材料物理專業(yè)精選(九篇)
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第1篇：材料物理專業(yè)范文
一、教學(xué)改革存在的問題
近幾年來，我國材料物理專業(yè)教學(xué)改革迅速發(fā)展，許多高等院校的材料物理專業(yè)進(jìn)行了綜合改革，但存在的主要問題是：（1）課程的內(nèi)容比較陳舊，目前主要講解傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，但在傳授高新材料知識方面，特別是在光電子和信息功能材料等方面存在不足。（2）各高校普遍重視基礎(chǔ)理論知識的傳授，但在將理論應(yīng)用于實(shí)際的能力、學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在不足，使材料物理專業(yè)的畢業(yè)生競爭能力和創(chuàng)新能力較差，這也在一定程度上影響了該專業(yè)學(xué)生的就業(yè)。為滿足 21 世紀(jì)對材料物理專業(yè)人才（尤其是光電子和信息功能材料人才）的要求，我們需要對材料物理專業(yè)教學(xué)進(jìn)行綜合改革和建設(shè)。
二、對教學(xué)方法與手段的改革
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為主體，以課堂為中心的灌輸式或填鴨式教學(xué)法，學(xué)生只能機(jī)械地、被動(dòng)地接受知識。這種教學(xué)方法忽視了以學(xué)生為中心、以人為本的教育理念， 忽視了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，未能體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這種教學(xué)模式往往難以達(dá)到理想的教學(xué)效果，更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的人才。
為適應(yīng) 21 世紀(jì)對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，落實(shí)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)理念，我們對教學(xué)方法在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。我們強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，發(fā)揮教師的啟發(fā)和引導(dǎo)作用，在傳授知識的同時(shí)，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，改變傳統(tǒng)的教師課堂灌輸被稱為“填鴨式”的教學(xué)法，積極采用啟發(fā)、引導(dǎo)、互動(dòng)式的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。講課主要是講重點(diǎn)、講難點(diǎn)、講基礎(chǔ)理論在實(shí)際中的應(yīng)用，講思路、講方法。采用啟發(fā)式教學(xué)方式，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，分析得出正確結(jié)論，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思維和創(chuàng)新能力。每次上課前對學(xué)生進(jìn)行提問，要求學(xué)生提前準(zhǔn)備，學(xué)生回答問題的情況作為平時(shí)成績的一部分。這種新的教學(xué)方式打破了傳統(tǒng)的單向灌輸教學(xué)模式，使原來的“教師教”為主的學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)”為主的主動(dòng)學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)的教學(xué)。這不僅能充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，而且可達(dá)到教學(xué)相長的目的。
三、教學(xué)內(nèi)容的改革
我們的做法是：（1）減少傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料部分的內(nèi)容，結(jié)合課程的相關(guān)內(nèi)容，引入高新材料特別是光電子和信息功能材料方面的相關(guān)知識，以滿足 21 世紀(jì)對光電子和信息功能材料人才的要求。（2）在課堂教學(xué)過程中，不斷引入相關(guān)研究的前沿知識，盡量安排一定的學(xué)時(shí)介紹本課程涉及相關(guān)理論的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生了解材料科學(xué)進(jìn)展及前沿，這樣不僅提高了學(xué)生的興趣、激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且為學(xué)生今后進(jìn)一步深造和從事科研工作打下良好的基礎(chǔ)。（3）授課內(nèi)容與授課教師的科學(xué)研究工作緊密結(jié)合，融教學(xué)與科研為一體。 授課教師結(jié)合自己的科研工作講授課程，不僅使課程講解更透徹，而且使學(xué)生更容易理解，因而提高學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題，可成為教師的科研課題。這種做法不僅可使科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，真正做到科研和教學(xué)的相互促進(jìn)實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的良性互動(dòng)。
四、課程教學(xué)改革的思考
一個(gè)好的高校教師，不應(yīng)只滿足于傳授知識，而應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生如何提出問題、思考問題和解決問題，因此，啟發(fā)式教學(xué)必將是材料物理專業(yè)導(dǎo)論課程未來的發(fā)展方向。在現(xiàn)在的基礎(chǔ)之上如何進(jìn)一步貫徹啟發(fā)式教學(xué)，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。第一，再現(xiàn)課程內(nèi)容發(fā)展歷史，在歷史發(fā)展進(jìn)程中進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)。只有通過對歷史的了解，讓學(xué)生對相關(guān)物理概念和原理所產(chǎn)生的歷史背景有充分的認(rèn)識和理解，才能讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)條件下對歷史進(jìn)行新的思考和學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，提出新的解決方案，推動(dòng)科學(xué)認(rèn)識向前發(fā)展，對課程內(nèi)容辯證地進(jìn)行認(rèn)識，從而提高創(chuàng)新能力。第二，結(jié)合材料物理專業(yè)特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)展理論。導(dǎo)論課程是材料物理專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)固體物理和材料物理性能等課程的重要基礎(chǔ)。在學(xué)生掌握了量子力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理最基本的物理概念和基本原理、學(xué)會(huì)了處理有關(guān)物理問題的基本方法后，課程應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象為理論，把理論再用于實(shí)踐，在實(shí)踐中接受檢驗(yàn)，不斷發(fā)展，并且不斷地指導(dǎo)材料設(shè)計(jì)，研發(fā)出性能優(yōu)異的新材料，為科學(xué)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)。
第2篇：材料物理專業(yè)范文
關(guān)鍵詞 量子力學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法
中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Teaching Methods and Practice of Quantum Mechanics of
Materials Physics Professional
FU Ping
(College of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430073)
Abstract For the difficulties faced by students in Materials professional to learn quantum mechanics physics course, by a summary of teaching practice in recent years, from the teaching content, teaching methods and means of exploration and practice, students mobilize the enthusiasm and initiative, and achieved good teaching results.
Key words quantum mechanics; teaching content; teaching methods
0 引言
量子力學(xué)是研究微觀粒子（如原子、分子、原子核和基本粒子等）運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它和相對論是矗立在20世紀(jì)之初的兩座科學(xué)豐碑，一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩塊理論基石。相對論和量子力學(xué)徹底改變了經(jīng)典物理學(xué)的世界觀，并且深化了人類對自然界的認(rèn)識，改造了人類的宇宙觀和思想方法，它使人們對物質(zhì)存在的方式及其運(yùn)動(dòng)形態(tài)等的認(rèn)識產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
量子力學(xué)是材料物理專業(yè)一門承前啟后的專業(yè)基礎(chǔ)必修課：量子力學(xué)的教學(xué)必須以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，包括線性代數(shù)、概率論、高等數(shù)學(xué)、數(shù)理方法等，其又是后續(xù)課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、固體物理、材料物理、納米材料等的理論基礎(chǔ)?？梢?，量子力學(xué)課程在材料物理專業(yè)的課程體系中占有非常重要的地位，學(xué)生掌握的程度直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。作者近年來一直從事量子力學(xué)的教學(xué)工作，針對量子力學(xué)課程教學(xué)過程中存在的現(xiàn)象和問題，進(jìn)行了較深入細(xì)致的思考與探討，在實(shí)際教學(xué)過程中對本課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索與實(shí)踐，收到了較好的教學(xué)效果。
1 量子力學(xué)教學(xué)面臨的難點(diǎn)
量子力學(xué)研究的是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，微觀粒子同宏觀粒子不同，看不見，摸不著，只有借助于探測器才能察覺它的存在和屬性。材料物理專業(yè)學(xué)生之前學(xué)習(xí)的基本上是經(jīng)典物理，而量子力學(xué)理論無法用經(jīng)典理論進(jìn)行解釋，學(xué)生對此感到難于理解。因此，經(jīng)典物理的傳統(tǒng)觀念對學(xué)生思想的束縛，構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的思想障礙；量子力學(xué)可以說無處不“數(shù)學(xué)”， 由于材料物理專業(yè)學(xué)生在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面與物理專業(yè)學(xué)生相比較為薄弱，在學(xué)習(xí)過程中普遍感到數(shù)學(xué)計(jì)算繁難，對大段的數(shù)學(xué)推導(dǎo)表現(xiàn)出畏難情緒?？梢姡孔恿W(xué)對數(shù)學(xué)的精彩詮釋卻構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的心理障礙。這兩大障礙勢必會(huì)影響量子力學(xué)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。在這種情況下，我們應(yīng)當(dāng)怎樣開展量子力學(xué)教學(xué)從而使學(xué)生重視并努力學(xué)好該課程就成了一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
2 明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)、有的放矢
要講授一門課程，首先應(yīng)該對課程內(nèi)容有一個(gè)清晰的認(rèn)識。量子力學(xué)的內(nèi)容可以包括三個(gè)方面：一是介紹產(chǎn)生新概念的歷史背景及一些重要實(shí)驗(yàn)；二是提出一系列不同于經(jīng)典物理學(xué)的基本概念與原理，如波函數(shù)、算符等概念和相關(guān)原理，是該課程的核心；三是給出解決具體實(shí)際問題的方法。三部分內(nèi)容相互聯(lián)系，層層推進(jìn)，形成完整的知識體系。作為引導(dǎo)者，教師應(yīng)在這三部分內(nèi)容的教學(xué)過程中幫助學(xué)生成功地突破兩大束縛。第一部分內(nèi)容教師應(yīng)考慮如何引導(dǎo)學(xué)生入門，從習(xí)慣古典概念轉(zhuǎn)而接受量子概念。在講授這部分內(nèi)容時(shí)要將重點(diǎn)放在“經(jīng)典”向“量子”的過渡上，引出量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)在研究方法上的顯著不同：經(jīng)典力學(xué)是將其研究對象作為連續(xù)的不間斷的整體對待，而量子力學(xué)將其研究對象看成的間斷的、不連續(xù)的。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分時(shí)應(yīng)仔細(xì)“品嘗”其中的“滋味”，以便啟發(fā)自己的思維自然地產(chǎn)生一個(gè)飛躍，完成思想的突破。第二、三部分是量子力學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并且涉及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，教師應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)。在物理學(xué)研究中，數(shù)學(xué)只是用來表達(dá)物理思想并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯演算的工具，不能將物理內(nèi)容淹沒在復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式當(dāng)中。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)才能得到的結(jié)論，只需告訴學(xué)生，從數(shù)學(xué)上可以得到這樣的結(jié)果就可以了，無需將重點(diǎn)放在繁難的數(shù)學(xué)推導(dǎo)上，否則會(huì)使學(xué)生本末倒置，忽略了對量子力學(xué)思想的理解。這樣的教學(xué)可以幫助學(xué)生突破心理障礙，不會(huì)一提量子力學(xué)就想到復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而產(chǎn)生抵觸情緒。成功地突破這兩大障礙，是學(xué)習(xí)量子力學(xué)的關(guān)鍵。
