生就業(yè)問題越來越嚴(yán)重，材料物理專業(yè)的發(fā)展也因此面臨著新的挑戰(zhàn)，對未來科學(xué)和教育趨勢面臨著新的思考。武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)就業(yè)率有降低趨勢，加入鋼鐵相關(guān)企業(yè)的畢業(yè)生也逐年減少，選擇考研的同學(xué)占大多數(shù)。

五、材料物理專業(yè)課程設(shè)置的特點(diǎn)

通過對國內(nèi)多所名校的調(diào)研，給出了以下結(jié)論：名校的課程都由基礎(chǔ)課、專業(yè)課、必修課、選修課和實(shí)踐課組成。名校的課程設(shè)置都是緊密結(jié)合本校的特色，充分依托學(xué)校這個平臺，使專業(yè)的發(fā)展平臺更加寬廣同時有底氣。名校在設(shè)置課程的時候也會均衡各個學(xué)期學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生的接受程度，盡量做到循序漸進(jìn)，由淺入深，由易到難。所有的高校都步伐統(tǒng)一的把專業(yè)課放在了第五、第六和第七學(xué)期。但是調(diào)查表明學(xué)生并不希望太晚上專業(yè)課，特別是第七學(xué)期，大家都希望可以提前一些時間上專業(yè)課，使專業(yè)課上課時間同學(xué)生考研和找工作的時間分開。武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)的主要課程有普通物理、理論物理、固體物理、數(shù)學(xué)物理方法、物理化學(xué)、材料物理導(dǎo)論、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料研究方法、材料合成與制備、普通物理實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)、材料物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)等。我校材料物理由于成立得比較晚，所以成立的時候大量的借鑒了其他高校的課程安排。雖然這樣的借鑒可以幫助我們少走彎路，但是過多的借鑒使我校的材料物理專業(yè)缺乏特色。我校的材料物理專業(yè)的基礎(chǔ)課就是一些最基本的知識，我有人有，人有我無。不過有一點(diǎn)也是值得欣慰的，就是我們的物理基礎(chǔ)比較牢靠。我們的專業(yè)選修課雖然很多，但是不受重視，安排的時間太晚。我們的專業(yè)課比較少，而且都是些入門的基礎(chǔ)知識，實(shí)用性不強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)很多，但是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)比較少，都是些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，且在考核方式上要進(jìn)行合理的改善。實(shí)踐課程安排得很好，這是我校的亮點(diǎn)。總體來說，我校的材料物理專業(yè)的課程偏理論，應(yīng)用型的課很少，課程間的交叉太多，這樣造成我們的課程多而雜，缺乏特色，就業(yè)口徑窄。換句話說，我校的材料物理專業(yè)的整體設(shè)計(jì)顯得太過中規(guī)中矩，這樣的設(shè)置不會出錯，但是也缺少特色，缺乏亮點(diǎn)，所以我們的課程設(shè)置有必要進(jìn)行一些改進(jìn)。如何更好更有效地改進(jìn)材料物理專業(yè)課程的設(shè)置將是我們下一步重點(diǎn)研究和討論的課題。

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材料物理專業(yè)范文第2篇

關(guān)鍵詞：固體物理學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0034-02

固體物理學(xué)是一門研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成的微觀粒子（原子、離子、電子等）間相互作用和運(yùn)動規(guī)律，從而闡明其性能與用途的學(xué)科。它是微電子技術(shù)、光電子學(xué)、材料學(xué)等技術(shù)和學(xué)科的基礎(chǔ)，同時，也在太陽能光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的革新發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。因此，在常州大學(xué)新能源材料專業(yè)中開設(shè)該課程，并將其作為該專業(yè)的主干課程之一，希望使本專業(yè)學(xué)生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學(xué)生增強(qiáng)理學(xué)背景，擴(kuò)展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業(yè)后進(jìn)一步深造或就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

新能源材料專業(yè)是常州大學(xué)近年來為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立的新專業(yè)。該專業(yè)處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類專業(yè)課程往往更偏重材料的工藝、性質(zhì)和性能，這些課程往往重工輕理，造成學(xué)生的理科背景不強(qiáng)。而固體物理學(xué)課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義、復(fù)雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導(dǎo)，需要以高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理和量子力學(xué)等理論性很強(qiáng)的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的準(zhǔn)備。舉例來說，這些學(xué)生的先修課程并不包含量子力學(xué)。此外，像高等數(shù)學(xué)這類課程，學(xué)生雖已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但由于課時等原因，這類課程的學(xué)習(xí)程度沒有達(dá)到學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的要求。由于上述原因，本專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中感到相當(dāng)?shù)某粤Γ貏e是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，使部分學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒。因此，為達(dá)成設(shè)立本課程的初衷，其課堂教學(xué)和考核的改革勢在必行。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

固體物理學(xué)課程的內(nèi)容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎(chǔ)部分和固體物理專業(yè)部分。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為專業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了56個學(xué)時，因此僅講授固體物理基礎(chǔ)部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業(yè)側(cè)重太陽能光伏發(fā)電和鋰離子電池儲能的特點(diǎn)。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項(xiàng)金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導(dǎo)論》，講授該教材的前七章，側(cè)重材料的電學(xué)性能知識點(diǎn)的講授，減少力學(xué)和磁學(xué)等相關(guān)知識點(diǎn)的比重。例如在第三章晶體結(jié)合與彈性常量中，舍棄關(guān)于彈性常量的講解，回避復(fù)雜的角標(biāo)和矩陣方程，既可以減少學(xué)生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學(xué)性能相關(guān)的章節(jié)。此外，Kittel著《固體物理導(dǎo)論》這本教材比較注重物理結(jié)論，而在某些地方忽視了如何引出該結(jié)論的過程，如果只是照本宣科，必然會使學(xué)生對課程的內(nèi)容產(chǎn)生懷疑，最終導(dǎo)致他們失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，在教授的過程中作者還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進(jìn)行補(bǔ)充，力爭講清每個知識點(diǎn)的來龍去脈。比如，在第六章自由電子費(fèi)米氣中，《固體物理導(dǎo)論》該教材直接引出了一維情況下能級的表現(xiàn)形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學(xué)生感覺知識點(diǎn)比較突兀，缺乏心理準(zhǔn)備。對此，我們在這部分補(bǔ)充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內(nèi)容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生，起到了教書育人的目的。

