時(shí)間：2022-10-17 11:55:13
導(dǎo)語：在材料物理專業(yè)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1教材的選擇及教學(xué)內(nèi)容的確定
針對(duì)我校復(fù)合材料專業(yè)的特點(diǎn),選擇的物理化學(xué)教材既要體現(xiàn)當(dāng)前學(xué)科發(fā)展的概貌,同時(shí)又要使學(xué)生具備牢固的理論知識(shí),為以后就業(yè)奠定一定的基礎(chǔ)?？紤]以上因素,我們選擇了面向21世紀(jì)教材,由天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編、高等教育出版社出版的《物理化學(xué)》教材(第五版)。同時(shí)結(jié)合復(fù)合材料專業(yè)的就業(yè)特點(diǎn),精選了教學(xué)內(nèi)容。該版教材中第一章氣體的PVT關(guān)系,由于高中階段已經(jīng)講述過,所以可以省略。第八、九章的量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)都是從物質(zhì)的微觀難度著手討論的,難度較大,可做簡(jiǎn)單講授,若詳細(xì)探討可開設(shè)選修課單獨(dú)進(jìn)行講授。其它章節(jié)的內(nèi)容選擇重點(diǎn)內(nèi)容,尤其是與本專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容詳細(xì)講解,例如第六章的相圖、第十章的界面現(xiàn)象內(nèi)容等,并結(jié)合具體的實(shí)例,達(dá)到更好的授課效果。
2物理化學(xué)課堂教學(xué)改革
我校復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)課程是繼無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)之后的理論性化學(xué)專業(yè)知識(shí),它的知識(shí)內(nèi)容除涉及無機(jī)、有機(jī)化學(xué)知識(shí)外,還與大量物理和高等數(shù)學(xué)知識(shí)有關(guān).概念抽象,公式原理多,推導(dǎo)過程繁瑣,內(nèi)容難理解。因此學(xué)生普遍感覺物理化學(xué)課程更偏重理論,學(xué)習(xí)起來較難,從而導(dǎo)致對(duì)這門課程不抱有很大的熱情,學(xué)習(xí)動(dòng)力不大[3]。針對(duì)以上問題,對(duì)物理化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行改革就顯得非常必要。具體的改革措施應(yīng)遵循以下原則:整體設(shè)計(jì)課堂教學(xué)效果;教學(xué)方法和教學(xué)手段最佳;考核方法合理、科學(xué)。
2.1課堂教學(xué)效果的整體設(shè)計(jì)
(1)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要,學(xué)生若是對(duì)某些課程不感興趣,老師即使講授的再精彩,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不會(huì)太好。因此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就顯得十分必要了。開課伊始,教師就應(yīng)該講好緒論部分,充分講述物理化學(xué)課程的重要性,課程內(nèi)容的實(shí)用性,鼓勵(lì)學(xué)生努力學(xué)好物理化學(xué),培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生有了興趣,教師才能較好地進(jìn)行指導(dǎo)。
(2)提高知識(shí)的趣味性。知識(shí)的趣味性是主動(dòng)學(xué)習(xí)的推動(dòng)力。把理論性強(qiáng)、抽象而枯燥的內(nèi)容變得生動(dòng)有趣,是提高課堂教學(xué)效果的有效手段。在教學(xué)過程中穿插一些與生活實(shí)際密切相關(guān)的問題或是適當(dāng)?shù)娜だ?則可以起到畫龍點(diǎn)睛的作用,使課堂富于趣味性。例如,在給學(xué)生介紹水的相圖時(shí)介紹了亞穩(wěn)態(tài)這個(gè)概念,可以以人的健康狀況來類比說明。現(xiàn)代社會(huì)人們的生活節(jié)奏加快,整天忙于工作,鍛煉身體的機(jī)會(huì)很少,大多數(shù)人的身體狀況不佳,多屬于亞健康狀態(tài)。亞健康就是一種亞穩(wěn)態(tài),不穩(wěn)定,不可能長(zhǎng)時(shí)間存在,必須向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變;人要從事正常的生產(chǎn)、生活需要健康的體魄,因此必須鍛煉身體,保持身體處于健康狀態(tài),而不是亞健康狀態(tài)。又如,在講授界面化學(xué)的時(shí)候,可以提問學(xué)生在春天光滑的墻壁和粗糙的墻壁哪個(gè)更容易回潮。然后用彎曲表面上的蒸汽壓———開爾文公式解釋原因。這種理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合,可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引起學(xué)生探求知識(shí)的欲望,是物理化學(xué)課堂教學(xué)獲得成功的關(guān)鍵一步。
(3)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。物理化學(xué)雖然是一門理論學(xué)科,但許多定理都是建立在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,所以物理化學(xué)的知識(shí)是理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的。為了更好的理解課堂上的理論知識(shí),開設(shè)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程,這樣既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,又能加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解程度,而且還能夠建立學(xué)生對(duì)物理化學(xué)這門課程的實(shí)用性的信心,極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。例如,我們講授化學(xué)動(dòng)力學(xué)這一章的一級(jí)反應(yīng)時(shí),講完理論的同時(shí),開設(shè)了“蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)”,學(xué)生普遍反應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)對(duì)課堂內(nèi)容有了更深一層次的理解。
2.2優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)手段
(1)加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)。物理化學(xué)的公式推導(dǎo)過程繁瑣,為此非常有必要進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)要求學(xué)生對(duì)將要講述的內(nèi)容先瀏覽一遍,不做具體推算,只要求對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容有個(gè)初步掌握,等老師講述時(shí)學(xué)生的思路能與教師同步,使以后教學(xué)活動(dòng)更易開展。同時(shí)知識(shí)講授后還要要求學(xué)生經(jīng)常復(fù)習(xí),以免由于公式繁多而混淆或是遺忘,影響后面新知識(shí)的學(xué)習(xí)。在物理化學(xué)教學(xué)中,作業(yè)也是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié),但作業(yè)太多學(xué)生疲于應(yīng)付,太少達(dá)不到復(fù)習(xí)的效果。因此就要求精選習(xí)題,做到“少而精”,力求達(dá)到事半功倍的效果。同時(shí)為了彌補(bǔ)課堂教學(xué)時(shí)數(shù)少而教學(xué)內(nèi)容較多的不足,可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的安排,適當(dāng)選留思考題,然后要求學(xué)生課后查資料,以論文格式上交,這樣既鍛煉了學(xué)生的寫作能力,又提高了學(xué)生的積極性。
(2)改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段。在教學(xué)方法上,我們改進(jìn)單一的講授法,采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式教學(xué)方法,努力為學(xué)生營造一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。具體做法是教師精心設(shè)計(jì)問題,通過提問、回答及組織學(xué)生進(jìn)行討論,在教師與學(xué)生之間形成一種良性互動(dòng)式的教學(xué)模式。在教學(xué)手段上,我們采用多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合的形式,使復(fù)雜抽象的問題簡(jiǎn)單化。對(duì)于難以講解或表達(dá)的內(nèi)容,可以運(yùn)用動(dòng)畫、影片等手段把難以理解的概念形象化,引起學(xué)生的興趣,加深學(xué)生的理解。但是多媒體教學(xué)也有它的不足之處,多媒體教學(xué)講課速度較快,學(xué)生不能及時(shí)接受教師講授的知識(shí),更沒有更多的時(shí)間做課堂筆記,不利于課后的復(fù)習(xí)和考試。因此要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來確定是否選用多媒體教學(xué)。對(duì)于那些有圖像,需要演示過程的教學(xué)內(nèi)容,例如第六章相圖的演示,第十章界面現(xiàn)象的毛細(xì)管現(xiàn)象、潤(rùn)濕現(xiàn)象等內(nèi)容,多媒體教學(xué)能夠化靜為動(dòng),把枯澀的問題趣味化,便于學(xué)生深入地了解相關(guān)知識(shí),能得到很好的教學(xué)效果;而對(duì)于重要公式的推導(dǎo)方面的教學(xué)內(nèi)容采用板書的形式更合適。只有采用多媒體教學(xué)和板書相結(jié)合的形式,才能收到最佳的教學(xué)效果.
