“材料物理”課程的研究型教學(xué)探索

葉益聰，唐 宇，萬 紅

(國(guó)防科技大學(xué) 空天科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410073)

一、引言

近四十年來，電子、能源和航天等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，促使材料科學(xué)研究的重心開始向功能化或結(jié)構(gòu)功能一體化的方向轉(zhuǎn)移。在1997年國(guó)務(wù)院學(xué)位辦頒發(fā)的新專業(yè)目錄中，設(shè)立了理工緊密結(jié)合的新材料專業(yè)“材料物理”。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外各高校的材料專業(yè)都陸續(xù)開設(shè)了涵蓋固體物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、以及固體中微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的“材料物理”課程。國(guó)防科技大學(xué)從2007年開始了“材料物理”課程的立項(xiàng)培育工作，并在2009年研究生培養(yǎng)方案中，被確定為材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科的研究生核心課程。

本課程主要討論固體的結(jié)構(gòu)、固體中原子與電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其對(duì)固體材料物理性能的影響[1-2]。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握固體材料展現(xiàn)各種物理性能背后的物理原理，為加大對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)深度、今后從事新材料特別是功能材料的研發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

課程的培養(yǎng)目標(biāo)包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和價(jià)值目標(biāo)三個(gè)方面。知識(shí)目標(biāo)是指掌握與材料相關(guān)的基本物理概念和理論，主要的知識(shí)單元包括量子理論基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)合、晶格動(dòng)力學(xué)、金屬自由電子理論、能帶理論基礎(chǔ)、固體的導(dǎo)電性。能力目標(biāo)是要求學(xué)員理解材料物理原理與材料性能之間的關(guān)系，初步具備運(yùn)用材料物理原理分析和解決實(shí)際材料問題的能力。價(jià)值目標(biāo)是指通過物理建模和數(shù)學(xué)證明緊密結(jié)合的課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)員嚴(yán)謹(jǐn)和創(chuàng)新的治學(xué)態(tài)度。

二、“材料物理”課程教學(xué)過程中存在的問題

與目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)高校材料專業(yè)的“材料物理”課程類似，國(guó)防科技大學(xué)的“材料物理”課程是在原有“固體物理”課程的基礎(chǔ)上改建的[3]?！肮腆w物理”課程是針對(duì)物理專業(yè)學(xué)生開設(shè)的基礎(chǔ)理論課。如果沿用傳統(tǒng)“固體物理”的教學(xué)內(nèi)容和方式給材料專業(yè)研究生授課，勢(shì)必會(huì)因?yàn)槟繕?biāo)定位上的區(qū)別而引起以下問題：

1.教學(xué)內(nèi)容“重理論輕實(shí)踐”

原有教學(xué)內(nèi)容重基礎(chǔ)理論的演繹與推導(dǎo)[4]，與材料科學(xué)研究聯(lián)系不緊密，難以滿足學(xué)生創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的需求。傳統(tǒng)“固體物理”課程以物理專業(yè)學(xué)生掌握固體理論基礎(chǔ)為目的，課程包括量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理、數(shù)學(xué)物理方法等，通篇涉及大量晦澀難懂的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，不僅對(duì)于材料專業(yè)學(xué)生而言過于艱深，而且由于與固體材料的研究實(shí)踐結(jié)合不緊密，學(xué)生難以產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果十分不理想。在對(duì)課程內(nèi)容一知半解的情況下，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是無從談起，這與研究生核心課程的定位嚴(yán)重不符。

2.教學(xué)方法“重輸入輕產(chǎn)出”

