关键词：材料物理专业；材料物理化学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）43-0115-03
一、材料物理专业的特色
材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律，为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科，是理工融合的学科”[1，2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科，主要通过各种物理技术和效应，实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用；新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合，使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合，具有“亦工亦理，理工相融”的特点。
二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位
材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程，这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题，从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平，培养学生科学的思维方式和独立的创新能力，以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课，它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具，物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接，了解大学物理中原子结构知识的介绍，协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系，突出重点，避免重复，讲清难点，是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程（材料腐蚀与防护等）的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分，就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识，如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁，将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来，以完善专业知识的系统与连贯性。同时，材料物理化学作为一门重要的专业基础课，是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中，界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛，例如：熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金，金属在使用过程中的腐蚀及防护等，新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料，如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术，这也离不开材料物理化学基本原理的指导。
三、材料物理化学的教学难点
根据在以往的教学过程中的观察与经验，材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说，课时相对较少，要在有限的学时中掌握较多的内容，使得以往的教学出现点到为止，认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。
四、材料物理化学的教学改革
针对上述问题，为提高材料物理化学的教学质量，激发学生的学习兴趣，培养学生能力，我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。
1.教学内容上的改革。（1）教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理，理工相融”的特点，材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上，比如要对基本概念有比较深的理解，对重要公式能够熟练掌握，对课程作业有严格的要求等，以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时，教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分，要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性，又要从工程需求的实际出发进行考虑，不能重科学轻技术、重理论轻实践，不能从理论到理论，而应注重相关结论的物理意义、适用范围，注重科学理论与工程问题的结合。（2）教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享，以科研促进教学，适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合，实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动，这将为本科生完成毕业论文，继续读研深造奠定坚实的基础，并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合，还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣，启发学生的思维，激发其探索精神。例如，可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学，将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合，如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用，等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。
2.教学方法上的改革。（1）传统与先进教学手段相结合。传统的教学手段板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应目前的教学要求，而多媒体辅助教学手段是图、文、像、色集于一体的现代化教学手段，它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握。同时，也为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了授课进度也增大了教学信息量[7]。比如相平衡与界面现象这两章，利用多媒体手段能将各种相图、亚稳状态及润湿现象能内容形象直观地表现出来，配上动画效果，更便于学生的认识与理解。但是在整个教学过程当中，多媒体也不是放之四海而皆准的教学手段，在一些公式的推导演示以及课后习题的讲解过程中，配以一定的板书，将会起到解释充分、循循善诱的教学效果，使学生有充足的时间理解消化相关重点及难点。总之，不同形式的教学方法、教学手段须依据教学内容、学生能力、教学需求等灵活应用，才可较好处理有限的理论学时与教学内容多、传授知识与培养能力、主体与主导之间的关系，有效地提高学生学习兴趣、自学能力、综合素质，取得良好的教学效果。（2）教师指导与学生自主学习相结合。传统的材料物理化学的教学模式是填鸭式教学，老师讲，学生听，老师主动教，学生被动学，这样的教学模式使学生的主观能动性得不到体现和发挥，因而造成事倍功半的教学效果。师者，传道、授业、解惑也。教师除了完成传道授业的任务外，也要试图将学生的学习潜能激发出来，对此，我们采用了以下方法：①在教学中采用重点难点教师讲授、简单章节学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果。前面我们讲到学习材料物理化学的大二学生，具有较强的学习兴趣和能力，我们采用自主学习的方法将其能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。②采用模拟教学方式，进行角色互换，促使学生主动学习的同时，培养体恤他人、尊重他人的人文品质。对于某些难度较低易于理解的章节，比如新相生成与亚稳状态，可以让学生提前准备，然后走上讲台，与教师互换角色，完成自主学习的同时，更亲身体会教师备课、授课的整个过程，从中体会不易，进而达到互换立场、尊重他人劳动成果的品质培养效果。③课堂练习和作业讲解时，可采用分组讨论的形式，以培养合作交流、互助学习的精神。在教学过程中除了教书，我们更注重育人。学生完成学业进入社会以后必将经历团队合作的过程，我们通过分组讨论和学习的形式，将教学与育人相结合，以培养学生适应社会所必需的互助与合作交流能力。（3）短期教学与长期辅导相结合。贵州大学材料物理专业的材料物理化学的教学只有80个学时，大二上的一个学期就能完成相关内容的教学。但该门课程是一些学校材料类专业考研的必考科目，为了帮助学生在完成必修的学分之后还能更深入地学习该门课程，我们还为已经完成该门课程学习的学生提供长期的辅导，给学生提供答疑解惑的帮助，以助其完成进一步的深造和学习。