3合理、科學(xué)的考核方法
合理、科學(xué)的考核方法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力,提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。簽于此,我們結(jié)合本校的具體情況和專業(yè)特點(diǎn),摒棄了傳統(tǒng)的只以期末考試成績(jī)?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的考核方式,采用多項(xiàng)合并的方法綜合測(cè)評(píng)。具體測(cè)評(píng)方法為期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%,體現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)課程占總成績(jī)的10%,平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20%。平時(shí)成績(jī)又分為三部分:出勤率占3分,作業(yè)成績(jī)和平時(shí)的小測(cè)驗(yàn)成績(jī)占12分,參與課堂討論和隨堂回答情況占5分。這樣的考核方式明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,學(xué)生能積極參與課堂問題的討論和回答,改變了物理化學(xué)枯燥,沉悶的課堂氣氛,大大地提高了教學(xué)質(zhì)量。
（上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院，中國 上海 201620）
【摘 要】《固體物理》是材料學(xué)科專業(yè)開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)課程。根據(jù)高等學(xué)校《固體物理》課程的特點(diǎn)以及材料類專業(yè)的學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)這門課程的需求不同，作者結(jié)合自身的教學(xué)心得和體會(huì)，分別從材料學(xué)專業(yè)《固體物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞 固體物理；教學(xué)改革；材料學(xué)
《固體物理》作為一門基礎(chǔ)性學(xué)科，受到了越來越多的重視[1-2]。作為連接基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的橋梁，它已經(jīng)成為材料類專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程。但傳統(tǒng)的《固體物理學(xué)》中有很多晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語，復(fù)雜的圖形與空間變換以及繁瑣的理論推導(dǎo)，故而學(xué)習(xí)難度較大。學(xué)生學(xué)習(xí)《固體物理》時(shí)需完成《高等數(shù)學(xué)》、《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》和《量子力學(xué)》等先修課程的學(xué)習(xí)。由于材料學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的不同，材料類專業(yè)的學(xué)生往往只學(xué)習(xí)一部分或者沒有學(xué)習(xí)這些先修課程，故而材料類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《固體物理》時(shí)凡是涉及到一些嚴(yán)密的理論推導(dǎo)過程就會(huì)感到十分難懂，造成部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對(duì)材料類專業(yè)《固體物理》教學(xué)過程中出現(xiàn)的教師教學(xué)難，學(xué)生畏學(xué)這一現(xiàn)狀，本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面，對(duì)如何提高材料類專業(yè)《固體物理》的教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)方面提出了一些新的探討。
1 教學(xué)內(nèi)容改革
《固體物理》教科書通常由兩大部分組成：第一部分為基礎(chǔ)部分。主要包括晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)合、晶體的振動(dòng)與熱力學(xué)性質(zhì)、晶體的缺陷、能帶理論和金屬電子論等內(nèi)容；第二部分為專業(yè)化部分。主要包括半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、非晶固體和固體磁性等內(nèi)容。其中基礎(chǔ)部分是各理工科院校講授的核心內(nèi)容。對(duì)于材料類專業(yè)的學(xué)生來說，由于缺少《量子力學(xué)》與《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》方面的知識(shí)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)《固體物理》有一定的困難，為了解決上述矛盾，我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)于《固體物理》內(nèi)容主要實(shí)行以下改革措施：
（1）有選擇性的講授。對(duì)于《固體物理》各章節(jié)的內(nèi)容講述要有詳有略，作到詳略得當(dāng)。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容要精講，對(duì)于不太主要或者在其它課程中能學(xué)到的內(nèi)容可以略講或不講。例如：在講述晶體的結(jié)合這部分內(nèi)容時(shí)，材料類學(xué)生在學(xué)習(xí)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《化學(xué)基礎(chǔ)課》過程中對(duì)于晶體的結(jié)合方式等內(nèi)容都進(jìn)行過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，因此對(duì)這部分內(nèi)容可以略講。在講解晶體的缺陷這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中也學(xué)習(xí)過，對(duì)這部分內(nèi)容就可以略講或者不講。
（2）重思想輕推導(dǎo)。對(duì)于有些章節(jié)的內(nèi)容，不追求繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，更多的突出物理思想的傳達(dá)，對(duì)于某一個(gè)具體理論要重點(diǎn)講述它的建立過程與物理模型。物理模型盡量簡(jiǎn)單，深入淺出，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用《固體物理學(xué)》的方法去思考和處理問題。
（3）增加學(xué)科前沿內(nèi)容。合理的補(bǔ)充與固體物理學(xué)緊密相連的凝聚態(tài)物理學(xué)和材料學(xué)最新的學(xué)術(shù)成就與進(jìn)展，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與或參觀學(xué)院相關(guān)老師的科研實(shí)驗(yàn)，多聽相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告，讓學(xué)生了解最新的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)研究的興趣，為部分學(xué)生將來的繼續(xù)深造和終身從事科學(xué)研究事業(yè)奠定基礎(chǔ)。
2 教學(xué)方式的創(chuàng)新
長(zhǎng)期以來，我國的大部分的教師都是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即老師一個(gè)人在講臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽。這種模式固然有可取之處，但是對(duì)于現(xiàn)代大學(xué)生來說，這種教學(xué)模式未免顯得有些過于單調(diào)。現(xiàn)代的大學(xué)生喜歡新鮮事物，喜歡主動(dòng)“出擊”，所以作為一名現(xiàn)代的大學(xué)老師，對(duì)學(xué)生應(yīng)當(dāng)“投其所好”，改變一下固有的思維與教學(xué)模式，使學(xué)生樂于接受所學(xué)的新知識(shí)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。我們采取具體做法是：
（1）啟發(fā)式教學(xué)。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)生積極思考，尤其《固體物理》這類理論性較強(qiáng)的課程。如果學(xué)生僅僅限于在課堂上被“填鴨式”式的灌輸知識(shí)而不經(jīng)過嚴(yán)密的思考與推理，很難深刻理解和掌握所學(xué)的內(nèi)容。因此，就要求教師在授課過程中，適時(shí)的啟發(fā)學(xué)生去思考問題的來龍去脈，教會(huì)學(xué)生科學(xué)的思維方法，往往能達(dá)到事半功倍的效果[4]。
（2）案例教學(xué)。選取符合知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用要求的、貼近生活與技術(shù)發(fā)展的、學(xué)生感興趣的案例，師生共同分析、討論，從而提高學(xué)生分析問題能力與知識(shí)應(yīng)用能力。比如課程體系講授到晶格常數(shù)時(shí)，引入聚苯乙烯微球人工微結(jié)構(gòu)概念和半導(dǎo)體超晶格概念，并要求學(xué)生就相關(guān)概念進(jìn)行文獻(xiàn)分組調(diào)研，PPT制作，下次課程時(shí)間面向同學(xué)進(jìn)行介紹。相比以前老師直接給學(xué)生舉例的教學(xué)方式，案例教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人、課堂的主角，課堂氣氛生動(dòng)活潑。
（3）實(shí)踐教學(xué)?！豆腆w物理》是一門與實(shí)踐密切聯(lián)系的課程，在《固體物理》教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的聯(lián)系，這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺性和創(chuàng)造性，使學(xué)生感到所學(xué)知識(shí)的用處和價(jià)值，由此可培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的實(shí)踐能力。在《固體物理》的教學(xué)中，為了讓學(xué)生更深刻地理解所學(xué)知識(shí)，應(yīng)該適當(dāng)安排《固體物理》實(shí)驗(yàn)。如講授晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以安排學(xué)生作X射線衍射分析實(shí)驗(yàn)。通過親自實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不但掌握了晶體的衍射理論知識(shí)，也可使學(xué)生體會(huì)到現(xiàn)代分析方法在材料研究中的重要性和必要性。通過安排《固體物理》實(shí)驗(yàn)，不但使學(xué)生加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)也大大提高了觀察能力、動(dòng)手能力和分析問題的能力。
3 結(jié)語
總之，在材料類專業(yè)《固體物理》教學(xué)過程中，要充分認(rèn)識(shí)到材料類專業(yè)學(xué)生與物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的不同，因材施教。此外，還要結(jié)合凝聚態(tài)物理與材料學(xué)發(fā)展的前沿和本校的科研工作，充分的利用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)。實(shí)踐證明，上述文中所提到的教學(xué)改革方法能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與綜合素質(zhì)。但是，《固體物理》教學(xué)改革是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程，課程改革的進(jìn)行涉及到諸多方面，這就需要我們廣大教育工作者做更多地研究和探索，同時(shí)不斷提高自身的能力。要造就創(chuàng)新人才，除改變教育觀念，營造生動(dòng)活潑的人文環(huán)境外，還要加強(qiáng)我們教師隊(duì)伍建設(shè)，提高他們培養(yǎng)創(chuàng)新人才的能力。
參考文獻(xiàn)
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［2］黃昆,韓汝琦.固體物理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1997.