3 教學(xué)方法的改革
3.1 利用現(xiàn)代技術(shù)改進(jìn)教學(xué)手段
傳統(tǒng)的板書教學(xué)能夠形成系統(tǒng)性的知識框架，教師在板書推導(dǎo)的過程中，學(xué)生有時(shí)間反應(yīng)和思考，緊跟教師的思路，從而可以詳細(xì)、循序漸進(jìn)地吸收所學(xué)知識，并培養(yǎng)了良好的思維習(xí)慣。但全程板書會(huì)導(dǎo)致上課節(jié)奏慢，授課內(nèi)容有限。目前隨著高校教學(xué)改革的推進(jìn)，授課學(xué)時(shí)相繼減少，對于傳統(tǒng)教學(xué)方式來講，要完成教學(xué)任務(wù)比較困難。這就要借助現(xiàn)代科技手段進(jìn)行教學(xué)改革，包括多媒體課件的使用和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。但是在量子力學(xué)教學(xué)中，一些繁雜公式的推導(dǎo)，如果使用多媒體課件，節(jié)奏會(huì)較快，導(dǎo)致學(xué)生目不暇接，來不及做筆記，更來不及思考，不利于講授內(nèi)容的消化吸收。鑒于此，對于量子力學(xué)課程，教學(xué)過程應(yīng)采用板書和多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.2 建設(shè)習(xí)題庫
量子力學(xué)課程理論抽象，要深入理解這些理論，在熟練掌握教材基本知識的基礎(chǔ)上，需要通過大量習(xí)題的演練，循序漸近，才能檢驗(yàn)自己理解的程度，真正學(xué)好這門課程。因此在教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)做習(xí)題的重要性。有針對性地根據(jù)材料物理專業(yè)量子力學(xué)的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，參考多本量子力學(xué)教材和習(xí)題集，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建設(shè)量子力學(xué)習(xí)題庫，題型包括選擇、填空、證明、簡答和計(jì)算題等，內(nèi)容涵蓋各知識點(diǎn)，從簡到繁、由淺至深。題庫操作方便，學(xué)生可自行操作，并對所做結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，從而清楚自己掌握本課程的程度。這一方式在近幾年的教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。
3.3 加強(qiáng)與學(xué)生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性
教學(xué)是一個(gè)師生互動(dòng)的過程，應(yīng)讓學(xué)生始終處于主動(dòng)學(xué)習(xí)的位置而不是被動(dòng)的接受。量子力學(xué)課程的學(xué)習(xí)更應(yīng)積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，因此教師應(yīng)在教學(xué)過程中加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)。增設(shè)課前提問、課后討論環(huán)節(jié)，認(rèn)真批改作業(yè)，積極發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并及時(shí)對問題進(jìn)行深入講解，解決問題。另外，由于量子力學(xué)是建立在一系列基本假定基礎(chǔ)之上的，抽象難懂，鑒于學(xué)生難接受的情況，在授課時(shí)注意理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能進(jìn)行知識的滲透和遷移，將量子力學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用穿插于教學(xué)之中，豐富教學(xué)內(nèi)容，開拓學(xué)生視野，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
4 結(jié)語
通過近年來教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和探索，形成了一套適合材料物理專業(yè)量子力學(xué)課程教學(xué)的方法，該方法教學(xué)效果良好。在近幾年的研究生入學(xué)考試中，學(xué)生量子力學(xué)課程的成績優(yōu)秀，說明采用這樣的教學(xué)方法是成功的。
資助項(xiàng)目：武漢工程大學(xué)2010年校級教學(xué)研究項(xiàng)目（X201037）
第3篇：材料物理專業(yè)范文
[關(guān)鍵詞] 材料類專業(yè)；物理化學(xué)；課程教學(xué)；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] 1005-4634（2014）04-0060-02
0 引言
隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高等學(xué)校不斷深化教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量，大力提升人才培養(yǎng)水平，主動(dòng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)日益提高的要求。在這樣的形勢下，作為材料類專業(yè)基礎(chǔ)課的物理化學(xué)的教學(xué)課時(shí)數(shù)明顯壓縮，教學(xué)內(nèi)容不斷更新[1，2]。因此，需要積極推進(jìn)課程體系改革，充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，從而全面提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。結(jié)合江蘇科技大學(xué)材料類專業(yè)的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)方案，筆者對材料類專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)做了一些改革嘗試，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐證明，成效顯著。
1 充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，是從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手，應(yīng)用物理學(xué)的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法，探求化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué)。物理化學(xué)課是高等工科院校材料類專業(yè)的一門理論基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容面廣、量大、更新快，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多、邏輯性強(qiáng)，理論性、實(shí)踐性高[3，4]。自2000年以來，物理化學(xué)課程一直是江蘇科技大學(xué)校級重點(diǎn)建設(shè)課程，2005年入選首批校級精品課程建設(shè)項(xiàng)目，2008年被評為江蘇省精品課程。2003年以前，江蘇科技大學(xué)金屬材料工程、焊接工藝與技術(shù)、材料成型與控制工程等材料類專業(yè)一直采用程蘭征教授等所編《物理化學(xué)》為教材，化工類專業(yè)的學(xué)生一直采用天津大學(xué)所編《物理化學(xué)》為教材。為明確教學(xué)目的和要求，保證教學(xué)質(zhì)量，在參照有關(guān)《綜合性大學(xué)化學(xué)化工專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)大綱》和《高師物化標(biāo)準(zhǔn)化考試大綱》的基礎(chǔ)上，以《高等工業(yè)學(xué)校物理化學(xué)課程教學(xué)基本要求》為依據(jù)，充分考慮在教學(xué)的內(nèi)容組織上注意處理好該課程各部分內(nèi)容之間的關(guān)系與基本知識、基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)系以及后續(xù)課程的關(guān)系，結(jié)合江蘇科技大學(xué)的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)、生源情況及各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，2003年物理化學(xué)課程針對不同專業(yè)特點(diǎn)分別設(shè)置為：56學(xué)時(shí)（含實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）的物理化學(xué)A（適用于材料成型與控制工程、金屬材料工程、焊接技術(shù)與工程等材料類專業(yè)）和88學(xué)時(shí)（含實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）的物理化學(xué)B（適用于高分子材料與工程、環(huán)境工程等化工類專業(yè)）兩大不同系列；并采用天津大學(xué)所編的《物理化學(xué)》作為材。經(jīng)過10年的實(shí)踐和研究，江蘇科技大學(xué)目前材料類專業(yè)物理化學(xué)在教材、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)的分配為：緒論、熱力學(xué)第一定律，7課時(shí)；熱力學(xué)第二定律，7課時(shí)；多組分系統(tǒng)熱力學(xué)，5課時(shí)；化學(xué)平衡，4課時(shí)；相平衡，7課時(shí)；電化學(xué)，6課時(shí)；表面現(xiàn)象，6課時(shí)；化學(xué)動(dòng)力學(xué)，6課時(shí)。這樣的安排有利于教學(xué)質(zhì)量和效果的提高。
考慮到學(xué)生畢業(yè)后要從事教學(xué)、科研、開發(fā)等工作的實(shí)際，江蘇科技大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在參照國家教委綜合性大學(xué)的理、工科《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱》的基礎(chǔ)上，制定了與江蘇科技大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和科研特色相適應(yīng)的教學(xué)大綱，編寫了《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》講義，10年來先后3次對其進(jìn)行了修訂。材料類物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)為8學(xué)時(shí)，至少開設(shè)2個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必須按要求完成一個(gè)必開實(shí)驗(yàn)和至少一個(gè)選開實(shí)驗(yàn)。必開實(shí)驗(yàn)為燃燒熱測定，選開實(shí)驗(yàn)為過氧化氫分解動(dòng)力學(xué)測定、純液體飽和蒸汽壓的測定、碳酸鈣分解壓的測定、二組分合金相圖的測定、粘度的測定、電動(dòng)勢的測定、電導(dǎo)的測定及應(yīng)用等。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績按10% 的比例計(jì)入課程總成績，缺做實(shí)驗(yàn)者課程的實(shí)驗(yàn)成績以0分計(jì)算，實(shí)驗(yàn)成績不及格者課程總成績以不及格處理。新大綱進(jìn)一步明確了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)和要求，突出了重點(diǎn)、難點(diǎn)，增加了與本學(xué)科有關(guān)的科技新成就和新發(fā)展，增加選修實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)，使之更符合江蘇科技大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，并有江蘇科技大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特色。
2 改進(jìn)教學(xué)方法
物理化學(xué)內(nèi)容繁多，理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)難度大，必須依靠教師的主觀能動(dòng)性，結(jié)合多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教學(xué)手段的充分、合理運(yùn)用，堅(jiān)持突出重點(diǎn)，力求內(nèi)容條理化、講清難點(diǎn)，采用啟發(fā)式教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，教師要適時(shí)、恰當(dāng)?shù)靥岢鰡栴}，啟發(fā)學(xué)生掌握通過自己的思考獲得知識的方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，并逐步由教師啟發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)W生自我啟發(fā)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識，從而有利于教學(xué)質(zhì)量和效果的提高[5，6]。不能忽視緒論課的作用，更不能忽略緒論課的講授。上好緒論課，既可以使學(xué)生初步明確物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)目的（“為什么學(xué)”）、學(xué)習(xí)內(nèi)容（“學(xué)什么”）以及學(xué)習(xí)方法（“怎么學(xué)”），又可以讓學(xué)生初步產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。重點(diǎn)放在從學(xué)生身邊的現(xiàn)象尋找物理化學(xué)問題，讓他們認(rèn)識到為什么要學(xué)習(xí)物理化學(xué)，而不是照本宣科。這樣可以給學(xué)生留下一個(gè)良好的第一印象，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓他們體會(huì)到學(xué)習(xí)這門課程對自己的價(jià)值，這樣才有可能在以后的學(xué)習(xí)過程中花時(shí)間、花精力去學(xué)習(xí)這門課程，從而學(xué)好這門課程。