原有教學(xué)方法以教師課堂講授為主體，導(dǎo)學(xué)及研討所占比例低，難以形成以學(xué)生為中心的多元化教學(xué)形態(tài)。傳統(tǒng)“固體物理”課程由于知識(shí)點(diǎn)龐雜，課堂授課傳遞知識(shí)任務(wù)重，使得在有限學(xué)時(shí)的情況下，教師不得不采用“滿堂灌”的方式進(jìn)行講授。由于教材內(nèi)容往往無法突出重點(diǎn)，且闡述過于簡(jiǎn)練，容易跳過關(guān)鍵數(shù)理推導(dǎo)環(huán)節(jié)，物理圖像不夠生動(dòng)，學(xué)生即使進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，往往預(yù)習(xí)效果也不理想。因此，教師必須通過足夠時(shí)長(zhǎng)的課堂講授才能將基本問題闡述清楚。在這樣的情況下，課堂研討無法實(shí)現(xiàn)，學(xué)生課堂參與感不強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果大打折扣。

3.考核形式“重結(jié)果輕過程”

原有考核形式單一且過于注重最終結(jié)果評(píng)價(jià)，教師無法準(zhǔn)確掌握教學(xué)的實(shí)時(shí)效果，難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的針對(duì)性和學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。實(shí)際上，未能開展形成性考核的問題與前面兩個(gè)問題是耦合在一起的。課程脫離科研實(shí)踐、課堂上學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，使得形成性考核的實(shí)施幾無可能。即使安排學(xué)生研討，布置課后作業(yè)，往往也流于形式，起不到實(shí)際效果。考核形式的單一化，加重了學(xué)生的厭學(xué)情緒，導(dǎo)致考前突擊現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生不能真正掌握課程內(nèi)容，更達(dá)不到能力訓(xùn)練的目的。教師未能及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，無法針對(duì)性地開展教學(xué)，因而學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)也無從談起。

針對(duì)以上問題，國(guó)防科技大學(xué)“材料物理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向”，圍繞“突出學(xué)生主體地位、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力”這一主題，大刀闊斧進(jìn)行教學(xué)改革，提出了“研究型教學(xué)改革”的思路[5]。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐和探索，凝練并豐富了“研究型教學(xué)”的內(nèi)涵。

三、研究型教學(xué)改革內(nèi)容和措施

1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施方案

在教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)上，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)理論模塊及應(yīng)用專題模塊兩部分，在保持固體物理基礎(chǔ)理論知識(shí)體系的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與材料科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建以科技前沿為引導(dǎo)、立足于基礎(chǔ)理論、面向材料專業(yè)的研究型教學(xué)體系。既強(qiáng)化“三基”，即“基本概念、基本原理、基本方法”，又鼓勵(lì)學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中追求創(chuàng)造性的“三境界”，即“創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)知識(shí)、創(chuàng)造性地應(yīng)用知識(shí)、創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的再創(chuàng)造”；既要注重基礎(chǔ)性，也要注重先進(jìn)性，及時(shí)將現(xiàn)代材料的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。模塊化教學(xué)的實(shí)施方案如圖1所示。

圖1 模塊化教學(xué)的實(shí)施方案

在教學(xué)實(shí)施上，引入課堂講解、專題研討和名家授課三個(gè)環(huán)節(jié)(如圖2所示)，提升學(xué)習(xí)效果、鍛煉學(xué)生思維、培養(yǎng)科研能力，升華理論應(yīng)用。

圖2 課堂教學(xué)的實(shí)施方案

通過課程實(shí)踐，建成9個(gè)與材料科技前沿緊密相關(guān)的案例庫，使課程的教學(xué)內(nèi)容同時(shí)具備基礎(chǔ)性、研究性和前沿性。

2.精心雕琢授課技巧

在基礎(chǔ)理論模塊教學(xué)中，通過“問題導(dǎo)入”、用“簡(jiǎn)筆畫+工筆畫”模式講述基礎(chǔ)理論的物理內(nèi)涵及其發(fā)展的邏輯脈絡(luò)?？紤]到材料學(xué)科學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱的特點(diǎn)，將教學(xué)重點(diǎn)放在對(duì)物理學(xué)基本概念和基本理論的物理圖像及其內(nèi)涵的闡述上，并強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論解決材料問題的基本思路和方法，使學(xué)生懂得“問題是什么”“問題的性質(zhì)是什么”以及“解決問題的方法是什么”。在講述基礎(chǔ)理論發(fā)展的邏輯脈絡(luò)時(shí)，循著歷史上那些偉大科學(xué)家的足跡，一步一步地揭示材料物理性質(zhì)背后的物理原理，感受偉大科學(xué)家創(chuàng)新與嚴(yán)謹(jǐn)相結(jié)合的光輝思想，進(jìn)而學(xué)習(xí)物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、簡(jiǎn)化問題和解決問題的思維方式，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維的重要性。