［3］馮端,師昌緒,劉治國.材料科學(xué)導(dǎo)論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型地方本科院校；材料物理專業(yè)；培養(yǎng)方案
一、人才需求與專業(yè)簡(jiǎn)介
材料產(chǎn)業(yè)一直是湖南省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的重點(diǎn)領(lǐng)域。湖南省188家高新技術(shù)新材料企業(yè)中年產(chǎn)值過億元的企業(yè)165家，過10億元的有18家。在湖南省“十二五”規(guī)劃中，根據(jù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略，湖南省將新材料產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn)。同時(shí)，《湖南省2012年度新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》明確指出，發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，有利于挖掘湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?、有利于湖南省突破?jīng)濟(jì)發(fā)展瓶頸、有利于帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并有利于促進(jìn)湖南在中部崛起。衡陽市在“十二五”規(guī)劃中確定了五個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，其中就包括新能源材料產(chǎn)業(yè)這一目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，衡陽市自2012年以來開始以“六大舉措”助力光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)建國家級(jí)光伏工程研究中心。因此，隨著新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，迫切需要大量基礎(chǔ)實(shí)、技術(shù)精、能力強(qiáng)的材料物理專業(yè)人才。
材料物理專業(yè)提供材料科學(xué)、材料化學(xué)和材料物理的基本理論、基本知識(shí)和基本技能的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，材料探索、制備與合成的思維與技能等方面的基本訓(xùn)練，以及材料加工、材料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)定及材料應(yīng)用等方面的專業(yè)訓(xùn)練，旨在使學(xué)生掌握材料物理及其相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和實(shí)驗(yàn)技能，具備運(yùn)用材料物理的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行材料探索和技術(shù)開發(fā)的基本能力，能在材料科學(xué)與工程及其相關(guān)交叉學(xué)科繼續(xù)深造或發(fā)展成為在相關(guān)行業(yè)從事材料檢測(cè)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)等方面的創(chuàng)新性人才。
二、專業(yè)定位
湖南工學(xué)院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才的地方本科院校，服務(wù)面向定位：立足湖南，重點(diǎn)面向工業(yè)企業(yè)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)。在學(xué)院的“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，強(qiáng)調(diào)突出材料學(xué)科專業(yè)建設(shè)，以材料學(xué)為省級(jí)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。根據(jù)新專業(yè)調(diào)整目錄，材料學(xué)下包括材料科學(xué)與工程、材料物理、材料化學(xué)、冶金工程、金屬材料工程、無機(jī)非金屬材料工程等專業(yè)。湖南工學(xué)院現(xiàn)設(shè)有金屬材料工程、無機(jī)非金屬材料工程和高分子材料與工程三個(gè)材料學(xué)專業(yè)。材料物理專業(yè)是學(xué)校新辦專業(yè)，2014年開始招生。為了避免重復(fù)性，我校材料物理專業(yè)在專業(yè)定位上有所側(cè)重，突出了為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)的特色。
本專業(yè)涵蓋光電材料、新能源材料（主要是光伏電池材料與器件）的設(shè)計(jì)、合成、改性以及成型加工、檢測(cè)和應(yīng)用等內(nèi)容的本科專業(yè)。根據(jù)應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)定位，以材料學(xué)、工程理論、量子力學(xué)和材料物理為基礎(chǔ)，以光電材料、新能源材料合成改性、成型加工、材料檢測(cè)為專業(yè)發(fā)展方向，培養(yǎng)具備光電材料和新能源材料生產(chǎn)加工、產(chǎn)品檢測(cè)與質(zhì)量控制、生產(chǎn)技術(shù)管理等能力的高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
本專業(yè)秉承夯實(shí)基礎(chǔ)、提高能力、拓寬范圍、了解前沿的基本理念，按照國家、湖南省以及衡陽市經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)加強(qiáng)新材料、新能源材料研究開發(fā)的規(guī)劃，根據(jù)社會(huì)對(duì)專業(yè)型、應(yīng)用型、復(fù)合型、學(xué)習(xí)型人才的需求，以較厚的基礎(chǔ)、較寬的專業(yè)口徑、較強(qiáng)的工程應(yīng)用能力、較高的綜合素質(zhì)和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力為基本出發(fā)點(diǎn)，兼顧相近學(xué)科間的交叉和融合，并最終發(fā)展成為在湖南省同類專業(yè)中的領(lǐng)先者。
三、人才培養(yǎng)方案構(gòu)思
（一）培養(yǎng)目標(biāo)
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要，德智體美勞全面發(fā)展，掌握較系統(tǒng)的材料科學(xué)和物理學(xué)基本理論和基本知識(shí)，具有較強(qiáng)的工程技術(shù)能力和社會(huì)實(shí)踐能力，能夠在半導(dǎo)體、能源、建材、航空、汽車、儀電等行業(yè)部門，尤其在與光伏、光電材料相關(guān)企事業(yè)單位，從事有關(guān)材料檢測(cè)分析、材料應(yīng)用設(shè)計(jì)、材料制備加工、企業(yè)管理與決策等相關(guān)工作的具有創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感的高級(jí)應(yīng)用型人才。
（二）培養(yǎng)具體要求
1.知識(shí)方面的具體要求
（1）自然科學(xué)知識(shí)：掌握與本專業(yè)相關(guān)的物理學(xué)、化學(xué)方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能；（2）人文社科知識(shí)：掌握社會(huì)學(xué)、哲學(xué)、文學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)、思想道德等方面的知識(shí)；（3）工具性知識(shí)：掌握英語基本知識(shí)與應(yīng)用技巧，具備一定的聽、說、讀、寫能力；掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)及語言，具備計(jì)算機(jī)編程和利用相關(guān)軟件進(jìn)行模擬計(jì)算的能力；（4）專業(yè)核心知識(shí)：具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)方向知識(shí)，內(nèi)容包括：材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理性能、材料制備原理與技術(shù)、材料結(jié)構(gòu)與性能表征等專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、太陽能電池原理與工藝、光伏發(fā)電技術(shù)與實(shí)踐、半導(dǎo)體照明原理與技術(shù)、薄膜物理與器件、光電子技術(shù)及新型材料、光電器件基礎(chǔ)及應(yīng)用、電子材料及元器件等專業(yè)方向知識(shí)；（5）政策與法律法規(guī)知識(shí)：熟悉國家關(guān)于材料科學(xué)與工程研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，尤其了解光伏、光電材料的行業(yè)需求和相關(guān)政策。
2.能力方面的具體要求
（1）材料檢測(cè)分析、應(yīng)用設(shè)計(jì)、制備加工的能力：具備從應(yīng)用目標(biāo)出發(fā)對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行成本、工藝、環(huán)保、性能和效益綜合評(píng)估及材料選用的能力，具有對(duì)典型材料產(chǎn)品進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和加工的能力，具有對(duì)功能材料，特別是光伏、光電材料，進(jìn)行性能檢測(cè)和分析的能力；（2）開拓創(chuàng)新的意識(shí)和能力：具有依托掌握的知識(shí)和技能，通過文獻(xiàn)資料和科學(xué)方法，進(jìn)行理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的能力，具備開展新材料及產(chǎn)品開發(fā)等方面的初步能力；（3）具有交流、合作與競(jìng)爭(zhēng)的能力：能采用口頭、文字和圖表等方式進(jìn)行專業(yè)和非專業(yè)交流；進(jìn)行材料學(xué)、物理學(xué)，以及跨學(xué)科領(lǐng)域的合作；（4）具有信息獲取、自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的能力：掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取專業(yè)信息的基本方法，具有優(yōu)化高效的學(xué)習(xí)策略和自主學(xué)習(xí)的能力，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣；（5）應(yīng)對(duì)危機(jī)與突發(fā)事件的基本能力：具有危機(jī)意識(shí)，冷靜思維，反應(yīng)敏捷，具備良好的協(xié)調(diào)關(guān)系能力、善于運(yùn)用相關(guān)資源的能力、靈活運(yùn)用各種方法的能力以及較強(qiáng)的計(jì)劃、決斷和指導(dǎo)管理能力。
3.素質(zhì)方面的具體要求
（1）思想道德素質(zhì)：具有正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀；具有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感，具有遵紀(jì)守法、愛崗敬業(yè)和樂于奉獻(xiàn)的職業(yè)素養(yǎng)；（2）文化素質(zhì)：具備良好的文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)、現(xiàn)代意識(shí)、人際交往意識(shí)和傳統(tǒng)美德以及強(qiáng)烈的使命感；（3）專業(yè)素質(zhì)：具有寬厚的專業(yè)知識(shí)，具有熟練的專業(yè)技能，具有運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析問題、解決問題的能力；（4）身心素質(zhì)：具備自尊自強(qiáng)、自制自控的能力、自我鍛煉的意識(shí)，具有良好的身體素質(zhì)與健康的心理素質(zhì)。
（三）人才培養(yǎng)模式
推行“學(xué)程分段、分類培養(yǎng)”的培養(yǎng)模式，在第一階段（第一、二學(xué)年）淡化專業(yè)，主要開設(shè)通識(shí)基礎(chǔ)課程、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程，在第二階段（第三、四學(xué)年）主要開設(shè)專業(yè)主干課程、專業(yè)特色課程、公共任選課程和實(shí)踐教育課程，并設(shè)置不同的專業(yè)方向課程，使專業(yè)教育得到延伸和拓展，提高學(xué)生的專業(yè)技能，滿足學(xué)生的興趣和愛好，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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[2]彭順金，李新，周怡，等.如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才：對(duì)武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐的思考[J].大學(xué)教育，2013（12）.
