材料物理專業(yè)實用性教學(xué)模式探討

劉繁 翁俊 汪建華 鄧泉榮

摘 要：通過分析當(dāng)前材料物理專業(yè)面臨的現(xiàn)狀，以武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理專業(yè)為例，對本科教學(xué)模式進行了分析和探討，指出本科培養(yǎng)應(yīng)與社會發(fā)展需求接軌，加強學(xué)生實際動手能力以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，在教育思想，教學(xué)體系，教學(xué)內(nèi)容和方法，實踐教學(xué)等方面進行探索與改革，以期培養(yǎng)出符合市場服務(wù)和行業(yè)發(fā)展要求的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：材料物理；實用性；教學(xué)模式

材料物理是從物理學(xué)原理出發(fā)提供材料結(jié)構(gòu)、特性與性能的一門新興交叉學(xué)科。近年來，隨著研究手段日益成熟和研究理論的系統(tǒng)化，材料物理專業(yè)的研究范圍以驚人的速度擴展，主要面向新能源與新信息等新功能材料以及高新技術(shù)領(lǐng)域的探索研究方面，因此，培養(yǎng)并向社會輸送符合社會發(fā)展需求的復(fù)合型人才是大學(xué)本科教育的重中之重。目前，國內(nèi)諸多高校均設(shè)立有材料物理專業(yè)，各高校根據(jù)自身的發(fā)展定位、研究特色和教學(xué)研究水平，制定不同的培養(yǎng)目標(biāo)。比如：有的院校材料物理專業(yè)側(cè)重于學(xué)生理論基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)，而有的更偏向于學(xué)生研究能力的培養(yǎng)。因此，結(jié)合社會發(fā)展需求及專業(yè)自身特色，及時更新和改進材料物理專業(yè)教學(xué)模式及體系，對于人才的培養(yǎng)和專業(yè)發(fā)展都具有重要的意義。

一、材料物理專業(yè)現(xiàn)狀

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展使自然科學(xué)的相互滲透、交叉、融合的趨勢更加明顯。近年來，以電子、生物、航天和能源為應(yīng)用對象的材料科學(xué)呈現(xiàn)出以功能材料、復(fù)合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢，對材料科學(xué)人才也提出了新的、更高的要求。

我國教育的基本特點是學(xué)生規(guī)模世界第一，學(xué)生知識體系較為完整，然而創(chuàng)新意識和實際動手操作能力相對欠缺[1]，甚至出現(xiàn)畢業(yè)等于失業(yè)這一現(xiàn)象，難以實現(xiàn)真正的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。面對科技高速發(fā)展的今天，單一的理論教學(xué)模式已經(jīng)不適用于當(dāng)今的本科生人才培養(yǎng)的現(xiàn)象在工科專業(yè)中尤為突出。有的學(xué)校不能適應(yīng)社會發(fā)展對人才的需求，采用固定不變的單一教學(xué)模式，人才培養(yǎng)模式已與社會脫節(jié)[2]。材料物理專業(yè)在研究新材料的性能、制備以及新能源的利用方面遇到各類物理及工程問題，這些問題具有涵蓋范圍廣、實際操作能力要求高、理論掌握要求扎實等特點。無論是在工程實踐還是科學(xué)研究過程中，解決這些問題都是需要理論豐富，動手能力強且富有創(chuàng)新性精神的復(fù)合型人才。本文以此為背景，研究和探討適合當(dāng)前以培養(yǎng)和輸送符合社會發(fā)展需求的復(fù)合型人才為目標(biāo)的武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理專業(yè)的實用性教學(xué)模式。

二、教學(xué)模式的探討

（一）材料物理與新能源的融合

隨著人類能源危機的加劇和環(huán)境意識的增強，污染物有效控制變得越來越重要，我校材料物理專業(yè)依托自身的學(xué)科優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，重點培養(yǎng)在光電信息材料、新能源材料、環(huán)境材料等方面具有扎實的基礎(chǔ)理論知識和實踐能力的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。要求學(xué)生掌握相關(guān)材料領(lǐng)域的基本物理理論，并與工程理論及實踐相結(jié)合，能綜合運用所學(xué)的知識定性地分析和解決材料研究中的實際問題。同時，將本專業(yè)的特色——等離子體技術(shù)及應(yīng)用應(yīng)用于環(huán)境及能源領(lǐng)域。