針對(duì)具體的知識(shí)點(diǎn)，首先考慮如何完成粗線條的描繪，讓學(xué)生先“看到整片森林”，之后再完成局部重點(diǎn)的工筆畫；詳細(xì)闡述、論證關(guān)鍵的物理概念和描繪相應(yīng)的物理圖像，做到使學(xué)生“既見森林，又見樹木、樹葉”。即使在課堂某一環(huán)節(jié)上不一定“看清每片樹葉”，也不會(huì)“失掉整片森林”。其次，在信息化教學(xué)中，注重幻燈片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對(duì)幻燈片的合理設(shè)計(jì)和布局，能夠在每一頁都讓學(xué)生清楚地明白這一頁內(nèi)容在整堂課、整個(gè)章節(jié)中所處的地位，從而把握知識(shí)的結(jié)構(gòu)，做到前后貫通。實(shí)踐證明，這樣的形式受到了學(xué)生的歡迎。最后，注意幻燈片與板書的有機(jī)結(jié)合。精心設(shè)計(jì)幻燈片與板書內(nèi)容，做到相互呼應(yīng)，各司其職。通常幻燈片用來體現(xiàn)授課思路、展現(xiàn)豐富素材，而把數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)留給板書。還可以利用板書的某個(gè)區(qū)域，全堂保留重要概念、課程主線，提綱挈領(lǐng)，強(qiáng)化學(xué)生思維能力培養(yǎng)。

3.積極探索信息化教學(xué)方法

積極探索信息化技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐過程的深度融合，通過建設(shè)微課短視頻，將教學(xué)空間從以課堂為主拓展到線上線下的融合，將教學(xué)資源從書本為主拓展到互聯(lián)網(wǎng)資源庫的融合。

在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的世界，知識(shí)的獲取比以往任何時(shí)候都來得容易，課程教學(xué)也應(yīng)變得開放，教學(xué)空間和教學(xué)資源也應(yīng)得到極大拓展。網(wǎng)絡(luò)資源給教師提供了更為廣泛的課程教學(xué)資源和研討案例文獻(xiàn)，可使教師授課變得更加生動(dòng)。例如，在能帶理論中，高對(duì)稱點(diǎn)的選取和能帶的構(gòu)建是一個(gè)難點(diǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師只講解其中一兩個(gè)典型案例，無法讓學(xué)生有更深刻的印象和互動(dòng)體驗(yàn)。然而，借助奧地利格拉茨大學(xué)的固體物理網(wǎng)頁資源[6]，學(xué)生們不但可以很清晰地看到不同晶體結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的空晶格能帶圖，還可以自主改變高對(duì)稱點(diǎn)的排序來獲得不一樣的能帶結(jié)構(gòu)圖(如圖3所示)，以此加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和興趣。

圖3 奧地利格拉茨大學(xué)的“空晶格能帶構(gòu)建”頁面[7]

所謂“翻轉(zhuǎn)式教學(xué)”“線上線下混合式教學(xué)”都是基于教師創(chuàng)建的教學(xué)視頻或優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)視頻資源，由學(xué)生在課外觀看視頻中的講解，回到課堂上師生面對(duì)面交流和研討。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式不同，學(xué)生在課下完成知識(shí)的學(xué)習(xí)，而課堂變成了師生之間和生生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，課堂和老師的角色則發(fā)生了變化，老師更多的職責(zé)是理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識(shí)。