二、凡國家建筑材料工業(yè)局技術(shù)開發(fā)服務(wù)中心專利處專職或兼職人，在接受單位或個(gè)人委托承辦的專利事務(wù)時(shí)均由國家建筑材料工業(yè)局技術(shù)開發(fā)服務(wù)中心按本辦法規(guī)定收費(fèi)，并出具收據(jù)，專利人辦理專利事務(wù)過程中不得再向委托單位或個(gè)人另行收費(fèi)。
三、根據(jù)具體業(yè)務(wù)的難易程度和工作量大小，專利事務(wù)收費(fèi)可依照本標(biāo)準(zhǔn)上下浮動(dòng)20％，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定見附表。
四、本專利服務(wù)收費(fèi)暫行辦法，自頒發(fā)之日起施行。
專利收費(fèi)暫行標(biāo)準(zhǔn)
收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
序號(hào) 項(xiàng)目 發(fā)明 實(shí)用新型 外觀設(shè)計(jì)
1 咨詢費(fèi) 按效果酌情收費(fèi)
2 檢索費(fèi)（含翻譯費(fèi)） 實(shí)費(fèi)，另加管理費(fèi)10－20％
3 起草專利申請(qǐng)文件費(fèi)
（1）請(qǐng)求書 10元（件） 10元（件）
（2）說明書（20頁 200－400 200
以下）權(quán)利要求書（ 元（件） 元（件）
一項(xiàng)獨(dú)立權(quán)項(xiàng)，）摘要
（3）超過20頁， 50元 50元
每加10頁
（4）增加獨(dú)立權(quán)項(xiàng) 60元（項(xiàng)） 60元（項(xiàng)）
（5）從屬權(quán)項(xiàng) 15元（項(xiàng)） 15元（項(xiàng)）
4 （6）附圖 實(shí)費(fèi) 實(shí)費(fèi)
申請(qǐng)審查手續(xù)費(fèi) 30元（項(xiàng)）
5 提前公開申請(qǐng)手續(xù)費(fèi) 15元（項(xiàng)）
6 撤回申請(qǐng)手續(xù)費(fèi) 15元（項(xiàng)）
續(xù)表
收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
序號(hào) 項(xiàng)目 發(fā)明 實(shí)用新型 外觀設(shè)計(jì)
7 修改說明書或權(quán) 10－15 10－15
利要求書 元／件 元／件
8 不喪失新穎（例外 20元／件 20元／件 20元／件
情況）的請(qǐng)求手續(xù)費(fèi)
9 申請(qǐng)復(fù)審手續(xù)費(fèi) 30元／件 30元／件 30元／件
10 復(fù)審請(qǐng)求書 300元／件 250元 ／件 50元／件
11 異議書 400元／件 300元 ／件 250元／件
12 異議答辯書 250元／件 200元 ／件 150元／件
13 無效宣告請(qǐng) 400元／件 300元 ／件 250元／件
求書
14 申請(qǐng)人姓名、地址 10元／件 10元 ／件 10元／件
單位名稱、印鑒等
變更手續(xù)費(fèi)
15 期間延長(zhǎng)或日期變 10元／件 10元 ／件 10元／件
更手續(xù)費(fèi)
16 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓注冊(cè) 40元／件 40元 ／件 10元／件
代辦費(fèi)
17 強(qiáng)制許可的專利使 10元／件 40元 ／件
用費(fèi)的請(qǐng)求裁決手
續(xù)費(fèi)
18 專利實(shí)施的強(qiáng)制許 80元／件 80元 ／件
可請(qǐng)求手續(xù)費(fèi)
19 申請(qǐng)續(xù)展手續(xù)費(fèi) 15元 ／件 15元／件
20 繳付專利申請(qǐng)維持 10元／件
費(fèi)的手續(xù)費(fèi)
21 繳付專利年費(fèi)的手 15元／件 15元 ／件 15元／件
續(xù)費(fèi)（三年翻一番）
22 繳付年費(fèi)滯納金 10元／件 10元 ／件 10元／件
（六個(gè)月內(nèi)補(bǔ)繳）
的手續(xù)費(fèi)
注：1．電報(bào)、電傳另行收費(fèi)，有關(guān)差旅費(fèi)由委托人支付。
2．索取有關(guān)專利申請(qǐng)文件，另行收費(fèi)。
3．申請(qǐng)專利獲專利局批準(zhǔn)，另收謝金，款額由雙方協(xié)商確定。
4．異議成立，另收謝金，按第11項(xiàng)的50％計(jì)。
5．異議答辯成立，另收謝金，按第12項(xiàng)的50％計(jì)。
由于我校已經(jīng)有材料與化學(xué)工程學(xué)院，開設(shè)了高分子、化工類材料、金屬材料等專業(yè)，應(yīng)用物理、物理學(xué)專業(yè)的方向就只有往半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)方向靠，而半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)與物理聯(lián)系十分緊密。因此，我們物理系開設(shè)半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。首先，半導(dǎo)體材料的形成原理、制備、檢測(cè)手段都與物理有關(guān);其次，光伏技術(shù)中的光伏現(xiàn)象本身就是一種物理現(xiàn)象，所以只有懂物理的人，才能將物理知識(shí)與這些材料的產(chǎn)生、運(yùn)行機(jī)制完美地聯(lián)系起來，進(jìn)而有利于新材料以及新的太陽能電池的研發(fā)。從半導(dǎo)體材料與光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條來看，硅原料的生產(chǎn)、硅棒和硅片生產(chǎn)、太陽能電池制造、組件封裝、光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行等，這些過程都包含物理現(xiàn)象和知識(shí)。如果從事這個(gè)職業(yè)的人懂得這些現(xiàn)象，就能夠清晰地把握這些知識(shí)，將對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到很大的推動(dòng)作用。綜上所述，不僅可以在我校的應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)開設(shè)半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)方向，而且應(yīng)該把它發(fā)展為我校應(yīng)用物理專業(yè)的特色方向。
二、專業(yè)培養(yǎng)方案的改革與實(shí)施
(一)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案改革過程
我校從2004年開始招收應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生，當(dāng)時(shí)只是粗略地分為光電子方向和傳感器方向，而課程的設(shè)置大都和一般高校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的設(shè)置一樣，只是增設(shè)了一些光電子、傳感器以及控制方面的課程，完全沒有自己的特色。隨著對(duì)學(xué)科的深入研究，周邊高校的互訪調(diào)研以及自貢和樂山相繼成為國家級(jí)新材料基地，我們逐步意識(shí)到半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的方向。結(jié)合我校的實(shí)際情況，我們從2008年開始修訂專業(yè)培養(yǎng)方案，用半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)方向取代傳感器方向，成為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)方向之一。在此基礎(chǔ)上不斷修改，逐步形成了我?，F(xiàn)有的應(yīng)用物理專業(yè)的培養(yǎng)方案。我們的培養(yǎng)目標(biāo):學(xué)生具有較扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí);并得到相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)的初步訓(xùn)練;具備較強(qiáng)的知識(shí)更新能力和較廣泛的科學(xué)技術(shù)適應(yīng)能力，使其成為具有能在應(yīng)用物理學(xué)科、交叉學(xué)科以及相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域從事應(yīng)用研究、教學(xué)、新技術(shù)開發(fā)及管理工作的能力，具有時(shí)代精神及實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和適應(yīng)能力的高素質(zhì)復(fù)合型應(yīng)用人才。為了實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，我們?cè)谕ㄗR(shí)教育平臺(tái)、學(xué)科基礎(chǔ)教育平臺(tái)、專業(yè)教育平臺(tái)都分別設(shè)有這方面的課程，另外還在實(shí)踐教育平臺(tái)也逐步安排這方面的課程。
(二)專業(yè)培養(yǎng)方案的實(shí)施
為了實(shí)施新的培養(yǎng)方案，我們從幾個(gè)方面來入手。首先，在師資隊(duì)伍建設(shè)上。一方面，我們引入學(xué)過材料或凝聚態(tài)物理的博士，他們?cè)诎雽?dǎo)體材料及光伏技術(shù)方面都有自己獨(dú)到的見解;另一方面，從已有的教師隊(duì)伍中選出部分教師去高校或相關(guān)的工廠、公司進(jìn)行短期的進(jìn)修培訓(xùn)，使大家對(duì)半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)有較深的認(rèn)識(shí)，為這方面的教學(xué)打下基礎(chǔ)。其次，在教學(xué)改革方面。一方面，在課程設(shè)置上，我們準(zhǔn)備把物理類的課程進(jìn)行重新整合，將關(guān)系緊密的課程合成一門。另一方面，我們將應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的兩個(gè)方向有機(jī)地結(jié)合起來，在光電子技術(shù)方向的專業(yè)課程設(shè)置中，我們有意識(shí)地開設(shè)了一些課程，讓半導(dǎo)體材料及光伏技術(shù)方向的學(xué)生能夠去選修這些課程，讓他們能夠?qū)夥a(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、檢測(cè)、裝備有更全面的認(rèn)識(shí)。最后，在實(shí)踐方面。依據(jù)學(xué)校資源共享的原則，在材料與化學(xué)工程學(xué)院開設(shè)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)和材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生對(duì)材料的生產(chǎn)、檢測(cè)手段有比較全面的認(rèn)識(shí)，并開設(shè)材料科學(xué)課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠把理論知識(shí)與實(shí)踐聯(lián)系起來，為以后在工作崗位上更好地工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、總結(jié)
（安徽建筑大學(xué)數(shù)理學(xué)院，安徽 合肥 230601)
【摘要】本文針對(duì)安徽建筑大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)理念，并結(jié)合本專業(yè)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，對(duì)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)和改革進(jìn)行了實(shí)踐和探索。
關(guān)鍵詞 應(yīng)用物理；創(chuàng)新型人才；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
Educational Reform and Practice of Experiment of Applied Physics Specialty
YU Jiang-ying HUANG Kai
(School of Mathematics & Physics, Anhui Jianzhu University, Hefei Anhui 230601, China)
【Abstract】Based on the characteristics of applied physics subject in Anhui Jianzhu University, we focused on the cultivation philosophy to cultivate innovative talents, and combined with the conditions of the current experiment teaching in the university, then we carried out the study and practice on innovation and design of experiment teaching system of applied physics specialty.
