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【摘要】针对目前新工科背景下材料物理专业材料物理课程的教学现状和诸多问题，围绕材料物理专业课程的特点，探讨了材料物理课程的教学方法改革的举措，揭示新工科背景下材料物理课程教学实践改革的必要性，并提出了改善材料物理本科专业材料物理课程教学水平的实施策略。
【关键词】新工科 材料物理 教学方法 实施策略
一、材料物理专业材料物理课程的特点
随着材料科学与工程技术的快速发展，特别是新工科大背景，材料物理相关理论的应用遍及材料工程技术的各个领域，探究材料科学与工程领域各种问题的物理本质和内在规律，建立材料科学与物理学的联系，显得尤为迫切。材料物理课程正是在培养应用型人才的工程背景下提出的，它作为材料物理专业必修的重要专业教育理论课程之一，在材料科学基础系列课程中起到承上启下的关键作用。本课程内容涵盖材料物理相关基础理论，包括材料的电子理论、晶体缺陷理论、晶体的塑性变形理论、合金相理论、固态扩散、固态相变理论和材料的磁学理论等。该课程的理论性较强，通过该课程的学习，了解材料物理的前沿进展及近代材料物理发展历程，进一步扩展和巩固材料物理专业知识领域的广度和深度。特别要在材料物理领域培养学生独立思考能力、扎实的专业基础知识与运用能力，锻炼学生严谨的科学研究态度和启发的创新精神，并培养其基于上述基础理论来解决材料工程应用中实际问题的综合能力，为其独立从事科研及其相关领域的工程技术工作奠定基础。
二、材料物理专业材料物理课程的教学现状和存在问题
1.材料物理课程设置时间不尽合理，一般设置在第七学期，与学生考研复习和求职面试有所冲突，普遍对课程的重视程度不够。通常，学生在前期材料科学基础类课程或固体物理类课程学习时，相关理论知识有所积累，但普遍不扎实，难以保证材料物理理论内容的连续性和系统性。
2.教学内容相对陈旧、枯燥，难以围绕新工科背景，不能及时捕捉科技前沿材料类和物理类交叉学科信息，对材料物理课程的专业任课教师获取前沿知识的要求较高。目前，所采用的教学参考书仅局限在固定的传统理论框架内容，且教材内容的理论性较强，学生不易理解，更难激发学习的兴趣点，缺乏教学信息的实效性和传导性。
3.教学方法与教学手段相对单一，多采用教师讲授与课堂提问的教学方法。实际专业课程教学中，借助多媒体教学手段或传统板书手段，以教师为中心开展教学活动，缺乏经典性或前沿性案例的引入，开展专题研讨活动较少，导致教学的趣味性和学生听课的主动性亟待加强。
4.课程考核环节不尽合理，缺乏对学习过程的全面监管。本校专业课采用“百分制”的闭卷考核方式，主要以卷面课考试成绩来确定该课程的最终考核成绩，很少去考核学生对所学材料物理知识面的拓展，更会忽视学生运用材料物理相关知识去解决问题能力的训练和培养，难达到客观检验材料物理课程教学效果的目的。
三、材料物理专业材料物理课程教学方法改进的思考
材料物理专业材料物理课程教学目的应围绕新工科背景，来指导学生系统掌握材料物理领域的基础理论知识，并能在今后的实际工程实践和科研工作中加以灵活运用。因此，在材料物理教学改革过程中，应针对材料物理专业学习特点、教学大纲要求和学生知识结构等特点，运用多元化的教学手段，并凭借灵活多变的教学方法，突破所选参考教材的框架束缚，充分调动学生的学习兴趣点。
材料物理课程的教学方法改革就是突破以教师为主体的传统教学方法，执行以学生为主体的分组讨论、定向教学和案例教学等混合式、多类型结合的教学模式，并利用获取的材料物理领域的前沿视频资料来调动学生的学习兴趣，体会课程内涵，达到学以致用的目的。