物理化學(xué)內(nèi)容繁多，學(xué)生不可能一下子將教師講過的知識全部理解掌握，為了讓學(xué)生明確課堂重點(diǎn)，教師在全面系統(tǒng)講授課程內(nèi)容的同時(shí)，要把重點(diǎn)內(nèi)容講清楚說明白（比如在講到復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)時(shí)，在不失數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴(yán)密性的前提下，著重講清各推導(dǎo)環(huán)節(jié)的物理意義），加重語氣，反復(fù)強(qiáng)調(diào)，配以板書，引起學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容的重視。采用錄像、模擬實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)媒體，擴(kuò)大學(xué)生接受知識的容量，加快接受知識的速度，提高教學(xué)效率。例如，講熱力學(xué)時(shí)，可以讓學(xué)生觀看滑冰錄像，思考滑冰鞋冰刀下冰的凝固點(diǎn)的變化，強(qiáng)化Clapeyron方程的應(yīng)用；講動(dòng)力學(xué)時(shí)，可以讓學(xué)生觀看計(jì)算機(jī)模擬碰撞行為實(shí)驗(yàn)，使其馬上就產(chǎn)生了弄清碰撞理論的迫切感，自然就增大了學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。此外，適時(shí)地將物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生[7]，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)鼓勵(lì)和吸引他們參與教師的科研工作，以科研促教學(xué)，更有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。
3 豐富教學(xué)手段
充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段輔助教學(xué)。在多媒體教學(xué)課件中，教學(xué)內(nèi)容的處理思路、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)等以各種形式突出，并有動(dòng)畫效果。課件除具有正常板書的優(yōu)點(diǎn)外，還具有內(nèi)容豐富、信息量大、直觀、學(xué)生課后便于復(fù)習(xí)、課前便于預(yù)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)。2004年初，江蘇科技大學(xué)物理化學(xué)課程建立了教學(xué)網(wǎng)站。該網(wǎng)站內(nèi)容豐富、面廣量大，主要包括課程描述、教學(xué)文檔、網(wǎng)絡(luò)課件、在線自測、在線答疑、來賓留言等內(nèi)容。多媒體教學(xué)適于課堂教學(xué)，教學(xué)網(wǎng)站便于學(xué)生課外自學(xué)；同時(shí)，還保留傳統(tǒng)板書的課堂教學(xué)形式，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和層次。實(shí)踐表明，物理化學(xué)課程多媒體教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，在實(shí)際教學(xué)中已收到了很好的教學(xué)效果，受到了同學(xué)、同行和督導(dǎo)的廣泛贊許。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的使用促進(jìn)了學(xué)生在課前和課后的學(xué)習(xí)、鞏固和提高，多媒體教學(xué)的實(shí)施提高了師生的課堂教學(xué)效率。
4 改革課程考核和考試制度
全面提高材料類專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，加強(qiáng)物理化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教與學(xué)，加強(qiáng)教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的統(tǒng)一評價(jià)與管理。嚴(yán)格考試制度，物理化學(xué)課程考試采用“全國高師物理化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化考試試題庫”和“全國綜合性大學(xué)物理化學(xué)試題庫”隨機(jī)出題，收到了很好的教學(xué)效果。執(zhí)行全體學(xué)生評教制度，所有學(xué)生通過學(xué)校教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對上一學(xué)期所學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，教務(wù)處將學(xué)生評教結(jié)果通知給教師本人。教師授課認(rèn)真、負(fù)責(zé)、規(guī)范，教師的授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)效果得到了統(tǒng)一的評價(jià)與管理。對教師和學(xué)生有明確要求，嚴(yán)格規(guī)范教學(xué)，調(diào)動(dòng)了各方面的積極性和創(chuàng)造性。綜觀近年來所取得的成績，學(xué)生學(xué)期的題庫考試平均成績高于試題庫給出的平均成績。根據(jù)教
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師、督導(dǎo)和學(xué)生的反饋意見，在以后一段相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，對江蘇科技大學(xué)工科物理化學(xué)課程仍將繼續(xù)采用全國理科物理化學(xué)題庫隨機(jī)出題的方式，進(jìn)一步促進(jìn)教師的授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)效果。
為了較好的體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，符合國內(nèi)外同類課程改革趨勢和建設(shè)方向，全面開放所有物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一名教師負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)最多同時(shí)開設(shè)4組，每組實(shí)驗(yàn)最多允許2名學(xué)生參與。對《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》講義進(jìn)行修訂與補(bǔ)充，在燃燒熱測定、金屬相圖測定等實(shí)驗(yàn)中增加了自動(dòng)化實(shí)時(shí)測量與監(jiān)控技術(shù)。每年至少對2個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)或更新。
5 結(jié)束語
江蘇科技大學(xué)材料類專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)，不斷充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，經(jīng)過10年的探索和實(shí)踐證明該課程的教學(xué)改革有助于提高教學(xué)質(zhì)量和效果。
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第4篇：材料物理專業(yè)范文
關(guān)鍵詞：材料類專業(yè)；物理化學(xué)；教學(xué)改革；建議
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0128-02
物理化學(xué)課程是高校化學(xué)專業(yè)最重要的一門基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強(qiáng)，不僅可對化學(xué)、化工、環(huán)境專業(yè)學(xué)生開設(shè)，也可為生物、材料、食品、水建等專業(yè)學(xué)生設(shè)置。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高等學(xué)校不斷深化教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量，對物理化學(xué)學(xué)科的課程講授和發(fā)展也提出了更高的要求。結(jié)合我校的實(shí)際情況，以及我們近幾年在建設(shè)校級精品課程的探索與實(shí)踐，重新審視材料科學(xué)與工程專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)目前我校材料專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)中還存在以下的問題：
1.現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃中，無機(jī)化學(xué)相關(guān)課程以及后續(xù)一些專業(yè)課，與物理化學(xué)授課內(nèi)容中有一些重復(fù)之處。
2.教材中抽象理論太多，造成了學(xué)生對這門基礎(chǔ)課程產(chǎn)生了比較枯燥無味的感覺；加之內(nèi)容多，課時(shí)量有限，老師在課堂講授中不能針對某一化學(xué)原理或原理推導(dǎo)過程進(jìn)行深入的剖析和講解。
3.與之配套的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，經(jīng)常采用多個(gè)班級集中循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)的模式，有時(shí)理論部分未講授到，但實(shí)驗(yàn)課程因?yàn)檠h(huán)時(shí)間到，又必須開始，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前于理論教學(xué)的進(jìn)度，或者理論課早已講授完畢，而實(shí)驗(yàn)課程卻推后進(jìn)行，學(xué)生不能及時(shí)將理論和實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我校物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本以驗(yàn)證基礎(chǔ)理論為主，缺少綜合性、設(shè)計(jì)性及性能測試試驗(yàn)，因此物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識以及提高學(xué)生動(dòng)手能力的舞臺(tái)。
因此，需要積極推進(jìn)課程體系改革，充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而全面提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。
一、優(yōu)化整合相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，打破學(xué)科壁壘，構(gòu)建新的教學(xué)體系
對于我校材料科學(xué)與工程專業(yè)，按照2013版教學(xué)大綱的要求和已制定的教學(xué)計(jì)劃，其中包含的課程，如無機(jī)化學(xué)、無機(jī)非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學(xué)等專業(yè)課，它們都與物理化學(xué)課程密切相關(guān)，有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學(xué)，直接是從物理化學(xué)的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業(yè)招生時(shí)間不長，而這些課程總是不同的教師授課，教師之間就授課內(nèi)容未來得及進(jìn)行充分的交流，經(jīng)過幾年的授課，發(fā)現(xiàn)同一知識點(diǎn)的簡單重復(fù)難以避免。因此，建議課程組就這一現(xiàn)象，加強(qiáng)教師間的交流與合作，將這些課程的內(nèi)容進(jìn)行有效的整合，突破原來以學(xué)科和專業(yè)來劃分的粗放型的課程體系，建立起適合于自己專業(yè)的有效課程體系，是目前我院物理化學(xué)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。
我校材料學(xué)科專業(yè)物理化學(xué)課程采用的是南京大學(xué)沈文霞主編的《物理化學(xué)核心教程》第二版教材，主要的授課內(nèi)容包括熱力學(xué)（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡和相平衡）和動(dòng)力學(xué)部分（包括化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)、表面現(xiàn)象和膠體化學(xué)），共56課學(xué)時(shí)，大學(xué)二年級上半年授課；而無機(jī)化學(xué)，同分析化學(xué)一起共48學(xué)時(shí)，無機(jī)部分主要講授熱化學(xué)（熱力學(xué)第一定律）、稀溶液的性質(zhì)、膠體溶液、化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)速率；根據(jù)教學(xué)大綱的安排，膠體和界面化學(xué)、催化作用原理這兩門課程各安排24個(gè)學(xué)時(shí)，在大學(xué)三年級下學(xué)期開展。通過幾年授課，經(jīng)老師觀察和學(xué)生反映不難發(fā)現(xiàn)，以上所述這些課程，在知識內(nèi)容上相互之間都存在著一定的重復(fù)性和交叉性。
針對課程內(nèi)容重復(fù)的問題，為了避免盲目浪費(fèi)學(xué)時(shí)數(shù)，有效改善不同課程之間的重復(fù)授課，充分利用大學(xué)課堂掌握更多的知識，使我們在課堂上的幾十分鐘內(nèi)有效地完成教學(xué)任務(wù)，這里提議對材料系開設(shè)的幾門相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，使每門課都有其側(cè)重點(diǎn)，建議組建一個(gè)全新的教學(xué)體系，同時(shí)要照顧到這些學(xué)科知識的完整性和獨(dú)立性。例如，講授無機(jī)化學(xué)課程時(shí)，建議把化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡作為重點(diǎn)內(nèi)容詳細(xì)講授，而其他內(nèi)容，如電化學(xué)、相平衡和化學(xué)反應(yīng)速率這些內(nèi)容作為物理化學(xué)課程的授課側(cè)重點(diǎn)。物理化學(xué)理論課程中的膠體、表面現(xiàn)象則可放在膠體和界面化學(xué)以及催化作用原理這兩門課程中主要講授，物理化學(xué)課程就不講授這部分內(nèi)容。這樣既節(jié)省了時(shí)間，又突出了重點(diǎn)，不僅使教學(xué)內(nèi)容獨(dú)立而完整，還可以適當(dāng)減輕因課時(shí)量小帶來的物理化學(xué)的教學(xué)壓力，彌補(bǔ)了物理化學(xué)課程內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾，老師在授課的過程中再也不擔(dān)心時(shí)間不夠用而只能淺顯的表述；對于學(xué)生來說，仍然是掌握了整個(gè)物理化學(xué)的原理，而且更加堅(jiān)實(shí)。
二、掌握專業(yè)知識框架，改革教學(xué)方法
通過對物理化學(xué)課堂的觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們剛開始對這門課還保持有神秘感，大多數(shù)同學(xué)對這門課還是很有興趣的，加之從師哥師姐們那里聽說這門課容易掛科，因此學(xué)生們剛開始上課的時(shí)候都很認(rèn)真。但是隨著課程的深入，部分同學(xué)開始松懈，開始排斥這門課程，以至于后來干脆放棄學(xué)習(xí)。經(jīng)過細(xì)心調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們在失去學(xué)習(xí)興趣后，慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再強(qiáng)調(diào)要理清楚各章節(jié)之間內(nèi)容的聯(lián)系，重點(diǎn)記憶關(guān)鍵結(jié)論，但大部分同學(xué)仍然做不到，不能掌握物理化學(xué)課程的知識框架，也沒有選擇性的記憶關(guān)鍵問題，總是被動(dòng)地接受課堂上講授的內(nèi)容，甚至被很多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程迷惑。而實(shí)際上這門課程內(nèi)容銜接緊密，邏輯性很強(qiáng)。把各章節(jié)之間的知識框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的結(jié)論，也有利于知識點(diǎn)的重點(diǎn)記憶。在教學(xué)過程中，注重課程之間的聯(lián)系，通過知識點(diǎn)的連接和相關(guān)內(nèi)容銜接相關(guān)的課程，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的內(nèi)容納入到學(xué)科的框架中，幫助學(xué)生建立較完整的知識框架，不要迷失在盲目的理論推導(dǎo)中。