【Key words】Applied physics; Innovative talents; Experimental teaching
0 引言
應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)在大多數(shù)理工科高校幾乎都有開設(shè)；而依據(jù)各個(gè)學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特色，該專業(yè)的方向設(shè)置均有所區(qū)別。從2004年開始，我校新開設(shè)了應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)，該專業(yè)的主要目標(biāo)是為了培養(yǎng)具備建筑物理環(huán)境和建筑節(jié)能所需的材料物理和相關(guān)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、掌握各種建筑材料的聲、光、熱性能、了解相關(guān)環(huán)境的設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)的工程技術(shù)或研發(fā)人才。
根據(jù)我校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是該專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)之一?！皩?shí)驗(yàn)教學(xué)”不僅是對(duì)理論課程的驗(yàn)證、補(bǔ)充和拓展，而且在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題能力等諸多方面發(fā)揮著重要的作用。因此，為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，有必要針對(duì)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革創(chuàng)新。
1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)
目前應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程體系中基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)偏多；涉及現(xiàn)代物理在工程技術(shù)方面應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，以及體現(xiàn)專業(yè)特色的專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)較少。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，通常采用填灌式、驗(yàn)證式的傳統(tǒng)教學(xué)方法；這種只注重套路的教學(xué)方法，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中僅僅是個(gè)被動(dòng)參與者，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力沒能得到應(yīng)有的訓(xùn)練，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的創(chuàng)新積極性。此外，一些地方工科院校因新設(shè)專業(yè)方向在師資、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面的資源緊缺，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系落后理論課程體系的建設(shè)，甚至很多涉及專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無法運(yùn)行，這些都嚴(yán)重制約了學(xué)科專業(yè)的發(fā)展。安徽建筑大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)以建筑物理環(huán)境、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和檢測(cè)方向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái)，在推行教學(xué)科研一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革做了一些有益的探索。
專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面，對(duì)原有的力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了部分刪減，弱化了原子物理實(shí)驗(yàn)，增加了部分聲、光、熱檢測(cè)方面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
針對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行系統(tǒng)化和模塊化設(shè)計(jì)，將近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)驗(yàn)統(tǒng)籌安排，重新整合、優(yōu)化。以建筑物理環(huán)境材料物理性能表征和建筑節(jié)能檢測(cè)為主線，按實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性劃分模塊，如材料制備、結(jié)構(gòu)形貌表征、光學(xué)性能檢測(cè)、熱學(xué)性能檢測(cè)、電磁性能檢測(cè)等模塊。論證審定各個(gè)模塊包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并將專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中“實(shí)驗(yàn)”課程的學(xué)分細(xì)化到每個(gè)模塊。
依據(jù)專業(yè)應(yīng)用方向設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題，如“半導(dǎo)體氧化物光/氣/熱敏傳感器的研制”，課題涵蓋了幾乎所有的實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容，并將近代物理實(shí)驗(yàn)課程，以及半導(dǎo)體物理，納米材料與技術(shù)、傳熱學(xué)、光電檢測(cè)技術(shù)、傳感器原理等理論課的課程實(shí)驗(yàn)融合在一起。同時(shí)，為避免實(shí)驗(yàn)課題過于寬泛和繁雜，確保實(shí)驗(yàn)的可行性和科學(xué)性，我們?cè)诖舜髮?shí)驗(yàn)課題下細(xì)化出系列實(shí)驗(yàn)子課題；比如研究不同半導(dǎo)體材料，測(cè)試不同的物理性能如光、電、熱性能，以及制作光敏、氣敏、熱敏等不同類型傳感器件。課題在充分融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容（如X射線衍射、光導(dǎo)、熱電效應(yīng)、聲光效應(yīng)、以及數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用等）的基礎(chǔ)上，形成了基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科技創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)為一體的實(shí)驗(yàn)課程體系。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與創(chuàng)新
教師通過物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站擬題并規(guī)定選題人數(shù)，不設(shè)純理論模擬計(jì)算課題，且擬定的課題中需詳細(xì)注明課題內(nèi)容所涉及的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。實(shí)驗(yàn)課題經(jīng)過系部和實(shí)驗(yàn)中心的審核后，學(xué)生通過網(wǎng)站注冊(cè)選題，采取導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，一個(gè)課題可設(shè)多個(gè)導(dǎo)師。此外，考慮到逐年增加的學(xué)生數(shù)量、相對(duì)緊缺的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源、以及導(dǎo)師制對(duì)實(shí)驗(yàn)教師科研能力、時(shí)間、精力的高要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革創(chuàng)新采取漸進(jìn)式推進(jìn)：從最初選取20%學(xué)生到現(xiàn)在的60%，歷經(jīng)四年多的試點(diǎn)和實(shí)踐，教學(xué)科研一體化的教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力方面逐步顯示出其優(yōu)越性。
3 保障體系和評(píng)價(jià)體系的完善
為了保證我校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的科學(xué)性，我們建立了一套有效的管理和評(píng)價(jià)機(jī)制。首先，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，修改和完善現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，適當(dāng)增大綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重，體現(xiàn)創(chuàng)新性應(yīng)用人才的教學(xué)特點(diǎn)。根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，科學(xué)編寫實(shí)驗(yàn)講義，尤其是增設(shè)一些與專業(yè)特色相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目講義的編寫，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)范化。其次，我們建立了實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站，針對(duì)設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師可以在網(wǎng)站提交實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱和規(guī)定選題人數(shù)，學(xué)生可以申請(qǐng)選題；實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和實(shí)驗(yàn)儀器在正常的教學(xué)計(jì)劃時(shí)間外，實(shí)行開放運(yùn)行，采取用前預(yù)約，用后登記。最后，我們改變一次教學(xué)實(shí)驗(yàn)一個(gè)成績(jī)的傳統(tǒng)考核，采用多元化考核方式，通過文獻(xiàn)查閱、論證答辯、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、綜合操作、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)成果答辯幾個(gè)部分來全面評(píng)測(cè)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和分析應(yīng)用能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;專業(yè)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分，不僅因?yàn)槠涫钦n堂教學(xué)的延伸，更由于通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維［1，2］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)兩部分［3，4］:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)面向全校學(xué)生，如大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和規(guī)律的理解，旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力，提供知識(shí)儲(chǔ)備［5，6］;與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不同，專業(yè)實(shí)驗(yàn)僅面向某一專業(yè)，是針對(duì)專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強(qiáng)的促進(jìn)作用［7～8］。通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實(shí)際問題，為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［9～11］。
1半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程存在的問題與困難
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體材料和器件的制備及測(cè)試方法的實(shí)踐操作能力，其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實(shí)踐。通過對(duì)前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對(duì)領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長(zhǎng)，融入企事業(yè)單位較慢，因此提升空間受到限制。1．1教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單陳舊。目前，國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)居多，對(duì)于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其實(shí)驗(yàn)效果遠(yuǎn)不如學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作。我校的半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個(gè)世紀(jì)七、八十年代國家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置，受技術(shù)、條件所限，主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊。但是在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法，對(duì)于增加學(xué)生對(duì)所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解，掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實(shí)驗(yàn)手段和測(cè)試技術(shù)是極為重要的。1．2儀器設(shè)備嚴(yán)重匱乏。半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測(cè)試原理和表征方法，為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計(jì)與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識(shí)的更新及行業(yè)的發(fā)展及時(shí)調(diào)整，從而能更好的完成課程教學(xué)目標(biāo)的要求，培養(yǎng)新時(shí)代的人才。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備做保障，但我校原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個(gè)世紀(jì)六七十年代，在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報(bào)廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時(shí)更新，致使個(gè)別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法正常進(jìn)行，可運(yùn)行的儀器設(shè)備也因?yàn)槟甏眠h(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)誤差大、重復(fù)性低，有時(shí)甚至?xí)玫藉e(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整，將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此，在改革之前半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實(shí)驗(yàn)較少，且無法開展創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。缺少自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、協(xié)作等實(shí)踐能力的訓(xùn)練，不僅極大地降低學(xué)生對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的興趣，且不利于學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程的改革勢(shì)在必行。
