论材料物理专业教学体系改革

吴强

摘 要：近年来，随着国家在新能源、新材料以及光电子信息三大支柱产业投入的逐渐加大，社会对材料物理专业毕业生的工程能力以及业务水平的要求不断提高，对现有材料物理专业教学体制的改革势在必行。我们在教学内容、教学方法和手段、实验教学和考核模式等方面对材料物理专业教学进行了改革与创新，注重学生自学能力和创新能力培养。本文总结了近几年来材料物理专业教学改革和建设的实践经验和体会。在此基础上对教改创新进一步思考，指出贯彻启发式教学是培养学生创新能力的重要途径。

关键词：材料物理专业；教学体系改革

进入21世纪，材料科学领域已进入一个高速发展阶段，各种新材料、新工艺、新技术和新理论大量涌现。21 世纪对材料物理专业人才提出了更高的要求，新的世纪要求材料物理专业人才不仅需要掌握基本理论，而且必须掌握科学的研究方法，并具有较强的工程开发、自学能力、研究能力和创新能力。近几年来，我国材料物理专业教学改革迅速发展，许多高等院校的材料物理专业进行了综合改革。

一、教学改革存在的问题

近几年来，我国材料物理专业教学改革迅速发展，许多高等院校的材料物理专业进行了综合改革，但存在的主要问题是：（1）课程的内容比较陈旧，目前主要讲解传统的结构材料，但在传授高新材料知识方面，特别是在光电子和信息功能材料等方面存在不足。（2）各高校普遍重视基础理论知识的传授，但在将理论应用于实际的能力、学生动手能力和创新能力培养方面存在不足，使材料物理专业的毕业生竞争能力和创新能力较差，这也在一定程度上影响了该专业学生的就业。为满足 21 世纪对材料物理专业人才（尤其是光电子和信息功能材料人才）的要求，我们需要对材料物理专业教学进行综合改革和建设。

二、对教学方法与手段的改革

传统的教学方法是以教师为主体，以课堂为中心的灌输式或填鸭式教学法，学生只能机械地、被动地接受知识。这种教学方法忽视了以学生为中心、以人为本的教育理念， 忽视了学生的主动性、积极性和创造性的发挥，未能体现学生的主体作用，不利于学生自主学习和创新能力的培养，这种教学模式往往难以达到理想的教学效果，更难以培养出具有创新能力的人才。

为适应 21 世纪对创新型人才的培养要求，落实培养创新型人才的教学理念，我们对教学方法在传统教学基础上进行了相应改进。我们强调以学生为主体，发挥教师的启发和引导作用，在传授知识的同时，注重学生能力的培养，改变传统的教师课堂灌输被称为“填鸭式”的教学法，积极采用启发、引导、互动式的教学方法，引导学生主动学习，培养学生的创新能力。讲课主要是讲重点、讲难点、讲基础理论在实际中的应用，讲思路、讲方法。采用启发式教学方式，通过创设问题情境，引导学生独立思考，分析得出正确结论，以培养学生自主学习、独立思维和创新能力。每次上课前对学生进行提问，要求学生提前准备，学生回答问题的情况作为平时成绩的一部分。这种新的教学方式打破了传统的单向灌输教学模式，使原来的“教师教”为主的学生被动学习方式转变为“学生学”为主的主动学习方式，实现了师生互动的教学。这不仅能充分调动了学生学习的积极性与主动性，而且可达到教学相长的目的。

三、教学内容的改革

我们的做法是：（1）减少传统的结构材料部分的内容，结合课程的相关内容，引入高新材料特别是光电子和信息功能材料方面的相关知识，以满足 21 世纪对光电子和信息功能材料人才的要求。（2）在课堂教学过程中，不断引入相关研究的前沿知识，尽量安排一定的学时介绍本课程涉及相关理论的最新发展动态，使学生了解材料科学进展及前沿，这样不仅提高了学生的兴趣、激发了学生的创新意识，而且为学生今后进一步深造和从事科研工作打下良好的基础。（3）授课内容与授课教师的科学研究工作紧密结合，融教学与科研为一体。 授课教师结合自己的科研工作讲授课程，不仅使课程讲解更透彻，而且使学生更容易理解，因而提高学生对该课程的学习兴趣；同时在教学中发现的问题，可成为教师的科研课题。这种做法不仅可使科研成果及时转化为教学内容，真正做到科研和教学的相互促进实现教学与科研的良性互动。

四、课程教学改革的思考

一个好的高校教师，不应只满足于传授知识，而应着重培养学生如何提出问题、思考问题和解决问题，因此，启发式教学必将是材料物理专业导论课程未来的发展方向。在现在的基础之上如何进一步贯彻启发式教学，提高学生的科学素质和创新能力。第一，再现课程内容发展历史，在历史发展进程中进行思考和学习。只有通过对历史的了解，让学生对相关物理概念和原理所产生的历史背景有充分的认识和理解，才能让学生在现实条件下对历史进行新的思考和学习，发现问题，提出新的解决方案，推动科学认识向前发展，对课程内容辩证地进行认识，从而提高创新能力。第二，结合材料物理专业特点，鼓励学生在实践中发展理论。导论课程是材料物理专业的一门专业必修课，是进一步学习固体物理和材料物理性能等课程的重要基础。在学生掌握了量子力学与统计物理最基本的物理概念和基本原理、学会了处理有关物理问题的基本方法后，课程应当积极引导学生学会把实验现象抽象为理论，把理论再用于实践，在实践中接受检验，不断发展，并且不断地指导材料设计，研发出性能优异的新材料，为科学和社会发展服务。

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索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。

参考文献：

[1] 齐义辉，韩萍.“材料科学基础”课程的教学改革与实践[J].辽宁工学院学报，2007，9（2）.

[2] 占全，赵品，景勤，等.材料科学基础的教学改革与实践[J].教学研究，2007，30（19）.endprint