（1）分组讨论模式。该模式可作为“第二课堂”，用于日常某个章节内容，如超导现象，分派4～5人为一个小组，并布置调研任务，小组成员结合检索文献资料和调研情况汇总，充分交流与讨论后形成文字报告，提供任课教师批阅；
（2）定向教学模式。该模式用于以教师为主体的教学活动外的尝试性教学环节，即适当安排以学生为主体的定向式教学活动，其实施方法则按照材料物理课程教学内容展开，如以诺贝尔物理奖获得者丁肇中发现粒子引出反物质为切入点，要求内容前沿性和可控性强、信息量大，可以是一名学生亦可多名学生展开授课内容的准备，并做PPT报告，课上教师给予点评，做报告的学生的最终课程成绩考核时考虑一定分数奖励，这种方式有利于提高学生积极参与课堂教学的主动性，一定程度上能够提升学习质量，是对阶段性理论教学效果的有效检验途径之一。
（3）案例教学模式。该模式针对材料物理课程教学内容进行材料物理相关前沿应用案例的视频或图片、文字性资料的搜集准备工作，并将应用实例分类和整合入课程讲授PPT中，在实际课堂主体讲授，可由分组讨论学习小组完成课堂讲解，亦可有授课教师完成。案例教学法实施后，应进行教学效果的问卷调查，进一步改进和提升案例教学方式的授课模式和讲授效果。
四、材料物理专业材料物理课程教学水平的实施策略探讨
1.明确新工科背景下材料物理专业材料物理教学的培养目标，教与学双方重视材料物理的课程教学。教学培养目标即以材料科学基础和材料物理等专业知识的理论教学为依托，培养学生独立检索和搜集前沿性和信息性的专业知识的能力，并锻炼学生组织、交流和PPT汇报的能力。教师作为教学活动的组织者，对传统教学方法与模式进行全面改进，需日常关注和积累查阅大量材料物理领域前沿性经典案例应用于理论教学。学生应正确认识学习材料物理课程的积极意义，充分利用分组讨论、定向教学和案例教学等活动，调动学习的积极性和主动性。
2.在2016版材料物理专业培养方案和课程标准修订过程中，结合新工科背景的专业建设对材料物理课程在课程体系中的重新定位，并对讲授内容进行合理有效调整，便于后期教学活动的开展。通过上述分组讨论、定向教学和案例教学活动的开展来进一步提高教学质量和综合运用能力。分组讨论教学提高学生参与度和表达能力，定向教学来提高学生交流和综合运用能力，案例教学提高学生捕捉科研信息能力，以上三种教学模式是一个有机整体，可形成合力，同时发力，在实际课堂教学中穿插结合，能够达到良好教学效果。
3.结合定向式教学方法和分组讨论，采用视频教学和模拟实践联合方式开展“第二课堂”活动，能积极引导学生参与前沿材料物理类信息的捕获，以理论授课环节为契机，鼓励学生对所学专业和所学课程要有信心，实际前沿性科技成果也是从基础研究开始，逐步升华的，让学生更清楚经典案例的榜样和引导作用，告别单调和枯燥的课堂，使学生成为课堂讲授的主体，学生才能乐在其中，进而全面改善和提升材料物理课程的课堂讲授效果。
五、结束语
上述為针对材料物理专业材料物理课程教学现状进行教学方法改革的探讨，故更应明确培养目标，制定培养方案，调整教学大纲和课程标准，活化教学模式，引入科研案例，强化学习效果等策略，增强学生学习材料物理课程的积极性，提高课程的教学实效，以期满足现阶段材料物理领域创新型人才培养的实际需求。
参考文献：
[1]胡正飞，严彪.材料物理概论[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]石德珂，朱维斗.材料物理[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3]赵德刚，王琦.新工科建设背景下材料类专业综合改革与实践探索——以济南大学材料科学与工程专业为例[J].教育教学论坛，2018，（13）：205.