2半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程改革的內(nèi)容與舉措
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)時(shí)間為本科大四秋季學(xué)期，該實(shí)驗(yàn)課與專業(yè)理論課半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件、薄膜物理學(xué)在同一學(xué)期進(jìn)行。隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，對(duì)半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容也提出了新的要求，因此，要求這門實(shí)驗(yàn)課程不僅能夠通過對(duì)半導(dǎo)體材料某些重要參數(shù)和特性的觀測(cè)，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備及基本物理參數(shù)與物理性質(zhì)的測(cè)試方法，而且可以在鋪墊必備基礎(chǔ)和實(shí)際操作技能的同時(shí)，拓展學(xué)生在電子材料與器件工程領(lǐng)域的科學(xué)前沿知識(shí)，為將來獨(dú)立開展產(chǎn)品的研制和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2．1實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。2013年年底，基于我校本科教學(xué)項(xiàng)目的資金支持，半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過調(diào)研國內(nèi)外高校現(xiàn)行半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料，結(jié)合我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的自身特點(diǎn)，按照創(chuàng)新教育的要求重新設(shè)計(jì)了半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并根據(jù)所開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容合理配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，新配置儀器設(shè)備具有一定的前瞻性，品質(zhì)優(yōu)良，數(shù)量合理，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。由于作為一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，每學(xué)年只有一個(gè)學(xué)期承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，為了提高儀器設(shè)備的利用率，做到實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的不浪費(fèi)，計(jì)劃成立一間半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)專屬的實(shí)驗(yàn)室，用于陳放新購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在沒有教學(xué)任務(wù)的學(xué)期，該實(shí)驗(yàn)室做為科研實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用。通過近三年的建設(shè)，半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)專屬實(shí)驗(yàn)室———新能源材料與電子器件工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建成并投入使用，該實(shí)驗(yàn)室為電子材料與器件工程方向的本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)以及全院本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了基本保障，更為重要的是該實(shí)驗(yàn)室的建成極大地改善了半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的原有教學(xué)條件，解決了實(shí)際困難，使得半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著提升。不僅加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)核心知識(shí)理解和掌握，而且啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，有效提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。2．2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新。半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)是一門72學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，在專屬實(shí)驗(yàn)室建成后，按照重視基礎(chǔ)、突出綜合、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、提升能力的要求，逐步培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了“九—八—五”新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，包括如下三個(gè)層次(表1)。第一層次為“九”個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，涵蓋對(duì)半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu)、電學(xué)、光學(xué))的測(cè)定，通過對(duì)物理量的測(cè)量驗(yàn)證物理規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析和研究半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，掌握常用基本半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)儀器的原理、性能和測(cè)量方法等。第二層次為“八”個(gè)提高型實(shí)驗(yàn)(綜合、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn))，學(xué)生通過第一層次的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后，已掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法和技能，在此基礎(chǔ)上，開展綜合性實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及分析和解決問題的能力。通過應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生將來利用設(shè)備原理從事生產(chǎn)或者技術(shù)服務(wù)的能力。第三層次為“五”個(gè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、綜合多學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合教師的科研項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新研究，通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生組織和自主實(shí)驗(yàn)的能力，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和基本的科研素質(zhì)。每個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，提高型實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)，規(guī)定基礎(chǔ)型為必修實(shí)驗(yàn)，提高型、創(chuàng)新型為選作實(shí)驗(yàn)。九個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)全部完成后，學(xué)生可根據(jù)興趣和畢業(yè)設(shè)計(jì)要求在提高型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中各分別選做一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，在開課學(xué)期結(jié)束時(shí)完成至少72個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)并獲得成績(jī)方為合格。2．3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的優(yōu)化。在教學(xué)方式上，建立以學(xué)生為中心、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。將之前老師實(shí)驗(yàn)前的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生代表講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后老師提問并補(bǔ)充完善，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)安排過程中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合、逐步過渡至設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成連貫的實(shí)驗(yàn)梯度教學(xué)體系，在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)解決問題的能力。2．4實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制的改革。目前大部分實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)由每次實(shí)驗(yàn)后的“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的平均成績(jī)決定，然而單獨(dú)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能夠完整反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的熟悉程度。因此，本課程將此改革為總成績(jī)由每次“實(shí)驗(yàn)”的平均成績(jī)決定。每次實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分，實(shí)驗(yàn)開始前通過問答以及學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來給出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī);實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)是個(gè)團(tuán)隊(duì)成績(jī)反映每組實(shí)驗(yàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)手能力以及組員之間的相互協(xié)助情況;針對(duì)提高型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，特別是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，要求以科技論文的形式來撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以此來鍛煉本科生的科技論文寫作能力。通過三部分綜合來給出的實(shí)驗(yàn)成績(jī)更注重對(duì)知識(shí)的掌握、能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的考核。
3半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程改革后的成效
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)在我校本科教學(xué)項(xiàng)目的支持下，購置并更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備建立了專屬實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建了“九—八—五”新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，并采用新的教學(xué)方式和考核機(jī)制，教師和學(xué)生普遍感覺到新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到增強(qiáng)，提高了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)增多，對(duì)知識(shí)的渴求程度明顯加強(qiáng)，為了更好地完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，部分本科生還會(huì)主動(dòng)去查閱研中英文科技文獻(xiàn)，真正做到了自主自覺的學(xué)習(xí)。通過實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，學(xué)生掌握了科技論文的基本格式，數(shù)據(jù)處理的圖表制作，了解了科學(xué)研究的過程，具備了基本的科研能力，也為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，利用新購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備建立的實(shí)驗(yàn)室，在做為科研實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)，也取得了優(yōu)異的成績(jī)。依托本實(shí)驗(yàn)室，2015年“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”立項(xiàng)3項(xiàng)，2016年“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”立項(xiàng)4項(xiàng)。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：材料物理化學(xué)；課堂教學(xué)；模式
作者簡(jiǎn)介：馮利邦（1971-），男，甘肅慶陽人，蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授；劉艷花（1982-），女，甘肅榆中人，蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，講師。（甘肅 蘭州 730070）
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）03-0105-02
