時間：2022-04-20 02:02:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料物理專業，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）07-0058-02
一、材料物理專業簡介
材料物理專業各高校定義不一，縱觀各大高校的描述，認為南京郵電大學[1]描述比較全面：材料物理專業培養掌握材料科學的基礎理論與技術，掌握現代材料科學研究方法，掌握材料性能與各層次微觀結構之間關系的基本規律，能從事各種材料應用基礎理論研究，傳統材料的性能改進與新型材料開發與研制，材料的合理使用和材料的檢測分析等工作的高級專門人才。能在材料科學與工程和相關交叉學科領域從事科研、教學、產品研發、生產技術或管理工作的具有理科素質及工科意識的理工復合型專門人才。本專業畢業生應具有以下幾方面的能力和素質：具備寬厚的數學和物理基礎，較好的計算機和電子科學技術基礎，人文社會科學基礎和外語綜合能力；系統掌握物理和材料物理基礎理論，基本實驗方法和技能；本專業學生繼續深造的方向有材料學、材料物理與化學、材料加工工程、微電子學與固體電子學、凝聚態物理、物理電子學、光學和半導體物理學等。本專業學生畢業后可以在材料、能源、電子、信息等諸多領域和交叉學科從事教學、科研、開發、設計和管理工作。主要研究方向有：固體微結構分析與信息功能材料，位移式相變與形狀記憶和超彈性材料，復合功能材料與智能結構，生物醫學材料及應用以及界面化學與功能陶瓷等。
二、材料物理人才培養的瓶頸
材料物理專業，一般屬于理學院或者材料工程學院下轄的專業之一，所涉及到的方面主要是材料的宏觀及微觀結構，尤其是微觀結構，材料的物理性能基本參數以及這些參數的物理本質。畢業生可能面臨的另外一個問題是，由于很多高校建立材料專業的背景不同，兼之材料科學作為專業名稱提出來，又不是很長時間的事情，造成很多用人單位不了解這個專業的畢業生究竟是做什么的。這也是導致這幾年材料物理專業越來越多的畢業生畢業后待業的一個重要的原因。眾多的因素阻礙著材料物理學生的發展，但是最主要的還是學生的專業課程設置，不同的教學安排會培養出完全不同的學生，最終的結果也會大不相同。
三、材料物理人才培養的趨勢
材料物理專業是材料科學不可或缺的重要組成部分。猶如支撐萬丈高樓的基石，材料支撐著人類文明。雖然材料物理專業目前遇到了很多的問題，但是幸運的是這些問題被教育者意識到了，現在很多學者都在探討材料物理專業以后的培養模式和方向。隨著科學技術的發展，材料正朝著微型化、功能化、智能化的方向發展。這也就意味著材料行業將迎來一次大的變革，相應的材料產物也會隨著變化。現在頗為流行的納米材料、環境材料、電子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各個領域的應用。社會對人才的要求是各大高校培養學生的一個重要依據，雖然各個學校有自己的特色，但是面對瞬息萬變的局勢，各大高校還是打破框架，尋求發展。很多學校與時俱進，將材料學的重心由傳統材料開始偏向于新型材料，如：納米材料、復合材料、環保材料、電子材料等。從目前來看，在短時間內，各大高校的培養趨勢將會繼續朝著微型化、功能化、智能化材料方向發展，未來也會隨著科學技術的發展，跟上前沿科技，不斷更新培養計劃，培養出21世紀綜合型的人才。
四、武漢科技大學材料物理專業簡介
武漢科技大學理學院材料物理專業開辦于2001年，是一門材料學與物理學相交叉的學科，迄今已有6屆畢業生，材料物理專業在探索中發展。武漢科技大學材料物理專業培養適應現代化建設需要，具有遠大理想和良好思想品德，具有較深厚的數學和物理學基礎，掌握材料科學基本理論和現代材料科學研究與測試的基本方法，能在科學研究、科技服務、教育、工業、事業、社會服務等方面從事材料及其相關領域的研究設計、性能檢測、技術開發、質量管理等方面工作的應用型高級專門人才。然而隨著經濟的快速發展，工程教育的擴大，材料類專業教育進行了改革。武漢科技大學材料物理專業自2004年以來，也對教學進行了初步調整，但特色仍不明顯。2008年金融危機以來，大學生就業問題越來越嚴重，材料物理專業的發展也因此面臨著新的挑戰，對未來科學和教育趨勢面臨著新的思考。武漢科技大學材料物理專業就業率有降低趨勢，加入鋼鐵相關企業的畢業生也逐年減少，選擇考研的同學占大多數。
五、材料物理專業課程設置的特點
通過對國內多所名校的調研，給出了以下結論：名校的課程都由基礎課、專業課、必修課、選修課和實踐課組成。名校的課程設置都是緊密結合本校的特色，充分依托學校這個平臺，使專業的發展平臺更加寬廣同時有底氣。名校在設置課程的時候也會均衡各個學期學生的學習任務，學生的接受程度，盡量做到循序漸進，由淺入深，由易到難。所有的高校都步伐統一的把專業課放在了第五、第六和第七學期。但是調查表明學生并不希望太晚上專業課，特別是第七學期，大家都希望可以提前一些時間上專業課，使專業課上課時間同學生考研和找工作的時間分開。武漢科技大學材料物理專業的主要課程有普通物理、理論物理、固體物理、數學物理方法、物理化學、材料物理導論、材料科學基礎、材料研究方法、材料合成與制備、普通物理實驗、近代物理實驗、材料物理專業實驗等。我校材料物理由于成立得比較晚，所以成立的時候大量的借鑒了其他高校的課程安排。雖然這樣的借鑒可以幫助我們少走彎路，但是過多的借鑒使我校的材料物理專業缺乏特色。我校的材料物理專業的基礎課就是一些最基本的知識，我有人有，人有我無。不過有一點也是值得欣慰的，就是我們的物理基礎比較牢靠。我們的專業選修課雖然很多，但是不受重視，安排的時間太晚。我們的專業課比較少，而且都是些入門的基礎知識，實用性不強。實驗很多，但是創新實驗比較少，都是些傳統的實驗，且在考核方式上要進行合理的改善。實踐課程安排得很好，這是我校的亮點。總體來說，我校的材料物理專業的課程偏理論，應用型的課很少，課程間的交叉太多，這樣造成我們的課程多而雜，缺乏特色，就業口徑窄。換句話說，我校的材料物理專業的整體設計顯得太過中規中矩，這樣的設置不會出錯，但是也缺少特色，缺乏亮點，所以我們的課程設置有必要進行一些改進。如何更好更有效地改進材料物理專業課程的設置將是我們下一步重點研究和討論的課題。
參考文獻：
[1]南京郵電大學.材料科學與工程學院專業介紹[EB/OL].http：///s/73/t/164/a/7915/info.jspy，2010-01-01.
[2]石敏，陳翌慶，許育東，等.論材料物理專業教學的改革[J].中國科教創新導刊，2009，（19）：73-74.
[3]劉強春，袁廣宇，戴建明.材料物理專業實驗課程體系的改革與實踐[J].牡丹江師范學院學報，2010，70（1）：65-66.