随着高等教育改革的不断改革和深化，社会对新时代大学生的需求，以及材料科学与技术的发展带来的知识信息量的快速膨胀，要求学生具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力。在材料物理化学课程的教学改革过程中，我们体会到，只有不断地思考与改革，总结出一套顺应社会和学科发展的教学方法，才能提高教学质量，培养学生的综合能力，提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，增强学生的创新精神和实践精神，从而适应新世纪科技进步与科学发展的需要。
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关键词：材料物理；人才培养；课程设置
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0058-02
一、材料物理专业简介
材料物理专业各高校定义不一，纵观各大高校的描述，认为南京邮电大学[1]描述比较全面：材料物理专业培养掌握材料科学的基础理论与技术，掌握现代材料科学研究方法，掌握材料性能与各层次微观结构之间关系的基本规律，能从事各种材料应用基础理论研究，传统材料的性能改进与新型材料开发与研制，材料的合理使用和材料的检测分析等工作的高级专门人才。能在材料科学与工程和相关交叉学科领域从事科研、教学、产品研发、生产技术或管理工作的具有理科素质及工科意识的理工复合型专门人才。本专业毕业生应具有以下几方面的能力和素质：具备宽厚的数学和物理基础，较好的计算机和电子科学技术基础，人文社会科学基础和外语综合能力；系统掌握物理和材料物理基础理论，基本实验方法和技能；本专业学生继续深造的方向有材料学、材料物理与化学、材料加工工程、微电子学与固体电子学、凝聚态物理、物理电子学、光学和半导体物理学等。本专业学生毕业后可以在材料、能源、电子、信息等诸多领域和交叉学科从事教学、科研、开发、设计和管理工作。主要研究方向有：固体微结构分析与信息功能材料，位移式相变与形状记忆和超弹性材料，复合功能材料与智能结构，生物医学材料及应用以及界面化学与功能陶瓷等。
二、材料物理人才培养的瓶颈
材料物理专业，一般属于理学院或者材料工程学院下辖的专业之一，所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构，尤其是微观结构，材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。毕业生可能面临的另外一个问题是，由于很多高校建立材料专业的背景不同，兼之材料科学作为专业名称提出来，又不是很长时间的事情，造成很多用人单位不了解这个专业的毕业生究竟是做什么的。这也是导致这几年材料物理专业越来越多的毕业生毕业后待业的一个重要的原因。众多的因素阻碍着材料物理学生的发展，但是最主要的还是学生的专业课程设置，不同的教学安排会培养出完全不同的学生，最终的结果也会大不相同。
三、材料物理人才培养的趋势
材料物理专业是材料科学不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石，材料支撑着人类文明。虽然材料物理专业目前遇到了很多的问题，但是幸运的是这些问题被教育者意识到了，现在很多学者都在探讨材料物理专业以后的培养模式和方向。随着科学技术的发展，材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。这也就意味着材料行业将迎来一次大的变革，相应的材料产物也会随着变化。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各个领域的应用。社会对人才的要求是各大高校培养学生的一个重要依据，虽然各个学校有自己的特色，但是面对瞬息万变的局势，各大高校还是打破框架，寻求发展。很多学校与时俱进，将材料学的重心由传统材料开始偏向于新型材料，如：纳米材料、复合材料、环保材料、电子材料等。从目前来看，在短时间内，各大高校的培养趋势将会继续朝着微型化、功能化、智能化材料方向发展，未来也会随着科学技术的发展，跟上前沿科技，不断更新培养计划，培养出21世纪综合型的人才。
四、武汉科技大学材料物理专业简介
武汉科技大学理学院材料物理专业开办于2001年，是一门材料学与物理学相交叉的学科，迄今已有6届毕业生，材料物理专业在探索中发展。武汉科技大学材料物理专业培养适应现代化建设需要，具有远大理想和良好思想品德，具有较深厚的数学和物理学基础，掌握材料科学基本理论和现代材料科学研究与测试的基本方法，能在科学研究、科技服务、教育、工业、事业、社会服务等方面从事材料及其相关领域的研究设计、性能检测、技术开发、质量管理等方面工作的应用型高级专门人才。然而随着经济的快速发展，工程教育的扩大，材料类专业教育进行了改革。武汉科技大学材料物理专业自2004年以来，也对教学进行了初步调整，但特色仍不明显。2008年金融危机以来，大学生就业问题越来越严重，材料物理专业的发展也因此面临着新的挑战，对未来科学和教育趋势面临着新的思考。武汉科技大学材料物理专业就业率有降低趋势，加入钢铁相关企业的毕业生也逐年减少，选择考研的同学占大多数。
五、材料物理专业课程设置的特点
通过对国内多所名校的调研，给出了以下结论：名校的课程都由基础课、专业课、必修课、选修课和实践课组成。名校的课程设置都是紧密结合本校的特色，充分依托学校这个平台，使专业的发展平台更加宽广同时有底气。名校在设置课程的时候也会均衡各个学期学生的学习任务，学生的接受程度，尽量做到循序渐进，由浅入深，由易到难。所有的高校都步伐统一的把专业课放在了第五、第六和第七学期。但是调查表明学生并不希望太晚上专业课，特别是第七学期，大家都希望可以提前一些时间上专业课，使专业课上课时间同学生考研和找工作的时间分开。武汉科技大学材料物理专业的主要课程有普通物理、理论物理、固体物理、数学物理方法、物理化学、材料物理导论、材料科学基础、材料研究方法、材料合成与制备、普通物理实验、近代物理实验、材料物理专业实验等。我校材料物理由于成立得比较晚，所以成立的时候大量的借鉴了其他高校的课程安排。虽然这样的借鉴可以帮助我们少走弯路，但是过多的借鉴使我校的材料物理专业缺乏特色。我校的材料物理专业的基础课就是一些最基本的知识，我有人有，人有我无。不过有一点也是值得欣慰的，就是我们的物理基础比较牢靠。我们的专业选修课虽然很多，但是不受重视，安排的时间太晚。我们的专业课比较少，而且都是些入门的基础知识，实用性不强。实验很多，但是创新实验比较少，都是些传统的实验，且在考核方式上要进行合理的改善。实践课程安排得很好，这是我校的亮点。总体来说，我校的材料物理专业的课程偏理论，应用型的课很少，课程间的交叉太多，这样造成我们的课程多而杂，缺乏特色，就业口径窄。换句话说，我校的材料物理专业的整体设计显得太过中规中矩，这样的设置不会出错，但是也缺少特色，缺乏亮点，所以我们的课程设置有必要进行一些改进。如何更好更有效地改进材料物理专业课程的设置将是我们下一步重点研究和讨论的课题。
参考文献：
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【关键词】材料物理 教学改革 人才培养
【基金项目】湖北省教育厅教学研究项目（编号：2011276，2012288）。