“材料物理”授課內(nèi)容邏輯性強(qiáng)，內(nèi)容緊湊，有一定量的數(shù)理推導(dǎo)。學(xué)生如果不做好充足的課前預(yù)習(xí)，在課堂上往往難以跟上教師的節(jié)奏，導(dǎo)致聽課效果大打折扣。課后再靠自己復(fù)習(xí)，則事倍功半。課程團(tuán)隊(duì)梳理了課程的核心知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)性地制作了60余個(gè)微課短視頻，并收集整理了相關(guān)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源。通過課前發(fā)布相關(guān)的微視頻及網(wǎng)絡(luò)資源和重點(diǎn)關(guān)注的知識(shí)點(diǎn)、課中利用雨課堂教學(xué)軟件對(duì)課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的教學(xué)全過程進(jìn)行測(cè)評(píng)，借助線上線下的混合，有效地提高了課堂的活躍度及研討的有效性，使教學(xué)過程更具有針對(duì)性，有利于學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，大幅改善了教學(xué)效果。

4.突出學(xué)生的主體地位

遵循“把時(shí)間還給學(xué)生，把方法交給學(xué)生”的理念，在教師導(dǎo)學(xué)的基礎(chǔ)上，持續(xù)不斷地改進(jìn)課堂研討模式，突出學(xué)生的主體地位，實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主的轉(zhuǎn)變。

研究型教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)員是學(xué)習(xí)的主人，強(qiáng)調(diào)教學(xué)是教與學(xué)的雙邊活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)教為學(xué)服務(wù)。課堂研討是實(shí)現(xiàn)研究型教學(xué)的核心，它需要教師以課程特點(diǎn)、內(nèi)容以及學(xué)生的知識(shí)積累為基礎(chǔ)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)情景，從而引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，主動(dòng)探究，自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，并在探究中積累知識(shí)、鍛煉思維、培養(yǎng)能力。在教學(xué)實(shí)踐中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入“基于微視頻的翻轉(zhuǎn)課堂”“科研案例研討”“與名師交流”等多種課堂研討模式，并根據(jù)實(shí)踐效果和最新科研動(dòng)態(tài)，持續(xù)改進(jìn)研討模式和內(nèi)容，提升課堂研討效果。

根據(jù)課程涵蓋的基礎(chǔ)理論，第一堂緒論課就拋出了九大經(jīng)典問題(如圖4所示)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，盡管經(jīng)過小學(xué)、中學(xué)到大學(xué)的學(xué)習(xí)，有些看似簡(jiǎn)單的問題仍然得不到解答，由此激發(fā)學(xué)生的求知欲?；谖⒁曨l的知識(shí)點(diǎn)，在課堂教學(xué)中引入圍繞著這些經(jīng)典問題的研討和翻轉(zhuǎn)。在各章學(xué)習(xí)完成后，整體回顧這些經(jīng)典問題是否得到了回答、回答是否滿意。如此前后呼應(yīng)，教學(xué)效果很顯著。

圖4 緒論課上提出的九大經(jīng)典問題

學(xué)生適當(dāng)?shù)亟槿肟茖W(xué)研究是研究型教學(xué)的理念之一。課程案例研討環(huán)節(jié)的設(shè)置既是為科學(xué)研究訓(xùn)練做鋪墊，又是為促進(jìn)學(xué)生更深入地理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。例如，在能帶理論教學(xué)結(jié)束前，安排一節(jié)有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電、介電性能的專題講座，著重討論目前仍處于科學(xué)前沿和熱點(diǎn)的超晶格材料，并給出開放式的研究課題。學(xué)生以小組分工形式合作完成信息收集和整理、論文撰寫、課堂報(bào)告等環(huán)節(jié)，最后由教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)。

根據(jù)實(shí)踐效果和最新科研動(dòng)態(tài)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)持續(xù)改進(jìn)研討模式和內(nèi)容。例如，2014年10月公布的諾貝爾獎(jiǎng)“藍(lán)光LED”就在當(dāng)年11月被引入課堂，作為學(xué)生的研討專題，多組學(xué)生開展了深入的文獻(xiàn)調(diào)研并做了精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告(如圖5所示)。此外，利用名師授課機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生與名師進(jìn)行面對(duì)面交流，進(jìn)一步加深基礎(chǔ)理論在科學(xué)研究創(chuàng)新中的引領(lǐng)應(yīng)用。