材料物理實驗 應用物理學 教學改革
一、引言
2006年，中國科技創新大會提出：2020年前使我國進入創新型國家行列。因此，為國家培養大批自主創新型人才成為社會發展的迫切需要。據此，許多高等院校將人才培養定位為培養高級應用型創新人才，而高級應用型創新人才的培養不能離開實踐教學環節這一教學體系重要組成部分，實踐教學在培養學生實踐應用能力、分析和解決問題能力、創新精神等方面具有不可替代的作用。
為適應社會對應用型創新人才需求，湖南工業大學構建了以“三實一創”（實訓、實驗、實習、創新）為核心的專業實踐教學新體系。《材料物理實驗》課是理學院應用物理學專業材料物理方向一門實踐性很強的必修課，其教學目的是讓學生熟悉科研全部過程，在實驗中逐步了解科學研究方法，課程在培養學生分析問題與解決問題的能力，提升學生科學思維方法以及綜合科研素質方面有舉足輕重的作用。
二、《材料物理實驗》教學內容改革
湖南工業大學理學院材料物理實驗室在實驗教學新理念指導下，充分了解和貫徹實驗教學在教學工作和培養高素質創新型人才中的重要地位，按照培養目標將實驗教學內容進行分類、歸納、更新與整合，并遵循由淺入深、由簡到繁、由單純模仿到學生獨自綜合創新的順序，逐步推進，分層次按階段履行的原則，把《材料物理實驗》課劃分為下面三個實驗項目：
1.材料科學基礎實驗
此基礎實驗是根據材料物理專業方向課程要求學生學會的材料科學方面基本實驗技能所開設的，規定每個學生都會動手操作且分析實驗結果，如金相試樣的制備、金相顯微鏡的使用、金屬和非金屬材料的拉伸、壓縮與彎曲實驗等。
2.材料分析測試實驗
以材料表征和材料性能測試為目的，讓學生了解材料研究前沿所需的新型材料合成與測試方法，拓寬學生知識面。有針對性地設置了以下實驗：材料的紫外光譜測試、薄膜厚度、折射率及消光系數測試、功能薄膜特性測試、材料熱重/差熱分析、電化學工作站的使用等，這些實驗幫助學生學習材料表征的基本方法和材料性能測試的一般技巧，激發學生科學思維。
3.綜合設計性實驗
綜合設計性實驗是一種新型實驗教學模式，目的是促進學生提出疑問-綜合研究-解決問題的能力，所以，實驗選題主要注重發展創新。在學生業已掌握相關材料領域知識前提下，綜合設計性實驗鼓勵學生自我發展創新，督促學生查閱文獻資料，幫助學生探索和了解新知識、新方法，根據綜合實驗的教學要求，提出可行實驗方案，按照既定目標，選擇實驗配方和實驗條件，制備出符合實驗性能要求材料，對材料進行合理表征，完成性能測試，并根據實驗現象和實驗結果，探索材料體系結構-制備方法-物質特性的相互關系，判斷較好的配方和制備技術，在學生自主選擇中培養創新能力。實驗包括溶膠凝膠法制備納米材料及其結構測試、陶瓷材料的成型和燒結、稱重法測量材料腐蝕速率等。
三、《材料物理實驗》教學方法改革
教學方法直接影響實驗教學效果，培養創新人才，教師選擇合理的教學方法是關鍵。傳統實驗教學通常采用填灌式、驗證式的教學方法，實驗時老師先講述實驗原理、方法等，然后要求學生按照實驗講義給出的固定實驗步驟機械式完成實驗，儀器、實驗藥品等都是教師事先準備好的，最后學生再按照教師要求的固定形式撰寫實驗報告，學生在這個過程中僅僅是個被動參與者，有很多學生在上課時依葫蘆畫瓢地照搬別人的實驗做法，在完成實驗后還不知道為什么要做這個實驗，這種教法削弱了學生對實驗課程的興趣和創作激情，學生的動手實踐能力沒能得到應有的訓練，自然難以保證好的教學效果。材料物理實驗室通過以下方式改進傳統實驗教學方法：
1.開放式實驗教學
將傳統的“教師講授-演示實驗-學生實驗”的教學方法改為“學生預習-自己查閱資料-提問與集體討論-儀器操作-教師指導-綜合評價”形式，教師首先給出命題，學生據此查閱有關文獻資料，通過提問與討論設計實驗方法，然后自己選擇實驗裝置、手段及實驗工序，實驗結束后，必須自己經過思考，分析實驗結果，總結規律，給出實驗結果綜合評價，撰寫實驗報告。
2.實驗教學導師制
一般的材料物理實驗室只在日常實驗教學中才對學生開放，既造成實驗室儀器設備的浪費，也無法滿足現代實驗教學對學生創新意識與能力培養的要求。采用導師制可以克服這個弊端，學生自主選擇導師，充分利用實驗室的資源優勢，在導師的指導下，自行設計創新性實驗，參與科研型開放實驗或自選課題實驗等，方便教師和學生開展科研活動。
四、《材料物理實驗》考核方法改革
為了建立全面、客觀、公正地評價學生實驗操作技能掌握程度、科學態度與綜合素質的實驗課程考核體系，材料物理實驗室從學習態度、理論測試、實際操作能力（包括動手能力、調試能力和創新能力）以及實驗結果相結合的辦法全面考評學生成績。對于基礎性與材料測試實驗，重點考查學生的基本理論和基本動手實踐能力，其中平時成績（包括預習報告、平時實驗中獨立操作能力及實驗報告）占50%，操作考試成績占50%。對于綜合設計性實驗，考核方式分為方案設計（合理性、完整性、經濟性）、綜合操作能力（獨立、熟練、創新）、實驗報告（清楚、規范、完整）和答辯幾個部分來全面評測學生的實踐操作能力和分析應用能力。這種多元化的考核方式，從不同角度綜合考查學生綜合能力，充分調動了學生學習和探索的積極性。
五、結語
我們提出了一個比較符合湖南工業大學理學院實際的材料物理專業人才培養的實踐教學改革方案，通過對當前實驗教學現狀進行分析，對實驗教學內容、教學方法、考核方式等不同角度進行探討和改革，改變傳統中實驗課附屬于理論課的教育方法。經過3年的教學實踐，證實教學改革卓有成效，學生動手實踐能力明顯改善，學生對于科研活動越來越感興趣，多名學生在學校舉辦的大學生創新杯競賽中取得良好成績。《材料物理實驗》教學改革，將是注重學生實踐創新和充分發揮學生自主探索研究的一種嶄新實驗教學模式。
參考文獻：
[1] 楊金山.改革實驗工作模式 促進應用型創新人才培養[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）.
[2]郭永利，梁工英，盧學剛.在材料物理專業實驗教學中培養學生的創新能力[J].陜西師范大學學報，2009，（37）.
21 世紀科學技術高度發達和經濟快速發展，材料的發展和應用水平已成為衡量一個國家國力強弱的重要指標。新材料的發展與應用，依賴于材料的物理性能的應用，因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能課程是無機非金屬材料專業平臺重要的基礎課，它從材料的組成、結構的角度闡述材料的物理性能及本質，包括力學、熱學、電學、光學、磁學等性能，這些性能基本上都是各個領域在研制和應用無機非金屬材料中對材料提出的基本技術要求，在實際工作中具有重要的意義 [1 ]。通過教學，讓學生掌握無機非金屬材料的關鍵物理性能及本質，以及無機材料物理性能的研究方法。對于這門課，學生普遍認為內容抽象、理論性強，難于理解掌握，作為教師授課難度較大。本文結合筆者多年的教學實踐及經驗，就如何提高無機非金屬材料專業材料物理性能教學效果而采用微課教學進行了探索。
對于微課的發展，首先發起于國外，微課程（ Micro-lecture） 的雛形最早見于英國納皮爾大學T.P.Kee 提出的一分鐘演講（The One Minute Lecture，簡稱OML ）和美國北愛荷華大學LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒課程（ 60-Second Course） [2 ]。美國理查德?沃曼在1984 年發起創辦了TED（指technology、entertainment、design在英語中的縮寫，即技術、娛樂、設計），該機構為私有非盈利機構。特別從2006年起，TED演講視頻上傳到網絡上，短短幾年時間就獲取了大量的點擊率 [3 ]。在國內，2011年佛山市教育局胡鐵生率先提出了以微視頻為中心的新型教學資源“微課”。他認為，“微課”是指按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源的組合 [2，4 ]。因此基于微課的平臺，本文探討了針對材料物理性能微課教學的探討。
1 材料物理性能微課選題
材料物理性能“微課”主要針相應的教學大綱展開教學，所以在“微課”的選題上嚴格扣住教學重點，并致力于將重要知識點分解清晰。
1.1 材料物理性能微課編寫
材料物理性能“微課”不是簡單的一段段的視頻，還應包括材料物理性能教案、教學課件等其他資源要素，所以在選好題后，著手電子教案的編寫。材料物理性能教案編寫一般包括本門課教學背景、教學目標、教學方法和教學總結等方面內容。
1.2 材料物理性能課件制作
材料物理性能“微課”課件通常采用PPT聯合視頻等多媒體格式，針對選定的知識點設計PPT。而多媒體技術是利用各種多媒體軟件對文本、聲音、圖形、圖像、動畫等信息進行綜合處理。而多媒體的制作通常采用PowerPoint、Moviemaker、屏幕錄像專家等軟件，即操作方便，電腦操作系統一般自帶PowerPoint、Moviemaker軟件，另外軟件屏幕錄像專家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微視頻制作
對于材料物理性能課程的視頻制作，主要是針對于課程相關的實驗和性能及設備的演示。由于在課堂上的板書信息量有限，必須借助這些視頻等手段來增加信息量，如在電子理論部分講解電子的導電、熱運動以及費米面的特征等等。理論上講解非常抽象，采用這些微視頻手段就容易講解清楚。微視頻的制作主要采用現場設備的錄制、網絡資源下載等等手段來實現。
2 創新材料物理性能微課教學方法和手段
材料物理性能課程屬于理論性較強的課程，要想讓學生主動地認真地聽講，不僅作為老師要努力的做好充分的備課，更要創新微課教學的方法和手段。作為多媒體的手段，不僅僅體現在PPT的制作上，更應該穿插更多的符合教學內容的教學視頻及動畫等內容，把學生的注意力牢牢的控制在屏幕上，達到事半功倍的效果。
2.1理論與實踐相結合
材料物理性能在理論上對于材料的性能的分析較深入，因此相關的實踐教學也具有重要的地位。在理論學時極為有限的狀態下，仍然開設了一定量的實驗課程，主要是針對于設計型、綜合型實驗課。例如在材料的磁性這段內容里，開設了一個居里點的測定。學生在學生磁性材料這段內容時，總是感覺磁性性質直觀性不強，對于居里點的概念也停留在概念上。采用實驗設備居里點測定儀，讓學生從實驗指導書聯合教材的磁能內容，能夠理解實驗設備的基本原理及測試方法，并結合磁性的一個重要參數χ與溫度關系曲線能夠用數學的理論判斷出居里點，這樣使學生不僅僅懂得怎樣測定居里點，更懂得居里點的真正的物理意義。
2.2 理論與實際相結合
材料物理性能內容范圍較寬，相應的知識點較多，與實際上情況聯系緊密。如在熱膨脹的部分，課堂上會引申出什么是熱力管路的膨脹節，它的功能是什么？在提出這個問題后，讓學生思考一下，給予討論的時間，學生們也能夠積極的回答，極大地活躍了教學氣氛。
2.3啟發互動式教學
材料物理性能課程內容較深，所以完全把書本上的內容在課堂上講完，在學時上也是完成不了的。為了能夠使學生能夠把相關內容都學習完整，在本課程內容偏重于擴張方面的知識，讓學生課下自己來完成。例如我們在講解磁性方面的知識時，聯系到地球的大磁場，讓學生分析為什么地球的南北極能夠產生極光，并分析極光對于我們人類的作用。
3 充實材料物理性能微課教學內容
材料物理性能課程體系也是隨著科技的快速發展而更新其內容，以滿足不斷發展的社會要求。對于21世紀快速發展的科技時代來說，材料物理性能微課教學內容體系在保持原有的內容體系上，也要緊跟時代的發展。并根據內容的需要適當調整課程的內容及結構，增添學科的前沿知識，激發了學生的學習興趣，開拓了學生的視野。
因此作為教師本身就要搜索大量的材料物理性能的前沿信息，使學生在學習材料物理性能的理論的同時，也能了解材料物理性能發展的前沿，使學生的學習興趣大大提高，知識面也大大拓寬，從而為將來從事的研究工作崗位奠定了堅實的基礎。
4 更新材料物理性能微課實踐方法
材料物理性能微課是通過材料物理性能的相關的知識網絡表現的，對某個教學環節的教學內容及實施的其教學活動的總和。但這還不能體現“材料物理性能微課”的獨特之處和完整內涵， 因為材料物理性能微課的核心資源或最重要的載體是“材料物理性能微視頻”（不是一般的文本、PPT 課件或圖片等其它媒體資源）， 而材料物理性能視頻是所有資源類型中情境最真實、信息量最豐富的一種資源，因為視頻是直觀形象的。材料物理性能微課應該是以“材料物理性能微型視頻”為主要內容和呈現方式的一種新型微型網絡課程――“材料物理性能微型視頻網絡課程”。
關鍵詞 固體物理學 教學改革 教學方法
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.031
Solid State Physics Teaching Reform and Practice Adapt to Materials
Physics and Electronic Science and Technology Needs
LI Zijiong， SU Yuling， WANG Yongqiang， GONG Gaoshang
（School of Physics & Electronic Engineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002）
Abstract Solid State Physics is physics and electronic material science and technology important professional courses， according to the needs of both professional features in the teaching content， teaching methods and capacity-building and improving other aspects of solid state physics curriculum reform and practice.