（二）教學(xué)模式改革與探討

在材料物理學(xué)科專業(yè)課程的講授方面，以理論與實踐相結(jié)合的新教學(xué)模式替代傳統(tǒng)的應(yīng)試型教學(xué)模式，將“圓桌”討論問題的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教師講課、學(xué)生被動聽課的單向傳輸型傳授知識模式，建立以科研問題為載體、學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的討論式教學(xué)模式。調(diào)動學(xué)生思考能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。通過共建校內(nèi)外實習(xí)實踐基地，結(jié)合校外兼職教師現(xiàn)場教學(xué)，實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐的緊密結(jié)合，促進學(xué)生用所學(xué)材料物理相關(guān)理論理解行業(yè)生產(chǎn)工藝原理，推動本專業(yè)特色——等離子體技術(shù)更深層次的運用于環(huán)保領(lǐng)域。

本專業(yè)畢業(yè)生目前主要就業(yè)方向為新能源（太陽能光電、光熱材料）、新材料、環(huán)保產(chǎn)品及光電子信息行業(yè)，就業(yè)企業(yè)主要為一些大型龍頭公司，大多數(shù)畢業(yè)生在環(huán)保領(lǐng)域、新能源行業(yè)及功能薄膜材料領(lǐng)域從事研究、開發(fā)、管理等方面的工作，就業(yè)單位多為高新技術(shù)企業(yè)，對學(xué)生的創(chuàng)新能力要求較高。為了達到理論教學(xué)與工程實踐有機結(jié)合，完善平臺搭建，強化實踐環(huán)節(jié)教學(xué)，新的培養(yǎng)模式可采用在理論課程學(xué)習(xí)結(jié)束時，與行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)及本其他高校實驗室聯(lián)合新建校外交流基地的方式，讓學(xué)生提前進入企業(yè)進行生產(chǎn)實踐，加強企業(yè)試點產(chǎn)品的介入，有機結(jié)合企業(yè)的科研平臺和學(xué)校的理論技術(shù)支撐，使學(xué)生畢業(yè)后能盡快適應(yīng)企業(yè)需要。充分發(fā)揮材料物理“等離子體化學(xué)與新材料省級重點實驗室”在人才培養(yǎng)中的作用，使課程實踐教學(xué)對應(yīng)用創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)作用更加突出。

學(xué)科的建設(shè)與社會的發(fā)展與需求息息相關(guān)，實用性教學(xué)模式的研究方面還需探索環(huán)保領(lǐng)域新能源的發(fā)展方向?qū)Ρ緦I(yè)的切實需求。隨著社會的需求及新能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展，必將涌現(xiàn)一些新的技術(shù)，特別是這些技術(shù)可能涉及的本專業(yè)與其他專業(yè)的聯(lián)合，本專業(yè)的學(xué)生勢必要求對相關(guān)的其他專業(yè)知識有一定的了解，對聯(lián)系緊密的專業(yè)知識的概念性教學(xué)進行嘗試。

三、結(jié)語

材料物理專業(yè)是高等院校學(xué)科設(shè)置中非常重要的一個方向，對社會的需求以及人才的培養(yǎng)都具有重要作用。本研究提出一種適合本校材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)的新模式，將教學(xué)與科研相結(jié)合，同時，提高本專業(yè)課堂教學(xué)和實踐教學(xué)效率，充分利用本專業(yè)在人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢，拓寬本科生的就業(yè)領(lǐng)域，為環(huán)保領(lǐng)域中等離子技術(shù)的創(chuàng)新與風(fēng)險化解培育出更多的實用性、專業(yè)型人才。

參考文獻：

[1]陸國棟.我國高等教育的特點分析與發(fā)展路徑探索[J].中國高教研究，2015（12）：14-17.

[2]王浩，常會慶.我國大學(xué)創(chuàng)新教育研究綜述[J].教育觀察月刊，2015，4（11）.

（作者單位：武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）