三、教學(xué)方法的改革

正如前面所述，固體物理學(xué)課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，比較抽象難懂，而學(xué)生由于種種原因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學(xué)》、《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》和《高等數(shù)學(xué)》中相關(guān)知識點(diǎn)在課堂上穿插講解，為學(xué)生補(bǔ)缺補(bǔ)漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和演算，采用定性解釋或數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法去解釋固體的性質(zhì)和結(jié)論。例如，在講解費(fèi)米-狄拉克分布時，如果從數(shù)學(xué)推導(dǎo)上去解釋這一結(jié)論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊(duì)等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費(fèi)米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費(fèi)米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費(fèi)米能級附近的電子首先激發(fā)到高能級。這樣就很容易讓學(xué)生理解這一重要的結(jié)論，并且有助于樹立學(xué)好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費(fèi)米氣的過程中，首先給學(xué)生補(bǔ)充薛定諤方程的知識點(diǎn)，但由于他們沒有學(xué)過《量子力學(xué)》課程，對薛定諤方程的講解采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設(shè)就能簡單的導(dǎo)出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復(fù)雜、抽象的知識點(diǎn)以較為生動的形式傳授給學(xué)生，改變了他們對這門課程看法。

四、課程考核方式的改革

學(xué)生成績評定是教學(xué)過程的主要環(huán)節(jié)之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內(nèi)容，容易造成學(xué)生考前突擊，死記硬背；后一種形式考查內(nèi)容靈活，但學(xué)生往往對考試復(fù)習(xí)無從下手，一些學(xué)生甚至存在投機(jī)取巧的僥幸心理，放棄對所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。結(jié)合固體物理學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容靈活但又有大量基本結(jié)論和公式需要記憶的特點(diǎn)，作者采取半開卷的考試形式，即統(tǒng)一向?qū)W生發(fā)放一張A4大小的紙，學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中可將他們認(rèn)為重要的知識點(diǎn)歸納總結(jié)在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內(nèi)容。采用這種方法，避免了學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中將大量精力放在結(jié)論和公式的記憶上，有助于督促學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行思考，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

總之，在新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)課程教學(xué)過程中，要堅(jiān)持以學(xué)生為本，以學(xué)生為主體，在充分認(rèn)識本專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷改革，勇于實(shí)踐，不斷充實(shí)和完善自己，最終做到因材施教。

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材料物理專業(yè)范文第3篇

[關(guān)鍵詞]大學(xué)生就業(yè)；材料物理；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

1引言

隨著教育體制改革的人不斷深入，我國高等教育體制持續(xù)優(yōu)化，加之大高校連年擴(kuò)招，“畢業(yè)即失業(yè)”成為很多大學(xué)生目前的現(xiàn)狀，如何培養(yǎng)符合社會需求的合格大學(xué)生，成為高校面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)[1]。從南京郵電大學(xué)材料物理專業(yè)學(xué)生近兩年就業(yè)情況來看，用人單位對畢業(yè)生的專業(yè)實(shí)踐能力、社會適應(yīng)能力、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)要求愈來愈高。大學(xué)生在高校的傳統(tǒng)教育模式下，所學(xué)專業(yè)存在脫離實(shí)踐應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)偏重理論化、創(chuàng)新能力弱等問題。在國家倡導(dǎo)的大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的背景下，大學(xué)生普遍存在缺乏創(chuàng)造性的思維，職業(yè)精神、契約意識、責(zé)任心較為薄弱等缺陷。教育部主辦的“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，為高校學(xué)子提供了較好展示自己創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)想法的平臺，促進(jìn)高校畢業(yè)生與企業(yè)之間進(jìn)行良好雙向選擇以及為高校學(xué)子提供了另一種就業(yè)可能性[2]。南京郵電大學(xué)材料物理專業(yè)，基于OBE理念，旨在培養(yǎng)具備功能材料尤其是光電功能材料設(shè)計(jì)、開發(fā)、制備、分析、應(yīng)用能力的專門人才。圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽機(jī)制，以調(diào)整教學(xué)方案和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系等多種方式，培養(yǎng)學(xué)生具有的良好的科學(xué)文化素養(yǎng)和社會責(zé)任感，最終目標(biāo)使學(xué)生擁有較高的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。本文以材料物理專業(yè)為例，通過理論和實(shí)踐教學(xué)體系改革優(yōu)化，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)競爭力。