Key words solid state physics; teaching reform; teaching methods
0 引言
隨著人才需求的不斷變化和學科的發展，不同專業的課程體系和人才培養模式應與時俱進地作相應的調整和優化，不斷完善和發展以適應專業特點和新形勢下需求的培養目標。①②固體物理學課程主要研究固體（晶體）的微觀結構特征、相互作用及其運動規律，并闡述其用途的學科。固體物理學課程是物理、材料、化學和電子等專業的基礎課程。③但受傳統教學內容、教學手段和有限課時等的影響，不少學生缺少對該課程在專業培養中的重要作用的認識，學習重視程度不夠，缺乏學習積極性。因此，有必要根據不同專業方向特點，在教學內容、教學方法和考核體系等方面對固體物理學課程進行教學改革。
材料物理和電子科學技術是鄭州輕工業學院物理與電子工程學院的兩個專業，我們在這兩個專業開設了固體物理學課程，分別制定了課程標準和課程教學目標。針對固體物理教學課程自身的特點，結合材料物理和電子科學與技術專業學生的培養模式和需要，根據多年對固體物理學在兩個專業的教學實踐，提出了關于固體物理課程教學根據專業不同需求的優化與調整方案，并在教學中進行了實踐，取得了一定的效果。
1 根據專業特點，進行教學內容的調整和優化
固體物理學是一門綜合性很強的課程，除了需要量子力學和統計物理、大學物理等方面的基礎知識外，在傳統的內容上也是增加了很多現代科技前沿的內容。由于不同專業學生的背景和培養目標的差異，在授課內容方面首先要進行一定的調整和優化。
材料物理專業是我校較早開設的傳統專業，其目的是培養較系統地掌握材料科學的基本理論與方法，具備材料物理相關的基本技能和基本知識，能在材料科學與工程及與其相關的領域從事教學、研究、教學科技開發教學及相關管理工作的材料物理高級專門人才。由于學生的材料和物理背景較好，考慮到該專業與固體物理學聯系較緊密的特點，需要對傳統固體物理學課程教學內容進行強化和延伸。
如在講解晶體結構一章時，在讓學生深刻理解晶體結構平移性和對稱性特點的基礎上，我們適當增加了材料結構分析方面的內容，除了晶體結構詳細講解外，對非晶體、準晶等也要做一定的介紹，并結合科研工作中常見的晶體缺陷問題，對相關材料進行分析，增加了如何利用X射線衍射分析晶體結構，并安排學生動手制備一些新材料，學習應用掃描電子顯微鏡、投射電子顯微鏡、XRD等工具對所制備材料的微觀結構進行表征分析，從而加深學生對所學知識的理解，提高解決實際問題的能力，獲得了對固體物理課程學習的主動性和針對性。
在講述晶體結合一章，增加了氫鍵結合形成不同晶體的特點及規律，將共價性結合和金屬結合的特點和規律采用第一性原理進行計算，并將結果進行課堂視頻展示;在講述金屬、半導體電子結構章節中，有意識地增加了態密度、摻雜、能帶調控等概念，在此基礎上，適當分析一下半導體材料的電子結構對其電學和光學性質的影響，有意識地加強材料物理專業學生的分析和解決問題的能力。結合當前材料科學研究的新材料如石墨烯、二硫化鉬等納米材料、金屬氧化物量子點等，進行了結構和潛在應用的分析，對拓寬學生的知識結構、開闊視野和提高學習興趣起到了積極作用。
在講解能帶理論一章時，注重問題提出和解決的思路方法，將復雜的材料問題運用合理的物理近似處理方法，使材料物理專業能夠把所學的物理知識和材料有機結合起來，并能夠運用所學知識解決實際問題，通過實踐，收到較好效果。
針對電子科學與技術專業主要培養學生從事與光電子器件應用與光電工程技術等工作，需要實際與理論相結合，并且能夠把理論知識能夠運用在生產與工作當中的要求，在講述固體物理傳統內容時，抓住物理過程的主要方面，構造簡化的模型，進行有效的數學處理。教學過程緊扣物理模型和思想，適當降低知識難度，而且還要適當減少傳統固體物理內容與電子科學和技術專業關聯不大的問題。將與電子科學技術專業密切相關的能帶理論、晶體缺陷、半導體電子倫和金屬電子論等章節作為重點講授的內容，同時也盡量保持知識的連慣性和系統性。
科技發展日新月異，不斷出現的新技術和新發現為固體物理學課程內容的延伸不斷開拓出新的研究領域。在教學實踐中，我們將傳統的固體物理學教學內容與日新月異的物理前沿內容間的關聯有機結合起來，例如，與能帶理論有關的LED、與晶體結構有關的C60、太陽能光伏電池的研究進展和應用、以及固體激光器等與光電技術相關的前言知識穿插在教學當中，強化學生的基礎知識學習，提高學生的學習興趣、明確學生的專業方向，拓寬學生的視野。
2 根據專業特色調整和優化教學方法
針對材料物理和電子科學與技術專業的不同特點，除了進行固體物理教學內容的優化調整外，在教學方法也要進行改革，以適應這兩個專業的培養目標需要。
首先改變傳統教師課堂一言堂的教學方法，將課堂主體交給學生，增加師生互動環節。課堂上老師把要講授的內容以提出問題的形式展出，鼓勵學生解答這些問題，充分發揮了學生的積極主動性。對于學生普遍不好理解和難懂的問題，教師再進行細致講解，這樣做到重點突出，有的放矢，充分實現教師和學生的課題互動，極大地提高了學生的積極性。同時加強習題課環節，任課教師事先將要講的習題給學生，并安排學生分組討論。課堂上，學生積極主動上臺講解習題的不同解答方法，并可對不同解答提出質議，這樣既增強了學生理解和解決問題的能力，又極大提高了課堂效率。對不同專業學生，除了教學內容的側重點不同以外，在教學方式方法上也體現出差別。如對材料物理專業學生，教學時要注重課堂教學內容的邏輯關系，強化對概念和規律的理解、記憶，對于與專業相關的理論，要求學生能夠理論推導。而對電子科學與技術專業學生，提出“聯想式教學法”，例如，從大學物理中的光和機械波傳播的干涉和衍射現象引入倒格矢的概念，把抽象難懂的倒格子與光的波動性聯系起來，從而聯想到對微觀粒子波動性的空間描述;從大學物理中聲波和電磁場的耦合激化現象引領學生學習聲學波和光學波的異同點;從光伏太陽能電池的原理入手聯想到能帶理論等等，從而加深對固體物理圖像及物理本質認識，而不是僅僅停留在對概念和規律的推導和理解上。
其次是將生動直觀的物理演示模型引入課堂教學實踐中，提高課堂效率。我們將固體物理學課程中的相關難懂知識點，做成一系列教學模型，通過課堂演示，加深對學生對固體物理知識的理解和掌握。如講解不同晶體結構時，我們分別演示了Si、Cu和NaCl等的不同晶體結構的原子排列模型;講解晶體的對稱性時，我們分別演示立方體、圓柱體、錐體等的模型，引導學生分析不同模型的對稱特點，同時采用3D MAX 動畫制作軟件，將不同晶體結構制作成三維圖像及視頻，既形象又生動，充分調動學生的學習積極性。對于固體物理的能帶理論一章，推導復雜，學生理解有一定的困難，針對理論推導不作重點要求的電子科學與技術專業學生，我們重點通過講解模型建立和合理簡化處理問題的物理思想，通過引入不同能帶結構的半導體材料在LED、太陽能電池的應用，講解晶體能帶的特點和調控方法，加深了學生對這部分的重視和理解。
最后是重視課后反饋，增強學生的知識運用能力的提高。對學有余力的學生，我們結合院系的科研條件，安排一部分學生到實驗室，協助老師做些科研工作，結合課堂所學知識進行應用指導。我們將MS、CASTEP等計算軟件對電子科學與技術專業學生進行了培訓使用指導，使學生能夠利用計算軟件建立基本模型，并進行能帶、光電性質的計算， 進一步加深了學生對該相關知識的理解和應用能力的提高。利用課下時間，我們還引導學生運用不同數據庫查閱相關外文文獻，教會學生如何快速閱讀文獻，找到自己想要知道的信息，促進學生了解前沿課題研究的概況，對培養學生的創新和解決問題的能力起到了積極作用。
3 根據專業特色調整和優化考核體系
針對固體物理學課程在材料物理和電子科學與技術專業教學內容和教學方式的不同，對這兩個專業的學生制定出相應的考核體系。平時成績的計算上，除了傳統的考勤、作業分以外還設置課堂獎勵分，主要是對于課堂上任課教師提出的問題和安排的課題能夠認真、積極準備，完成或回答較好的，可給予一定的分數獎勵，以鼓勵學生積極參與課程學習，充分發揮學生的創造性和主動性。
對于電子科學與技術專業的學生，主要采用平時成績與期末考查相結合的評價形式，平時成績和期末考查各占50%。平時成績主要包含學生的考勤、作業、課堂回答問題、課下參加課題研究的情況，各部分所占比例也進行了細分，這有助于客觀公正地評價學生對固體物理學課程學習的積極性和主動性。期末考查一般采用小論文的形式，小論文的題目涉及到本課程相關的前沿內容和本課程基礎知識的應用，引導學生主動探索分析學科前沿動態和應用領域，提高學生的綜合分析問題和解決問題的能力，有利于學生充分發表自己的見解，展現自己的能力，發揮自己的水平。
總之，隨著科技發展的日新月異，傳統固體物理學課程的教學已經不能很好地適應材料物理和電子科學與技術專業等不同專業學生的需要，在教學內容、教學方法和考核體系針對不同專業進行優化和調整，對培養不同專業的創新型人才具有非常重要的作用。
注釋
① 付殿玲，郭文躍，趙聯明.“固體物理”課程教學內容和方法的改革與實踐[J].中國電力教育，2014.21：72-73.