Abstract： In recent years， with the gradual increase of the national investment in new energy， new materials， and optoelectronic information industry， the demands of social engineering capabilities， as well as business level of materials physics graduates increase accordingly. It？蒺s imperative to reform the existing teaching system of materials physics. In this work， the reform of teaching system of materials physics was discussed from four aspects of teaching philosophy， curriculum development， teaching practice， and faculty development. In addition， some suggestions on how to train more professional materials physics graduates were given.
Key words： materials physics； teaching reform； personnel training
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0170-02
材料物理专业属于材料科学类，其培养目标是培养较系统的掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关基本知识和基本技能，能在与材料科学与工程相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才[1]。随着科学技术的不断发展，社会对材料物理专业人才的需求情况也在逐渐发生变化。近几年国家在新能源、新材料以及光电信息领域投入的不断加大，使得企业对于材料物理专业毕业生的需求数量也在逐年增加，特别是对于具有较强专业基础和实践能力的人才的需求，是很多高新技术企业每年人才发展计划的重点。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科，主要通过各种物理技术和物理效应，实现材料的合成、制备、加工、修饰与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用；新型材料的设计以及材料的计算机模拟等。随着国家对本专业人才需求的变化，对本专业的教学体系进行一定的改革迫在眉睫。本文以武汉工程大学材料物理专业的发展为出发点，分别从教学理念、课程建设、教学实践以及师资队伍建设四个方面入手，详细探讨了本专业在新形势下进行教学改革的一些措施。
一、教学理念的更新
面向未来的教学改革需要现代化的教学思想，需要前瞻性的教学理念[2]。这些教学理念包括从专业教育向综合素质教育，从重知识传授向能力培养转变；从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研三结合的教育模式转变；从标准化培养模式向个性化、选择性培养模式转变；从维持性学习向创新性学习转变[3]。
武汉工程大学材料物理专业所属学科为省级重点学科及湖北省首批优势特色学科，本专业依托自身的学科优势和人才优势，将专业人才培养特色定位于低温等离子体技术及应用和功能薄膜材料的开发，重点培养在光电信息材料、新能源材料、环境材料等方面具有扎实的基础理论知识和实践能力的应用型创新人才。
为适应新时期国家建设对材料物理专业人才需求的变化，在对本专业人才的需求情况以及人才市场走向等问题进行充分调查论证的基础上，明确了我校材料物理专业的培养目标，即在专业设置和课程体系设计上尽量体现“拓宽专业面、夯实基础、重视能力培养”的指导思想，着力培养学生的创新能力，真正提高本科生的素质教育。同时，我们也注意到现实的就业压力对学生的影响，在打好基础，增强适应性的同时，设置功能薄膜材料和等离子体技术2个专业方向，提供了更多的课程、丰富了教学内容，扩大了学生的选择空间，满足学生多样化的需求，进一步体现了因材施教的思想；同时也体现我校等离子体学科及薄膜材料研究方面的特色。
新的教学方案力求将全面素质教育的精神渗透到专业教育之中，使基础知识教育、能力训练和素质培养结合起来，对学生进行较为系统的基本知识和基本理论的教学，加强对学生基本方法和技能的训练，重视对学生创造能力和创新意识的培养。
二、课程建设的优化
在不同的社会需求下，根据社会对毕业生需求的调研及预测对材料物理专业的课程体系进行适当的修订，突出本专业在不同时期的重点，对于培养满足社会需求的高水平人才十分重要[4-7]。我校材料物理专业在课程建设方面主要集中在提升现有课程和推出新课程/新内容两个方面。
在提升现有课程方面，对于本专业的一些老牌重点课程，采取主讲教师负责制，其余教师积极参与，分工合作，加强重点课程建设，并积极申报新的重点课程。经过几年建设，已在多门课程的建设方面取得了较好成果，如《材料科学基础》、《工业等离子体原理》、《薄膜材料与制备技术》等课程已建设成为校级精品课程，《纳米材料与技术》、《固体物理学》课程成为校级重点建设课程。这些重点课程的建设一方面锻炼了队伍，提高了整体素质，另一方面对其他课程的建设起到很好的示范带动作用。在重点课程建设过程中，本专业一直在积极探索课程教学改革方法，采用多媒体教学的课程由2002年的1门发展到现在所有课程都使用多媒体教学；双语教学也从无到有，《工业等离子体原理》、《薄膜材料与技术》已采用双语教学。
在推出新课程/新内容方面，本专业根据毕业生就业新形势对培养方案进行了大量修改。新的培养方案进一步体现了因材施教的思想，提供了更多的课程、丰富了教学内容，扩大了学生的选择空间；同时也体现了我校等离子体学科优势的特色。如新培养计划针对社会需求开设了《电子材料》和《工业等离子体工程》等课程，课程内容紧紧围绕目前工业生产中涉及到的新产品和新技术，有利于学生更好地完成从学校到社会的衔接。此外，现有课程的授课内容也逐步以市场为导向，在保持现有特色的同时，增加与市场需求相关联的专业知识体系，学生毕业后反响良好。
三、教学实践改革
材料物理专业的实践教学主要分为校内实践和校外实践两部分。校内实践主要是指在学校现有的实验条件下进行的一系列基础实验和专业实验，因此实验室建设也是提高实践教学质量的必要前提[8-10]。我校材料物理专业以湖北省等离子体化学与新材料重点实验室、湖北省微波等离子体技术研究工程中心和专业实验室为校内实践教学平台，在材料制备、加工，材料性能（力学、电学、磁学、热学等性质）测试、材料组织结构测定及材料应用等方面开展实验室建设，并结合本学科科研发展方向进行建设，设备采购主要围绕着材料科学基础、材料合成与加工、薄膜材料、材料表面改性、等离子体加工、纳米材料等课程进行。
在此基础上，我校材料物理专业根据学科建设发展情况，在2005年对实践教学环节进行了重大改革，将原来分散在各个课程中的实验课程进行整合，对原有实验体系进行重新规划，开设单独的实验课程，制定统一大纲，整合实验内容，并对实验内容适当更新，使实验体系更加完备，并与实用化紧密结合，侧重于培养学生动手能力。整合后的校内实验课为《材料科学基础实验》、《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》三门课程，总学时由原来的80个增加到108个。
同时，在实验内容上进行创新，将科研成果转化为教学内容，以科研促进教学。目前，在材料物理专业开设的3门实验课中，《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》全部实验均为教师科研转化而来。所有专业实验将科研与教学紧密结合，一方面弥补教学经费的不足，另一方面让学生接触科学前沿，激发从事科研工作兴趣，培养学生在从事科学研究的同时加深对课程内容的理解，提高教学效果。
此外，在校内实践教学中增设《学年论文》这一实践教学内容，让学生模拟实际科学研究，通过教师拟定方向，学生收集资料、归纳总结收集到的信息写出文献综述、然后针对发现的问题确定具体的研究题目，再制定详细的实验方案，并预测可能的结果。最后通过答辩，完成这一实践教学环节。
在校外实践教学方面，本专业设置有《毕业实习》环节，毕业实习地点的选择主要以人才市场需求为导向，目前学校已与多家从事光电信息材料、新能源材料、环境材料的企业签订实习协议，并在几家硅材料制造企业、LED制造企业及薄膜制备企业建立了实习基地，为学生的毕业实习提供了保障。此外，在指导毕业论文过程中，鼓励学生采取“宜化模式”完成毕业论文。由于“宜化模式”课题来源于企业，结合工厂实际，其研究结果更具有实用性。学生在做毕业论文过程中能够更好地将书本上的理论知识与现实的生产实际相结合，有效训练学生综合应用知识的能力。本专业近年来在学生毕业实习和毕业论文环节中有超过25%的学生采取“宜化模式”进行毕业论文。
四、加强师资队伍建设