材料物理化學(xué)是以物理原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究材料化學(xué)體系的性質(zhì)和行為，發(fā)現(xiàn)并建立材料化學(xué)體系殊規(guī)律的一門課程。它綜合了基礎(chǔ)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、普通物理和部分材料化學(xué)課程的基礎(chǔ)知識(shí)，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是工科材料類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。然而，由于材料物理化學(xué)課程本身理論性強(qiáng)、概念繁多、內(nèi)容抽象，加之隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，課程內(nèi)容在深度和廣度上不斷增加，而相對(duì)于化學(xué)化工類專業(yè)，材料類專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的課時(shí)又少，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍出現(xiàn)思想負(fù)擔(dān)重、畏難心理明顯、學(xué)習(xí)興趣不高等現(xiàn)象。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)抽象概念的理解和深?yuàn)W內(nèi)容的掌握，改善學(xué)生學(xué)習(xí)材料物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果便成為當(dāng)前該課程授課教師必須要進(jìn)行思考和探索的重要課題。本文從以下四方面對(duì)工科材料物理化學(xué)課程的課堂教學(xué)進(jìn)行了一些探索，借此提高材料物理化學(xué)課程的課堂教學(xué)效果，以推動(dòng)材料類人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。
一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲
材料物理化學(xué)概念繁多、公式繁雜、枯燥難學(xué)，因而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很關(guān)鍵。興趣是最好的老師，只有對(duì)材料物理化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和求知欲，學(xué)生才會(huì)以極大的熱情去學(xué)習(xí)。筆者通過以下方式來提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣：第一，時(shí)刻跟蹤物理化學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展，適當(dāng)引入一些前沿知識(shí)，使經(jīng)典知識(shí)和前沿知識(shí)相結(jié)合，強(qiáng)化材料物理化學(xué)課程的生命力，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的激情。例如在講解熱力學(xué)能量轉(zhuǎn)換時(shí)結(jié)合當(dāng)前比較熱門的光伏發(fā)電、新型電池等，分析熱力學(xué)基本知識(shí)在解決能源危機(jī)方面的作用，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。第二，在講述熱力學(xué)三大定律及著名方程時(shí)，讓學(xué)生搜集相關(guān)的科學(xué)發(fā)展史和科學(xué)家的逸聞趣事，借此提升學(xué)生探究材料物理化學(xué)現(xiàn)象的興趣，并通過對(duì)科學(xué)家探索真理的過程進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生保持積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的欲望。第三，結(jié)合生活中的物理化學(xué)現(xiàn)象，在課前提出問題：例如講解卡諾定理時(shí)提出“為什么汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率超不過50%”，在講解化學(xué)平衡的影響因素時(shí)提出“為什么乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯時(shí)需要加入惰性氣體”等問題，然后讓學(xué)生帶著問題聽課，這在很大程度上提高了學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)效果。第四，讓學(xué)生參與教學(xué)、討論等，例如在推導(dǎo)熱力學(xué)函數(shù)的基本公式時(shí)，可讓學(xué)生推導(dǎo)Maxwell關(guān)系式及其他公式；提出切實(shí)可行的小科研課題，引導(dǎo)學(xué)生憑借所學(xué)的材料物理化學(xué)知識(shí)，解決科學(xué)難題。例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)根據(jù)稀溶液的依數(shù)性測(cè)定物質(zhì)的分子量，這可進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。
二、理論聯(lián)系實(shí)際，將枯燥的理論與實(shí)際生活相聯(lián)系
材料物理化學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，為了加深學(xué)生對(duì)材料物理化學(xué)抽象概念的理解和深?yuàn)W內(nèi)容的掌握，注意收集、整理生產(chǎn)生活中用到物理化學(xué)知識(shí)的相關(guān)實(shí)例，并在講授相關(guān)基本物理化學(xué)知識(shí)時(shí)穿插講解，將枯燥的理論與實(shí)際生活密切相聯(lián)系，借此說明物理化學(xué)知識(shí)并不是虛無縹緲的，可加深學(xué)生對(duì)物理化學(xué)知識(shí)的理解。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察生活中的物理化學(xué)現(xiàn)象，促使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理化學(xué)知識(shí)解釋客觀現(xiàn)象，解決實(shí)際問題，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
例如，在講解熱力學(xué)第一定律時(shí)，以化工生產(chǎn)中的能量守恒及節(jié)能措施、冬季北方熱力公司供熱防寒等為實(shí)例；在講解熱與功的轉(zhuǎn)化時(shí)以發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、空調(diào)制冷致熱為例子；在講解稀溶液的兩個(gè)定律時(shí)可參考金屬冶煉時(shí)助溶劑的作用、生物實(shí)驗(yàn)中半透膜的應(yīng)用等；在講解稀溶液的依數(shù)性時(shí)，可以冬天下雪后在路面上撒鹽融雪等為例；在講解相平衡時(shí)，講述相平衡在冶金工藝當(dāng)中的重要應(yīng)用，包括枝晶偏析、退火、淬火和區(qū)域熔煉等技術(shù)的原理和具體過程；在講解潤(rùn)濕問題時(shí)列舉超疏水材料的自清潔機(jī)制、噴灑農(nóng)藥殺蟲等；在講解膠體知識(shí)時(shí)可以材料合成中溶膠-凝膠法的運(yùn)用、用乳液法合成空心微球及在藥物輸送中的應(yīng)用等為例；在講解電化學(xué)內(nèi)容時(shí)以太陽能電池的開發(fā)、利用電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行鍍膜、海洋船舶的電化學(xué)防腐等為例；在講解吸附作用時(shí)以超吸水樹脂、超吸油樹脂的應(yīng)用等為例；在講解開爾文公式時(shí)，與人工降雨、暴沸等現(xiàn)象相聯(lián)系。
三、教學(xué)與實(shí)驗(yàn)互動(dòng)，用教學(xué)指導(dǎo)科研，用科研反哺教學(xué)
物理化學(xué)的許多原理、定律都是在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過科學(xué)分析、歸納總結(jié)而得到的。因此，材料物理化學(xué)不僅理論性強(qiáng)，同時(shí)實(shí)踐性也較強(qiáng)。加強(qiáng)材料物理化學(xué)的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)互動(dòng)，在課堂上引入一些物理化學(xué)小實(shí)驗(yàn)或?qū)⒗碚撜n的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，留給學(xué)生思考的空間，變灌輸式教學(xué)為研究式教學(xué)，這樣有助于學(xué)生加深對(duì)難懂的理論知識(shí)的理解。
另外，教學(xué)與科研相長(zhǎng)，加強(qiáng)以科研帶動(dòng)教學(xué)，以教學(xué)引導(dǎo)科研，科研可促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的更新及教學(xué)方法和手段的改進(jìn)。教師把最新科技前沿和科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為材料物理化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容，可以豐富課堂教學(xué)和學(xué)生的知識(shí)面。同時(shí)，激勵(lì)高年級(jí)本科生充當(dāng)科研助手，帶領(lǐng)學(xué)生研究和探索教師正在開展的課題，可充分利用學(xué)生們活躍的思維促進(jìn)教師的科研，再進(jìn)一步反哺教學(xué)。
四、探索有效的課堂教學(xué)方法
1.傳統(tǒng)板書與多媒體授課有機(jī)結(jié)合
傳統(tǒng)板書授課靈活性強(qiáng)，可以有效地控制課堂節(jié)奏，能與課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)嚴(yán)密吻合。教師邊講邊板書可以引導(dǎo)學(xué)生的思路沿著教師的講述而發(fā)展，這有助于學(xué)生對(duì)材料物理化學(xué)各知識(shí)點(diǎn)邏輯關(guān)系的理解。同時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，這對(duì)于一些復(fù)雜公式與定律的推導(dǎo)和理解尤為重要。然而，材料物理化學(xué)理論性強(qiáng)、公式多、內(nèi)容豐富但課時(shí)少，僅用板書授課課時(shí)比較緊張，并且教學(xué)的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)僅憑用語言描述很難解釋清楚，學(xué)生接受效果有限。
與傳統(tǒng)板書相比，多媒體教學(xué)直觀形象、信息量大，可將抽象難懂、枯澀的教學(xué)內(nèi)容更加便利、直觀生動(dòng)地表現(xiàn)出來，有助于學(xué)生掌握概念、規(guī)律和加深對(duì)材料物理化學(xué)深?yuàn)W內(nèi)容的理解，同時(shí)可節(jié)省大量寶貴的教學(xué)時(shí)間。但是，在進(jìn)行公式的推導(dǎo)和講解時(shí)，學(xué)生一味盯著屏幕接受而不愿進(jìn)行主動(dòng)思考，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，這嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)公式的理解和掌握。所以，單純用多媒體授課也不適合本課程的教學(xué)。
因此，在材料物理化學(xué)課堂授課時(shí)，探索將傳統(tǒng)板書與多媒體授課有機(jī)結(jié)合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇合適的授課手段，實(shí)現(xiàn)各個(gè)教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。例如，對(duì)于理論性強(qiáng)的內(nèi)容、重要概念、重要定律、公式推導(dǎo)和典型例題的講解及習(xí)題的解答，應(yīng)以板書的形式進(jìn)行授課；而對(duì)于那些理論性較少且偏重于介紹性的知識(shí)，應(yīng)以多媒體的形式進(jìn)行授課。
2.其他教學(xué)方法的運(yùn)用
突破單向灌輸模式，堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則。教師根據(jù)授課的具體內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)，實(shí)施啟發(fā)式、討論式、交互式等教學(xué)方法，引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)，巧妙運(yùn)用提問甚至追問方式活躍課堂氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表意見，引導(dǎo)學(xué)生參加討論，在爭(zhēng)辯中得出正確的結(jié)論，從而提高教學(xué)效果。其次，探索通過電話、E-mail、qq等方式進(jìn)行課程輔導(dǎo)和習(xí)題答疑，使學(xué)生隨時(shí)加深和鞏固對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。
以上是對(duì)材料物理化學(xué)課程教學(xué)方面的初步探索，在以后的教學(xué)工作中，還要繼續(xù)不斷探索、發(fā)展和完善，以進(jìn)一步豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，使材料物理化學(xué)課堂教學(xué)更加豐富多彩，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化，最終使材料物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量得到極大提升。
參考文獻(xiàn)：
[1]傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天揚(yáng)，等.物理化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2]邵光杰，王銳.物理化學(xué)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，
關(guān)鍵詞：材料性能學(xué);課程改革;實(shí)踐
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）43-0104-03
教書育人是高校的基本功能之一，教學(xué)質(zhì)量關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量，是高校賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，高等教育改革與發(fā)展的深化，學(xué)科之間的交叉、重組和優(yōu)化，以前針對(duì)某個(gè)專業(yè)開設(shè)的一些課程已經(jīng)不能滿足科技發(fā)展的要求，必須進(jìn)行改革。
一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)
“材料性能學(xué)”課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)主干課程，是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)基礎(chǔ)的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生的就業(yè)和進(jìn)一步深造都有著重要的影響。很多材料專業(yè)都開設(shè)了相關(guān)課程[1，2]。我?！安牧闲阅軐W(xué)”課程的前身是“無機(jī)材料性能”，講授對(duì)象是無機(jī)非金屬材料專業(yè)的本科生。根據(jù)教育部提出的拓寬專業(yè)口徑，按專業(yè)大類進(jìn)行人才培養(yǎng)的基本思路，我校從2005年開始按一級(jí)學(xué)科專業(yè)“材料科學(xué)與工程”招生培養(yǎng)。根據(jù)培養(yǎng)方案，原“無機(jī)材料性能”變更為“材料性能學(xué)”?！安牧闲阅軐W(xué)”是聯(lián)系材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的一門重要課程，既是材料科學(xué)與工程學(xué)科的重要研究?jī)?nèi)容，也是材料生產(chǎn)和應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，是材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備以下能力：根據(jù)材料的性能參數(shù)判斷材料的優(yōu)劣，立足材料的性能正確選擇和使用材料，改變材料的性能從而探索新材料、新性能、新工藝，為最終實(shí)現(xiàn)建立材料結(jié)構(gòu)―性能―制備―應(yīng)用之間的關(guān)系――這一材料學(xué)科研究的最終目標(biāo)打下理論基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的研究能力、工程素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力，創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，以及應(yīng)用專業(yè)知識(shí)和技能解決材料科學(xué)與工程領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力。