關鍵詞：固體物理；教學內容；教學改革；教學方法；雙語教學
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0072-02
自20世紀50年代以來，以固體物理的能帶理論為基礎，固體物理學得到了飛速發展。科學家在磁學半導體、超導、激光等現代科學研究領域獲得了重大進展，相關研究成果已經迅速轉變為實際生產力，并帶動了相關信息科學技術群的高速發展。在20世紀50年代末，“固體物理”被采納為我國物理專業的一門基礎課，是在物理專業課程設置上最為顯著的一項改革。[1]
固體物理學通過研究固體的結構，及組成固體的粒子之間相互作用與運動規律來闡明其性能和用途。固體物理學涉及的內容包括固體中的原子結構、晶體結合規律、固體電子運動方程及能帶結構、金屬導體的導電機制、半導體的基本原理、超導性的基本規律等，因此，“固體物理”已成為物理學科和材料學科的專業主干課之一。中國石油大學（華東）為教育部直屬的行業特色鮮明的工科重點大學，目前“固體物理”課程已在材料物理、材料科學與工程、光信息科學與技術三個專業開設，并擬在應用物理學專業開設。
本文從中國石油大學（華東）（以下簡稱“我校”）目前的固體物理本科教學實際情況出發，針對不同專業對固體物理知識需求的不同，對課堂教學內容進行優化整合，并結合現代多媒體技術對教學手段和方法提出合理改革措施并在授課過程中進行了實踐。
一、教學內容的改革與實踐―― “一個平臺，三個知識模塊”教學模式的建立
“固體物理”課程內容豐富，體系龐大，涉及到“普通物理”“理論力學”“量子力學”“熱力學統計物理”等多門課程，而目前國內各個高校“固體物理”課程的授課學時受到了總學時的限制。因此如何在有限的學時內把固體物理的精髓講授給學生，需要針對學生的不同專業特點和對固體物理的要求來精選授課內容。
我校有三個專業開設“固體物理”課程，分別為材料物理專業（64學時專業必修課）、材料科學與工程專業（32學時專業限選課）、光信息科學與技術（32學時專業限選課）。由于各個專業的特點及對固體物理的要求不同，因此在授課過程中授課內容必定有所差異。
我校材料物理專業的學生畢業后一部分在企事業單位從事材料分析與檢測或材料制備工作，一部分繼續讀研深造。學生在大學前兩年的學習中已系統學過“普通物理”“量子力學”“熱力學統計物理”等課程，物理背景明顯，物理知識扎實，并且在以后的學習和工作中對固體物理要求較高。根據這一實際情況，筆者選用山東大學出版的物理基地班教材，在對材料物理專業講授時主要包含以下六部分內容：一是晶體的結構，在這部分中主要講授固體物理的基本概念，如晶體的共性、堆積模型、布拉菲點陣等內容；二是晶體的結合類型，主要從晶體結合的物理本質出發闡述導致不同結合類型的原因；三是晶格振動與晶體熱學性質，在該部分中主要有簡單到復雜的講解一維晶格振動、三位晶格振動及晶格振動的熱容理論；四是晶體的缺陷，主要講晶體缺陷的基本量類型、性質及缺陷的擴散和缺陷的統計；五是晶體中的電子能帶理論，主要講布洛赫波、一維晶格中近自由電子的近似、能帶理論等，并由此講解導體、半導體、絕緣體形成的本質和差異；六是自由電子論和電子的輸運性質，主要講電子氣的費米統計，利用費米統計理論和能帶理論對金屬的電導、熱導等電子輸運特性進行系統分析。該六部分內容基本包含了晶體物理學的主要內容，就后期學生深造所需的表面物理、非晶態物理等很少涉及。該內容已在材料物理專業2004～2008級5屆學生中講授過，學生反映良好。
針對材料科學與工程專業學生開設“固體物理”課程，其為32學時專業限選課。考慮到該專業學生沒有系統學習過“理論物理”“熱力學統計物理”“量子力學”等課程，物理背景相對較弱，但在先修課程中已學過“材料科學基礎”“材料工程基礎”“材料力學性能”等課程，因此筆者在講授“固體物理”課程時從學生實際知識背景和學時要求出發，弱化課程涉及到的具體理論推導，強化模型思想對部分推導直接得到結論。從學生本身知識背景考慮，在課程教授時主要講解以下三部分內容：一是晶體的結合類型，該部分內容與材料物理專業一致；二是晶格振動與晶體熱學性質，在該部分中筆者弱化理論推導，而是通過近似的思想給出熱容的愛因斯坦模型和德拜模型；三是晶體中的電子能帶理論，講解內容與材料物理專業一致，但在授課過程中涉及到量子力學的內容直接給出結論而略掉具體推導過程。與材料物理專業相比，材料科學與工程專業學生的授課內容和授課學時均有所減少。比如對于晶體結構和晶體的缺陷等內容直接略掉，這是由于學生在先修課程材料科學基礎中已經講解過，這樣就避免了不同學院在授課過程中的內容交叉。對于想繼續考研深造的學生，筆者一般建議跟隨材料物理專業學生上64學時課程。該部分內容在2002～2008級7屆學生中講授過，學生反應較好。
光信息科學與技術專業隸屬中國石油大學（華東）理學院，該專業學生的物理知識較材料科學與工程專業學生教深，其專業就業領域為光電子產品與技術領域。光信息科學與技術專業開設32學時“固體物理”專業限選課。與材料科學與工程專業相比，開設課程學時雖然相同，但學生的專業知識背景和對固體物理的要求并不相同。該課程主要教授以下內容：一是晶體的結構，該部分內容與材料物理專業一致；二是晶體的結合，主要講晶體結合的物理本質，并因此而導致的不同晶體結合類型，應力和應變的內容因涉及到矩陣推導而去掉；三是晶格振動與晶體熱學性質，該部分內容與材料專業大概一致，但弱化具體推導，比如晶格振動的長波近似等內容，直接給出結論；四是晶體的缺陷，主要講晶體缺陷的基本量類型、性質，而缺陷的擴散和缺陷的統計只做定性分析。與材料物理專業相比，受到客觀原因限制，光信息科學與技術專業學生的授課深度有所降低，授課內容和授課學時均有所減少。該部分內容已在光信息科學與技術2006～2011級6屆學生中講授過，學生反應良好。
通過對課程內容的認真分析，并針對我校三個不同專業的課程特點及對固體物理的需求，筆者在多年實踐的基礎上實現了“固體物理”教學“一個平臺，三個知識模塊”的教學模式，為其他相似課程的建設提供了一定的借鑒意義。
二、教學方法和手段的改革與實踐
“固體物理”課在授課過程中涉及到較多的理論推導，一般采用傳統的板書授課形式。板書授課可以保證學生與教師思維的同步，加深學生對知識點的理解。但板書在課堂教學過程中會占用相當的課堂時間，降低課堂學習效率和信息量，且長時間板書會導致學生課堂注意力下降，主動參與學習的積極性降低。從課程特點來看，某些教學內容單靠板書學生理解難度較大，比如晶體周期性結構、密堆積模型的六角密排和立方密排、倒格矢、倒格空間等。傳統的課堂板書教學方式在“固體物理”教學時遇到了極大的困難。鑒于此，傳統的板書教學方法需要改革。
自20世紀90年代以來，隨著計算機技術的迅速發展，多媒體技術已成為“固體物理”教學現代化教學手段的重要組成部分。在“固體物理”教學過程中晶格振動、固體、能帶理論、電子輸運等內容，要用到量子理論、理論力學、熱力學統計物理等知識，且要用到高度抽象的波矢空間，該部分知識點一直是教師上課的重點和學生學習的難點。借助計算機技術可以把圖片、文本、聲音、視頻等諸多要素集成在一起來改變教學信息的包裝形式，直觀地用動態的畫面解釋晶體的微觀及宏觀結構和有關的物理規律，從而提高教學內容的表現力和增強教學過程中的直觀感染力。而且可以方便現在常用“固體物理”教學模式設計，提高現有教學模式的教學效率和質量，以達到優化固體物理教學的目的。[2]如在講到晶體的密堆積模型時，學生對六角密排和立方密排感到難以理解，筆者利用3DS MAX動畫制作軟件及MS、CASTEP等計算軟件的繪圖功能制作了晶體結構的三維圖像及視頻，從而充分向學生展示其堆積方式及堆積過程，學生反映良好，收到了較好的教學效果。
多媒體技術授課方式同傳統的板書教學相比有其自身的先進性，如教師提前制作多媒體課件可節省大量的板書時間，可提高課堂效率、增加課堂教學內容的信息量；多媒體課件的直觀性、新穎性特點，可提高學生的課堂興趣。但“固體物理”課程理論性很強，如果課堂教學完全依賴多媒體課件會導致學生忽略課程內容學習，而把注意力轉移到課件本身上去；多媒體課件可節省課堂板書時間，增加課堂內容的信息量，但同時導致課堂進度緊湊，學生在課堂學習過程中思維緊張，沒有充分的時間對知識點深入理解和吸收。因此，通過多年的教學實踐，在教學過程中筆者采用了課堂“板書教學+多媒體教學”相結合的教學模式。如在講解晶體結構時，筆者通過板書提示類型，但具體結構通過多媒體課件展示；對于晶體熱容的模型、能帶理論等內容，通過多媒體課件給出主要推導步驟，但具體推導過程利用板書進行，從而增加學生的理解時間等。在多年的教學實踐中，筆者對課堂板書教學+多媒體課件教學的比例進行了探討，但得出的結論是：由于專業的不同和面對學生的不同，其比例關系不能一概而論，教師仍為課堂教學的主導，應根據課堂教學的實際情況來調整其比例關系，充分發揮板書和多媒體課件的優勢，達到最佳教學效果。
三、網絡資源及“課堂教學+網絡自學”立體化教學模式的研究與實踐
在多年的“固體物理”教學實踐過程中，由于專業課的性質，課堂教學具有難以重復性，因此學生課堂聽課的效果很大程度上決定了學生掌握知識的程度。借助中國石油大學（華東）“固體物理”校級精品課培育項目的進行，筆者嘗試進行網站建設，制定了“固體物理”教學資料的上網計劃。目前“固體物理”課程已具備教材、教學大綱、教案、講稿、試題庫等教學輔助資料。網站一旦運行，即可形成“課堂教學+網上自學”的立體化教學模式，從而擺脫學生僅依賴課堂學習的傳統學習方式。
四、結束語
隨著21世紀固體物理學科的發展及現代化技術的進步，對高等教育提出了巨大挑戰，“固體物理”教學的改革勢在必行。通過多年教學實踐和研究，在我校的“固體物理”課程教學內容中實現了“一個平臺+三個知識模塊”的教學模式，對“固體物理”的教學方法和手段的改革及新的學習模式進行了一些有意義的探索和實踐，并取得了良好的效果。
參考文獻：
[1]黃昆，韓汝琦.固體物理學[M].北京：高等教育出版社，1997.