[4]刘亚冰.材料物理课程教学内容与教学方法研究[J].长春教育学院学报，2015，（01） ：74.
【关键词】新工科 材料物理 教学方法 实施策略
一、材料物理专业材料物理课程的特点
随着材料科学与工程技术的快速发展，特别是新工科大背景，材料物理相关理论的应用遍及材料工程技术的各个领域，探究材料科学与工程领域各种问题的物理本质和内在规律，建立材料科学与物理学的联系，显得尤为迫切。材料物理课程正是在培养应用型人才的工程背景下提出的，它作为材料物理专业必修的重要专业教育理论课程之一，在材料科学基础系列课程中起到承上启下的关键作用。本课程内容涵盖材料物理相关基础理论，包括材料的电子理论、晶体缺陷理论、晶体的塑性变形理论、合金相理论、固态扩散、固态相变理论和材料的磁学理论等。该课程的理论性较强，通过该课程的学习，了解材料物理的前沿进展及近代材料物理发展历程，进一步扩展和巩固材料物理专业知识领域的广度和深度。特别要在材料物理领域培养学生独立思考能力、扎实的专业基础知识与运用能力，锻炼学生严谨的科学研究态度和启发的创新精神，并培养其基于上述基础理论来解决材料工程应用中实际问题的综合能力，为其独立从事科研及其相关领域的工程技术工作奠定基础。
二、材料物理专业材料物理课程的教学现状和存在问题
1.材料物理课程设置时间不尽合理，一般设置在第七学期，与学生考研复习和求职面试有所冲突，普遍对课程的重视程度不够。通常，学生在前期材料科学基础类课程或固体物理类课程学习时，相关理论知识有所积累，但普遍不扎实，难以保证材料物理理论内容的连续性和系统性。
2.教学内容相对陈旧、枯燥，难以围绕新工科背景，不能及时捕捉科技前沿材料类和物理类交叉学科信息，对材料物理课程的专业任课教师获取前沿知识的要求较高。目前，所采用的教学参考书仅局限在固定的传统理论框架内容，且教材内容的理论性较强，学生不易理解，更难激发学习的兴趣点，缺乏教学信息的实效性和传导性。
3.教学方法与教学手段相对单一，多采用教师讲授与课堂提问的教学方法。实际专业课程教学中，借助多媒体教学手段或传统板书手段，以教师为中心开展教学活动，缺乏经典性或前沿性案例的引入，开展专题研讨活动较少，导致教学的趣味性和学生听课的主动性亟待加强。
4.课程考核环节不尽合理，缺乏对学习过程的全面监管。本校专业课采用“百分制”的闭卷考核方式，主要以卷面课考试成绩来确定该课程的最终考核成绩，很少去考核学生对所学材料物理知识面的拓展，更会忽视学生运用材料物理相关知识去解决问题能力的训练和培养，难达到客观检验材料物理课程教学效果的目的。
三、材料物理专业材料物理课程教学方法改进的思考
材料物理专业材料物理课程教学目的应围绕新工科背景，来指导学生系统掌握材料物理领域的基础理论知识，并能在今后的实际工程实践和科研工作中加以灵活运用。因此，在材料物理教学改革过程中，应针对材料物理专业学习特点、教学大纲要求和学生知识结构等特点，运用多元化的教学手段，并凭借灵活多变的教学方法，突破所选参考教材的框架束缚，充分调动学生的学习兴趣点。
材料物理课程的教学方法改革就是突破以教师为主体的传统教学方法，执行以学生为主体的分组讨论、定向教学和案例教学等混合式、多类型结合的教学模式，并利用获取的材料物理领域的前沿视频资料来调动学生的学习兴趣，体会课程内涵，达到学以致用的目的。
（1）分组讨论模式。该模式可作为“第二课堂”，用于日常某个章节内容，如超导现象，分派4～5人为一个小组，并布置调研任务，小组成员结合检索文献资料和调研情况汇总，充分交流与讨论后形成文字报告，提供任课教师批阅；