师资队伍建设是专业建设的重要环节。为了培养出满足社会需要的高素质人才，教师的知识更新和自身素质提升十分关键[9，11]。本专业在职教师具有学历层次高、职称结构合理、平均年龄低的特点，基于这样一个教师队伍现状，材料物理专业的师资队伍建设一直坚持高标准、高水平的指导思想，在引进高水平的学术带头人、责任教授的同时，加大力度对现有的青年教师进行培养，提高他们的教学、科研水平。具体措施主要包括对青年教师进行帮扶指导，努力提高青年教师的教学技能；合理安排好现有教师的教学和科研工作，在保证教学质量的前提下，积极开展科学研究工作，通过科学研究，不断提高教师的学术素养；积极引进优秀教师，逐步建立一支高水平、稳定的教师队伍。
此外，本专业在教学过程中积极聘请相关行业的优秀工程师为学生讲授专业基础课程或进行专题报告，在此过程中让老师和学生充分了解国内外相关行业的发展动态，探讨材料物理专业今后的发展方向和毕业生应该具备的基础知识和基本技能，以此加强学生对本专业的了解，更进一步提高教学效果。
五、结语
如何培养满足新形势要求的材料物理专业高素质应用型人才，是所有高校材料物理专业教学人员需要探讨的核心问题。教学改革是一个随社会形势发展而不断进行的过程，因此，我们时刻紧跟社会发展步伐，在充分了解国家和社会对本专业人才需求的前提下不断探求新形势下的教学改革，这样才能不断为社会输出高水平的专业人才。
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关键词：固体物理学；教学改革；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0034-02
固体物理学是一门研究固体的结构及其组成的微观粒子（原子、离子、电子等）间相互作用和运动规律，从而阐明其性能与用途的学科。它是微电子技术、光电子学、材料学等技术和学科的基础，同时，也在太阳能光伏发电等新能源技术的革新发展中起着关键作用。因此，在常州大学新能源材料专业中开设该课程，并将其作为该专业的主干课程之一，希望使本专业学生掌握一定的固体物理知识及其研究方法，从而有助于学生增强理学背景，扩展视野，提高其解决问题的能力，而且为他们毕业后进一步深造或就业奠定坚实的基础。
一、新能源材料专业固体物理学教学现状分析
新能源材料专业是常州大学近年来为培养新能源产业发展所需的专业人才而设立的新专业。该专业处于起步阶段，人才培养模式和课程体系的构建亟需完善，而且材料类专业课程往往更偏重材料的工艺、性质和性能，这些课程往往重工轻理，造成学生的理科背景不强。而固体物理学课程包含了很多晦涩难懂的专业定义、复杂的三维空间想象与变换和烦琐的理论推导，需要以高等数学、热力学与统计物理和量子力学等理论性很强的课程为基础，因此客观上造成本专业的学生并未做好学习固体物理学课程的准备。举例来说，这些学生的先修课程并不包含量子力学。此外，像高等数学这类课程，学生虽已经学习过，但由于课时等原因，这类课程的学习程度没有达到学习固体物理学课程的要求。由于上述原因，本专业的学生在学习本课程的过程中感到相当的吃力，特别是涉及到一些抽象的定义和复杂的数学推导过程，使部分学生产生了厌学的情绪。因此，为达成设立本课程的初衷，其课堂教学和考核的改革势在必行。
二、教学内容的改革
固体物理学课程的内容博大精深，可人为划分为固体物理基础部分和固体物理专业部分。由于本专业的培养方案将本课程定性为专业基础课程，并为其安排了56个学时，因此仅讲授固体物理基础部分，并对其有所取舍，充分考虑新能源材料专业侧重太阳能光伏发电和锂离子电池储能的特点。鉴于以上考虑，本课程的教材选用Kittel著，项金钟和吴兴惠翻译的《固体物理导论》，讲授该教材的前七章，侧重材料的电学性能知识点的讲授，减少力学和磁学等相关知识点的比重。例如在第三章晶体结合与弹性常量中，舍弃关于弹性常量的讲解，回避复杂的角标和矩阵方程，既可以减少学生的畏难情绪，又可将更多的精力放在第六章和第七章这些与材料电学性能相关的章节。此外，Kittel著《固体物理导论》这本教材比较注重物理结论，而在某些地方忽视了如何引出该结论的过程，如果只是照本宣科，必然会使学生对课程的内容产生怀疑，最终导致他们失去学习的兴趣。因此，在教授的过程中作者还取多家之长，对该教材忽略的重要过程进行补充，力争讲清每个知识点的来龙去脉。比如，在第六章自由电子费米气中，《固体物理导论》该教材直接引出了一维情况下能级的表现形式，这种不通过薛定谔方程的方式使学生感觉知识点比较突兀，缺乏心理准备。对此，我们在这部分补充了薛定谔方程的知识，而后自然地引出教材内容。通过这种做法不仅丰富了课堂教授的内容，使知识体系更趋完善，更在潜移默化中将对待工作认真负责的做人道理传递给学生，起到了教书育人的目的。
三、教学方法的改革
正如前面所述，固体物理学课程内容理论性强，比较抽象难懂，而学生由于种种原因并未打下学习该课程的基础。为了解决这一矛盾，作者首先将要用到的《量子力学》、《统计物理学》和《高等数学》中相关知识点在课堂上穿插讲解，为学生补缺补漏，解决先修课程不足的问题。其次，不拘泥、不追求烦琐的数学推导和演算，采用定性解释或数学推导与定性解释相结合的办法去解释固体的性质和结论。例如，在讲解费米-狄拉克分布时，如果从数学推导上去解释这一结论会十分烦琐，我们采用生活中汽车长队等红灯的例子去类比解释：将一辆辆汽车类比为固体中的电子，将红灯前的斑马线类比为固体中的费米能级，将红灯时没有汽车越过斑马线类比为0K下固体中所有电子排布在费米能级之下，将绿灯时首先是靠近斑马线的汽车通过斑马线类比为0K以上原费米能级附近的电子首先激发到高能级。这样就很容易让学生理解这一重要的结论，并且有助于树立学好这门课程的信心。此外，在讲解第六章自由电子费米气的过程中，首先给学生补充薛定谔方程的知识点，但由于他们没有学过《量子力学》课程，对薛定谔方程的讲解采用数学推导与定性解释相结合的办法：从能量守恒角度并引入几个重要的假设就能简单的导出薛定谔方程，使他们很快的掌握必要的先修知识。采用这样一些方法，可将一些较复杂、抽象的知识点以较为生动的形式传授给学生，改变了他们对这门课程看法。
四、课程考核方式的改革
学生成绩评定是教学过程的主要环节之一。目前常用的考核方式有闭卷和开卷两种形式，前一种形式主要考查课本内容，容易造成学生考前突击，死记硬背；后一种形式考查内容灵活，但学生往往对考试复习无从下手，一些学生甚至存在投机取巧的侥幸心理，放弃对所学内容的复习。结合固体物理学课程理论性强、内容灵活但又有大量基本结论和公式需要记忆的特点，作者采取半开卷的考试形式，即统一向学生发放一张A4大小的纸，学生在复习过程中可将他们认为重要的知识点归纳总结在这张纸上，而考试时可查阅这张纸上的内容。采用这种方法，避免了学生在复习过程中将大量精力放在结论和公式的记忆上，有助于督促学生对所学课程内容进行思考，从而提高了学生的综合素质。
总之，在新能源材料专业固体物理学课程教学过程中，要坚持以学生为本，以学生为主体，在充分认识本专业学生特点的基础上，不断改革，勇于实践，不断充实和完善自己，最终做到因材施教。
参考文献：
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材料物理实验 应用物理学 教学改革
一、引言
2006年，中国科技创新大会提出：2020年前使我国进入创新型国家行列。因此，为国家培养大批自主创新型人才成为社会发展的迫切需要。据此，许多高等院校将人才培养定位为培养高级应用型创新人才，而高级应用型创新人才的培养不能离开实践教学环节这一教学体系重要组成部分，实践教学在培养学生实践应用能力、分析和解决问题能力、创新精神等方面具有不可替代的作用。
为适应社会对应用型创新人才需求，湖南工业大学构建了以“三实一创”（实训、实验、实习、创新）为核心的专业实践教学新体系。《材料物理实验》课是理学院应用物理学专业材料物理方向一门实践性很强的必修课，其教学目的是让学生熟悉科研全部过程，在实验中逐步了解科学研究方法，课程在培养学生分析问题与解决问题的能力，提升学生科学思维方法以及综合科研素质方面有举足轻重的作用。
二、《材料物理实验》教学内容改革
湖南工业大学理学院材料物理实验室在实验教学新理念指导下，充分了解和贯彻实验教学在教学工作和培养高素质创新型人才中的重要地位，按照培养目标将实验教学内容进行分类、归纳、更新与整合，并遵循由浅入深、由简到繁、由单纯模仿到学生独自综合创新的顺序，逐步推进，分层次按阶段履行的原则，把《材料物理实验》课划分为下面三个实验项目：
1.材料科学基础实验
此基础实验是根据材料物理专业方向课程要求学生学会的材料科学方面基本实验技能所开设的，规定每个学生都会动手操作且分析实验结果，如金相试样的制备、金相显微镜的使用、金属和非金属材料的拉伸、压缩与弯曲实验等。
2.材料分析测试实验
以材料表征和材料性能测试为目的，让学生了解材料研究前沿所需的新型材料合成与测试方法，拓宽学生知识面。有针对性地设置了以下实验：材料的紫外光谱测试、薄膜厚度、折射率及消光系数测试、功能薄膜特性测试、材料热重/差热分析、电化学工作站的使用等，这些实验帮助学生学习材料表征的基本方法和材料性能测试的一般技巧，激发学生科学思维。
3.综合设计性实验