圖5 藍(lán)光LED案例研討

實(shí)踐證明，有了課堂教學(xué)的基礎(chǔ)鋪墊，學(xué)生們?cè)谶\(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)去探索科技前沿上有著極大的興趣，課程論文的完成質(zhì)量也超乎教師的初始期望值。報(bào)告會(huì)上，不同小組觀點(diǎn)上的激烈交鋒，加深了學(xué)生對(duì)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的多角度理解。以課程論文為載體的案例式研究型教學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、探索精神、評(píng)價(jià)能力、洞察能力和批判精神是很有效的，還可進(jìn)行誠(chéng)信和學(xué)術(shù)道德教育。

5.改革考核方式

結(jié)合研討型教學(xué)過程的實(shí)施，對(duì)考核方式進(jìn)行改革，將評(píng)價(jià)方式從結(jié)果評(píng)價(jià)為主向多形式過程評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了對(duì)課程教學(xué)全過程的效果評(píng)估及考核，形成了一套科學(xué)合理的課程考評(píng)體系。

針對(duì)課程基礎(chǔ)理論和應(yīng)用專題兩個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，課程教學(xué)中采取了“閉卷+案例研討”“過程考核+最終考核”“筆試+面試”相結(jié)合的多樣化考核手段，將課程考核方式從以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向多形式過程評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變，使課程考評(píng)體系更加科學(xué)合理?？己朔绞降母淖儾粌H能更加全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能及時(shí)反映出教學(xué)動(dòng)態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的積極性，也使教學(xué)過程更具有針對(duì)性。

為了幫助和督促學(xué)生清晰地掌握重要概念，采用雨課堂軟件對(duì)課前、課后和課程學(xué)習(xí)過程中涉及的基本概念的掌握情況進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)，并將此作為總評(píng)成績(jī)的一部分。

將基礎(chǔ)理論運(yùn)用到實(shí)際科研是一個(gè)融會(huì)貫通的過程，僅通過老師在課堂上的案例教學(xué)無法充分培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。為此，課程引入了記入最后總評(píng)成績(jī)的專題報(bào)告考核環(huán)節(jié)，教師根據(jù)報(bào)告情況給出評(píng)定成績(jī)。實(shí)踐證明，在調(diào)研和報(bào)告過程中，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握和運(yùn)用得到了極大提升，并形成了長(zhǎng)期的理解型記憶，有效避免了“學(xué)即為考、考后即忘”的現(xiàn)象。

面試考核包括“知識(shí)點(diǎn)串講”和“問答”兩個(gè)環(huán)節(jié)?！爸R(shí)點(diǎn)串講”環(huán)節(jié)要求學(xué)員在約30分鐘的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)自己的理解對(duì)整門課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，著重考察學(xué)員對(duì)于各知識(shí)點(diǎn)之間邏輯關(guān)系的把握情況?！皢柎稹杯h(huán)節(jié)則要求學(xué)員在約30分鐘的時(shí)間內(nèi)，回答教員提出的各個(gè)問題。問題涵蓋知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)、知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用和知識(shí)點(diǎn)拓展等各個(gè)方面，可以考察學(xué)員對(duì)知識(shí)點(diǎn)本身及應(yīng)用的掌握情況。

6.積極探索雙語教學(xué)