2完善理論課程體系，融入雙創(chuàng)教育

目前多數(shù)高校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，僅僅停留在單一的任選課，起到了科普作用，課程設(shè)置上缺少系統(tǒng)性的平臺及創(chuàng)業(yè)相關(guān)的教師進(jìn)行指導(dǎo)，很難起到實(shí)質(zhì)性上的幫助。基于我院信息材料的特色，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)上動態(tài)調(diào)整理論課程，見圖1。學(xué)生大一時通過《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程了解到材料科學(xué)發(fā)展的最新進(jìn)展，及學(xué)院的有機(jī)光電子材料的特色；大二時通過《計(jì)算機(jī)在材料中的應(yīng)用》等課程，培養(yǎng)學(xué)生在材料物理專業(yè)中能夠自行融入大信息思維；大三時學(xué)院通過《科技前沿導(dǎo)論》課程，邀請知名教授和企業(yè)負(fù)責(zé)人等途徑，讓學(xué)生們更加透徹領(lǐng)悟科學(xué)前沿知識和創(chuàng)業(yè)歷程；大四通過優(yōu)選實(shí)習(xí)基地、校地協(xié)同育人機(jī)制、與6家企業(yè)簽定了校外實(shí)習(xí)實(shí)踐基地等方式將社會優(yōu)秀教育資源轉(zhuǎn)化為教育教學(xué)內(nèi)容。另外，我們從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，通過前期發(fā)放問卷調(diào)查了解大學(xué)生們最需要的知識，之后進(jìn)行課程調(diào)整，形成一套完整的創(chuàng)業(yè)課程系統(tǒng)。本課程系統(tǒng)涵蓋創(chuàng)業(yè)初期到進(jìn)入市場等一系列階段的內(nèi)容指導(dǎo)，并且對于學(xué)生觀看過程中提出的任何問題均能反饋有效的意見。如何利用學(xué)生需要的信息整合推送，讓他們在學(xué)習(xí)的過程中更好地理解“互聯(lián)網(wǎng)+”的真正內(nèi)涵，是建設(shè)平臺需要重點(diǎn)考慮在內(nèi)的因素[3]。在完善理論課程體系這一模式下，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，本專業(yè)學(xué)生獲“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”稱號，并在“挑戰(zhàn)杯”、節(jié)能減排大賽及專業(yè)技能大賽中屢獲大獎。倡導(dǎo)“三三育人”理念，《“本科-碩士-博士互動”培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的探索與實(shí)踐》活動中獲2013年江蘇省高等教育教學(xué)成果一等獎。

3拓展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識欠缺，應(yīng)注重對大學(xué)生的綜合技能的培養(yǎng)而不能局限于理論知識的學(xué)習(xí)。國家的相關(guān)政策和許多高校開展的創(chuàng)業(yè)教育與課程都只起到引導(dǎo)的作用，如何將學(xué)到的知識或科研成果應(yīng)用到創(chuàng)業(yè)中，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)業(yè)思維的關(guān)鍵點(diǎn)。利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等賽事，可以模擬真正創(chuàng)業(yè)的情形，因?yàn)楹芏鄰?fù)雜的的運(yùn)營、市場競爭問題是需要親自實(shí)踐才能了解的，這為他們畢業(yè)后自己的嘗試做好了鋪墊。我校材料物理專業(yè)，主要聚焦光電功能材料，堅(jiān)持“重視基礎(chǔ)、強(qiáng)調(diào)交叉、彰顯特色”的學(xué)科教學(xué)理念，見圖2，依托學(xué)院教師百余項(xiàng)國家級、省部級科研項(xiàng)目，利用實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃和競賽作為紐帶，加大將先進(jìn)的科研成果引入我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的力度，設(shè)立院級創(chuàng)新項(xiàng)目以及通過參加競賽等多種科研反哺教學(xué)方式，使學(xué)生掌握科學(xué)研究方法與科學(xué)精神，達(dá)到人才培養(yǎng)的目標(biāo)。聘請揚(yáng)子石化研究院、泰州巨納新能源有限公司、中超新材料有限公司等單位負(fù)責(zé)人現(xiàn)場講解。同時在組織學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的過程中，學(xué)生們可以互相學(xué)習(xí)對方的優(yōu)點(diǎn)，提升自己的交流，協(xié)作能力，并且嘗試將自己的專業(yè)技能合理運(yùn)用在創(chuàng)業(yè)方面，達(dá)到產(chǎn)品創(chuàng)新，理念創(chuàng)新。

4創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

創(chuàng)業(yè)切勿依靠單純的想象力，需符合市場需求，提供具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，以此為導(dǎo)向才能生存下去，對大學(xué)生創(chuàng)業(yè)方向的評估也有著重要意義。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育旨在讓大學(xué)生樹立正確的創(chuàng)新意識，能讓大學(xué)生擁有獨(dú)立思考的能力以及判斷形勢的眼光，可以讓他們少走彎路，保持創(chuàng)業(yè)的熱情。為此需要加強(qiáng)創(chuàng)業(yè)教育的師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)，高素質(zhì)的教師以及專業(yè)的市場分析師對于指導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)路線有著極大的幫助作用。我院近年來，不斷優(yōu)化師資隊(duì)伍，強(qiáng)化師德師風(fēng)，強(qiáng)化教師實(shí)踐能力培養(yǎng)。形成了一支由長江學(xué)者、國家杰青和領(lǐng)軍人才領(lǐng)銜的高水平師資隊(duì)伍。組建課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成了學(xué)術(shù)研究與教育教學(xué)的良性循環(huán)。專業(yè)教授活躍在教學(xué)第一線，為本科生上課的比例為100%。另外，加強(qiáng)和相關(guān)企業(yè)合作，聘請企業(yè)人士對于尚在創(chuàng)業(yè)初期的大學(xué)生分析市場狀況，藉由互聯(lián)網(wǎng)+線上線下相結(jié)合的指導(dǎo)與實(shí)踐，讓大學(xué)生對于市場有著正確的認(rèn)知。