物理化學(xué)這門課理論性很強(qiáng)，內(nèi)容較多而抽象，公式又多，學(xué)生接受很困難，這就對老師的課堂教學(xué)提出了更高的要求。為了能夠進(jìn)行有效的課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，常把日常生活現(xiàn)象中涉及的物理化學(xué)原理介紹給學(xué)生。比如，舉例高溫下食物容易變質(zhì)的問題，聯(lián)系化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論加以說明；講解溫度對反應(yīng)平衡和反應(yīng)速率的雙重影響時(shí)，例舉合成氨工業(yè)中如何選擇最佳溫度；涉及講授表面化學(xué)的理論時(shí)，可以例舉農(nóng)民鋤地能防止水分蒸發(fā)的現(xiàn)象，或者小氣泡、液滴、呈球形的現(xiàn)象，加以解釋后，學(xué)生就會(huì)對表面性質(zhì)有清晰的認(rèn)識；講授滲透壓的時(shí)候，聯(lián)系滲透壓的作用，提問為什么肥料用多了農(nóng)作物會(huì)“燒死”？打吊瓶時(shí)為什么會(huì)感覺到疼痛？讓學(xué)生帶著問題聽課，面對生活中各種現(xiàn)象去思考，多問幾個(gè)為什么，自己到物理化學(xué)中去尋找答案，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣，也就達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
除此之外，在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學(xué)模式，以教師和學(xué)生為共同的教學(xué)主體，就某些共同關(guān)注的問題，在和諧的氣氛中進(jìn)行討論，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的交流和溝通。課下，利用我校教務(wù)處網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，與學(xué)生進(jìn)行課下的交流和習(xí)題討論、小測驗(yàn)等，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式相比，它具有互動(dòng)性、合作性、學(xué)術(shù)性的優(yōu)勢。
三、強(qiáng)化配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理化學(xué)課程的教學(xué)中占有十分重要的地位，它與物理化學(xué)課程緊密配合，鞏固和加深對物理化學(xué)原理的理解，提高學(xué)生對知識靈活應(yīng)用的創(chuàng)新能力，還培養(yǎng)了觀察和分析問題的能力。
為了避免實(shí)驗(yàn)課程超前理論課程，建議在學(xué)習(xí)完物理化學(xué)相關(guān)理論后，及時(shí)在學(xué)期后半學(xué)期開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。課程組已經(jīng)設(shè)置獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課并計(jì)算學(xué)分，如：配合表面現(xiàn)象，開展了液體表面張力的測定實(shí)驗(yàn)、粉體粒度分析實(shí)驗(yàn)；為了鞏固反應(yīng)速率反應(yīng)章節(jié)的學(xué)習(xí)，開設(shè)蔗糖反應(yīng)速率常數(shù)、乙酸乙酯反應(yīng)速率常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開展綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的題目、要求等內(nèi)容，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，并利用學(xué)過的理論知識，選用相關(guān)的儀器、藥品，分析實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵步驟等，自行完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、并上講臺(tái)講授實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。
經(jīng)過幾年的探索和實(shí)踐，我院化學(xué)化工學(xué)院材料專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)改革將有助于提高學(xué)校物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，促進(jìn)了物理化學(xué)這門校級精品課程的建設(shè)和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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第5篇：材料物理專業(yè)范文
為了能夠培養(yǎng)高水平應(yīng)用型工程拔尖人才，材料物理性能的教學(xué)必須符合工程教育的需要，對材料物理性能的教學(xué)改革是十分必要而迫切的。只有通過創(chuàng)新教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容，才能促進(jìn)學(xué)科的工程教育發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生在工程技術(shù)領(lǐng)域的長足發(fā)展與進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：
材料物理性能；工程教育；改革
一工程教育理念
近幾年來，“工程教育”理念是國內(nèi)外高等教育中的一個(gè)重要理念。這一理念強(qiáng)調(diào)高等院校在開展理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，積極重視對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從而使學(xué)生具備熟練的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前，國內(nèi)外諸多高等院校已爭先恐后的投身到工程教育專業(yè)認(rèn)證。這項(xiàng)認(rèn)證常被看作為應(yīng)用型本科院校高等教育質(zhì)量保證的基礎(chǔ)活動(dòng)。[1]我國從2007年開始了工程教育專業(yè)認(rèn)證的試點(diǎn)工作。到2009年，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證已經(jīng)開始進(jìn)入普及推廣階段，這也為我國高等工程教育提供了一個(gè)新的發(fā)展良機(jī)。僅僅過了一年，我國就制訂了鼓勵(lì)高校進(jìn)行工程教育的“卓越工程師”計(jì)劃。該計(jì)劃要求高等院校在2010年~2020年十年間培養(yǎng)出大規(guī)模的高質(zhì)量的專業(yè)拔尖工程技術(shù)人才，從而為國家的現(xiàn)代化建設(shè)和“大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新”增添活力。而這項(xiàng)計(jì)劃的實(shí)施當(dāng)然也離不開教育理念的創(chuàng)新和課程教育的改革。
二材料物理性能課程的現(xiàn)狀分析與思考
材料物理性能課程是材料科學(xué)與工程大類專業(yè)全體學(xué)生所必須要學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。這門課程的教學(xué)效果將在很大程度上決定學(xué)生今后能否學(xué)號其它課程的專業(yè)教育，因此這門課程在整個(gè)材料大類專業(yè)的人才培養(yǎng)中占據(jù)著舉足輕重的地位。但是，這門課程以前的教學(xué)大多偏向理論化教學(xué)，所講授的課程內(nèi)容較為陳舊，不太適應(yīng)現(xiàn)在材料學(xué)的發(fā)展。而新型的功能材料、復(fù)合材料和納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢,也對材料物理性能的課程教學(xué)提出了更高的要求。[2]因此，目前材料物理性能的教育存在著諸多不足，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
（一）課程教學(xué)缺乏對學(xué)生工程意識培養(yǎng)
《材料物理性能》是利用物理學(xué)原理來講授材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。目前這門課程在教學(xué)上往往更注重加強(qiáng)學(xué)生對物理性能的理論知識的學(xué)習(xí)，而忽略了具備獨(dú)特物理性能的材料在工程中的實(shí)際應(yīng)用。同時(shí)，材料的性能與材料的制備工藝密切相關(guān)，不同的制備工藝會(huì)帶來不同的材料產(chǎn)品性能。而本課程傳統(tǒng)教材均未對材料的制備工藝進(jìn)行闡述，因此也讓學(xué)生對材料的某些具體性能感到困惑。除此之外，材料在應(yīng)用到各種不同的場景中可能出現(xiàn)的物理性能的改變和防范措施也不盡相同。而本課程的傳統(tǒng)教學(xué)中也較少考慮到材料在使用過程可能出現(xiàn)的性能衰變，也使得學(xué)生在主觀上產(chǎn)生材料的性能在使用過程中一成不變的錯(cuò)誤思想。
（二）課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容未構(gòu)成工程應(yīng)用能力訓(xùn)練體系
目前，材料物理性能的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要偏重于理論化和演示性實(shí)驗(yàn)，如金屬材料的熱膨脹系數(shù)的測定、材料的磁滯回線的測定等。這些實(shí)驗(yàn)在對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的工程應(yīng)用拓展上略顯不足，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和對學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，因此這些實(shí)驗(yàn)的開展不能對學(xué)生帶來濃厚的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也脫離了實(shí)際工程情況，不利于培養(yǎng)工程實(shí)踐人才。同時(shí)由于材料物理性能是面向材料大類專業(yè)所開設(shè)的課程，學(xué)科較多，這也給高校在開展這門課程的實(shí)踐教學(xué)上添加了一定的難度?，F(xiàn)在，較多高校會(huì)以各自的強(qiáng)勢材料學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)為例，來開展材料物理性能的實(shí)踐教學(xué)。一方面，這不利于學(xué)生對本專業(yè)相關(guān)材料性能的掌握，另一方面也顯然不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。同時(shí)，目前國內(nèi)也還沒有出版有關(guān)材料物理性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的輔導(dǎo)書或教材。所以針對這門課程開設(shè)有借鑒意義的實(shí)驗(yàn)課在操作上是有一定難度的。因此，為了使學(xué)生能夠做到自己設(shè)計(jì)、自我探索，加強(qiáng)學(xué)生對各知識點(diǎn)的交會(huì)貫通，更好地將所學(xué)到的材料物理性能專業(yè)知識應(yīng)用到實(shí)際工程實(shí)踐中去，材料物理性能這門課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)也有較大的創(chuàng)新改革的空間。
三工程教育背景下的材料物理性能課程改革
為了適應(yīng)材料大類專業(yè)的人才培養(yǎng)以及專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的需求，滿足新世界國家對材料專業(yè)人才的需求，并與“卓越工程師”計(jì)劃要求相一致，對材料物理性能的改革就必須能夠體現(xiàn)工程教育的理念，以滿足我國目前對工程人才的急切要求。
（一）專業(yè)教師的工程教育理念改革
學(xué)生的專業(yè)知識大多是在教師的引導(dǎo)下獲得的，教師在整個(gè)課程建設(shè)體系中占有舉足輕重的作用。因此，配備具有工程化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師對增強(qiáng)材料物理性能這門課程的工程化教育水平十分重要。而目前從事材料物理性能教育的教師大多是直接來自于基礎(chǔ)研究擅長的高等院校的博士生。這些教師大多缺少與材料物理性能相關(guān)的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，很難在教學(xué)過程中將材料物理性能與材料的工程應(yīng)用緊密結(jié)合起來。因此，應(yīng)用型本科院校需要進(jìn)一步加大力度以培養(yǎng)出具有優(yōu)異工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)教師。為了做好這項(xiàng)工作，高等院?？梢詫⒃谛５那嗄杲處煉炻毜较鄳?yīng)的企業(yè)。讓青年教師在企業(yè)中培養(yǎng)一段時(shí)間，使其獲得進(jìn)行材料物理性能工程化教學(xué)的必要工程實(shí)踐知識。除此之外，高等院校也可以邀請企業(yè)中具有大量工程經(jīng)驗(yàn)的專家來到學(xué)生課堂，向?qū)W生講述材料性能在使用過程中的考量。甚至，高等院校也可以把學(xué)生的課堂直接搬到企業(yè)去，讓學(xué)生能夠與企業(yè)的工程師直接交流，直觀的學(xué)習(xí)到相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。同時(shí)，也可以邀請部分有威望的企業(yè)工程師與高校教師一起合作，來對材料物理性能的課程教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，使這門課程在理論教學(xué)上關(guān)注到材料的工程實(shí)踐，以極大的促進(jìn)學(xué)生的均衡發(fā)展。
（二）材料物理性能課程教學(xué)內(nèi)容改革
材料物理性能課程的傳統(tǒng)教學(xué)主要利用物理原理解釋材料物理性能的產(chǎn)生原因及如何預(yù)判材料物理性能的改變趨勢。而這樣的材料性能可以運(yùn)用到哪些領(lǐng)域，以及在這些領(lǐng)域中使用時(shí)材料的物理性能會(huì)如何改變均沒有提及。如講述材料對光的吸收時(shí)，一般只講授材料對光的選擇性吸收，很少講述材料對光的選擇性吸收在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中的價(jià)值，所以學(xué)生很難將這部分內(nèi)容與工程實(shí)踐聯(lián)系在一起。在課堂教學(xué)內(nèi)容，材料物理性能的課程改革可以適當(dāng)借鑒先進(jìn)的全面工程教育理念。在教學(xué)過程中，可以適時(shí)地向?qū)W生們講述當(dāng)前工程實(shí)踐中應(yīng)用某些材料考慮到的材料物理性能，以給學(xué)生提供一種身臨其境的課堂氛圍，使學(xué)生掌握能夠運(yùn)用基本理論去分析和解決實(shí)際問題的能力，[3]從而有利于推動(dòng)學(xué)生深入的掌握材料物理性能的基礎(chǔ)理論和方法，促進(jìn)學(xué)生將這些原理應(yīng)用在工程實(shí)踐的工程能力。