综合设计性实验是一种新型实验教学模式，目的是促进学生提出疑问-综合研究-解决问题的能力，所以，实验选题主要注重发展创新。在学生业已掌握相关材料领域知识前提下，综合设计性实验鼓励学生自我发展创新，督促学生查阅文献资料，帮助学生探索和了解新知识、新方法，根据综合实验的教学要求，提出可行实验方案，按照既定目标，选择实验配方和实验条件，制备出符合实验性能要求材料，对材料进行合理表征，完成性能测试，并根据实验现象和实验结果，探索材料体系结构-制备方法-物质特性的相互关系，判断较好的配方和制备技术，在学生自主选择中培养创新能力。实验包括溶胶凝胶法制备纳米材料及其结构测试、陶瓷材料的成型和烧结、称重法测量材料腐蚀速率等。
三、《材料物理实验》教学方法改革
教学方法直接影响实验教学效果，培养创新人才，教师选择合理的教学方法是关键。传统实验教学通常采用填灌式、验证式的教学方法，实验时老师先讲述实验原理、方法等，然后要求学生按照实验讲义给出的固定实验步骤机械式完成实验，仪器、实验药品等都是教师事先准备好的，最后学生再按照教师要求的固定形式撰写实验报告，学生在这个过程中仅仅是个被动参与者，有很多学生在上课时依葫芦画瓢地照搬别人的实验做法，在完成实验后还不知道为什么要做这个实验，这种教法削弱了学生对实验课程的兴趣和创作激情，学生的动手实践能力没能得到应有的训练，自然难以保证好的教学效果。材料物理实验室通过以下方式改进传统实验教学方法：
1.开放式实验教学
将传统的“教师讲授-演示实验-学生实验”的教学方法改为“学生预习-自己查阅资料-提问与集体讨论-仪器操作-教师指导-综合评价”形式，教师首先给出命题，学生据此查阅有关文献资料，通过提问与讨论设计实验方法，然后自己选择实验装置、手段及实验工序，实验结束后，必须自己经过思考，分析实验结果，总结规律，给出实验结果综合评价，撰写实验报告。
2.实验教学导师制
一般的材料物理实验室只在日常实验教学中才对学生开放，既造成实验室仪器设备的浪费，也无法满足现代实验教学对学生创新意识与能力培养的要求。采用导师制可以克服这个弊端，学生自主选择导师，充分利用实验室的资源优势，在导师的指导下，自行设计创新性实验，参与科研型开放实验或自选课题实验等，方便教师和学生开展科研活动。
四、《材料物理实验》考核方法改革
为了建立全面、客观、公正地评价学生实验操作技能掌握程度、科学态度与综合素质的实验课程考核体系，材料物理实验室从学习态度、理论测试、实际操作能力（包括动手能力、调试能力和创新能力）以及实验结果相结合的办法全面考评学生成绩。对于基础性与材料测试实验，重点考查学生的基本理论和基本动手实践能力，其中平时成绩（包括预习报告、平时实验中独立操作能力及实验报告）占50%，操作考试成绩占50%。对于综合设计性实验，考核方式分为方案设计（合理性、完整性、经济性）、综合操作能力（独立、熟练、创新）、实验报告（清楚、规范、完整）和答辩几个部分来全面评测学生的实践操作能力和分析应用能力。这种多元化的考核方式，从不同角度综合考查学生综合能力，充分调动了学生学习和探索的积极性。
五、结语
我们提出了一个比较符合湖南工业大学理学院实际的材料物理专业人才培养的实践教学改革方案，通过对当前实验教学现状进行分析，对实验教学内容、教学方法、考核方式等不同角度进行探讨和改革，改变传统中实验课附属于理论课的教育方法。经过3年的教学实践，证实教学改革卓有成效，学生动手实践能力明显改善，学生对于科研活动越来越感兴趣，多名学生在学校举办的大学生创新杯竞赛中取得良好成绩。《材料物理实验》教学改革，将是注重学生实践创新和充分发挥学生自主探索研究的一种崭新实验教学模式。
参考文献：
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1教材的选择及教学内容的确定
针对我校复合材料专业的特点,选择的物理化学教材既要体现当前学科发展的概貌,同时又要使学生具备牢固的理论知识,为以后就业奠定一定的基础。考虑以上因素,我们选择了面向21世纪教材,由天津大学物理化学教研室编、高等教育出版社出版的《物理化学》教材(第五版)。同时结合复合材料专业的就业特点,精选了教学内容。该版教材中第一章气体的PVT关系,由于高中阶段已经讲述过,所以可以省略。第八、九章的量子力学和统计热力学都是从物质的微观难度着手讨论的,难度较大,可做简单讲授,若详细探讨可开设选修课单独进行讲授。其它章节的内容选择重点内容,尤其是与本专业相关的内容详细讲解,例如第六章的相图、第十章的界面现象内容等,并结合具体的实例,达到更好的授课效果。
2物理化学课堂教学改革
我校复合材料专业开设的物理化学课程是继无机化学、有机化学之后的理论性化学专业知识,它的知识内容除涉及无机、有机化学知识外,还与大量物理和高等数学知识有关.概念抽象,公式原理多,推导过程繁琐,内容难理解。因此学生普遍感觉物理化学课程更偏重理论,学习起来较难,从而导致对这门课程不抱有很大的热情,学习动力不大[3]。针对以上问题,对物理化学课堂教学进行改革就显得非常必要。具体的改革措施应遵循以下原则:整体设计课堂教学效果;教学方法和教学手段最佳;考核方法合理、科学。
2.1课堂教学效果的整体设计
(1)培养学生的学习兴趣。学习兴趣至关重要,学生若是对某些课程不感兴趣,老师即使讲授的再精彩,学生的学习效果也不会太好。因此培养学生的学习兴趣就显得十分必要了。开课伊始,教师就应该讲好绪论部分,充分讲述物理化学课程的重要性,课程内容的实用性,鼓励学生努力学好物理化学,培养学习兴趣。学生有了兴趣,教师才能较好地进行指导。
(2)提高知识的趣味性。知识的趣味性是主动学习的推动力。把理论性强、抽象而枯燥的内容变得生动有趣,是提高课堂教学效果的有效手段。在教学过程中穿插一些与生活实际密切相关的问题或是适当的趣例,则可以起到画龙点睛的作用,使课堂富于趣味性。例如,在给学生介绍水的相图时介绍了亚稳态这个概念,可以以人的健康状况来类比说明。现代社会人们的生活节奏加快,整天忙于工作,锻炼身体的机会很少,大多数人的身体状况不佳,多属于亚健康状态。亚健康就是一种亚稳态,不稳定,不可能长时间存在,必须向稳定状态转变;人要从事正常的生产、生活需要健康的体魄,因此必须锻炼身体,保持身体处于健康状态,而不是亚健康状态。又如,在讲授界面化学的时候,可以提问学生在春天光滑的墙壁和粗糙的墙壁哪个更容易回潮。然后用弯曲表面上的蒸汽压———开尔文公式解释原因。这种理论与实际应用的结合,可激发学生的学习兴趣,引起学生探求知识的欲望,是物理化学课堂教学获得成功的关键一步。
(3)理论教学与实践教学相结合。物理化学虽然是一门理论学科,但许多定理都是建立在大量的实验基础上,所以物理化学的知识是理论和实验相结合的。为了更好的理解课堂上的理论知识,开设对应的实验课程,这样既能锻炼学生的动手能力,又能加深学生对相关知识的理解程度,而且还能够建立学生对物理化学这门课程的实用性的信心,极大地提高了学生的学习动力。例如,我们讲授化学动力学这一章的一级反应时,讲完理论的同时,开设了“蔗糖水解反应速率常数的测定的实验”,学生普遍反应通过实验对课堂内容有了更深一层次的理解。
2.2优化教学方法和教学手段
(1)加强课前预习与课后复习。物理化学的公式推导过程繁琐,为此非常有必要进行课前预习。课前预习要求学生对将要讲述的内容先浏览一遍,不做具体推算,只要求对重点内容有个初步掌握,等老师讲述时学生的思路能与教师同步,使以后教学活动更易开展。同时知识讲授后还要要求学生经常复习,以免由于公式繁多而混淆或是遗忘,影响后面新知识的学习。在物理化学教学中,作业也是必不可少的教学环节,但作业太多学生疲于应付,太少达不到复习的效果。因此就要求精选习题,做到“少而精”,力求达到事半功倍的效果。同时为了弥补课堂教学时数少而教学内容较多的不足,可根据教学内容的安排,适当选留思考题,然后要求学生课后查资料,以论文格式上交,这样既锻炼了学生的写作能力,又提高了学生的积极性。
(2)改进教学方法和教学手段。在教学方法上,我们改进单一的讲授法,采用启发式、讨论式、互动式教学方法,努力为学生营造一个宽松的学习环境。具体做法是教师精心设计问题,通过提问、回答及组织学生进行讨论,在教师与学生之间形成一种良性互动式的教学模式。在教学手段上,我们采用多媒体教学与板书相结合的形式,使复杂抽象的问题简单化。对于难以讲解或表达的内容,可以运用动画、影片等手段把难以理解的概念形象化,引起学生的兴趣,加深学生的理解。但是多媒体教学也有它的不足之处,多媒体教学讲课速度较快,学生不能及时接受教师讲授的知识,更没有更多的时间做课堂笔记,不利于课后的复习和考试。因此要根据教学内容来确定是否选用多媒体教学。对于那些有图像,需要演示过程的教学内容,例如第六章相图的演示,第十章界面现象的毛细管现象、润湿现象等内容,多媒体教学能够化静为动,把枯涩的问题趣味化,便于学生深入地了解相关知识,能得到很好的教学效果;而对于重要公式的推导方面的教学内容采用板书的形式更合适。只有采用多媒体教学和板书相结合的形式,才能收到最佳的教学效果.