本課程具有如下特點(diǎn)。
1.內(nèi)容廣泛，學(xué)科交叉性強(qiáng)。“材料性能學(xué)”不再是針對(duì)某一種材料，而是針對(duì)材料大類，涉及材料種類眾多，同時(shí)涉及的性能也是多方面的，有力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等。力學(xué)性能內(nèi)容廣泛自不必說，很多學(xué)校的材料力學(xué)性能是一門單獨(dú)的課程;物理性能涉及熱、光、電、介電、磁等性能;化學(xué)性能包括耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性等。涉及物理、化學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料研究方法、材料工藝等[3]。
2.與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，同時(shí)兼具敘述性與理論性?！安牧闲阅軐W(xué)”課程是介紹材料各種主要性能的基本概念、物理本質(zhì)、影響因素、變化規(guī)律、性能指標(biāo)的工程意義以及測(cè)試、評(píng)價(jià)及應(yīng)用。各種性能的物理本質(zhì)和變化規(guī)律與材料的化學(xué)成分及基本結(jié)構(gòu)間的關(guān)系較為抽象，理論性較強(qiáng)，同時(shí)，由于涉及的性能眾多，各性能的指標(biāo)、測(cè)試、評(píng)價(jià)與應(yīng)用等具有一定的敘述性。
3.理論與實(shí)際相結(jié)合，實(shí)踐性強(qiáng)。材料的各種性能都有一定的應(yīng)用場(chǎng)合，或者根據(jù)不同的應(yīng)用要求，需要特定的性能，因此，無論是材料各種性能本身的測(cè)試和研究還是和工程實(shí)際相結(jié)合都具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。
二、課程存在的問題和改革的必要性
1.專業(yè)拓寬的影響。我國的高等教育最初照搬蘇聯(lián)模式，培養(yǎng)“專業(yè)”人才，但是隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，交叉學(xué)科和新興學(xué)科興起，原來狹窄的專業(yè)模式已難以適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，更阻礙了科技的進(jìn)步。因此，教育部于1998年進(jìn)行了大范圍的本科專業(yè)目錄調(diào)整，我校的材料專業(yè)也于2005年按材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科專業(yè)招生，相應(yīng)的課程也改為“材料性能學(xué)”，但是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱仍然沿用了過去“無機(jī)材料物理性能”課程的教學(xué)體系，講授的內(nèi)容變化不大。
2.課程教學(xué)本身存在的問題。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師講授為主，教學(xué)方法相對(duì)單一，而“材料性能學(xué)”課程具有理論性較強(qiáng)和講授的概念較為抽象的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的講授方法很難讓學(xué)生迅速而有效地理解教學(xué)內(nèi)容。因此，如何把抽象和艱深的理論內(nèi)容深入淺出地展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生迅速有效地理解教學(xué)內(nèi)容是一個(gè)難點(diǎn)，同時(shí)也是課堂教學(xué)的重點(diǎn)。目前，雖然采用了多媒體課件，但是大多是用PowerPoint制作的簡(jiǎn)單課件，其表現(xiàn)力仍有限，在教學(xué)效果上力不從心。
3.由于條件限制，目前我校的“材料性能學(xué)”課程只有理論教學(xué)環(huán)節(jié)，而沒有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。但該課程本身是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，缺少實(shí)踐教學(xué)使得學(xué)生在接受教學(xué)內(nèi)容上產(chǎn)生了一定的困難?！拔衣犨^就忘了，我看見就記住了，我做了就理解了”是華盛頓兒童博物館上的格言，這不單對(duì)幼兒適用，對(duì)剛剛邁入成年的大學(xué)生也是適用的。因此，要想辦法創(chuàng)造條件開展實(shí)踐教學(xué)。
三、教學(xué)改革措施
1.課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革。我校“材料性能學(xué)”課程的前身是“無機(jī)材料物理性能”，側(cè)重點(diǎn)是無機(jī)非金屬材料物理性能，隨著專業(yè)面的拓寬和人才培養(yǎng)模式的調(diào)整，調(diào)整后的“材料性能學(xué)”，從材料種類來說不能再拘泥于單一的無機(jī)非金屬材料，而要整合金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料等相關(guān)性能;從性能上來說要從物理性能拓寬到力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行綜合優(yōu)化，形成系統(tǒng)理論。課程內(nèi)容要涵蓋主要材料主要性能的基本知識(shí)和理論，同時(shí)要緊跟學(xué)科前沿，涵蓋新模型、新概念和新技術(shù)。在目前條件下，應(yīng)選用合適的教材，同時(shí)爭(zhēng)取重新編寫教材以切合課程體系。課程體系的調(diào)整，使得課程涵蓋內(nèi)容大幅增加，但目前大學(xué)本科教育的趨勢(shì)是課時(shí)大幅減少，我?！安牧闲阅軐W(xué)”課程為48學(xué)時(shí)，課時(shí)大幅壓縮，要想涵蓋全部?jī)?nèi)容存在很大難度，在內(nèi)容的廣度和深度上存在矛盾。在這種背景下，課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。在課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，以“寬口徑、強(qiáng)基礎(chǔ)、重實(shí)踐”為指導(dǎo)思想，培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)理論和較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合型人才為目標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)與學(xué)校實(shí)際情況相結(jié)合，根據(jù)材料專業(yè)的實(shí)際情況確定課程的內(nèi)容和要求，分清主次，哪些是必須的，以“必須、夠用”為度?！安牧闲阅軐W(xué)”課程主要包括如下七個(gè)模塊：材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、電學(xué)性能、介電性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能和化學(xué)性能。在各個(gè)模塊中，以每種性能的基本概念―物理（化學(xué)）本質(zhì)―影響因素―性能指標(biāo)的工程意義―指標(biāo)的測(cè)試、評(píng)價(jià)及應(yīng)用為主線貫穿始終[3]。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容需體現(xiàn)科技的發(fā)展，適時(shí)講授相關(guān)領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展前沿，保持教學(xué)前瞻性，拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
2.教學(xué)方法和教學(xué)手段改革。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是一根粉筆加一本教科書貫穿一堂課，現(xiàn)在用上了多媒體[4]，但很多時(shí)候只是把板書搬到了PPT上，仍然是教師講、學(xué)生聽，對(duì)于抽象的概念和理論，學(xué)生難于理解和掌握。在教學(xué)方法上，要改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，綜合運(yùn)用啟發(fā)式、討論式、案例式等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。
在教學(xué)手段上，一要完成多媒體課件制作：充分運(yùn)用文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、影像等多種媒體素材，制作多媒體課件，把抽象、復(fù)雜的理論內(nèi)容生動(dòng)形象、深入淺出地展示給學(xué)生，加大課堂教學(xué)的信息量，一定程度上降低課時(shí)壓縮的影響;二要建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境：利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立和完善課程網(wǎng)站，利用課后延伸環(huán)節(jié)，為學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)提供條件。
3.實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)。實(shí)踐是工科教育的靈魂，教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性的培養(yǎng)。本課程由于條件的限制，目前并沒有實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此，一方面要積極向?qū)W院、學(xué)校申請(qǐng)資源，努力爭(zhēng)取建立基本實(shí)踐條件，同時(shí)在目前條件下，充分利用現(xiàn)有的條件，探索開展實(shí)踐教學(xué)的方法。
四、教學(xué)改革實(shí)踐示例及效果
材料對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)主要有兩種，一種是帶電粒子的長(zhǎng)程運(yùn)動(dòng)，稱為電導(dǎo)，一種是帶電粒子的短程運(yùn)動(dòng)，稱為極化，內(nèi)容很多也很復(fù)雜。以往的教學(xué)中要分別介紹電子電導(dǎo)、離子電導(dǎo)、半導(dǎo)體、介質(zhì)極化等[5]，這些內(nèi)容理論性強(qiáng)，學(xué)生不容易理解，也很難產(chǎn)生興趣。因此，在教學(xué)中采用“應(yīng)用先行”的辦法，以生活中和高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用為引子，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)材料的獨(dú)特性能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;發(fā)現(xiàn)了材料的獨(dú)特性能后，引導(dǎo)學(xué)生分析研究其中的原理、機(jī)制和物理本質(zhì);然后再從物理本質(zhì)出發(fā)，分析影響材料該性能的因素，從影響因素出發(fā)，進(jìn)一步分析討論改進(jìn)、提高材料性能的方法和實(shí)現(xiàn)手段;再從性能出發(fā)，分析材料可能的其他應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新精神。實(shí)踐示例：材料的熱敏特性教學(xué)。材料的熱敏特性是指材料對(duì)溫度變化具有響應(yīng)的特性，材料的熱敏特性在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，是許多功能材料的基礎(chǔ)。對(duì)于這個(gè)特性，首先從家庭日常使用的電飯煲出發(fā)。為什么電飯煲能夠自動(dòng)把飯煮好？這個(gè)問題引起了同學(xué)的興趣，同學(xué)紛紛發(fā)言：有的說通過電加熱把飯煮熟，教師追問電飯鍋怎么知道熟了，既不會(huì)夾生也不會(huì)焦掉？有同學(xué)說那應(yīng)該是有傳感器，教師追問會(huì)是什么樣的傳感器呢？帶著這一系列的問題和各色各樣的答案，教師對(duì)問題進(jìn)行總結(jié)：電飯煲煮飯是把適量的水和米混合在一起，通過電加熱，水的溫度逐漸升高直至沸騰。沸騰后，由于水的沸點(diǎn)在一定的大氣壓下是恒定的，在我們生活的低海拔地區(qū)基本上可以認(rèn)為是保持100℃不變，因此鍋底的溫度一直保持100℃不變。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，一部分水分被大米吸收，另外一部分水分慢慢蒸發(fā)，直到飯熟后，鍋底沒有了液態(tài)水，鍋底溫度升高，此時(shí)電飯鍋就需要停止加熱，否則飯要燒焦了。這一點(diǎn)電飯鍋是如何做到的呢？此時(shí)該我們的主角――熱敏材料閃亮登場(chǎng)了。有一類材料他們的電阻隨溫度升高而顯著地變化，飯沒熟，溫度在100℃時(shí)，材料的電阻比較小，線路導(dǎo)通，發(fā)熱元件工作;當(dāng)溫度超過100℃達(dá)到103℃時(shí)，電阻突然上升幾個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)線路斷開，停止加熱，這種材料稱為“正溫度系數(shù)（PTC）熱敏陶瓷”，可以作為恒溫發(fā)熱元件，電阻突變的點(diǎn)稱為“居里點(diǎn)”。不同材料的居里點(diǎn)不同，通過調(diào)整材料的成分和結(jié)構(gòu)可以調(diào)整居里點(diǎn)，做成各種各樣不同的元器件，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。這時(shí)引入科學(xué)的概念，進(jìn)行課堂核心內(nèi)容講授――PTC效應(yīng)的機(jī)理及影響因素，介紹熱敏材料及其應(yīng)用，介紹相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。除了PTC效應(yīng)，還有NTC效應(yīng)――負(fù)溫度系數(shù)等。核心知識(shí)點(diǎn)講授完成后，進(jìn)一步發(fā)散，除了電阻對(duì)溫度變化的響應(yīng)，還有材料的其他性能如介電常數(shù)、電流、磁化強(qiáng)度等都對(duì)溫度變化有響應(yīng)，如介電常數(shù)―溫度敏感的鐵電材料、電流―熱量敏感的熱釋電材料、磁化強(qiáng)度―溫度敏感的磁性陶瓷等。介紹相關(guān)特性，布置小組討論作業(yè)：介電常數(shù)―溫度敏感、電流―熱量敏感、磁化強(qiáng)度―溫度敏感的機(jī)理、影響因素及應(yīng)用等，引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)校圖書館的數(shù)據(jù)庫，查閱科技文獻(xiàn)，了解相關(guān)問題的最新研究發(fā)展動(dòng)態(tài)。學(xué)生每4～5人分為一組，選擇感興趣的內(nèi)容進(jìn)行研討，利用教材和參考書對(duì)每一個(gè)主題所涉及的性能的基本概念、物理本質(zhì)和影響因素進(jìn)行分析，查閱科技文獻(xiàn)了解材料的應(yīng)用領(lǐng)域及最新研究方向和成果。每個(gè)小組提交一份研討報(bào)告，同時(shí)準(zhǔn)備演講PPT，進(jìn)行演講匯報(bào)。演講過程中，學(xué)生積極提問、質(zhì)疑、討論，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力及領(lǐng)導(dǎo)力。
“材料性能學(xué)”是材料專業(yè)的一門主干課程，隨著專業(yè)的調(diào)整以及課程本身的特點(diǎn)，必須對(duì)其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行改革。文中提及的一些思路，有些已經(jīng)實(shí)施，也取得了較好的效果，有些仍需創(chuàng)造條件進(jìn)行實(shí)踐，在教學(xué)實(shí)踐中不斷完善。學(xué)生掌握材料各種主要性能的基本概念、物理本質(zhì)、變化規(guī)律、性能指標(biāo)及其工程意義;了解影響材料性能的主要因素，材料性能與化學(xué)組成、組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，從而為判斷材料優(yōu)劣、正確選擇和使用材料，改變材料性能、探索新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]成都理工大學(xué) 材料物理性能精品課程申報(bào)網(wǎng)站http：///qvy/
[2]武漢理工大學(xué).材料力學(xué)性能[EB/OL].精品課程網(wǎng)站
http：///details？uuid=ba97957d-
122e-1000-8376-144ee02f1e73&courseID=X0500304.