（三）突出項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是課程建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)開設(shè)的好壞對課程建設(shè)的成敗起到重要作用。因此在對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)上，也少不了對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新和優(yōu)化。目前，材料物理性能課程實(shí)驗(yàn)中開展的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)的開展對提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力幫助較小。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工程實(shí)踐教學(xué)，在安排課程實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，可以選擇一些目前工程上需求的材料為基礎(chǔ)，告訴學(xué)生這些材料在應(yīng)用時(shí)存在的不足。然后鼓勵(lì)學(xué)生對這些不足進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，并提出解決方案。根據(jù)學(xué)生的解決方案來開設(shè)一系列設(shè)計(jì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而可以促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識完成一個(gè)產(chǎn)品項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制備、物理性能測定、使用等全過程的課程項(xiàng)目訓(xùn)練。進(jìn)而可以很好的力圖體現(xiàn)工程教育中所提倡的構(gòu)想-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作的理念。
四結(jié)論
通過在師資培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多方面積極開展工程教育教學(xué)的改革，可以很好的開展材料物理性能的工程化教學(xué)，并可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使之能夠成長為現(xiàn)代工程技術(shù)人才，從而提高了專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。
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第6篇：材料物理專業(yè)范文
1.教學(xué)模式固定化，與專業(yè)脫節(jié)
大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)課程，人們往往強(qiáng)調(diào)它的基礎(chǔ)性，而忽視了不同專業(yè)學(xué)生對物理內(nèi)容的不同需求。教學(xué)中按照多年來形成的固定模式，對不同專業(yè)的學(xué)生采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱和同一個(gè)授課標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于大學(xué)物理自身理論性較強(qiáng)，與專業(yè)課程結(jié)合不緊密，致使學(xué)生對物理課的學(xué)習(xí)經(jīng)常感到枯燥無味，提升不了學(xué)學(xué)物理的興趣，甚至出現(xiàn)大學(xué)物理“無用論”。
2.教學(xué)學(xué)時(shí)有限，教學(xué)內(nèi)容廣泛
“高等院校非物理類專業(yè)基礎(chǔ)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”專門制定和了《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》。其中建議完成大學(xué)物理核心內(nèi)容所需的最低學(xué)時(shí)數(shù)為126學(xué)時(shí)。實(shí)際情況是大多數(shù)非重點(diǎn)院校的培養(yǎng)計(jì)劃增加了專業(yè)課的學(xué)時(shí)，將作為基礎(chǔ)課的大學(xué)物理學(xué)時(shí)做了一系列調(diào)整，達(dá)不到126學(xué)時(shí)的最低標(biāo)準(zhǔn)。為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部內(nèi)容，教師往往照本宣科，很難對知識點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的剖析和展開。
3.考評方式相對單一
長久以來，大學(xué)物理的考核基本上是采用期末考試成績?yōu)橹鳎銮诼始罢n后作業(yè)完成情況為輔的方式。這種考核方式無法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，多數(shù)學(xué)生往往是處于考試壓力之下被動(dòng)學(xué)習(xí)，抱著60分萬歲的想法，考前臨時(shí)抱佛腳，只要過關(guān)就萬事大吉。因此，單一的考評方式并不能真正反映一個(gè)學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用程度。
二、教學(xué)改革的方向與途徑
1.加強(qiáng)大學(xué)物理任課教師與專業(yè)教師的溝通交流
[2]目前，大學(xué)物理任課教師都只接受過系統(tǒng)的物理專業(yè)教育，對其他專業(yè)的知識了解程度還不夠。因此，物理授課教師應(yīng)深入專業(yè)院（系）進(jìn)行調(diào)研，與專業(yè)課教師針對學(xué)科交叉知識點(diǎn)進(jìn)行充分溝通交流，了解專業(yè)需求。教師平時(shí)要加強(qiáng)對與物理聯(lián)系緊密的專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，提高專業(yè)能力和知識水平。教學(xué)中做到心中有數(shù)，有針對性地授課，縮短學(xué)生與大學(xué)物理間的距離，使得學(xué)生不再畏懼物理課程。
2.歸并教學(xué)方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
由于學(xué)時(shí)的限制，在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據(jù)不同專業(yè)的需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，壓縮與專業(yè)相關(guān)度小的章節(jié)的學(xué)時(shí)，適當(dāng)增加與專業(yè)銜接緊密章節(jié)的學(xué)時(shí)。在平時(shí)教學(xué)中突出重點(diǎn)，充分利用學(xué)生對專業(yè)知識的渴望來提高對物理的興趣，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的動(dòng)力和信心，提高教學(xué)效果。大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容涵蓋了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理五篇，各部分內(nèi)容在不同專業(yè)中應(yīng)用的類型和深度是有差異的。根據(jù)不同專業(yè)對物理知識的需求，形成幾個(gè)主要教學(xué)方向：對力學(xué)知識要求較多的土木和機(jī)械類、對電磁學(xué)要求較多的計(jì)算機(jī)與電子信息類以及對熱學(xué)知識要求較多的材料和熱能類。在保證基本物理教學(xué)要求的前提下，根據(jù)以上幾個(gè)教學(xué)方向?qū)ξ锢碇R要求側(cè)重點(diǎn)的不同，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，對不同專業(yè)同一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的深度和教學(xué)方法也要有所區(qū)分，與專業(yè)課程銜接緊密的知識點(diǎn)要進(jìn)行突出和引申。
3.當(dāng)調(diào)整傳統(tǒng)的考評方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行更綜合的評價(jià)
[3]在傳統(tǒng)的以期末成績?yōu)橹?，以出勤率及課后作業(yè)完成情況為輔的評價(jià)方式的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加對課堂表現(xiàn)和課后知識應(yīng)用等方面的考核。比如，讓學(xué)生撰寫一兩篇物理知識在本專業(yè)中的應(yīng)用或物理知識和本專業(yè)課程的關(guān)系等相關(guān)的學(xué)習(xí)體會(huì)或讀書報(bào)告。鼓勵(lì)學(xué)生自己搜集資料，增加學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)在文章的撰寫過程中不僅可以加深學(xué)生對物理理論知識的理解，還能使學(xué)生對于物理與本專業(yè)的關(guān)系有更深層面的認(rèn)識，改變他們對物理學(xué)習(xí)的茫然，消除無用的看法。
三、大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革實(shí)證
1.土木和機(jī)械類專業(yè)
土木和機(jī)械類專業(yè)與物理緊密相關(guān)的課程有“理論力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”和“材料力學(xué)”等，涉及的知識點(diǎn)主要有：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、沖量和動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)等。教師在講授時(shí)，除了講授教材中的經(jīng)典物理知識之外，重點(diǎn)講授土木和機(jī)械類專業(yè)用到的物理知識。在知識與技能的運(yùn)用上強(qiáng)調(diào)物理應(yīng)用意識的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生用物理知識解決實(shí)際問題的意識與能力。但是，鑒于土木和機(jī)械類專業(yè)存在的局部差異，對此大類內(nèi)的講授側(cè)重點(diǎn)也可以有所區(qū)分。例如：機(jī)械專業(yè)學(xué)生經(jīng)常遇到飛輪、皮帶輪、滑輪等的轉(zhuǎn)動(dòng)問題，需要較多的剛體知識。因此，在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的教學(xué)中，無論是內(nèi)容講解還是習(xí)題設(shè)置，都應(yīng)與專業(yè)應(yīng)用相聯(lián)系，讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)好大學(xué)物理與學(xué)好專業(yè)課是相輔相承、相互促進(jìn)的關(guān)系。在大學(xué)物理教學(xué)中，阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)是選講內(nèi)容，而對于土木類專業(yè)學(xué)生來講，這部分內(nèi)容在結(jié)構(gòu)力學(xué)中計(jì)算剛架的頻率和周期中有重要應(yīng)用，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)講授。同時(shí)在傳授知識的同時(shí)，對于土木類專業(yè)的學(xué)生更應(yīng)注重力學(xué)的分析和計(jì)算方法，為他們后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供有益的幫助。
2.計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)
計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)所開設(shè)的“電路分析”、“電磁場”、“電子技術(shù)”等課程與物理密切相關(guān)，相關(guān)知識點(diǎn)主要包括：靜電場和穩(wěn)恒電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、電磁場和電磁波等。大學(xué)物理中的電磁場主要強(qiáng)調(diào)電磁場的描述、場與場源的相互作用、矢量場的基本規(guī)律，這些都是電子信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)。對計(jì)算機(jī)和電子信息類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)偏重于對電磁學(xué)的講解及其相關(guān)科研新進(jìn)展的介紹，以便增強(qiáng)學(xué)生對大學(xué)物理的認(rèn)可程度，激發(fā)學(xué)學(xué)物理的興趣，并在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前培養(yǎng)出良好的狀態(tài)。電磁波是信息傳播的重要手段，是電子信息類專業(yè)理論的重要基礎(chǔ)知識，但是在以往大學(xué)物理教學(xué)中經(jīng)常作為選講內(nèi)容，改革后應(yīng)該將其列為重點(diǎn)。在講解這部分知識的時(shí)候，利用多媒體或者模型演示向?qū)W生展示電磁的產(chǎn)生、傳播過程，介紹產(chǎn)生的原理以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到所學(xué)物理理論知識與工程實(shí)踐及本專業(yè)的基礎(chǔ)知識的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
3.材料和熱能類專業(yè)
材料和熱能類專業(yè)開設(shè)“物理化學(xué)”、“材料物理性能”和“高分子物理”等課程與物理聯(lián)系緊密，涉及到的知識點(diǎn)主要包括：平衡態(tài)、理想氣體狀態(tài)方程、功、熱量、內(nèi)能、定壓熱容、定容熱容、熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用、熱力學(xué)第二定律、卡諾循環(huán)、可逆與不可逆過程等。因此，對材料和熱能類專業(yè)學(xué)生教學(xué)應(yīng)側(cè)重于熱學(xué)部分。熱學(xué)中的熵函數(shù)和熵增原理通常是選講內(nèi)容，一般僅作為介紹性知識，但是在材料和熱能類專業(yè)中它的作用顯得尤為重要，需要將內(nèi)容做相應(yīng)的擴(kuò)充并結(jié)合專業(yè)中可能遇到的實(shí)例來講授，為學(xué)生的“物理化學(xué)”等后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。另外，對材料類專業(yè)學(xué)生講授大學(xué)物理時(shí)，還需要引入有關(guān)光學(xué)的近代部分，如：光子的能量問題。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)材料時(shí)，經(jīng)常需要考慮材料對光的適應(yīng)能力。
四、結(jié)語
第7篇：材料物理專業(yè)范文
你適合學(xué)習(xí)材料專業(yè)嗎?
