新能源材料专业固体物理学教学改革与实践

王登杰

[摘 要] 随着社会经济与科技的发展，能源供需矛盾日益严重。为了有效解决能源供需矛盾，新能源技术应运而生。但是，新能源技术在实际的研发过程中还存在一定的不足，因此，追根溯源，有必要从新能源材料专业入手，就固体物理教学的改革与实践进行相关论述，从以下方面展开相关探讨。

[关 键 词] 新能源材料；固体物理教学；改革与实践

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）17-0164-01

科学技术的发展使人们对自己所处的社会以及周围的事物有了更加深刻的认识，在经济持续稳定发展的今天，能源危机日益严重，因此必须提高高校新能源专业固体物理教学的质量，这就要求在新能源快速发展的背景下，进行相应的教学改革与实践。就固体物理学而言，由于其是专门进行固体结构以及其构成的微观粒子之间相互作用和运动规律关系研究的学科，因此，在新能源的研发中具有至关重要的作用。鉴于此，本文就新能源材料专业固体物理学教学改革与实践进行论述。

一、新能源材料专业固体物理学教学存在的不足

随着能源产业的快速发展，为培养产业所需的专业人才，新能源材料专业作为一种新的专业被设立。就当前的发展情况来看，新能源专业还处于起步阶段，其人才培养模式以及课程体系的健全和完善还存在较大的问题，并且传统的材料类专业在进行课程设置的时候，往往更加重视材料的工艺、性质以及性能的讲解，因此这些专业一般都具有较强的重工科轻理科的特点，这就极易造成学生缺乏较强的理科背景，不利于学生的就业和发展。[1]同时，固体物理学课程包括很多生硬难懂的专业术语、定义以及十分复杂的空间想象与变换的繁琐的理论推导，这要求学生必须具备很强的高等数学、热力学与统计物理以及量子力学等方面的理论性十分强的课程知识，因此，这就在客观上对学生的学习带来了很高的难度。就本专业的学生而言，他们在报考的时候也不理解专业学习要面临的问题，难免存在未做好心理准备的情况。此外，一些比较基础的知识，如，高等数学，学生虽然接触过，但是其学习的深度并未达到固体物理学教学的要求。[2]综合以上这些原因，学生在进行固体物理学学习的时候，会感受到巨大的压力，尤其是当学习内容涉及一些相对抽象的定义以及复杂的数学推导过程的时候，就会导致一些学习比较吃力的学生产生厌学情绪，这对本专业的教学十分不利。因此，就新能源材料固体物理学教学进行改革和实践具有重要的现实意义。

二、新能源材料固体物理学教学改革与实践

（一）创新教学内容

首先，根据教学的实际需求以及学生的知识掌握能力，提高教学的针对性，对各章的内容，在教学上要详略得当，精细地讲解重难点知识，对不重要的知识可以略讲或不讲。其次，重视物理思想的传达。不要单一地追求推理过程的明了，要根据教学内容的具体特点以及学生的实际情况，有效地传达物理思想。让学生培养并形成正确的物理思维，面对具体物理知识的时候，首先从其物理思想的建立过程开始进行了解，然后对其相应的物理模型进行研究。并且在借助物理模型讲解知识的时候，要由浅入深，教会学生使用固体物理思维进行思考以及解决问题。如对警惕振动的波粒二象性—声子进行教学，首先要让学生明确声子的概念理论，然后对德布罗意的研究进行比较，让学生获得比较准确的量子力学的知识。最后，针对教材内容的实际情况以及教学的设计需要，合理地补充缺少的基础知识。有些知识从源头开始讲解很不现实，因此可以给出提纲或者纲要，让学生自己借助网络渠道进行资料查询，从而明确学生内容，并在讲课的时候适当地进行穿插，以有效弥补教材知识的不足。此外，还要根据最新的科研成果，如超高温导体、准晶体、石墨烯以及巨磁阻效应等，为学生补充一些最新的新能源固体物理学方面的新成就，有助于激发学生的学习兴趣。

（二）创新教学模式

（1）改变传统的教学模式，将学生当做课堂的主体，引导学生进行独立思考，不断启发学生去思考，从而让学生形成科学的思维方式，提高课堂学习的效率。（2）加强师生之间的互动，创建和谐的课堂氛围。课堂教学是师生互动的过程，只有加强互动，学生才能及时的提出问题，从而激发学生的兴趣，教师上课也有了激情。（3）要鼓励学生积极参与课堂。学生作为课堂教学的主体，只有積极的参与课堂教学活动，才能发表自己的见解，有效锻炼学生的自主学习能力，同时也有助于学生胆识的锻炼，使学生变得更加自信和积极。同时，在教学的时候要适时地应用多媒体等网络手段进行教学，使抽象的物理知识变得生动形象，提高学生的理解能力。如在讲解晶体的周期性结构时，要明确这些结构形成的内在机理，然后对粒子之间的相互作用进行理解。通过晶体结合的内容，就能有效表明在不同的条件下，原子间会出现某种形式的引力和电子云的斥力，这些相反的作用力决定了平衡时的原子间距。

三、结语

新能源材料专业固体物理学教学方式以及理念的改革是推进固体物理学发展的必要措施，通过改革，学生的物理思维得以形成，动手能力得以提高，专业课程更加具有吸引力，从而激发学生的学习兴趣，促进固体物理学教学水平的提高。

参考文献：

[1]杨少林，马金福，陈占林，等.新能源材料与器件专业固体物理学业评价改革研究[J].山东化工，2017，46（23）：140，142.

[2]毛飞，张振华，李小华，等.固体物理教学方法改革的探讨[J].时代教育，2016（4）：24.