3合理、科学的考核方法
合理、科学的考核方法能够调动学生的学习兴趣和学习动力,提高学生主动学习的能力。签于此,我们结合本校的具体情况和专业特点,摒弃了传统的只以期末考试成绩为标准的考核方式,采用多项合并的方法综合测评。具体测评方法为期末考试成绩占总成绩的70%,体现学生动手能力的实验课程占总成绩的10%,平时成绩占总成绩的20%。平时成绩又分为三部分:出勤率占3分,作业成绩和平时的小测验成绩占12分,参与课堂讨论和随堂回答情况占5分。这样的考核方式明显提高了学生的学习热情,学生能积极参与课堂问题的讨论和回答,改变了物理化学枯燥,沉闷的课堂气氛,大大地提高了教学质量。
（上海工程技术大学材料工程学院，中国 上海 201620）
【摘 要】《固体物理》是材料学科专业开设的一门重要基础课程。根据高等学校《固体物理》课程的特点以及材料类专业的学生对学习这门课程的需求不同，作者结合自身的教学心得和体会，分别从材料学专业《固体物理》课程教学现状、教学内容和教学方式等方面进行探讨。
关键词 固体物理；教学改革；材料学
《固体物理》作为一门基础性学科，受到了越来越多的重视[1-2]。作为连接基础理论知识与实际应用技术的桥梁，它已经成为材料类专业学生必修的一门基础课程。但传统的《固体物理学》中有很多晦涩难懂的专业术语，复杂的图形与空间变换以及繁琐的理论推导，故而学习难度较大。学生学习《固体物理》时需完成《高等数学》、《热力学与统计物理》和《量子力学》等先修课程的学习。由于材料学科特点和学生培养目标的不同，材料类专业的学生往往只学习一部分或者没有学习这些先修课程，故而材料类专业学生学习《固体物理》时凡是涉及到一些严密的理论推导过程就会感到十分难懂，造成部分学生产生厌学情绪。针对材料类专业《固体物理》教学过程中出现的教师教学难，学生畏学这一现状，本文从教学内容和教学方式等方面，对如何提高材料类专业《固体物理》的教学质量和促进学生综合能力的培养方面提出了一些新的探讨。
1 教学内容改革
《固体物理》教科书通常由两大部分组成：第一部分为基础部分。主要包括晶体结构、晶体结合、晶体的振动与热力学性质、晶体的缺陷、能带理论和金属电子论等内容；第二部分为专业化部分。主要包括半导体、超导体、非晶固体和固体磁性等内容。其中基础部分是各理工科院校讲授的核心内容。对于材料类专业的学生来说，由于缺少《量子力学》与《热力学与统计物理》方面的知识，系统学习《固体物理》有一定的困难，为了解决上述矛盾，我们在教学过程中对于《固体物理》内容主要实行以下改革措施：
（1）有选择性的讲授。对于《固体物理》各章节的内容讲述要有详有略，作到详略得当。对于重点内容要精讲，对于不太主要或者在其它课程中能学到的内容可以略讲或不讲。例如：在讲述晶体的结合这部分内容时，材料类学生在学习《材料科学基础》和《化学基础课》过程中对于晶体的结合方式等内容都进行过系统学习，因此对这部分内容可以略讲。在讲解晶体的缺陷这部分内容时，学生在《材料科学基础》课程中也学习过，对这部分内容就可以略讲或者不讲。
（2）重思想轻推导。对于有些章节的内容，不追求繁琐的数学推导，更多的突出物理思想的传达，对于某一个具体理论要重点讲述它的建立过程与物理模型。物理模型尽量简单，深入浅出，让学生学会用《固体物理学》的方法去思考和处理问题。
（3）增加学科前沿内容。合理的补充与固体物理学紧密相连的凝聚态物理学和材料学最新的学术成就与进展，鼓励学生积极参与或参观学院相关老师的科研实验，多听相关的学术报告，让学生了解最新的学术动态，培养他们对科学研究的兴趣，为部分学生将来的继续深造和终身从事科学研究事业奠定基础。
2 教学方式的创新
长期以来，我国的大部分的教师都是采用传统的教学模式，即老师一个人在讲台上讲，学生在下面听。这种模式固然有可取之处，但是对于现代大学生来说，这种教学模式未免显得有些过于单调。现代的大学生喜欢新鲜事物，喜欢主动“出击”，所以作为一名现代的大学老师，对学生应当“投其所好”，改变一下固有的思维与教学模式，使学生乐于接受所学的新知识，变被动学习为主动学习。我们采取具体做法是：
（1）启发式教学。在教学过程中，教师的主要作用在于引导和启发学生积极思考，尤其《固体物理》这类理论性较强的课程。如果学生仅仅限于在课堂上被“填鸭式”式的灌输知识而不经过严密的思考与推理，很难深刻理解和掌握所学的内容。因此，就要求教师在授课过程中，适时的启发学生去思考问题的来龙去脉，教会学生科学的思维方法，往往能达到事半功倍的效果[4]。
（2）案例教学。选取符合知识点应用要求的、贴近生活与技术发展的、学生感兴趣的案例，师生共同分析、讨论，从而提高学生分析问题能力与知识应用能力。比如课程体系讲授到晶格常数时，引入聚苯乙烯微球人工微结构概念和半导体超晶格概念，并要求学生就相关概念进行文献分组调研，PPT制作，下次课程时间面向同学进行介绍。相比以前老师直接给学生举例的教学方式，案例教学法激发了学生的学习热情，使学生成为学习的主人、课堂的主角，课堂气氛生动活泼。
（3）实践教学。《固体物理》是一门与实践密切联系的课程，在《固体物理》教学中，强调理论与实际的联系，这样可以激发学生学习的主动性、自觉性和创造性，使学生感到所学知识的用处和价值，由此可培养学生灵活应用所学知识解决问题的实践能力。在《固体物理》的教学中，为了让学生更深刻地理解所学知识，应该适当安排《固体物理》实验。如讲授晶体结构时，可以安排学生作X射线衍射分析实验。通过亲自实验，学生不但掌握了晶体的衍射理论知识，也可使学生体会到现代分析方法在材料研究中的重要性和必要性。通过安排《固体物理》实验，不但使学生加深了对理论知识的理解，同时也大大提高了观察能力、动手能力和分析问题的能力。
3 结语
总之，在材料类专业《固体物理》教学过程中，要充分认识到材料类专业学生与物理学专业学生的不同，因材施教。此外，还要结合凝聚态物理与材料学发展的前沿和本校的科研工作，充分的利用现代化教学手段进行教学。实践证明，上述文中所提到的教学改革方法能有效提高学生的学习兴趣与综合素质。但是，《固体物理》教学改革是一个庞大而又复杂的系统工程，课程改革的进行涉及到诸多方面，这就需要我们广大教育工作者做更多地研究和探索，同时不断提高自身的能力。要造就创新人才，除改变教育观念，营造生动活泼的人文环境外，还要加强我们教师队伍建设，提高他们培养创新人才的能力。
参考文献
［1］冯端.固体物理学大辞典[M].北京:高等教育出版社,1995.