5重樹大學(xué)生正確的就業(yè)觀

當(dāng)代大學(xué)生就業(yè)出現(xiàn)“畢業(yè)人數(shù)多卻用人荒”，疫情期間更是如此，造成了許多大學(xué)生錯誤的就業(yè)價(jià)值觀。加之大學(xué)封閉、只專注學(xué)術(shù)的狹隘的教學(xué)培養(yǎng)模式，大學(xué)生們基本沒有與社會接軌，對于畢業(yè)踏入社會就業(yè)缺乏實(shí)踐的認(rèn)知，大多活在自己的理想期望中，而社會需要的是有創(chuàng)造力的、有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的全面型人才。針對這種情況，我院通過校企合作，學(xué)院積極組織學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，吸引大學(xué)生參與；邀請校外專業(yè)的講師或成功企業(yè)家來高校開設(shè)講座論壇，為對開發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目感興趣的學(xué)生提供理論支持和建議；通過第三方與學(xué)校合作的方式，由高校組織學(xué)生準(zhǔn)備優(yōu)秀的創(chuàng)新項(xiàng)目策劃書，經(jīng)過篩選或者投資者選擇感興趣的項(xiàng)目進(jìn)行投資的方式，使得有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的學(xué)生的才華能夠施展。最終達(dá)到讓大學(xué)生們提前了解職業(yè)行情，樹立正確的職業(yè)就業(yè)價(jià)值觀的目的。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽帶來的好處，不僅僅是提供大學(xué)期間創(chuàng)業(yè)的機(jī)會，更重要的是改變現(xiàn)代大學(xué)生對收入、社會地位等傳統(tǒng)考慮因素執(zhí)著的錯誤觀念，即使沒能在大賽中脫穎而出，也能從整個流程中收獲對于就業(yè)的全新認(rèn)知以及豐富的實(shí)踐經(jīng)歷，在畢業(yè)時更加從容、快速地融入到社會中[4]。

6提高大學(xué)生法律意識

雙創(chuàng)教育中，法律問題也不容忽視。部分大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者相關(guān)的法律意識淡薄，在面對諸多如版權(quán)問題的困境時，往往找不到解決問題的途徑，很多為創(chuàng)新而做的嘗試也可能會觸碰到法律的底線。我院通過選擇合適的慕課，鼓勵學(xué)生參加法律人士的講座等方式，提高創(chuàng)業(yè)者的法律意識，積極保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)。互聯(lián)網(wǎng)+教育的一大特點(diǎn)是實(shí)時性，學(xué)生們對于相關(guān)法律法規(guī)的問題可以第一時間反饋到老師手中，并且通過軟件系統(tǒng)便捷地得到反饋，讓他們成為一批熟悉法律，尊重知識產(chǎn)權(quán)的高素質(zhì)創(chuàng)業(yè)者。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代建立一套科學(xué)完善的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律教育體系[5]，從而增強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律意識，也是我們下一步的工作內(nèi)容。

材料物理專業(yè)范文第4篇

關(guān)鍵詞 固體物理學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)方法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.031

Solid State Physics Teaching Reform and Practice Adapt to Materials

Physics and Electronic Science and Technology Needs

LI Zijiong， SU Yuling， WANG Yongqiang， GONG Gaoshang

（School of Physics & Electronic Engineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002）

Abstract Solid State Physics is physics and electronic material science and technology important professional courses， according to the needs of both professional features in the teaching content， teaching methods and capacity-building and improving other aspects of solid state physics curriculum reform and practice.

Key words solid state physics; teaching reform; teaching methods

0 引言

隨著人才需求的不斷變化和學(xué)科的發(fā)展，不同專業(yè)的課程體系和人才培養(yǎng)模式應(yīng)與時俱進(jìn)地作相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，不斷完善和發(fā)展以適應(yīng)專業(yè)特點(diǎn)和新形勢下需求的培養(yǎng)目標(biāo)。①②固體物理學(xué)課程主要研究固體（晶體）的微觀結(jié)構(gòu)特征、相互作用及其運(yùn)動規(guī)律，并闡述其用途的學(xué)科。固體物理學(xué)課程是物理、材料、化學(xué)和電子等專業(yè)的基礎(chǔ)課程。③但受傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和有限課時等的影響，不少學(xué)生缺少對該課程在專業(yè)培養(yǎng)中的重要作用的認(rèn)識，學(xué)習(xí)重視程度不夠，缺乏學(xué)習(xí)積極性。因此，有必要根據(jù)不同專業(yè)方向特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系等方面對固體物理學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革。

材料物理和電子科學(xué)技術(shù)是鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院的兩個專業(yè)，我們在這兩個專業(yè)開設(shè)了固體物理學(xué)課程，分別制定了課程標(biāo)準(zhǔn)和課程教學(xué)目標(biāo)。針對固體物理教學(xué)課程自身的特點(diǎn)，結(jié)合材料物理和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式和需要，根據(jù)多年對固體物理學(xué)在兩個專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐，提出了關(guān)于固體物理課程教學(xué)根據(jù)專業(yè)不同需求的優(yōu)化與調(diào)整方案，并在教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐，取得了一定的效果。

1 根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化

固體物理學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的課程，除了需要量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理、大學(xué)物理等方面的基礎(chǔ)知識外，在傳統(tǒng)的內(nèi)容上也是增加了很多現(xiàn)代科技前沿的內(nèi)容。由于不同專業(yè)學(xué)生的背景和培養(yǎng)目標(biāo)的差異，在授課內(nèi)容方面首先要進(jìn)行一定的調(diào)整和優(yōu)化。