（2）定向教学模式。该模式用于以教师为主体的教学活动外的尝试性教学环节，即适当安排以学生为主体的定向式教学活动，其实施方法则按照材料物理课程教学内容展开，如以诺贝尔物理奖获得者丁肇中发现粒子引出反物质为切入点，要求内容前沿性和可控性强、信息量大，可以是一名学生亦可多名学生展开授课内容的准备，并做PPT报告，课上教师给予点评，做报告的学生的最终课程成绩考核时考虑一定分数奖励，这种方式有利于提高学生积极参与课堂教学的主动性，一定程度上能够提升学习质量，是对阶段性理论教学效果的有效检验途径之一。
（3）案例教学模式。该模式针对材料物理课程教学内容进行材料物理相关前沿应用案例的视频或图片、文字性资料的搜集准备工作，并将应用实例分类和整合入课程讲授PPT中，在实际课堂主体讲授，可由分组讨论学习小组完成课堂讲解，亦可有授课教师完成。案例教学法实施后，应进行教学效果的问卷调查，进一步改进和提升案例教学方式的授课模式和讲授效果。
四、材料物理专业材料物理课程教学水平的实施策略探讨
1.明确新工科背景下材料物理专业材料物理教学的培养目标，教与学双方重视材料物理的课程教学。教学培养目标即以材料科学基础和材料物理等专业知识的理论教学为依托，培养学生独立检索和搜集前沿性和信息性的专业知识的能力，并锻炼学生组织、交流和PPT汇报的能力。教师作为教学活动的组织者，对传统教学方法与模式进行全面改进，需日常关注和积累查阅大量材料物理领域前沿性经典案例应用于理论教学。学生应正确认识学习材料物理课程的积极意义，充分利用分组讨论、定向教学和案例教学等活动，调动学习的积极性和主动性。
2.在2016版材料物理专业培养方案和课程标准修订过程中，结合新工科背景的专业建设对材料物理课程在课程体系中的重新定位，并对讲授内容进行合理有效调整，便于后期教学活动的开展。通过上述分组讨论、定向教学和案例教学活动的开展来进一步提高教学质量和综合运用能力。分组讨论教学提高学生参与度和表达能力，定向教学来提高学生交流和综合运用能力，案例教学提高学生捕捉科研信息能力，以上三种教学模式是一个有机整体，可形成合力，同时发力，在实际课堂教学中穿插结合，能够达到良好教学效果。
3.结合定向式教学方法和分组讨论，采用视频教学和模拟实践联合方式开展“第二课堂”活动，能积极引导学生参与前沿材料物理类信息的捕获，以理论授课环节为契机，鼓励学生对所学专业和所学课程要有信心，实际前沿性科技成果也是从基础研究开始，逐步升华的，让学生更清楚经典案例的榜样和引导作用，告别单调和枯燥的课堂，使学生成为课堂讲授的主体，学生才能乐在其中，进而全面改善和提升材料物理课程的课堂讲授效果。
五、结束语
上述為针对材料物理专业材料物理课程教学现状进行教学方法改革的探讨，故更应明确培养目标，制定培养方案，调整教学大纲和课程标准，活化教学模式，引入科研案例，强化学习效果等策略，增强学生学习材料物理课程的积极性，提高课程的教学实效，以期满足现阶段材料物理领域创新型人才培养的实际需求。
参考文献：
[1]胡正飞，严彪.材料物理概论[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]石德珂，朱维斗.材料物理[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3]赵德刚，王琦.新工科建设背景下材料类专业综合改革与实践探索——以济南大学材料科学与工程专业为例[J].教育教学论坛，2018，（13）：205.
[4]刘亚冰.材料物理课程教学内容与教学方法研究[J].长春教育学院学报，2015，（01） ：74.