研究型教學(xué)過程需要學(xué)生具有良好的專業(yè)英文能力，才能保證良好的參與效果。“材料物理”課程是在“固體物理”課程基礎(chǔ)上開展建設(shè)的，國(guó)內(nèi)大學(xué)幾乎還沒有開設(shè)專門的“材料物理”課程，也沒有合適的課程教材。為保證建設(shè)質(zhì)量，課程團(tuán)隊(duì)通過主講教師出國(guó)研修跟聽相關(guān)課程的方式、關(guān)注國(guó)外一流大學(xué)同類課程教學(xué)動(dòng)態(tài)，引進(jìn)國(guó)外優(yōu)質(zhì)原版教材，收集網(wǎng)絡(luò)資源，以提升課程英語授課能力。針對(duì)專業(yè)英文教材《固體物理》主要是面向物理專業(yè)的學(xué)生，材料專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)難度過大的突出問題，課程團(tuán)隊(duì)在參閱大量原版優(yōu)質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，編著出版了與課程相配套的英文教材供學(xué)生使用，使用效果良好。為保證授課效果，課堂授課采用中英文雙語方式，輔以英文作業(yè)題和課程考試題，并安排學(xué)生對(duì)案例相關(guān)的英文文獻(xiàn)資料進(jìn)行收集、整理并形成研究報(bào)告，較好地提升了學(xué)生專業(yè)英文閱讀與自我學(xué)習(xí)能力。

四、研究型教學(xué)的成果及意義

國(guó)防科技大學(xué)“材料物理”課程的研究型教學(xué)探索從2010年開始，至今已有十年。經(jīng)過十年的教學(xué)實(shí)踐和探索，研究型教學(xué)的內(nèi)涵不斷豐富和明晰，達(dá)到了以下效果：

(1)以強(qiáng)化學(xué)生能力產(chǎn)出為導(dǎo)向，構(gòu)建了以科技前沿為引導(dǎo)、立足于基礎(chǔ)理論、面向材料專業(yè)的研究型教學(xué)體系。在原有基礎(chǔ)理論體系基礎(chǔ)上，增加以學(xué)生為主體的應(yīng)用專題模塊和科研案例專題研討，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論的拓展和應(yīng)用，提升了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

(2)以突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體為核心，開展了多種研討式教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了“以教為主”向“以學(xué)為主”的轉(zhuǎn)變。通過采用“簡(jiǎn)筆畫+工筆畫”“問題式”“案例式”“翻轉(zhuǎn)式”“線上線下混合式”“名師授課”等多種研究型教學(xué)方法，拓展了學(xué)習(xí)空間，突出了學(xué)生的主體地位，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了學(xué)生歸納總結(jié)、邏輯思維、批判創(chuàng)新的能力。

(3)以聚焦學(xué)生學(xué)習(xí)過程為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了課程的多方位、全過程考核。在傳統(tǒng)期末考試及案例大作業(yè)的基礎(chǔ)上，增加了“雨課堂”隨堂測(cè)驗(yàn)、專題報(bào)告、案例講述以及面試考核環(huán)節(jié)，全方面、動(dòng)態(tài)考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力，使課程考核更加科學(xué)合理。

近十年來，“材料物理”課程五次被評(píng)為國(guó)防科技大學(xué)校級(jí)優(yōu)質(zhì)課程，研究型教學(xué)改革成果獲國(guó)防科技大學(xué)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。以“材料物理”課程為基礎(chǔ)的“簡(jiǎn)明固體物理”慕課課程在中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)上線，獲得了廣泛好評(píng)。

五、結(jié)語

“材料物理”課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生的核心基礎(chǔ)課。在多年的課程教學(xué)實(shí)踐過程中，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)原有課程內(nèi)容未突出基礎(chǔ)理論的拓展與應(yīng)用、以教師為主的授課形式難以滿足學(xué)生綜合能力培養(yǎng)目標(biāo)要求、單一考核形式難以準(zhǔn)確掌握教學(xué)動(dòng)態(tài)和效果等問題，堅(jiān)持 “以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向”，圍繞“突出學(xué)生主體地位、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力”這一主題，持續(xù)開展研究型教學(xué)改革，在教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法改革、考核形式改革、教材建設(shè)、應(yīng)用專題模塊和教學(xué)資源庫建設(shè)等方面取得了明顯的成效，教學(xué)效果得到顯著的提升。相關(guān)教學(xué)改革措施已逐步輻射到本專業(yè)其他核心骨干課程，一定程度上帶動(dòng)了本專業(yè)教學(xué)理念向“以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為中心”的轉(zhuǎn)變。