材料物理專業(yè)是我校較早開設(shè)的傳統(tǒng)專業(yè)，其目的是培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與方法，具備材料物理相關(guān)的基本技能和基本知識，能在材料科學(xué)與工程及與其相關(guān)的領(lǐng)域從事教學(xué)、研究、教學(xué)科技開發(fā)教學(xué)及相關(guān)管理工作的材料物理高級專門人才。由于學(xué)生的材料和物理背景較好，考慮到該專業(yè)與固體物理學(xué)聯(lián)系較緊密的特點(diǎn)，需要對傳統(tǒng)固體物理學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化和延伸。

如在講解晶體結(jié)構(gòu)一章時，在讓學(xué)生深刻理解晶體結(jié)構(gòu)平移性和對稱性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們適當(dāng)增加了材料結(jié)構(gòu)分析方面的內(nèi)容，除了晶體結(jié)構(gòu)詳細(xì)講解外，對非晶體、準(zhǔn)晶等也要做一定的介紹，并結(jié)合科研工作中常見的晶體缺陷問題，對相關(guān)材料進(jìn)行分析，增加了如何利用X射線衍射分析晶體結(jié)構(gòu)，并安排學(xué)生動手制備一些新材料，學(xué)習(xí)應(yīng)用掃描電子顯微鏡、投射電子顯微鏡、XRD等工具對所制備材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，從而加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，提高解決實(shí)際問題的能力，獲得了對固體物理課程學(xué)習(xí)的主動性和針對性。

在講述晶體結(jié)合一章，增加了氫鍵結(jié)合形成不同晶體的特點(diǎn)及規(guī)律，將共價(jià)性結(jié)合和金屬結(jié)合的特點(diǎn)和規(guī)律采用第一性原理進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果進(jìn)行課堂視頻展示;在講述金屬、半導(dǎo)體電子結(jié)構(gòu)章節(jié)中，有意識地增加了態(tài)密度、摻雜、能帶調(diào)控等概念，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)分析一下半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)對其電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的影響，有意識地加強(qiáng)材料物理專業(yè)學(xué)生的分析和解決問題的能力。結(jié)合當(dāng)前材料科學(xué)研究的新材料如石墨烯、二硫化鉬等納米材料、金屬氧化物量子點(diǎn)等，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和潛在應(yīng)用的分析，對拓寬學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、開闊視野和提高學(xué)習(xí)興趣起到了積極作用。

在講解能帶理論一章時，注重問題提出和解決的思路方法，將復(fù)雜的材料問題運(yùn)用合理的物理近似處理方法，使材料物理專業(yè)能夠把所學(xué)的物理知識和材料有機(jī)結(jié)合起來，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，通過實(shí)踐，收到較好效果。

針對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生從事與光電子器件應(yīng)用與光電工程技術(shù)等工作，需要實(shí)際與理論相結(jié)合，并且能夠把理論知識能夠運(yùn)用在生產(chǎn)與工作當(dāng)中的要求，在講述固體物理傳統(tǒng)內(nèi)容時，抓住物理過程的主要方面，構(gòu)造簡化的模型，進(jìn)行有效的數(shù)學(xué)處理。教學(xué)過程緊扣物理模型和思想，適當(dāng)降低知識難度，而且還要適當(dāng)減少傳統(tǒng)固體物理內(nèi)容與電子科學(xué)和技術(shù)專業(yè)關(guān)聯(lián)不大的問題。將與電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)密切相關(guān)的能帶理論、晶體缺陷、半導(dǎo)體電子倫和金屬電子論等章節(jié)作為重點(diǎn)講授的內(nèi)容，同時也盡量保持知識的連慣性和系統(tǒng)性。

科技發(fā)展日新月異，不斷出現(xiàn)的新技術(shù)和新發(fā)現(xiàn)為固體物理學(xué)課程內(nèi)容的延伸不斷開拓出新的研究領(lǐng)域。在教學(xué)實(shí)踐中，我們將傳統(tǒng)的固體物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容與日新月異的物理前沿內(nèi)容間的關(guān)聯(lián)有機(jī)結(jié)合起來，例如，與能帶理論有關(guān)的LED、與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)的C60、太陽能光伏電池的研究進(jìn)展和應(yīng)用、以及固體激光器等與光電技術(shù)相關(guān)的前言知識穿插在教學(xué)當(dāng)中，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、明確學(xué)生的專業(yè)方向，拓寬學(xué)生的視野。

2 根據(jù)專業(yè)特色調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方法

針對材料物理和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的不同特點(diǎn)，除了進(jìn)行固體物理教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整外，在教學(xué)方法也要進(jìn)行改革，以適應(yīng)這兩個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)需要。