以下專業考研需要考量子力學:
中科院的理論物理專業、凝聚態物理專業、光學專業、光學工程專業、材料工程專業、粒子物理與原子核物理專業、有機化學專業（化學研究所）、物理學專業、材料力學專業、量子力學專業、理論力學專業等。
（來源：文章屋網 ）
20世紀80年代以來，計算機已經成為各個材料領域研究專家的必備工具，并且隨著計算機技術和算法的發展，計算模擬方法也已經成為材料研究新的重要手段．計算模擬技術以物理學、化學等相關的基本理論為基礎，在計算機模擬環境下對宏觀、介觀以及微觀的不同尺度的材料進行多層次的模擬研究，計算材料的力學、熱學、光學、電學和磁學等多方面的物理性質，并進一步探求這些材料的組分、結構和功能之間的本質規律和內在聯系，為實驗制備新材料提供理論支持，變盲目的材料合成為針對材料性能的某類特定需求來主動地、有意識地設計材料的結構．計算模擬在材料科學中的作用已經不僅僅停留在計算機輔助和數據處理上，人們已經認識到計算模擬已經與實驗、理論研究一樣能夠發現新的科學現象、新的科學概念，從而計算模擬已經成為第三條科學發現的途徑．因此，現代材料科學已經不再是單純的實驗科學，計算模擬方法已成為與理論研究和實驗方法同樣重要的研究手段，實驗、理論和計算成為材料研究的3大支柱[4]．而且隨著計算材料科學的進一步發展，計算模擬方法在未來的材料研究中將顯示出越來越大的應用潛力．因此，了解和掌握材料計算和模擬的基本知識已成為現代材料研究工作者必備的技能之一．
材料的計算模擬方法介紹
材料的計算模擬研究是近年來飛速發展的一門新興學科和交叉學科．它綜合凝聚態物理學、理論化學、材料物理學和計算機算法等多個相關學科．它的目的是利用現代高速計算機，模擬材料的各種物理化學性質，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現象與性能，并對材料的結構和物性進行理論預言，從而達到設計和開發新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:
(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計算方法是目前研究微觀電子結構最主要的理論方法．第一性原理計算方法只用到普朗克常數(h)，玻爾茲曼常數(kB)，光速(c)，電子靜態質量(m0)和電子電荷電量(e)這5個基本物理變量和研究體系的基本結構．從量子力學出發，通過數值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計算已廣泛應用于第一性原理的電子結構研究中，并已經取得很大的成功．結合一些能帶結構計算的方法，對于半導體和一些金屬基態性質，如晶格常數，晶體結合能，晶體力學性質都能夠給出與實驗符合得很好的結果，同時能夠比較精確地描述很多體系的電子結構(如能帶結構、電子態密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學性質(介電函數、復折射率、光吸收系數、反射光譜及光電導等)和磁性質，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質的起源，使實驗者主動對材料進行結構和功能的控制，以便按照需求制備新材料．
(2)分子動力學方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學是一種確定性方法，是按照該體系內部的內稟動力學規律來確定位形的轉變，跟蹤系統中每個粒子的個體運動，然后根據統計物理規律，給出微觀量(分子的坐標、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學方法首先需要建立系統內一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關的基本過程．對于這種多體問題的嚴格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據波恩－奧本海默近似，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學的方法處理，而原子核的運動則使用經典動力學方法處理．此時原子核的運動滿足經典力學規律，用牛頓定律來描述，這對于大多數材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，才需要考慮量子效應．
(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡單的理論準則基礎上(如簡單的物質與物質或者物質與環境相互作用)，采用反復隨機抽樣的手段，解決復雜系統的問題．該方法采用隨機抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統計的問題．通過設計適當的概率模型，該方法還可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機的迅速發展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應用物理、化學等領域得到廣泛的應用[6]．蒙特卡洛方法可以通過隨機抽樣的方法模擬材料構成基本粒子原子和分子的狀態，省去量子力學和分子動力學的復雜計算，可以模擬很大的體系．結合統計物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態與材料宏觀性能的關系，是研究材料性能及其影響因素的本質的重要手段．
材料專業引入計算模擬教學的探索
材料計算的目的在于理解和發現新的材料性能及其物理本質．計算已經與實驗和形式理論一樣成為材料研究的3大支柱之一．為學生將來能夠有更高的起點研究材料科學，適應新形勢下材料研究方法，培養具有寬廣材料科學基礎，掌握材料現代研究手段的“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的材料科學專業人才．我們在本科教學階段就應該有計劃的引入和加強計算模擬方法的教學．采用的教學形式可以結合實際情況，靈活的應用．近年來我們采取的教學方式主要有以下3種方式:(1)開設計算材料學類課程在2006年物理與電子信息學院材料物理與化學專業培養方案中已經確定《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》課程為專業選修課程，學時分別為36學時和54學時．《計算機在材料科學中的應用》課程偏重實踐教學，通過上機操作學習計算軟件的基本原理和使用方法．主要教學內容包括:材料學的發展現狀及計算機在材料科學與工程中的應用;材料科學研究中的數學模型;材料科學研究中常用的數值分析方法;材料科學研究中主要物理場的數值模擬;材料科學與行為工藝的計算機模擬;材料數據庫和新材料、新合金的設計;材料加工過程的計算機控制;計算機在材料檢測中的應用;材料研究科學中的數據和圖像處理;互聯網在材料科學研究中的應用等9部分內容，基本涵蓋當今計算機技術在材料科學研究中應用的各個方面．《計算物理》課程則以理論教學為主，偏重物理基本原理的介紹．主要教學內容包括:計算物理學發展的最新狀況;蒙特卡洛方法及其若干應用;有限差分方法;分子動力學方法;密度泛函理論;計算機代數;高性能計算和并行算法等8部分內容．計算材料類課程的開設注重理論和實踐并重的原則，在講解基本原理的同時加強學生動手上機實踐能力的培養，因此，經過課程的學習，學生已經初步具備利用計算機進行材料模擬的能力．部分選修計算材料類課程的同學在學習中對計算模擬產生了極大的興趣，在大四時選擇材料計算相關課題作為本科畢業論文選題．例如，08屆學生的畢業論文《ZnS摻雜Cu光學性質的第一性原理研究》和《布朗運動的蒙特卡洛模擬》，09屆學生的畢業論文《ZnO電子結構和光學性質的研究》，11屆學生的畢業論文《晶格熱容的理論計算》和《簡立方晶體結構能量分布的理論模擬》等均為材料計算和模擬相關課題，并且有多人的畢業論文被評為優秀畢業論文．個別優秀的學生讀研后繼續從事材料的計算模擬相關研究．通過幾年的教學實踐，計算材料相關課程的開設對于擴大學生的知識面，提高學生的理論分析能力有極大地幫助．(2)在材料相關的理論課程中加入計算模擬方法介紹雖然已經在材料專業開設《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》等材料計算相關的課程，但這兩門課均為專業選修課，只有選修相關課程的學生才能得到相應的計算模擬培訓，受眾面還比較窄．因此，為使更多的學生了解到材料模擬計算的相關理論和知識，在材料專業主干課的教學中也適時地加入相關的計算模擬方法的介紹，從而擴大計算模擬知識的普及面．