材料學(xué)包羅萬象，是國內(nèi)外各行各業(yè)發(fā)展都離不開的一門基礎(chǔ)而重要的學(xué)科。目前據(jù)相關(guān)專家分析，我國在材料成型設(shè)計(jì)方面的人才缺口在20萬～30萬之間，并且呈逐年遞增趨勢，材料科學(xué)與工程專業(yè)的畢業(yè)生已經(jīng)成了“搶手貨”。目前我國整個(gè)材料行業(yè)都缺少高精尖人才，人才缺失問題已經(jīng)成了眾多企業(yè)發(fā)展的桎梏。
材料行業(yè)對人才的需求是如此的迫切，那么也可以想象材料學(xué)的就業(yè)趨勢非常好，想要進(jìn)入材料行業(yè)的學(xué)生也很多，那什么性格的人適合進(jìn)入材料學(xué)院呢?筆者列出了如下的性格需求度表格，同學(xué)們不妨參考一下。
概述：材料學(xué)究竟是什么
材料學(xué)是一門跨學(xué)科的科學(xué)，涵蓋的范圍很廣，子學(xué)科多。所以想要回答“材料學(xué)究竟學(xué)什么”這一問題很難。總的來說，材料學(xué)就是研究材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和性能，以制造出更好的材料或更好地使用材料的學(xué)科。
材料學(xué)具體分為三個(gè)大類：金屬材料、無機(jī)非金屬材料和高分子材料。因此，大部分高校會(huì)開設(shè)材料科學(xué)與工程專業(yè)，專業(yè)下又分出幾個(gè)方向，針對性地學(xué)習(xí)這三大類的知識，并且它還與其他一些工程科學(xué)相重疊，因此在各大院校，材料科學(xué)與工程都有若干分支。
從這三大類可以看出，材料學(xué)是典型的工科專業(yè)，課程安排和其他工科專業(yè)大同小異。大學(xué)一、二年級會(huì)安排基礎(chǔ)科目的學(xué)習(xí)，如高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)與隨機(jī)過程、大學(xué)英語、C語言、大學(xué)物理、機(jī)械制圖、電子電工學(xué)這樣與材料生產(chǎn)設(shè)備相關(guān)的課程：到了大三大四，則會(huì)偏重專業(yè)課，比如材料物理、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、材料力學(xué)等，都是必須要學(xué)習(xí)的。
材料學(xué)由于應(yīng)用廣泛。在眾多領(lǐng)域都有很大的發(fā)展空間。學(xué)生畢業(yè)后可在航空航天、冶金、機(jī)械、汽車、電子、信息、交通、化工和建筑等工業(yè)企業(yè)以及相關(guān)科研單位工作。學(xué)校不同，學(xué)科方向不同，就業(yè)的去向也不一樣，比如以研究鋼鐵為主的材料專業(yè)。學(xué)生畢業(yè)后大部分去的都是加工為主的企業(yè)，比如鋼鐵廠、汽車廠。
總體而言，材料學(xué)是比較基礎(chǔ)的學(xué)科，光是大學(xué)四年學(xué)不到特別專業(yè)的知識。所以很多同學(xué)會(huì)選擇考研深造，這個(gè)時(shí)候，不妨選擇一個(gè)前沿的并且熱門的方向，比如先進(jìn)陶瓷、復(fù)合材料、納米材料、生物材料等。
核心專業(yè)：高分子材料科學(xué)與工程
從本世紀(jì)中葉。高分子材料逐漸登上了材料王國中的寶座。據(jù)2011年的最新統(tǒng)計(jì)，我國高分子材料的體積產(chǎn)量已經(jīng)超過其他各類材料，塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)超過鋼鐵體積產(chǎn)量，合成纖維的生產(chǎn)也超過全部有色金屬的總產(chǎn)量，這說明我國已經(jīng)跨進(jìn)了高分子材料時(shí)代。
高分子材料科學(xué)與工程的建立可以說只有二三十年的歷史。從“高分子”三個(gè)字，就知道這個(gè)專業(yè)需要用到化學(xué)方面的很多知識，在大多數(shù)院校中，都開設(shè)了無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)等，而且根據(jù)各個(gè)學(xué)校的側(cè)重點(diǎn)不一樣，有機(jī)化學(xué)、量子化學(xué)、結(jié)晶化學(xué)和熱力學(xué)、固體物理學(xué)、結(jié)晶學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、聚合物流變學(xué)、高分子材料學(xué)、塑料成型工藝學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、模具材料及制造等課程也都是需要學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為了理解高分子材料中的許多物理現(xiàn)象。系統(tǒng)學(xué)習(xí)高分子物理學(xué)也是十分重要的。如果你只希望念完本科就畢業(yè)工作，高分子材料專業(yè)是個(gè)很不錯(cuò)的專業(yè)，因?yàn)樗木蜆I(yè)市場很大。
新興專業(yè)：生物功能材料
國家將生命科學(xué)和新材料科學(xué)列為21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域，而生物材料學(xué)作為一門只有十年歷史的新專業(yè)、站在生命科學(xué)和材料科學(xué)前沿的交叉學(xué)科，更是優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)。
生物功能材料專業(yè)是培養(yǎng)具有材料科學(xué)與工程、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的相關(guān)知識，掌握生物材料的基礎(chǔ)和專業(yè)知識，能在生物材料的制備、改性、加工成型及應(yīng)用等領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)等的綜合型高級技術(shù)人才。
不過很多人會(huì)納悶，生物材料到底拿來做什么呢?作用到底體現(xiàn)在哪里呢?答案很簡單—它們最常出現(xiàn)在牙科和整形外科。假牙、補(bǔ)牙材料、人造骨、人造關(guān)節(jié)都是生物材料的一種。例如為防止骨折，關(guān)節(jié)等部位要承擔(dān)體重的3—6倍的重量，而且一年要承受近200萬次重復(fù)荷重，因此要求人造的關(guān)節(jié)材料有優(yōu)良的對生物適應(yīng)性、疲勞強(qiáng)度和耐磨性等。
本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)、繼續(xù)升學(xué)和出國深造的前景廣闊。可從事與生物材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域相關(guān)的管理、產(chǎn)品研究開發(fā)、市場銷售、貿(mào)易等方面的工作。
院校推薦
到目前為止，我國設(shè)有材料類專業(yè)的高校有400多所，這400多所院校有自己的特色，因此，這些院校在學(xué)生的培養(yǎng)上也會(huì)有自己的特色。
比如，清華大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)注重學(xué)生的基礎(chǔ)，下設(shè)了五個(gè)方向：材料物理與化學(xué)、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料和電子材料。不過在本科階段，五個(gè)方向的課程都大致相同。
北京科技大學(xué)的材料科學(xué)與工程專業(yè)是該校最強(qiáng)勢的學(xué)科，偏重鋼鐵材料研究，軟硬件設(shè)備足以讓冶金專業(yè)以外的學(xué)生眼紅。學(xué)校名師薈萃，科研實(shí)力強(qiáng)，本科生在校學(xué)習(xí)期間都可跟老師進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做科研。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)的材料學(xué)院則始終圍繞“高端”兩字，緊密圍繞國防尖端技術(shù)發(fā)展需要的新型材料、新型材料的精密和特種加工技術(shù)設(shè)置課程與內(nèi)容。
北京化工大學(xué)的材料學(xué)是國家的重點(diǎn)學(xué)科，其高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)是傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，碳基復(fù)合材料、無機(jī)非金屬材料和金屬材料防護(hù)學(xué)科在全國具有很高的知名度。
第8篇：材料物理專業(yè)范文
關(guān)鍵詞：固體物理；教學(xué)問題；獨(dú)立學(xué)習(xí)；教學(xué)反思
中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0208-02
一、引言
固體物理中的相關(guān)理論已在磁學(xué)半導(dǎo)體、超導(dǎo)和激光等現(xiàn)代科學(xué)研究領(lǐng)域獲得了重大進(jìn)展，相關(guān)研究成果已經(jīng)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際生產(chǎn)力，并帶動(dòng)了相關(guān)信息科學(xué)技術(shù)群的高速發(fā)展。在20世紀(jì)50年代末，“固體物理”被采納為我國物理專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。固體物理通過研究和學(xué)習(xí)固體的結(jié)構(gòu)及組成固體的粒子之間相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律來闡明其性能和用途，涉及內(nèi)容包括固體中的原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)合規(guī)律、固體電子運(yùn)動(dòng)方程及能帶結(jié)構(gòu)、金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制、半導(dǎo)體的基本原理和超導(dǎo)性的基本規(guī)律等，因此，“固體物理”已成為物理學(xué)科和材料學(xué)科的專業(yè)主干課之一。
本文從合肥學(xué)院化工與材料工程系目前的固體物理本科教學(xué)實(shí)際情況出發(fā)，針對我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特殊需求，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)查，優(yōu)化整合課堂教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合現(xiàn)代多媒體技術(shù)對教學(xué)內(nèi)容、考評方式和方法提出合理改革措施，旨在為進(jìn)一步改善教學(xué)和提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量提供指導(dǎo)和借鑒。
二、學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)體會(huì)
首先，學(xué)生普遍反映固體物理這門課程的難度比較大，即使在課堂上認(rèn)真聽課和做筆記，仍然有多數(shù)學(xué)生反映還存在對許多概念模糊不清和不能理解的現(xiàn)狀，無法對本課有一個(gè)更系統(tǒng)的認(rèn)識和理解。
其次，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為固體物理這門課與材料科學(xué)基礎(chǔ)、無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)和無機(jī)材料物理性能等前修課有一些相似之處，這在一定程度上既為一些學(xué)生學(xué)習(xí)《固體物理導(dǎo)論》帶來了便利，又帶來了干擾。學(xué)生認(rèn)為，很多知識點(diǎn)已經(jīng)學(xué)過，在學(xué)習(xí)固體物理時(shí)遇到，再次學(xué)習(xí)時(shí)又有了更深一層次的認(rèn)識，掌握的更牢固；而有些概念曾經(jīng)遇到過，或現(xiàn)在開始學(xué)，總覺得有些專業(yè)術(shù)語就是艱澀難懂，故而產(chǎn)生畏懼的心態(tài)。