首先改變傳統(tǒng)教師課堂一言堂的教學(xué)方法，將課堂主體交給學(xué)生，增加師生互動環(huán)節(jié)。課堂上老師把要講授的內(nèi)容以提出問題的形式展出，鼓勵學(xué)生解答這些問題，充分發(fā)揮了學(xué)生的積極主動性。對于學(xué)生普遍不好理解和難懂的問題，教師再進(jìn)行細(xì)致講解，這樣做到重點(diǎn)突出，有的放矢，充分實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生的課題互動，極大地提高了學(xué)生的積極性。同時加強(qiáng)習(xí)題課環(huán)節(jié)，任課教師事先將要講的習(xí)題給學(xué)生，并安排學(xué)生分組討論。課堂上，學(xué)生積極主動上臺講解習(xí)題的不同解答方法，并可對不同解答提出質(zhì)議，這樣既增強(qiáng)了學(xué)生理解和解決問題的能力，又極大提高了課堂效率。對不同專業(yè)學(xué)生，除了教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同以外，在教學(xué)方式方法上也體現(xiàn)出差別。如對材料物理專業(yè)學(xué)生，教學(xué)時要注重課堂教學(xué)內(nèi)容的邏輯關(guān)系，強(qiáng)化對概念和規(guī)律的理解、記憶，對于與專業(yè)相關(guān)的理論，要求學(xué)生能夠理論推導(dǎo)。而對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，提出“聯(lián)想式教學(xué)法”，例如，從大學(xué)物理中的光和機(jī)械波傳播的干涉和衍射現(xiàn)象引入倒格矢的概念，把抽象難懂的倒格子與光的波動性聯(lián)系起來，從而聯(lián)想到對微觀粒子波動性的空間描述;從大學(xué)物理中聲波和電磁場的耦合激化現(xiàn)象引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)聲學(xué)波和光學(xué)波的異同點(diǎn);從光伏太陽能電池的原理入手聯(lián)想到能帶理論等等，從而加深對固體物理圖像及物理本質(zhì)認(rèn)識，而不是僅僅停留在對概念和規(guī)律的推導(dǎo)和理解上。

其次是將生動直觀的物理演示模型引入課堂教學(xué)實(shí)踐中，提高課堂效率。我們將固體物理學(xué)課程中的相關(guān)難懂知識點(diǎn)，做成一系列教學(xué)模型，通過課堂演示，加深對學(xué)生對固體物理知識的理解和掌握。如講解不同晶體結(jié)構(gòu)時，我們分別演示了Si、Cu和NaCl等的不同晶體結(jié)構(gòu)的原子排列模型;講解晶體的對稱性時，我們分別演示立方體、圓柱體、錐體等的模型，引導(dǎo)學(xué)生分析不同模型的對稱特點(diǎn)，同時采用3D MAX 動畫制作軟件，將不同晶體結(jié)構(gòu)制作成三維圖像及視頻，既形象又生動，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對于固體物理的能帶理論一章，推導(dǎo)復(fù)雜，學(xué)生理解有一定的困難，針對理論推導(dǎo)不作重點(diǎn)要求的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，我們重點(diǎn)通過講解模型建立和合理簡化處理問題的物理思想，通過引入不同能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料在LED、太陽能電池的應(yīng)用，講解晶體能帶的特點(diǎn)和調(diào)控方法，加深了學(xué)生對這部分的重視和理解。

最后是重視課后反饋，增強(qiáng)學(xué)生的知識運(yùn)用能力的提高。對學(xué)有余力的學(xué)生，我們結(jié)合院系的科研條件，安排一部分學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，協(xié)助老師做些科研工作，結(jié)合課堂所學(xué)知識進(jìn)行應(yīng)用指導(dǎo)。我們將MS、CASTEP等計(jì)算軟件對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了培訓(xùn)使用指導(dǎo)，使學(xué)生能夠利用計(jì)算軟件建立基本模型，并進(jìn)行能帶、光電性質(zhì)的計(jì)算， 進(jìn)一步加深了學(xué)生對該相關(guān)知識的理解和應(yīng)用能力的提高。利用課下時間，我們還引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用不同數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)外文文獻(xiàn)，教會學(xué)生如何快速閱讀文獻(xiàn)，找到自己想要知道的信息，促進(jìn)學(xué)生了解前沿課題研究的概況，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和解決問題的能力起到了積極作用。

3 根據(jù)專業(yè)特色調(diào)整和優(yōu)化考核體系

針對固體物理學(xué)課程在材料物理和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的不同，對這兩個專業(yè)的學(xué)生制定出相應(yīng)的考核體系。平時成績的計(jì)算上，除了傳統(tǒng)的考勤、作業(yè)分以外還設(shè)置課堂獎勵分，主要是對于課堂上任課教師提出的問題和安排的課題能夠認(rèn)真、積極準(zhǔn)備，完成或回答較好的，可給予一定的分?jǐn)?shù)獎勵，以鼓勵學(xué)生積極參與課程學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和主動性。

對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，主要采用平時成績與期末考查相結(jié)合的評價(jià)形式，平時成績和期末考查各占50%。平時成績主要包含學(xué)生的考勤、作業(yè)、課堂回答問題、課下參加課題研究的情況，各部分所占比例也進(jìn)行了細(xì)分，這有助于客觀公正地評價(jià)學(xué)生對固體物理學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性和主動性。期末考查一般采用小論文的形式，小論文的題目涉及到本課程相關(guān)的前沿內(nèi)容和本課程基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生主動探索分析學(xué)科前沿動態(tài)和應(yīng)用領(lǐng)域，提高學(xué)生的綜合分析問題和解決問題的能力，有利于學(xué)生充分發(fā)表自己的見解，展現(xiàn)自己的能力，發(fā)揮自己的水平。

總之，隨著科技發(fā)展的日新月異，傳統(tǒng)固體物理學(xué)課程的教學(xué)已經(jīng)不能很好地適應(yīng)材料物理和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)等不同專業(yè)學(xué)生的需要，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系針對不同專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，對培養(yǎng)不同專業(yè)的創(chuàng)新型人才具有非常重要的作用。

注釋

① 付殿玲，郭文躍，趙聯(lián)明.“固體物理”課程教學(xué)內(nèi)容和方法的改革與實(shí)踐[J].中國電力教育，2014.21：72-73.