例如，在《固體物理》課程中，當講解到能帶理論一章時，我們會在本章結束時，加入一次課，著重介紹基于第一性原理的平面波贗勢計算方法計算材料的能帶結構、電子態密度等以及第一性原理計算的常用軟件(CASTEP、VASP等)．一方面，對學生學習的理論知識加以直觀化和適度的擴展，另一方面也進一步普及第一性原理計算的相關知識．在《材料科學基礎》教學中講解到相平衡與相圖一章時，我們會在本章內容結束后介紹相圖計算近年來的發展現狀，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)計算方法、熱力學與動力學的結合、第一性原理與相圖計算方法的結合，并簡要介紹今后相圖計算可能的發展方向[7]．在晶體缺陷內容的教學中，穿插介紹利用分子動力學計算面心立方金屬空位和間隙原子點缺陷的形成能的方法．通過在課程教學中穿插入計算模擬方法的介紹，一方面也加深了學生對所學內容的理解，另一方面開闊了學生的眼界．(3)舉辦計算模擬相關的學術講座．自從2009年以來，物理與電子信息學院從事計算模擬研究的教師每學期都結合自身的科研情況舉辦面向全院學生的學術講座．例如在2011至2012學年第二學期，我們舉辦兩場學術講座，分別是《氧化鋅晶體及其摻雜的第一性原理研究》以及《可見光響應半導體光催化材料的結構和能帶設計》，教師在講座中介紹自己的科研情況，同時也使學生了解到如何把學到的計算模擬知識應用到科研實踐中去，讓學生體會到如何利用計算模擬預測材料的物理性質以及指導材料設計的研究方式，提高學生自覺學習計算模擬方法的積極性．
結束語
當今，隨著計算機技術的高速發展，計算模擬方法在材料物理性質預測、材料設計、合成和評價諸多方面有許多突破性的進展，計算模擬已經和實驗、理論成為材料研究的3大支柱，掌握計算模擬方法成為現代材料科學研究的必備手段之一，因此在材料科學相關專業中開展計算模擬方法的教學是十分迫切的．經過這幾年對材料相關專業的教學實踐發現，學生對計算模擬表現出極大的興趣，教學上也取得相應的教學成果．總之，在材料科學專業教學中引入計算模擬方法的教學是可行的，也是十分必要的，它對于培養學生的思維和探索的能力具有重要的支持作用．
作者：劉建軍尹新國張金鋒路彥峰單位：淮北師范大學物理與電子信息學院
關鍵詞：案例教學；工程實踐；綜合能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0025-02
我國已經連續多年全球鋼鐵產銷第一，同時已連續7年穩居全球汽車產銷第一大國寶座，如今正在向鋼鐵強國和汽車強國邁進。由大變強的過程迫切需要“創新”，同時也需要培養專業人士的“工匠”精神，社會“創新”與“工匠”精神結合，可以使得我們的制造強國之夢變為現實。在課程教學中進行這方面的探索我們工科老師責無旁貸。《金屬力學性能》、《熱處理工藝學》是金屬材料工程專業學生的傳統專業課。《材料與熱加工物理模擬技術》課程是我校于2010年后開設的本科生專業選修課。在工科學生的培養過程中，教學方法方面始終存在是否接地氣并有所創新、能否真正提高學生綜合素養的問題[1，2]。本文總結《金屬力學性能》、《熱處理工藝學》和《材料與熱加工物理模擬技術》課程的教學改革探索經驗，發現案例教學結合實踐機會的鍛煉，有助于幫助學生理論聯系實際，顯著提升金屬材料工程專業本科學生的綜合能力，使得工科生有更強的競爭實力。從2011年開始我們教學團隊就探索結合教師自身應用研究課題的成果和經驗，案例教學與實踐相結合，以全新教學方式探索提升工科生綜合能力的教學改革嘗試。《金屬力學性能》、《熱處理工藝學》和《材料與熱加工物理模擬技術》課程教學改革的嘗試正好契合了培養本科生在實踐中“創新”，并在細微處培養工科生“工匠”精神的目標。
一、主要教學內容和目標
以《材料與熱加工物理模擬技術》課程為例，隨著計算機科學與工程檢測技術的迅速發展，現代物理模擬作為一門新興技術已引起世界各國科學界和工程界的廣泛關注，應用的范圍迅速擴大，并已成為21世紀材料研究的主要方法和手段。課程主要介紹物理模擬技術的基本原理和特點，綜述國際國內在物理模擬試驗裝置的發展歷程，以及全球在物理模擬技術應用與交流方面所開展的工作，并針對我國物理模擬技術領域存在的問題，對今后研究發展的方向進行展望和建議。課程建設中，教學團隊注重理論與實踐的緊密結合，同時結合教師自身應用研究課題的成果和經驗，將典型案例滲透進課堂教學的各環節，并適當給以學生實踐的機會，讓學生初步了解諸如材料高溫性能測試分析、鋼板連續退火模擬研發汽車先進高強度鋼板新品種、材料高溫動態相變特性研究、材料熱變形中的形變再結晶過程和組織演變規律研究、材料的高溫脆性和形成機理、材料的焊接模擬研究等物理模擬技術應用相關的內容等方方面面。通過課程學習，學生對各種金屬材料開發過程和熱加工過程的物理模擬方法有所認識，對物理模擬的主要手段、方法、途徑和效果由了解到理解，再到積極參與實驗方案的設計和優化，親自動手完成方案，進行數據分析處理與總結，最終牢牢掌握2～3項最常用的經典物理模擬技術和研究方法。
二、教學各環節的案例滲透
進入21世紀，汽車鋼研發的工作主要集中在開發新型的高強度鋼，為超輕型車身計劃配套的新型鋼板，如雙相鋼（DP）、相變誘發塑性鋼（TRIP）、復相鋼（CP）、鐵素體貝氏體鋼（FB）、高擴孔鋼（HE）、孿晶誘發塑性鋼（TWIP）、淬火配分（Q&P）鋼、馬氏體鋼（Mart）等。超高強度汽車板中的一些新品種，如Q&P、TWIP鋼、第三代汽車用鋼等，還正在不斷開發、優化和推廣應用中。在象牙塔里的本科生對以上這些新品種鋼種卻缺乏關注或知之甚少。通過課程學習，結合案例，讓學生耳目一新，興趣高漲，進入一個主動學習材料研究方法和應用技術的狀態。
教學中，教學團隊注重理論實踐的緊密結合，可將如下案例引入教學中。
1.亞溫淬火案例與輕量化材料雙相鋼。《熱處理工藝學》之淬火章節，關于亞溫淬火技術，引入汽車輕量化的一大類主導材料――雙相鋼。通過對新品種材料的組織設計，設定亞溫淬火工藝、實施，觀察材料組織，測定其力學性能，最終揭示材料、工藝、組織和性能的變化，分析其演變的規律。
2.動態CCT案例與熱沖壓技術。《材料與熱加工物理模擬技術》課程之材料高溫動態相變特性（動態CCT）研究章節，以汽車輕量化進程中最熱點的熱沖壓鋼應用技術研究為驅動，研究熱沖壓鋼在高溫形變中的相變特性，將方案設計、實施和實驗數據分析導入教學，讓學生了解形變影響材料相變特性的一些規律和注意點。
3.汽車碰撞案例與安全。《金屬力學性能》之金屬的沖擊性能章節，將汽車碰撞案例引入，結合汽車碰撞特性評價辦法和安全法規歷史沿革的介紹，讓學生在震撼人心的血淋淋的畫面引導下開始學習碰撞相關的性能指標、評價方法，并展開思索。
4.焊接物理模擬案例。案例4：《材料與熱加工物理模擬技術》課程材料的焊接模擬研究，結合汽車先進高強度鋼新品種在應用中焊接特性研究的需求，通過應用焊接物理模擬技術，對材料的焊接接頭可能存在的各溫度區域（熔融區、過熱區、重結晶區、部分重結晶區、兩相區、低溫熱影響區、淬火鋼種中的回火區等）的組織演變和性能展開深入的追蹤和分析，揭示接頭各區性能轉變的根本原因是組織演變，控制工藝可以有效控制組織，從而得到良好的接頭性能。
5.連續退火模擬技術案例與新鋼種開發。案例5：《材料與熱加工物理模擬技術》課程之鋼板連續退火模擬技術章節：介紹研發汽車先進高強度鋼板新品種，結合作者所在課題組承擔的國家科技支撐、“973”和國家自然基金重點項目的需求，研究開發系列雙相鋼、系列相變塑性鋼、孿晶塑性鋼等新鋼種。一張張非常簡單的熱處理工藝曲線圖加上一組組材料的金相組織圖片，讓學生體會到材料的組織決定性能，了解調控組織是制備高品質材料的關鍵所在。“卓越工程師教育培養計劃”（上海大學金屬材料工程專業）案例教學的實踐探索發現：典型案例的引入讓工學專業課程的課堂學習氣氛非常活躍，學生自主學習的動力大了，課堂內外師生之間、學生之間的互動交流熱烈了，學生分析問題和解決問題的方法和思路也在互動與交流中得到極大拓展，將大學本科生卓越工程師培養計劃落到了實處。形成了學生課內全神貫注、交流活躍，課外主動花時間檢索資料、拓寬知識面的喜人局面。
三、案例教學與工程實踐有機結合――提升學生綜合素質，培養高素質工科人才