最后，固體物理學(xué)習(xí)通常是在看不見、摸不著的動(dòng)量空間（或波矢空間）中來理解一些問題，在真實(shí)的空間里反而不好理解，這一點(diǎn)對于許多學(xué)生來說，難度確實(shí)有點(diǎn)大。
三、教學(xué)內(nèi)容、方法及考評改革
（一）精選內(nèi)容原則
固體物理是研究固體的微觀結(jié)構(gòu)以及這種微觀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)同固體的宏觀性質(zhì)的關(guān)系的科學(xué)。該課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容龐大，其內(nèi)容主要包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動(dòng)和晶體的熱學(xué)性質(zhì)、固體電導(dǎo)理論、固體介電性質(zhì)、固體的磁性以及固體的光學(xué)性質(zhì)等。對我校無機(jī)非專業(yè)本科教學(xué)而言，由于課時(shí)相對有限（40學(xué)時(shí)），必須堅(jiān)持有所教和有所不教之原則，而對學(xué)生的要求也必須堅(jiān)持有所學(xué)和有所不學(xué)之原則。依據(jù)我們的人才培養(yǎng)方案要求，無機(jī)非專業(yè)本科人才培養(yǎng)側(cè)重于功能材料及其應(yīng)用等方面，所以，在講授固體物理這門課程時(shí)，由于受到學(xué)時(shí)和實(shí)際培養(yǎng)目標(biāo)要求的限制，我們精選了兩個(gè)方面的內(nèi)容來進(jìn)行講授，即以晶格振動(dòng)和能帶理論為重點(diǎn)講述內(nèi)容。而傳統(tǒng)固體物理課程內(nèi)容主要包括晶體的結(jié)構(gòu)、晶格動(dòng)力學(xué)和能帶理論、固體光學(xué)和電磁學(xué)等，要完全講授完這些內(nèi)容不符合我校專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際要求。此外，固體物理這門課程里有些內(nèi)容已經(jīng)在其他課程里學(xué)過，因此，我們必須遵循有所講授和所有不講授的原則，對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選和優(yōu)化處理，即重點(diǎn)將固體中的聲子和電子的運(yùn)動(dòng)和行為對固體宏觀性能的影響機(jī)制講授清楚，讓學(xué)生能從微觀角度去理解固體一些宏觀性質(zhì)的緣由和根因。目前，我們把這兩部分內(nèi)容作為兩個(gè)模塊來進(jìn)行講授，同時(shí)，再結(jié)合一些實(shí)際固體的宏觀性質(zhì)和現(xiàn)象來進(jìn)行討論和分析，做到微觀和宏觀相結(jié)合以及理論和實(shí)際相結(jié)合，為無機(jī)非專業(yè)功能材料及應(yīng)用方向人才培養(yǎng)奠定一定的物理基礎(chǔ)。
（二）講授方式和考評原則
傳統(tǒng)的固體物理教學(xué)內(nèi)容充滿了艱澀難懂的專業(yè)術(shù)語、眼花繚亂的空間圖形變換、復(fù)雜煩瑣的數(shù)學(xué)演算，對固體物理前沿的新動(dòng)態(tài)、新成果、新概念介紹的力度不夠，教學(xué)方法單一，造成教師難教、學(xué)生畏學(xué)的教學(xué)局面，學(xué)生以應(yīng)付考試、掙取學(xué)分的態(tài)度去學(xué)《固體物理學(xué)》課程。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，課堂效益甚微。為了改變這一現(xiàn)狀，我們以應(yīng)用為導(dǎo)向，即先提出一些實(shí)際的應(yīng)用案例，讓學(xué)生去思考和討論這些固體之所以有這些應(yīng)用，其原理和機(jī)制是什么，以案例教學(xué)方式為主，讓學(xué)生主動(dòng)去參與和思考。例如，講授晶格振動(dòng)這一模塊內(nèi)容時(shí)，我們先提出，有些固體是熱的良導(dǎo)體，而有些則不能，兩者區(qū)別在哪里？又如，一些固體為何受熱后體積會(huì)發(fā)生變化？讓學(xué)生針對這些問題去查閱相關(guān)資料，然后提出一些可能的答案，并在課堂上進(jìn)行討論，將學(xué)生變成主動(dòng)參與者，而不是先灌輸他們這樣或那樣一些的結(jié)果或緣由。實(shí)際教學(xué)表明，這種讓學(xué)生帶著疑問去尋找答案的教學(xué)方式得到的最終教學(xué)效果是很有效的，它培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立分析問題和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的溝通和表達(dá)能力。在這門課的考核和評價(jià)方面，我們采用了過程考核和課程考試一體化考評方式，即過程考核和課程考試各占50%。過程考核主要包括：課堂討論、課外作業(yè)、課程總結(jié)和讀書筆記等方面，這一項(xiàng)占該課程最終成績的50%。課程考試既為本課程最后的考試，成績占50%。這樣就可以把學(xué)生從單純的考試中解脫出來，讓學(xué)生有更多的時(shí)間去從事課外自主學(xué)習(xí)。
四、教學(xué)手段多樣化
（一）采用現(xiàn)代化多媒體教學(xué)
采用多媒體授課方式具有直觀性、新穎性和高效性，可提高學(xué)生的課堂興趣，但“固體物理”課程理論性很強(qiáng)，如果課堂教學(xué)完全依賴多媒體課件會(huì)導(dǎo)致學(xué)生忽略課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，而把注意力轉(zhuǎn)移到課件本身上去。多媒體課件可節(jié)省課堂板書時(shí)間，增加課堂內(nèi)容的信息量，但同時(shí)導(dǎo)致課堂進(jìn)度緊湊，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中思維緊張，沒有充分的時(shí)間對知識點(diǎn)進(jìn)行深入的理解和吸收。因此，通過多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者在教學(xué)過程中采用了課堂“板書教學(xué)+多媒體教學(xué)”相結(jié)合的教學(xué)模式。如在講解晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，筆者通過板書提示類型，但具體結(jié)構(gòu)通過多媒體課件展示；對于晶體熱容的模型、能帶理論等內(nèi)容，通過多媒體課件給出主要推導(dǎo)步驟，但具體推導(dǎo)過程利用板書進(jìn)行，從而增加學(xué)生的理解時(shí)間。
適當(dāng)引入現(xiàn)代研究手段教學(xué)，使固體物理教學(xué)與時(shí)俱迸。教學(xué)中引入MS和CRYSTA等程序，使學(xué)生能理解現(xiàn)論物理的一些研究手段，并通過這些程序演示晶體結(jié)構(gòu)、晶體的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算、晶體能帶的計(jì)算等內(nèi)容，使學(xué)生更為系統(tǒng)地掌握固體物理的研究方法。讓學(xué)生自己通過軟件為晶體建立空間結(jié)構(gòu)，通過三維圖形清晰地展示晶體空間結(jié)構(gòu)，這樣使抽象的物理圖像變得具體而生動(dòng)，從而很好地解決晶體空間結(jié)構(gòu)教學(xué)“呆板”的問題?？傊侠淼乩矛F(xiàn)代教學(xué)手段，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明顯提高教學(xué)效果，同時(shí)使得教與學(xué)都充滿樂趣。
（二）增加科學(xué)史，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
科學(xué)史經(jīng)常被作為普及科學(xué)知識的一個(gè)重要的手段。事實(shí)證明，歷史故事可以提高理科學(xué)習(xí)的趣味性，對某一學(xué)科、某一理論發(fā)展過程和歷史背景的追述，有助于學(xué)生更好地理解這門學(xué)科和這個(gè)理論。在固體物理學(xué)中，每一個(gè)發(fā)現(xiàn)或者理論的提出都有其獨(dú)特的歷史背景和動(dòng)因。正是基于這個(gè)事實(shí)，在講解理論之前，可以先講述整個(gè)的歷史背景和發(fā)展過程，這樣做既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣又可以讓學(xué)生更好地了解整個(gè)理論的意義及要解決的問題。
（三）教與學(xué)互動(dòng)，安排學(xué)生上講臺(tái)
大家都明白在教學(xué)過程中，教師的主要作用在于引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極、獨(dú)立的思考。在大學(xué)的教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮積極性，讓他們主動(dòng)地學(xué)習(xí)。在固體物理的教學(xué)過程中，可以設(shè)計(jì)一些相關(guān)的研究性課題或針對每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容提出一二個(gè)小重點(diǎn)，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)資料并做成PPT課件，然后在課堂上講解。這樣不但鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立思考的能力，還提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量。同時(shí)，通過這種讓學(xué)生上講臺(tái)的教學(xué)方式，還能夠鍛煉學(xué)生的膽量，尤其對于不敢當(dāng)眾講話的學(xué)生來說是一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。
五、結(jié)束語
固體物理課程對材料專業(yè)本科生來說的確是一門比較難學(xué)的課程，然而，只要堅(jiān)持有所學(xué)和有所不學(xué)，在本科階段初步掌握其核心內(nèi)容（能帶理論）也不是不可能的。教會(huì)學(xué)生從微觀領(lǐng)域去尋找固體的一些宏觀現(xiàn)象，即讓學(xué)生懂得固體應(yīng)用的基礎(chǔ)是基于固體的不同電子結(jié)構(gòu)，也就是固體的能帶理論基礎(chǔ)。通過多年教學(xué)實(shí)踐和研究，在我校的《固體物理導(dǎo)論》課程教學(xué)內(nèi)容中實(shí)現(xiàn)了“2個(gè)知識模塊+2個(gè)考評制度”的教學(xué)模式，對“固體物理”的教學(xué)方法和手段的改革及新的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了一些有意義的探索和實(shí)踐，并取得了良好的效果。
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第9篇：材料物理專業(yè)范文
[關(guān)鍵詞]固體物理；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；科學(xué)前沿；新能源