材料物理專業(yè)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】教學(xué)內(nèi)容 改革 材料物理與性能

1．引言

教學(xué)質(zhì)量是高校賴以生存和發(fā)展的重要保證, 而加強(qiáng)課程教學(xué)改革, 則是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。近年來,以電子、生物、航天和能源等為應(yīng)用對象的材料科學(xué)已經(jīng)從過去的單一性金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料轉(zhuǎn)向以功能材料、復(fù)合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢, 對材料科學(xué)人才也提出了新的、更高的要求。1997 年國務(wù)院學(xué)位辦頒發(fā)了新專業(yè)目錄, 材料類的專業(yè)設(shè)置不再按傳統(tǒng)分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料,而是橫向融合金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料的基礎(chǔ)理論于一體, 縱向充分強(qiáng)調(diào)理科與工科的結(jié)合。為滿足社會對材料專業(yè)的需求，并與國內(nèi)外“材料科學(xué)與工程”學(xué)科發(fā)展接軌, 北方民族大學(xué)制定了材料類專業(yè)的長期規(guī)劃并制定了2008 本科專業(yè)培養(yǎng)方案。材料物理與性能學(xué)課程作為2008 培養(yǎng)方案中材料科學(xué)與工程本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課, 其教改方案已列入2009年寧夏高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目。

本文從教材建設(shè)的意義與目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容改革、課程教學(xué)方法改進(jìn)及教改初步成果等幾個方面對材料物理與性能學(xué)課程建設(shè)思路進(jìn)行闡述。

2．教材建設(shè)的意義與目標(biāo)

《材料物理》是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是利用物理學(xué)的一些基本概念、基本原理、基本定律來說明物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、組織形貌、原子電子運(yùn)動狀況以及它們與材料性能和成分之間的關(guān)系。

對于材料專業(yè)的學(xué)生來講，化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)得較多，包括有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等，但物理方面的基礎(chǔ)知識卻較少涉及，只有普通物理課程，而物理本身所包含的基礎(chǔ)知識比化學(xué)更多，例如光、電、磁、熱、力、輻射等。因此，給材料專業(yè)的學(xué)生補(bǔ)充更多的物理知識，尤其是材料物理方面的知識非常必要。而當(dāng)前材料物理教材的諸多版本多數(shù)偏重理論指導(dǎo)，要求學(xué)生對物理分支的知識掌握太多，這不能完全適應(yīng)現(xiàn)行本科生教育的需求，對研究生來說相對更適合一些。個別相對合適的材料物理教材因?yàn)橛行﹥?nèi)容太深無法講透，而有些內(nèi)容又太淺，對本科生來說，作為參考書使用較為適合，這是一個方面的原因。另一方面，大多材料專業(yè)都開設(shè)了材料物理性能課程，此課程包含的材料物理的基本概念又都比較缺乏。編寫這本《材料物理與性能學(xué)》教材的目的就是一方面給材料專業(yè)本科生增加一些有關(guān)材料物理的基礎(chǔ)知識，另一方面將材料物理性能方面的內(nèi)容合并到一起，減少學(xué)生的課程數(shù)目。

在教材的編寫過程中，注意突出了以下幾方面的特色。

（1）以實(shí)際應(yīng)用實(shí)例講解材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，例如：位錯的運(yùn)動形式分為滑移和攀移，滑移的運(yùn)動形式是像蚯蚓一樣以局部帶動全部進(jìn)行運(yùn)動；為什么鋼鐵進(jìn)行淬火后會變硬？是因?yàn)榧訜峒铀倭嗽拥倪\(yùn)動，突然冷卻使原子來不及運(yùn)動到正常格點(diǎn)位置就停止了，使得原子排列紊亂，阻止了位錯的滑移，所以會變硬。以這樣的方式來介紹材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，使學(xué)生便于理解、掌握和記憶。

（2）以實(shí)驗(yàn)的手段講解各種材料的性能。如：通過拉伸實(shí)驗(yàn)，講解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料的力學(xué)性能的異同等；通過對不同材料進(jìn)行電阻測量，講解如何利用電阻繪制材料的溶解度曲線，將此曲線應(yīng)用到實(shí)際研究中。采用這樣的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到真正鍛煉學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的目的。

（3）加入現(xiàn)代新材料的內(nèi)容，介紹其應(yīng)用與發(fā)展。例如：復(fù)合材料、納米材料、能源材料、生物材料等。

3．教材知識體系改革

根據(jù)材料相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行教學(xué)知識體系的改革。目前材料科學(xué)發(fā)展的趨勢是新型功能材料（特別是電子、光電子材料）、新能源材料、環(huán)境友好材料、生物活性材料的研究與開發(fā)，本課程針對材料發(fā)展的總體趨勢和行業(yè)需求，結(jié)合我校2008本科生培養(yǎng)方案的指導(dǎo)思想，在設(shè)置材料的熱學(xué)性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的基礎(chǔ)上，設(shè)置了材料的介電性能、缺陷物理與性能、鐵電物理與性能、磁性物理與性能、非晶態(tài)物理、高分子物理、薄膜物理。在內(nèi)容的編寫上，略去了大量的公式推導(dǎo)，注重基本概念、基本原理的講解，同時，結(jié)合生產(chǎn)、生活和材料前沿科學(xué)研究中的實(shí)例對材料物理與性能進(jìn)行闡釋。

在每章的開始，教材以實(shí)際案例開篇來提高學(xué)生對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，如從材料的導(dǎo)熱性角度解釋“9.11事件”對紐約世貿(mào)中心造成毀滅性破壞的原因；從材料的導(dǎo)電性能與硅材料的薄膜化對太陽能發(fā)電在解決能源危機(jī)方面的重要地位與應(yīng)用現(xiàn)狀等導(dǎo)入案例。在每章的結(jié)尾，設(shè)置了拓展性內(nèi)容，主要將章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的前沿科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀、需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生在學(xué)完章節(jié)基本內(nèi)容后進(jìn)行深層次的思考和進(jìn)一步利用所學(xué)內(nèi)容閱讀學(xué)科領(lǐng)域前沿知識提供了引導(dǎo)，如教材引入納米材料（如碳納米管）的熱學(xué)、力學(xué)性能來拓展學(xué)生對納米材料獨(dú)特性質(zhì)的認(rèn)識；以超導(dǎo)材料的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、和應(yīng)用（如磁懸浮列車）來引導(dǎo)學(xué)生對材料的導(dǎo)電性進(jìn)行探求。