《金屬力學性能》、《熱處理工藝學》和《材料與熱加工物理模擬技術》課程以工程材料性能、熱處理工藝、材料制備工藝路線設計、連鑄連軋以及控軋控冷工藝的物理模擬等研究為主線，進行材料專業知識的教學。引入案例教學，在講清基本理論知識的基礎上，從社會需求驅動以及一個個鮮活的案例中引出問題，引導學生探究、討論、交流互動，再結合教學團隊教師的引導、分析，幫助學生深入理解基本理論、基本原理，有效提高了學生分析問題、解決問題的能力。經過課程的相關原理和理論學習，結合一些生動的工程應用案例，學生掌握的專業知識更牢固，在將所學的專業理論知識應用到實踐中去時，也產生了非常明顯的效果。案例教學結合實踐教學探索中的成功案例不少。例如，趙同學：在本科階段就樂于實踐，很早參與到導師所從事的物理模擬技術應用方向的研究當中，撰寫的大學生科技創新項目設想獲得了市級科技創新項目的支持，主要目標是研究新一代汽車先進高強度鋼板的高溫塑和高溫脆性區的形成機理，研究含Nb鋼中微量鈦添加對改善新品鋼種高溫塑性的作用機制。發現微鈦的加入有利于阻止在原始奧氏體晶粒的晶界上形成對高溫塑性非常不利的微細析出相NbC，鋼種的析出相主要是以NbTiCN顆粒的形式析出，并存在于原始組織中的TiN顆粒上，彌散分布，顆粒的尺寸也相對較大。這種較大尺寸的彌散析出相對高溫塑性的不利影響顯著降低。顯示出其理論實踐兼顧的綜合能力。甘同學更是案例教學結合實踐教學探索中的成功案例。本科階段就專注于超高強度汽車用鋼高溫壓縮變形行為研究的他，在實踐中將物理模擬技術課程中的理論知識鞏固并拓展，工科生綜合能力提升的效果在他身上尤為顯著，自己申請獲批的大學生科技創新項目完成得很出色。該同學直升研究生，在獲知直升消息后，學習與實踐并重，挑起了助研的重任，不斷挑戰新課題和新任務，開動腦筋，思索和分析，動腦動手，率領一眾人馬解決了助研實踐當中不斷遇到的一個又一個新問題，成為了導師的最得力助手。這些學生的綜合素質已經完全符合卓越工程師培養計劃對人才培養的目標，不辜負“卓越”二字。
通過案例教學結合實踐教學的探索發現，兩者有機結合對有效強化工科生綜合能力的效果非常好。在理論教學、案例教學、學生實際動手參與工程實踐、理論實際緊密結合中，金屬材料工程本科學生的綜合素質大為提高。
致謝：本文得到教育部“卓越工程師教育培養計劃”（上海大學金屬材料工程專業）以及“上海市教委”重點課程《金屬力學性能》“等項目的資助，在此表示感謝。
參考文獻：
1結合農業機械專業的知識培養目標
物理當中與機械聯系比較緊密的內容包括：1）力學方面：農業機械制造當中在選擇材料的時候，其力學性能是我們考慮的最為重要的一個方面；農業機械設備在工作過程中，各零件的受力情況對于機械能否正常、安全工作是至關重要的；金屬切削過程中必須要考慮材料和刀具的受力問題等等，這些內容都跟力學內容息息相關。2）壓力和壓強：液壓和氣壓傳動是農業機械當中非常重要的一種傳動形式，而在液壓和氣壓傳動技術當中，其基礎知識正是物理學當中的壓力和壓強方面的內容。如果在物理教學過程中適當聯系這方面的內容，對于學生更好的掌握液壓與氣壓傳動技術將會非常有幫助。3）運動學方面：在農業機械專業的核心課程《機械原理》和《機械設計》當中，充斥著物理運動學方面的相關概念和規律[2]，比如：位移、速度、加速度、角位移、角加速度、動平衡、動壓力、傳動角、等速運動規律、轉動慣量等等，如果缺乏相關的物理學知識，在學習這些課程時的困難就可想而知。除此之外，物理與農業機械相關專業課程的聯系還有很多方面，我們在物理教學的過程中一定要注意這些聯系，并提前對學生指出，這樣學生的學習將更具針對性，不論是對物理還是與物理相關課程的學習將會起到極大地幫助。
2結合機械專業的能力培養目標
農業機械專業對于學生的能力培養目標是多方面的，包括動手實踐的操作能力、科學研究的能力、科技開發的能力以及組織管理能力等，而其中最為核心的則是實踐動手操作能力。而物理實驗對于對于學生動手操作能力的培養具有不可忽視的作用。同一個理論可以用不同的材料、不同的方法來加以驗證，那么我們可以通過物理實驗讓學生盡可能地用農業機械專業的相關知識來加以驗證，讓學生自己設計實驗方案，自己制造實驗用具，自己分析實驗結果，這樣既可以最大限度的鍛煉同學們的動手能力，又加深了物理和機械之間的聯系，可以極大地提高同學們的學習興趣。
3結合農業機械專業的科學素養培養目標
農業機械專業要求學生具有嚴謹地科學精神、大膽地創新精神以及用于嘗試和探索的精神。縱觀物理史，我們就會發現物理的發展正是這樣一些精神不斷發展的過程，沒有一批又一批的物理學家大膽地假設，嚴謹地考證，以及不斷質疑和不斷求索，物理絕不會有今天這樣的發展結果，世界也絕不會是今天這個樣子。所以在物理教學過程中為滿足這種科學素養的培養要求，在講到相關內容的時候不妨適當增加一些物理學史的內容。
4結合農業機械專業的人文素質培養目標
不論對于哪個專業來說，學生人文素養的培養都應該是其共同追求的目標之一。人文素養的提高有利于人和自然、人和社會以及人和人之間的和諧相處，有利于社會的進步和人類的文明，有利于人自身幸福感的提升，從這個意義上來說，人文素養的培養對于學生的意義來說極為重要。除了專門與人文素養有關的課程以外，物理也應該成為提高人文素養的一門極為重要的課程，翻開物理學的發展演變歷史，我們會發現它其實就是一部人類社會精神文明與物質文明的發展史。換句話說物理學承載著人類文明的歷程[3]。而人類文明史正是人文精神的體現，人文素養又是人文精神的具體表現。物理學的思想方法對機械專業甚至理工科學生人生觀、價值觀的形成大有裨益。為了充分發揮物理在人文素養提高方面的作用，在物理教學過程中應該注重物理學基本概念的人文涵義，關注物理學與哲學的淵源及密切關系，在內容設置上注意與物理學有關的社會問題。對于高校來說，任何一門課程的學了課程自身的要求以外，更要盡可能考慮它與本專業的聯系，形成適合本專業的獨特的教學特點，應該是所有課程教學改革中都應該思考的一個方面。惟其如此，才能最大程度的發揮該課程在專業培養方面的作用。物理作為農業機械專業開設的一門課程，那么首先它就應該服從于本專業的對學生的培養目標，那么我們在教學過程中就應當牢牢把握住這一點，結合物理自身的特點使物理教學真正成為一門農業機械專業不可或缺的基礎課程。
作者：肖彬 單位：湖南農業大學
哈爾濱工業大學研究生院的專業各有特色。
哈爾濱工業大學研究生院專業有計算數學、概率論與數理統計、應用數學、運籌學與控制論、物理學、理論物理、粒子物理與原子核物理、原子與分子物理、等離子體物理、凝聚態物理、聲學、光學、無線電物理、無機化學等專業。
哈工大研究生院國家重點培育學科2個；博士學位授權一級學科27個，碩士學位授權一級學科41個，博士專業學位授權點1個，碩士專業學位授權點10個，博士后科研流動站24個。
在教育部第三輪學科評估中，哈爾濱工業大學研究生院有10個一級學科排名位居全國前五位，其中力學學科排名全國第一。材料科學、工程學、物理學、化學、計算機科學、環境與生態學、數學、生物學與生物化學等8個學科進入ESI全球前百分之1的研究機構行列，其中材料科學、工程學已進入全球前千分之1的研究機構行列。
碩士學位授權一級學科有哲學、理論經濟學、應用經濟學、法學、社會學、理論、物理學、化學、海洋科學、生物學、科學技術史、統計學、力學、機械工程、光學工程等專業。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：專業建設；“十三五”學科專業規劃；人才培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0014-02
一、“十二五”期間物理學科專業建設概況
新師大物理學專業經過“十二五”期間的建設逐步形成了以本科生教育為基礎，研究生教育為抓手的人才培養機制。學院現有物理系、電子信息科學與技術系和綜合實驗室三個部門，包含基礎物理實驗室、近代物理實驗室、物理教法實驗室和電子與信息技術實驗室4大實驗室15個實驗分室，逐步形成了本科教育、研究生教育、成人教育、繼續教育、短期培訓的綜合辦學體系。為響應學校“十三五”規劃中的新能源新材料、信息技術應用等重大發展戰略方向的需求，學院在物理學和電子信息科學本科專業的基礎上，新增應用物理學本科非師范專業，這將為自治區“三化”建設所需要能源、材料、電力、郵電、廣播電視、通信、信息技術等行業培養合格人才。學院一方面積極培養及引進物理及電子信息專業博士，另一方面在本科及研究生培養模式上加大改革力度，積極與內地高校洽談聯合培養本科生及研究生的新模式和途徑。
碩士點建設方面，形成物理學一級學科為引領，三個二級學科及物理課程與教學論專業碩士學位授權點共同發展的良好局面。現圍繞新疆礦物發光特性及機理、團簇物理及碳納米材料、量子信息及理論、統計與凝聚態理論、激光光譜學、納米尺度物質結構調控及其物理化學性質、發光物理與光電子理論為主要研究方向，逐步形成了自己的研究特色和優勢。
十二五期間，物電學院各類教學、科研平臺有了新的突破，在中央財政支持地方高校省部共建光學實驗室和理論物理自治區重點學科建設基礎上，申報立項了新疆礦物發光材料及其微結構教育廳級實驗室、物理教育專業校級教學團隊、物理教學實驗示范中心、新型發光材料與納米微結構校級重點實驗室和大學生科技創新中心等教學科研平臺，為學院的學科專業發展，師資隊伍建設、本科及研究生培養提供了資金支持。
二、物理學科專業建設中存在的主要問題
1.學科建設總體水平有待提高，合理的布局學科方向是關鍵。申報物理學一級學科博士學位授權點和電子信息一級碩士學位點申請一旦獲得立項建設，現有師資隊伍結構及層次的優化問題會立刻顯現，如何把現有的團隊快速、有效地發展成為各方面合理的高素質團隊，如何合理布局新的學科方向將是個挑戰。