固體物理是研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成粒子(分子、原子、離子、電子)之間相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以闡明固體性能和用途的學(xué)科[1-2]。自上世紀(jì)20年代以來，經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展固體物理已衍生出金屬物理學(xué)、材料物理學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、磁性物理學(xué)、電介質(zhì)物理學(xué)、固體光電子學(xué)、超導(dǎo)物理學(xué)等學(xué)科分類。因此，固體物理不僅是物理專業(yè)的必修課，也逐漸成為材料科學(xué)、電子技術(shù)、新能源材料與器件等專業(yè)的基礎(chǔ)課程[3-4]。固體物理涉及的知識廣泛且復(fù)雜，學(xué)生在該門課程的學(xué)習(xí)中會(huì)感到比較吃力。如何在有限的課堂教學(xué)中讓學(xué)生高效地掌握固體物理的基礎(chǔ)知識，并具備實(shí)際應(yīng)用的能力一直是固體物理教學(xué)研究的熱點(diǎn)[5]。本文針對對固體物理學(xué)自身的特點(diǎn)，結(jié)合新能源材料與器件專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，分析討論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的調(diào)整。
1教學(xué)問題分析
固體物理學(xué)課程建立在普通物理、統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)等知識基礎(chǔ)之上，講述了晶格理論和固體電子理論，包含很多晦澀難懂的專業(yè)定義、繁瑣復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和三維空間變化，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中反映比較吃力[6-8]。經(jīng)調(diào)查研究，問題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)固體物理本身具有很強(qiáng)的理論性，包含大量的理論和公式，如果按照書本內(nèi)容從基本定理、定律出發(fā)進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹，會(huì)使有些學(xué)生陷入繁瑣冗長的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程之中而忽視了本課程所表達(dá)的物理模型和思想，從而容易會(huì)出現(xiàn)畏難情緒，對本課程失去興趣。(2)固體物理建立在統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)等知識基礎(chǔ)之上，但由于培養(yǎng)計(jì)劃的限制，本專業(yè)先修課程并不包括這些課程，而所用到的數(shù)學(xué)知識雖然在高等數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)過，但有些學(xué)生并不能實(shí)際運(yùn)用，客觀上學(xué)生并沒有做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)的知識準(zhǔn)備。(3)固體物理是一門介于基礎(chǔ)理論與應(yīng)用學(xué)科之間的課程，與日常生活與生產(chǎn)距離較遠(yuǎn)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“學(xué)習(xí)這門課有什么用”的困惑，難以激發(fā)學(xué)習(xí)固體物理的熱情。因此，如何能在有限的學(xué)時(shí)里讓學(xué)生理解和掌握固體物理的基本知識，使學(xué)生對所學(xué)到知識產(chǎn)生認(rèn)同感，提高他們的學(xué)習(xí)積極性，是非物理專業(yè)的固體物理課程教學(xué)中需要思考的問題。
2分塊教學(xué)內(nèi)容，建立內(nèi)在聯(lián)系
固體物理學(xué)知識看似比較零散，但實(shí)際有很強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系。固體由原子(分子)構(gòu)成，我們首先關(guān)注固體中的原子是如何排列的，即第一章晶體的結(jié)構(gòu)；這些原子(分子)之間存在相互作用，這樣才能結(jié)合成一個(gè)整體，即第二章晶體的結(jié)合；但實(shí)際上這些原子并不是靜止不動(dòng)的，它們會(huì)圍繞平衡位置做微小的振動(dòng)，即第三章晶格振動(dòng)；以上是晶格理論部分。原子再往下分，包含原子核和電子，電子繞原子核快速運(yùn)動(dòng)，最簡單的是金屬中外層電子，由于受到原子核作用非常小可以忽略近似成自由電子，即第四章金屬電子論；但更多的晶體中電子受原子核的作用不能忽略，而是在原子和其它電子形成的周期性勢場中運(yùn)動(dòng)，即第五章能帶理論；最后講解第六章晶體中的電子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)；以上是固體電子論部分。采用的是吳代鳴先生的《固體物理基礎(chǔ)》作為教材，并依據(jù)實(shí)際情況作了調(diào)整。受黃昆先生《固體物理學(xué)》的啟發(fā)，將晶體的缺陷放在最后一章，一方面是因?yàn)榫Ц窭碚摵凸腆w電子論大多都是基于完美晶體的假設(shè)，另一方面因?yàn)樵摬糠謨?nèi)容與前面的知識相對獨(dú)立。對教學(xué)內(nèi)容的另一個(gè)調(diào)整是在晶格振動(dòng)部分不引入絕熱近似。學(xué)生此時(shí)還沒有開始固體電子論的學(xué)習(xí)，對于將原子看成一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體并無異議，如果在這里介紹絕熱近似需要同時(shí)引入原子和電子的運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生陷入混亂。在授課中幫學(xué)生建立好脈絡(luò)體系，可以使學(xué)生更好地掌握固體物理基本知識。
3加深物理圖像，淡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)
傳統(tǒng)的物理學(xué)習(xí)往往從基本的定理、定律出發(fā)，經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹出相應(yīng)的結(jié)論，這對于固體物理學(xué)習(xí)(尤其是非物理專業(yè))并不完全適合，繁瑣冗長的數(shù)學(xué)推導(dǎo)會(huì)消耗學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)時(shí)間，而把握不住關(guān)鍵的物理思想。清晰的物理圖像是學(xué)好固體物理的關(guān)鍵，老師應(yīng)該把重點(diǎn)放在對基本概念、原理和模型的講解上，復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程可以放在課下進(jìn)行，對于一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜但又非常重要的結(jié)論，還可以通過圖像方法解釋其物理意義。布洛赫波是能帶理論中非常重要的一個(gè)概念，但學(xué)生往往不明白它的物理意義。所以在講授該知識點(diǎn)的時(shí)候，首先讓學(xué)生回憶金屬電子論中自由電子波函數(shù)，為平面波形式；再說明由于晶體中周期勢場的存在，自由電子平面波將受到調(diào)制，具體表現(xiàn)為在平面波的波函數(shù)前添加一個(gè)調(diào)幅因子；最后在近自由電子近似模型中將電子的波函數(shù)寫成布洛赫波函數(shù)的形式，加深前后知識的聯(lián)系，讓學(xué)生直觀理解為什么布洛赫波函數(shù)由這樣的兩部分構(gòu)成。固體物理研究對象是原子、電子等微觀粒子，摸不到也看不到，學(xué)生難以形成直觀的感受。因此有時(shí)可以將抽象的物理概念和日常生活中的形象物體聯(lián)系起來，讓學(xué)生易于理解和接受。在講到格波時(shí)，通過與一根波動(dòng)的繩子比較說明晶格的振動(dòng)可以用波動(dòng)理論來描述。格波的群速度可以用沙丘的移動(dòng)打比方，格波的相速度和群速度類似于沙粒和沙丘的移動(dòng)速度。又例如，講到自由電子氣的量子理論時(shí)，將電子態(tài)比喻成電影院里的座位，將觀眾比喻成電子，一個(gè)座位只能坐一個(gè)觀眾。電子如何填充這些狀態(tài)取決于系統(tǒng)的溫度，從而可以計(jì)算出系統(tǒng)的總能量。
4引入科技前沿，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中可提高教學(xué)質(zhì)量。固體物理學(xué)是新材料、新器件和新技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科，是新材料和新器件的增長點(diǎn)，換而言之，固體物理知識雖然較少直接轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)但它已經(jīng)滲透到現(xiàn)代技術(shù)的方方面面。如果將這些科學(xué)技術(shù)前沿引入到課堂中，不僅可引發(fā)學(xué)生對固體物理知識的興趣，還可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握固體物理基本知識。緒論的安排尤為重要，所引發(fā)的學(xué)習(xí)興趣可大大提高后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量。表一列舉了近十年中與固體物理有關(guān)的國內(nèi)外物理大獎(jiǎng)，在緒論中介紹這些獎(jiǎng)項(xiàng)，可以讓學(xué)生認(rèn)識到固體物理在高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域無可替代的作用，從而對本門課產(chǎn)生濃厚的興趣和學(xué)習(xí)的熱情。在教學(xué)中，將現(xiàn)代科技前沿知識引入進(jìn)來，建立其與固體物理基本知識的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可幫助學(xué)生加深對基本概念、基本理論的理解，而且可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。石墨材料家族是固體物理教學(xué)中一個(gè)非常好的范例，它幾乎與與固體物理中每一章知識相關(guān)，對石墨家族材料的講解可使這些知識具體化。石墨烯是2004年曼徹斯特大學(xué)的Geim和Novoselov等人采用機(jī)械剝離法獲得的二維單層材料，展現(xiàn)出了無質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子、彈道輸運(yùn)、室溫量子霍爾效應(yīng)等一系列獨(dú)特的物理性質(zhì)，Geim和Novoselov等人也因此獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯作為一種二維材料，碳原子呈現(xiàn)正六邊形排列，看似簡單卻是復(fù)式晶格結(jié)構(gòu)。通過平移晶格，向?qū)W生說明存在兩種不等價(jià)的碳原子，引入復(fù)式晶格概念；通過讓學(xué)生分析該結(jié)構(gòu)的原胞、晶胞、基元、基矢、倒格矢等，考察他們對晶體結(jié)構(gòu)這一章基本知識的理解和掌握。晶體結(jié)合存在五種主要的結(jié)合方式，但是即使是同一種原子組成的晶體其結(jié)合方式也不是唯一的，通過對石墨體材料結(jié)構(gòu)的講解，引導(dǎo)學(xué)生找出共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華結(jié)合，從而加深對晶體結(jié)合基本知識的理解。講解能帶理論時(shí)，用緊束縛近似方法計(jì)算石墨烯電子能量和波函數(shù)，由于石墨烯中有兩種不等價(jià)電子，波函數(shù)寫為BAaa???21??。通過求解本子方程，給出能量公式和能帶圖，導(dǎo)帶與價(jià)帶剛好交于第一布里淵區(qū)的六個(gè)頂點(diǎn)，且頂點(diǎn)附近能量與波矢呈線性關(guān)系。能帶理論的引入解釋了導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體現(xiàn)象，而石墨烯是一種特殊的零帶隙半導(dǎo)體材料，通過吸附、摻雜其它元素，或破壞雙層石墨烯的對稱性可打開能帶。
5結(jié)束語