另一方面，針對我校2008本科生培養(yǎng)方案加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)思想，在內(nèi)容設(shè)置上，教材還考慮通過學(xué)習(xí)基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以為本科生開設(shè)一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合本課程的學(xué)習(xí)，我院對本課程開設(shè)了材料的力學(xué)性能檢測、硬度測定、材料熱容的測定、材料熱導(dǎo)率的測定、材料導(dǎo)電性能的測定、陶瓷熱穩(wěn)定性測定等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，同時通過新建設(shè)的新能源、電磁學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)平臺。

4．教學(xué)方法改革

教學(xué)過程是通過教師與學(xué)生之間的互動配合完成的，教學(xué)方法在教學(xué)活動中的作用至關(guān)重要，在《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)過程中，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，而采用“啟發(fā)―引導(dǎo)―互動”式的教學(xué)方法，以此來實(shí)現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的目的。在教學(xué)方法的改革中，采取了以下具體的教學(xué)方式

（1）采用板書與多媒體結(jié)合的方式進(jìn)行知識講解。對較為抽象的概念、模型，采用動畫演示幫助學(xué)生理解，如對于位錯的兩種基本類型―螺型位錯和刃型位錯以及它們的運(yùn)動方式―攀移和滑移，很難用易于理解的語言表達(dá)清楚，而采用動畫演示的方式，學(xué)生很容易理解并在腦海中留下深刻的印象；如三極管的放大作用，采用動畫演示即可讓學(xué)生在較短時間內(nèi)對其放大機(jī)理和對發(fā)射極、基極、集電極材料的不同要求了然于胸。

（2）學(xué)生講授，集中討論的方式。針對有些能引起學(xué)生興趣的內(nèi)容，采取學(xué)生講授、課堂討論的方式實(shí)現(xiàn)對知識的接受與消化吸收。比如關(guān)于鐵電物理的內(nèi)容，通過講解基本理論，讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料來挖掘鐵電物理的知識在我們生活中的應(yīng)用，而學(xué)生通過文獻(xiàn)資料，利用磁性物理知識講解了以“卡的世界”為題的關(guān)于存儲卡的相關(guān)原理和技術(shù)前沿、利用材料的壓電效應(yīng)講解了打火機(jī)的原理，這不僅加深了對知識的理解，還極大地調(diào)動起學(xué)生對鐵電物理知識的興趣。

（3）開放式作業(yè)題目。對于有些基本觀點(diǎn)，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，可能遇到一些無法解釋的現(xiàn)象，對此，鼓勵學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)此類問題。例如，將塊體材料的一些基本理論應(yīng)用于納米材料去解釋其性能顯然是不正確的，不同點(diǎn)有哪些？為什么不同？針對這些問題，讓學(xué)生自己去解決，然后在作業(yè)中寫出自己的觀點(diǎn)。這樣做的好處是，既啟發(fā)了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新思維，又防止了抄襲作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生。

5．初步成果與展望

《材料物理與性能學(xué)》課程已作為“21世紀(jì)全國高等院校材料類創(chuàng)新性應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”由北京大學(xué)出版社于2010年1月出版。《材料物理與性能學(xué)》課程是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，授課學(xué)時為理論48學(xué)時，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時。該教材已被東北大學(xué)、鄭州輕工業(yè)學(xué)院、北方民族大學(xué)，以及江蘇、湖北、浙江和山東等省的高等院校選用，受益學(xué)生3000多人，反映良好。

通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革后，學(xué)生對材料專業(yè)產(chǎn)生了極大的興趣，出勤率和聽課率大大提高，學(xué)生對本課程的課堂聽課率創(chuàng)歷年新高接近100%，根據(jù)校教務(wù)系統(tǒng)所提供的學(xué)生對教師的教學(xué)評價(jià)結(jié)果表明，課堂滿意度在90%以上，同時通過對材料物理與性能學(xué)課程的學(xué)習(xí)，我院學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和挑戰(zhàn)杯的數(shù)量明顯增加，與往年相比，增加的項(xiàng)目主要來自與本課程相關(guān)的內(nèi)容。

雖然，通過教改，我們在教學(xué)中取到了良好的初步成果，但對本課程的雙語教學(xué)、精品課程建設(shè)的工作以及課程考核體系、質(zhì)量監(jiān)控等方面的創(chuàng)新還是今后對本課程改革的主要方面。

今后，我們通過總結(jié)《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)實(shí)踐，搞清存在的問題，進(jìn)一步明確課程定位，形成以貫徹向“寬基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐”的培養(yǎng)模式上轉(zhuǎn)變的新課程體系。通過充實(shí)和豐富教學(xué)內(nèi)容，完善和增加案例教學(xué)，制作和搜集影像資料，研究和制作優(yōu)質(zhì)課件，完善相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)，使該課程教學(xué)做到目標(biāo)明確、基礎(chǔ)扎實(shí)、內(nèi)容豐富和方法多樣。

[參考文獻(xiàn)]

[1]萬紅，白書欣.材料物理課程建設(shè)的思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2009,32:21-23.