2.目前還沒有形成層次分明和獨樹一幟的特色專業。如何將現有的理論物理學科優勢逐漸轉變為適應地方經濟社會和科技發展需要的新興學科、交叉學科還有待于進一步明確思路，既要與區內高校有所區別，建設出自己的特色，又要符合新疆經濟發展和社會需求，目前的學科方向在產學研方面結合得不是很緊密，缺乏思想上的解放，方向的轉變存在一定的困難。
3.教師隊伍、辦學空間和走出去工作有待于加強。面對民漢學生統一培養的新模式，如何培養出思想上先進，專業上扎實的物理雙語師資的問題上沒有進行特別深入的調研和全方位的研究。另外，如何使我院相關學科走向國際化也亟待大膽探索。師資隊伍建設還不足以適應十三五期間的發展要求。十二五期間，我院主要與三所國內知名高校簽訂了委托培養本科生協議，有十多人次已經派出，開局很好，但與我院本科生總量相比明顯不足，學術交流偏少。
4.部分專業方向缺乏優秀的學科帶頭人，學科方向有待于進一步明確。教師的教學科研工作未能緊緊圍繞主攻方向展開，科研力量分散，協同攻關能力較弱，競爭力不強，y以爭取到國家甚至是國際級重大重點聯合科研項目。
5.教學科研成果含金量有待提高。目前學院獲得的省部級以上教學研究獎勵、國家級重大重點科研項目、高學術價值論文、重大發明專利等方面比較缺乏，尤其是成果轉化方面有待于提高。更為緊迫的是，如何盡早實現服務地方經濟社會發展和真正意義上推進就業是亟待去解決的問題。
6.對新的教育碩士學位點規劃有所欠缺。除了現有的教育碩士學位點以外，在專業碩士學位點建設方面，對新的實踐性研究生教育最佳切入點和詳細規劃方案上的探索尚為缺乏。研究生聯合培養的模式雖然有共享資源的優勢，但缺乏長遠性，目前學院碩士生導師隊伍建設還有待于加強，為做好內部培養做準備，另外研究生辦學規模也有待于加強。
7.專業建設各項支撐有待加強。學科專業建設中，缺乏多渠道籌措經費的能力；高層次學術交流活動偏少；起支撐作用的新的實驗基地缺乏，產學研合作基地和新的文獻數據庫等條件建設有待進一步加強。
8.電子信息科學與技術學科專業建設還很薄弱。物理學學科建設雖然已取得了較好的成績，但電子信息科學與技術學科建設沒有取得明顯的提升，僅有電子信息科學與技術一個本科專業，沒有相應的學科碩士學位授權點，辦學規模、層次，以及辦學力量還很薄弱。作為一個發展前景廣闊、就業形勢良好的應用類學科，相應的人才引進激勵機制、政策鼓勵和實驗室建設經費投入還有待繼續加強。
三、關于今后學科建設及人才培養的幾點思考
1.積極推進學位點建設工作，提高辦學層次。充分發揮新疆師范大學服務地方教育事業的作用，實現物理本科辦學規模穩中有升，落實應用物理專業的本科招生，將醫學物理專業及應用電子技術本科專業作為重點新增專業進行申報。以現有的教育碩士招生學科――初高中物理為基礎，深化并大力推動學校本科人才統一培養模式和雙語教育培養方案在我院的實施。加強理論物理一級碩士點的建設工作，積極申報理論物理一級學科博士學位點及電子信息專業一級學科碩士學位點。
2.優化學科結構，提升學科專業隊伍水平。充分用好國家和自治區對口援疆政策，特別是少數民族教育的各項優惠政策，加快學術隊伍學歷提升速度，對現有教師進行有計劃、高水平培養，重點建設發光物理與光電子理論、團簇物理及碳納米材料、量子信息及理論、統計與凝聚態理論、激光光譜學、納米光學及理論等幾個研究方向。
3.發揮優勢平臺的引領作用。合理配置資源，充分用好各項平臺建設經費，注重項目產出效益，推出一批標志性成果，逐步使之向“物理學”一級學科的其他二級方向拓展，萌芽出服務地區經濟社會發展的、特色鮮明的新方向。
4.提升教學、管理水平，有效提高人才培養質量。學院爭取十三五期間繼續建立與多個高校的本科生及研究生培養更深層次方面的合作意向，為本科生和研究生的就業和繼續深造提供較好的環境。
5.注重人才培養的創新性、綜合性、實踐性、開放性和選擇性。注重學生知識、能力和素質的全面培養與提高，培養造就基礎好、能力強、素質高的創新復合型人才，依托對口支援學校，進行聯合培養，為使他們將來能夠成為具有國際競爭力的優秀人才奠定堅實基礎。倡導研究性教學方法，學術講座與學術交流環節進課堂；引進國外大學優質教育資源，使用國外原版教材，在學術研究與創新等方面為學生營造一個良好的環境。
參考文獻：
關鍵詞 本科教育 課程改革 實驗能力 創新意識
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
高分子材料以其質輕、耐蝕、易加工等性能，正處于迅速發展時期，隨著新技術、新工藝、新設備不斷涌現，越來越多的企業迫切需要大量創新能力強、綜合素質高的高分子材料專業人才。建立面向市場和企業，適應現代高分子材料發展要求，培養具有創新精神和競爭能力強的復合型專業人才，已成為現有高校高分子材料與工程專業所面臨的重要問題。①②③④本文結合我校高分子材料與工程近年來的教學實踐，提出構建新的實驗實踐教學體系，實驗教學分層次、按模塊進行，加強了實驗教學的基礎性、系統性、綜合性和創新性，增加實踐教學比重，改變實踐教學模式，加強學科平臺建設，強化對學生創新性實驗能力的培養。
1 創新性實驗教學改革的必要性
實驗和實踐教學不同于理論教學，在很長時間里，實驗和實踐教學得不到應有的重視，實驗和實踐教學附屬于理論教學，在實際教學過程中多是驗證性和認知性實驗，啟發式、設計性以及綜合性實驗偏少，不利于學生創新能力和工程化能力的培養。高分子材料與工程專業是一門應用性較強的專業，以塑料、橡膠、膠黏劑、纖維、涂料為代表的高分子材料已在國民經濟建設中發揮越來越重要的作用，因此培養更多創新能力的從事高分子材料的合成、改性、共混復合、加工成型等方面的高素質人才是社會發展的必然要求。
以高分子材料與工程專業實驗課程建設為核心，深化實驗教學改革，通過按模塊教學，強化學生實驗技能，增加以新產品設計開發為導向的創新性實驗，兼顧趣味性和挑戰性，通過老師的引導，在實驗過程中培養學生如何分析問題和解決問題，提高學生工程創新能力。我校高分子材料與工程專業成立于1994年，2005年被批準為湖北省立項建設本科品牌專業，并于2010年通過合格驗收，同年被批準為國家特色專業建設點，2012年被批準為湖北省普通高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃項目，是我校首批在一本進行招生的專業。高分子材料與工程專業是與湖北省國民經濟和社會發展聯系緊密的應用型本科專業，在湖北省內乃至中南地區具有較大影響，為地方經濟建設培養了大批高層次應用人才，并提供了大量實用型科技成果。
2 創新性實驗教學的具體措施
2.1 構建創新性人才實驗培養方案，改革實驗課程體系
制定創新性人才實驗培養方案。高分子材料與工程專業是培養高分子材料及相關學科的基礎理論知識，通過理論學習及實驗、實踐教學訓練，掌握材料的制備、加工、分析測試等基本方法，能從事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成與相關產品的生產設計、研究、開發和技術管理等工作的創新型高級工程技術人才。⑤堅持“夯實理論基礎、拓寬專業口徑、增強工程和創新能力、提高科學素質”的人才培養思路。⑥注重理論和實踐相統一，重視工程創新能力的培養，加強對新材料相關產業和領域發展趨勢和人才需求研究，吸納相關產業、行業和用人部門共同研究課程計劃，制定與生產實踐、社會發展需要相結合的培養方案。
改革實驗課程體系。結合現代高分子材料發展狀況，及時完善高分子材料與工程專業實驗課程內容，補充高分子材料新技術、新工藝，參考國外知名大學的具體措施，我們在實驗課程體系與教學內容等方面進行全面的改革，建立有利于學生實驗創新能力培養的教學體系。根據學生認知能力的不同階段和理論課程進度計劃，按模塊化設計優化實驗教學內容。形成了由“化學基礎實驗”、“高分子化學與物理基礎實驗”、 “高分子工程實驗” 和“高分子綜合設計實驗” 四個實驗模塊組成的高分子材料與工程專業實驗教學新體系。其中化學基礎實驗模塊不僅包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學四大基礎化學實驗，而且還涵蓋儀器分析和化工原理實驗，在編制新的實驗課程體系時，結合高分子材料與工程專業的特點，對傳統實驗進行有目的的篩選、分類、整合和更新，突出學生基本技能的培養和訓練。高分子化學與物理基礎實驗包含高分子物理和高分子化學實驗內容，不僅鞏固學生所學的高分子科學實驗的基本理論，而且培養學生制備高分子材料、測試材料物理性能及高分子的結構表征和測試等技能。高分子工程實驗模塊包括橡膠、塑料、膠粘劑、涂料四大實驗，從材料加工、成型、性能測試以及應用，獨立設計實驗內容，旨在培養學生的實際操作能力，分析和解決實際問題的能力。高分子綜合設計實驗模塊是教學的最高層次，結合學生實際情況，有針對性選取實驗內容，應體現實驗的知識性、綜合性和創新性。
2.2 加強實踐教學建設與改革，強化學生實踐創新能力