［2］黄昆,韩汝琦.固体物理学[M].北京:高等教育出版社,1997.
［3］冯端,师昌绪,刘治国.材料科学导论[M].北京:化学工业出版社,2002.
[关键词]交通土建材料；教学改革；材料物理与化学专业；研究生
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）10-0019-03
20世纪末我国大批行业高校转型为行业与地方合作且以地方为主的办学模式，为顺应高校扩招的潮流和服务传统优势学科的需求，很多行业转型院校设立了材料科学与工程专业，新形势客观要求多数本科院校以培养创新型应用型人才为主。如果说本科生是我国大众化本科教育的产物，那么硕士研究生则是我国高等教育着力培养的未来精英，是高等院校发展的核心任务。作为材料科学与工程专业的二级学科材料物理与化学而言，其自身具有较强的理科性质，如何在应用型院校里培养以应用为导向的高素质硕士研究生人才更是一项艰巨的任务。我校原属交通部主管，2000年划转重庆市，实行中央与地方共建， 2010年获材料科学与工程一级学科硕士点，2014年被授予重庆市交通土建特色学科专业群专业，以交通土建工程材料部级、省部级重点实验室为依托，面向土木交通行业培养交通土建材料应用复合型人才。在尊重材料学科类人才培养规律的同时，如何将我们现有的学科特色融入材料物理与化学专业人才培养的过程中，一直是我们长期思考的课题。结合材料物理与化学专业特点和面向交通土建行业应用型人才培养需求，我们尝试从课程体系、教学内容、师资队伍、评价机制等方面开展我校硕士点材料物理与化学专业的教学改革。
一、材料物理与化学专业研究生人才培养存在的主要问题
（一）人才培养目标导向性模糊
现有的材料物理与化学专业研究生培养目标基本照搬国内985重点高校的相似专业的人才培养方案，缺乏突出具体的行业性与目标性导向。我校作为交通类院校有着60多年的办学历史，在西部交通行业人才培养方面具有举足轻重的地位，而现有的人才培养方案和模式过分强调材料学科的经典理论和理科性质，这就造成我校与其他院校专业设置同质化现象越来越严重，学生所学越来越不能适应交通土建行业发展的需要。
（二）课程设置和教学内容与学科特色联系不紧密
我校的交通土建材料学科属于多学科新兴的交叉、边缘领域，主要是在化学学科、材料学科、土木工程之间的互相交叉、渗透过程中形成、发展起来的。其涉及的化学知识一般包括物质组成结构、化学热力学、化学动力学、表面物理化学、光谱分析等，涉及的材料知识主要有有机高分子材料、表面活性剂、纳米材料、新型功能材料（含光电磁等材料）、材料结构与表征等；涉及的土木工程领域的知识主要有水泥相关材料（水泥水化、混凝土外加剂、混凝土配合物设计、混凝土耐久性等）、沥青相关材料（沥青混凝土设计及施工、道路沥青材料、沥青路面养护及材料等），这部分更多牵扯到土木工程材料的施工和相关行业规范。所以其课程设置与教学内容要兼顾到三个学科的内容。然而其目前的课程设置基本照搬传统学科专业课程的模式，没有充分考虑授课对象的人才培养需求，理论课程数量和学时偏多，核心实践学时偏少；在教学内容上，基本简单延伸本科教材内容，未能兼顾交通土建材料特色与材料核心课程的交叉融合；在教材选用上，没有根据本学科的优势特色而选用或编制最适合培养目标的教材讲义，所以很难培养出具有自己特色的应用型人才。
（三）“双师型”师资力量薄弱
“双师型”教师一般指既具备教师资格又拥有职业资格，这种兼具教学能力和实际工作经验的复合型师资对培养应用型复合人才具有重要意义。在师资力量方面我校存在以下问题：缺乏培养引进机制。目前我校要求校外工程型人才必须和高校普通教师一样具有同等学力同等资质才能进入教师编制，这就阻碍了优秀技能技术型人才进入高校。观念认识不到位，在绩效考评、职称晋升等方面仍偏向学术性科研考核指标，对技能型岗位教师存在偏见。在编制控制、行政审批等方面限制教师合理流动，导致教师向“双师型”转型的积极性不高。现有学位点研究生导师数量充足，但大都为单一学科背景出身、年龄偏大，既懂材料学基本理论又懂交通工程应用的“双师型”师资缺乏。近年引进了一大批具有博士学位的青年教师充实导师队伍，他们往往理论知识充足但缺乏一线工程实践经历，其工程案例教学能力欠缺，这就严重影响了应用型人才培养的质量。
二、我校材料物理与化学专业研究生人才培养的改革思路
只有转变思想才有深度改革与创新，专业建设能否深入开展并取得成功的一个至关重要的因素就是专业培养方案的科学统筹性。明确学科特色是有效培养创新型人才的前提条件。改革培养方案既要兼顾宽口径的人才培养基本模式，遵循材料科学的人才培养规律，又要发掘学科特色的切入点，融合并优化课程体系与教学内容。专业培养方案应当具有先进的办学理念（培养应用型人才）、明确的改革思路（融合学科特色）、清晰的建设目标（培养复合型研究生人才），指导思想上应有科学性、创新性和可操作性，兼顾素质、能力、知识协调发展， 突出创新精神、实践能力与创业能力的培养， 使研究生人才培养目标符合经济社会发展的需要。
首先， 从指导思想上高度明确具有交通土建特色的材料物理与化学专业人才培养目标、素质结构、课程体系、教学模式，并在此基础上构建有学科特色且以培养应用型人才为导向的专业课程設置体系，打造与之相适应的教学模式，努力提高具有交通土建材料特色的高素质复合型人才培养质量，确保实现既定的培养目标。
其次，在构建课程体系中注重学科特色及其发展趋势，以改革教育教学指导思想为先导， 通盘考察课程体系结构，重点是改革课程设置与教学内容，找准学科特色与课程设置的融合点，并在此基础上加强设置体现学科特色的课程；然后针对这类课程不断地有序地优化教学计划、教学内容和授课教师；促进学科融合重组，增强学科的应用性和社会相融性，在教学计划和教学内容里加入本特色学科的社会服务功能，并补充完善新兴交叉学科发展的内容，不断促进学科优势特色与人才培养的协调发展。 三、我校材料物理与化学专业硕士点教学改革途径
（一）科学定位办学特色
高校办学特色是高校在适应社会经济发展需要与教育发展规律，探索有利于自身生存的发展途径，在办学理念、办学定位、人才培养模式、学科专业建设及服务社会等方面表现出的一系列相对持久稳定的特性，是高校赖以生存和发展的生命线。我校材料物理与化学专业硕士点目前已初步形成交通土建材料特色，在人才培养上积极探索和推进交通土建材料领域应用型人才培养模式的改革；争取多方支持，形成有利于产学研合作育人的环境，从特色中找到自己可持续发展的落脚点。
（二）完善优化课程体系，融入特色化教学内容
