材料物理專業實用性教學模式探討

劉繁 翁俊 汪建華 鄧泉榮

摘 要：通過分析當前材料物理專業面臨的現狀，以武漢工程大學材料科學與工程學院材料物理專業為例，對本科教學模式進行了分析和探討，指出本科培養應與社會發展需求接軌，加強學生實際動手能力以及創新思維的培養，在教育思想，教學體系，教學內容和方法，實踐教學等方面進行探索與改革，以期培養出符合市場服務和行業發展要求的復合型、創新型人才。

關鍵詞：材料物理；實用性；教學模式

材料物理是從物理學原理出發提供材料結構、特性與性能的一門新興交叉學科。近年來，隨著研究手段日益成熟和研究理論的系統化，材料物理專業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領域的探索研究方面，因此，培養并向社會輸送符合社會發展需求的復合型人才是大學本科教育的重中之重。目前，國內諸多高校均設立有材料物理專業，各高校根據自身的發展定位、研究特色和教學研究水平，制定不同的培養目標。比如：有的院校材料物理專業側重于學生理論基礎知識的培養，而有的更偏向于學生研究能力的培養。因此，結合社會發展需求及專業自身特色，及時更新和改進材料物理專業教學模式及體系，對于人才的培養和專業發展都具有重要的意義。

一、材料物理專業現狀

現代科學技術的高速發展使自然科學的相互滲透、交叉、融合的趨勢更加明顯。近年來，以電子、生物、航天和能源為應用對象的材料科學呈現出以功能材料、復合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發展趨勢，對材料科學人才也提出了新的、更高的要求。

我國教育的基本特點是學生規模世界第一，學生知識體系較為完整，然而創新意識和實際動手操作能力相對欠缺[1]，甚至出現畢業等于失業這一現象，難以實現真正的復合型、創新型人才培養。面對科技高速發展的今天，單一的理論教學模式已經不適用于當今的本科生人才培養的現象在工科專業中尤為突出。有的學校不能適應社會發展對人才的需求，采用固定不變的單一教學模式，人才培養模式已與社會脫節[2]。材料物理專業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新性精神的復合型人才。本文以此為背景，研究和探討適合當前以培養和輸送符合社會發展需求的復合型人才為目標的武漢工程大學材料科學與工程學院材料物理專業的實用性教學模式。

二、教學模式的探討

（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，我校材料物理專業依托自身的學科優勢和人才優勢，重點培養在光電信息材料、新能源材料、環境材料等方面具有扎實的基礎理論知識和實踐能力的應用型創新人才。要求學生掌握相關材料領域的基本物理理論，并與工程理論及實踐相結合，能綜合運用所學的知識定性地分析和解決材料研究中的實際問題。同時，將本專業的特色——等離子體技術及應用應用于環境及能源領域。

（二）教學模式改革與探討

在材料物理學科專業課程的講授方面，以理論與實踐相結合的新教學模式替代傳統的應試型教學模式，將“圓桌”討論問題的方式代替傳統的教師講課、學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、學生為主體、教師為主導的討論式教學模式。調動學生思考能力，培養學生發現問題、解決問題的能力。通過共建校內外實習實踐基地，結合校外兼職教師現場教學，實現理論教學和實踐的緊密結合，促進學生用所學材料物理相關理論理解行業生產工藝原理，推動本專業特色——等離子體技術更深層次的運用于環保領域。

本專業畢業生目前主要就業方向為新能源（太陽能光電、光熱材料）、新材料、環保產品及光電子信息行業，就業企業主要為一些大型龍頭公司，大多數畢業生在環保領域、新能源行業及功能薄膜材料領域從事研究、開發、管理等方面的工作，就業單位多為高新技術企業，對學生的創新能力要求較高。為了達到理論教學與工程實踐有機結合，完善平臺搭建，強化實踐環節教學，新的培養模式可采用在理論課程學習結束時，與行業內相關企業及本其他高校實驗室聯合新建校外交流基地的方式，讓學生提前進入企業進行生產實踐，加強企業試點產品的介入，有機結合企業的科研平臺和學校的理論技術支撐，使學生畢業后能盡快適應企業需要。充分發揮材料物理“等離子體化學與新材料省級重點實驗室”在人才培養中的作用，使課程實踐教學對應用創新型專業人才培養作用更加突出。

學科的建設與社會的發展與需求息息相關，實用性教學模式的研究方面還需探索環保領域新能源的發展方向對本專業的切實需求。隨著社會的需求及新能源領域的不斷發展，必將涌現一些新的技術，特別是這些技術可能涉及的本專業與其他專業的聯合，本專業的學生勢必要求對相關的其他專業知識有一定的了解，對聯系緊密的專業知識的概念性教學進行嘗試。

三、結語

材料物理專業是高等院校學科設置中非常重要的一個方向，對社會的需求以及人才的培養都具有重要作用。本研究提出一種適合本校材料物理專業人才培養的新模式，將教學與科研相結合，同時，提高本專業課堂教學和實踐教學效率，充分利用本專業在人才培養方面的優勢，拓寬本科生的就業領域，為環保領域中等離子技術的創新與風險化解培育出更多的實用性、專業型人才。

參考文獻：

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

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

（作者單位：武漢工程大學材料科學與工程學院）