尊重材料学科人才培养规律，兼顾课程设置基础性、宽厚性及实用性的原则，设置好专业主干课程与选修课程及跨学科课程的比例，适当设置融合学科特色的特殊课程，并配备“双师型”教师进行教学。然后通过不断引入具有学科特色的前沿性、综合性和交叉性的内容，有序地提升学生分析、解决问题的能力， 更高层次促进学生创新意识的形成。
可在材料大类核心课程体系内部增设反映高级土木工程材料类课程，这类课程强调材料学基本理论与交通土建材料具体应用相结合。例如，我校面向本专业开设的材料制备与合成课程以解决具体的工程材料所存在的问题为目标，有针对性地开展融合学科特色的课程教学。结合具体的土建材料，将涉及材料改性这部分内容重点分为四个部分：防水材料、防污材料、自愈合材料、增韧材料。水泥混凝土的耐久性是目前所有混凝土建筑物必须面临的一个挑战，也是目前的一个研究热点，其根本原因就是混凝土内部存在各种孔隙以及毛细管水。从材料学角度来看就是材料致密性与防水问题，这门课程可从材料加工与成型角度引导学生思考如何施工才能使混凝土更加密实，如何从做表面防水层和拌和过程引入防水剂的方式增加混凝土的防渗能力，很自然地引入材料表面改性、表面亲水疏水等相关理论知识。为更好完成该部分内容的教学，可将案例教学法分为案例准备阶段、分析讨论阶段、总结阶段以及报告撰写阶段。第一阶段以授课教师启发为主，第二阶段经大量文献查阅后以3-4人组成的小组讨论为主，第三阶段以讨论后的小组课堂发言为主。经过教学手段改革后，大量学生表示教学效果非常好，印象深刻，特别是部分学生反映课堂教学完成后能马上将课程所学运用到毕业论文写作中。
此外，我们还选派有丰富专业实践经验的“双师型”导师进行授课，多采取案例教学方式，引导学生运用基本理论去认识、分析、解决交通工程领域涉及材料部分所遇到的典型问题。
（三）改革课堂教学模式，运用学生参与度高的教学方式
改革传统教学模式，推进教学手段、教学方法改革。教学方法上， 强调课堂教学以学生为核心，突出学生在教学活动中的主体地位；广泛采用案例教学、问题式教学、情境教学等灵活多样的教学方式，充分调动研究生学习的积极性、主动性及创造性，充分激发他们的参与欲望、表现欲望。在教学手段上， 可尝试运用现代科技手段增强教学科研互动功能，发挥微信、QQ等新一代社交手段的作用，在授课导师与研究生之间搭建即时互动通道。
可尝试建立以科研项目为依托的课程教学模式，有条件地依托重点和重大科研项目，将可能涉及的本门学科基础课程、前沿课程及其他课程交叉罗列筛选出来，经科学论证选用经验丰富的教师教授，这种以点带面、点面结合，以科研实践促进理论教学，有利于学生更系统全面地掌握本门学科基础与前沿的课程。
（四）构建反映学科特色的实践课程体系
材料物理与化学专业是理论与实践高度结合的专业。该专业的教学改革在对理论课程调整和优化的同时，也必须高度重视实践教学课程。我校该专业的实践教学课程有校内和校外两大实践体系，校内可充分利用优势学科所在高水平科研基地如交通土建工程材料国家地方联合工程实验室、山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心、山区道路结构与材料重庆市市级重点实验室等省部级平台为实施研究生创新能力培养提供可着陆的硬件实践平台，也可以为建设研究生创新基地等进行科学实验、学术交流、自主研发和实践创新提供场所。校外实践课程主要包括校企合作实践实训基地、产学研合作基地等，也可通过聘请有丰富专业实践经验的企业家、工程师、技术开发人员来校讲学等方式来丰富研究生专业实践知识。
（五）强化“双师型”师资队伍建设
现有研究生导师队伍结构中，大多数教师缺乏在生产施工一线工作的经验，对大多交通土木工程材料的实际施工过程没有亲身体验，对行业现状及进展的情况缺乏深入了解，不能对学生的实践活动进行有效指导，可以从研究生导师聘任、观念创新、继续培训等方面来加强应用型“双师型”师资队伍的建设。建议教育管理部门切实采取有效措施，将高校“双师型”教师设置为独立的类别序列，督促本地方普通应用型或工科类普通高等院校制定“双师型”教师队伍建设规划及配套政策；结合学校实际情况，落实“双师型”教师专项经费，从政策上对聘用、晋升、考核、奖励等方面予以倾斜，并健全科学管理机制，促使“双师型”教师健康、稳定、可持续发展。侧重引进有多年一线工作经验的复合型高素质人才，加大聘请大企业、公司、事业型等单位有丰富实践的人员担任兼职导师的力度；制定并实施鼓励学术型、技能型导师团队聯合指导制度；建立多方密切合作的“双师型”教师培养机制，完善鼓励企业、政府、高校三方密切合作机制，实现“双师型”教师培养的无缝对接；重视教师培训基地建设，引导学术型教师向应用型教师或“双师型”教师转变，鼓励和支持任课教师与校外企业合作开展科技开发和科研立项，激励学术型教师深入到企业一线进行挂职锻炼，促进“双师型”教师队伍的建设。定期开展“双师型”教师教学基本功和技能竞赛，对成绩突出的学校和教师进行表彰奖励等；可尝试建立技能实践与职业资格晋升的关联机制，改革创新“双师型”教师职称与职业资格证书相互认证机制等，打通高校和行业企业人才流通渠道。 （六）构建以能力为主体的课程考核评价机制
逐步建立“考核形式多样化、考核内容综合化、考核过程全程化”的多元化課程考核模式，以考核方式改革促进教学模式改革。现有的考核基本上是在学校相对封闭的环境中围绕理论知识来设计考核指标，且存在着标准单一化、体系不规范等问题。培养高层次应用型研究生人才必须建立以知识、技能、能力为主的综合质量考核与评价体系。
完善研究生学位论文的开题报告制度， 建立有相近工程专业的导师参与的开题报告制度。对研究生论文工作实行多元化动态管理与监控，并建立起有效的创新激励制度。再次，严格审查研究生参加论文答辩的资格，可采取随机抽取、导师回避、双盲送审、公开答辩等方式， 严格把关学位论文质量，实行末位淘汰制度。建立论文评审专家库， 采用同行推荐本校或外校的相关学科和其他学科教师作为专家库成员。在强调论文的创造性、开拓性和学术规范性的前提下，确立具体、明确的论文创新指标体系。
四、结语
本研究紧密结合交通土建材料学科背景，评估了我校硕士学位点物理与化学专业存在的问题，反映了突出办学特色、重构特色课程体系与教学内容、改革课程教学模式、构建特色实践课程、强化“双师型”导师队伍、优化评估考核机制等几个环节的教学改革，及其在实施过程中所取得的有效成果，有助于推动应用型高素质研究生人才培养工作向前发展。
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