材料物理专业实用性教学模式探讨

刘繁 翁俊 汪建华 邓泉荣

摘 要：通过分析当前材料物理专业面临的现状，以武汉工程大学材料科学与工程学院材料物理专业为例，对本科教学模式进行了分析和探讨，指出本科培养应与社会发展需求接轨，加强学生实际动手能力以及创新思维的培养，在教育思想，教学体系，教学内容和方法，实践教学等方面进行探索与改革，以期培养出符合市场服务和行业发展要求的复合型、创新型人才。

关键词：材料物理；实用性；教学模式

材料物理是从物理学原理出发提供材料结构、特性与性能的一门新兴交叉学科。近年来，随着研究手段日益成熟和研究理论的系统化，材料物理专业的研究范围以惊人的速度扩展，主要面向新能源与新信息等新功能材料以及高新技术领域的探索研究方面，因此，培养并向社会输送符合社会发展需求的复合型人才是大学本科教育的重中之重。目前，国内诸多高校均设立有材料物理专业，各高校根据自身的发展定位、研究特色和教学研究水平，制定不同的培养目标。比如：有的院校材料物理专业侧重于学生理论基础知识的培养，而有的更偏向于学生研究能力的培养。因此，結合社会发展需求及专业自身特色，及时更新和改进材料物理专业教学模式及体系，对于人才的培养和专业发展都具有重要的意义。

一、材料物理专业现状

现代科学技术的高速发展使自然科学的相互渗透、交叉、融合的趋势更加明显。近年来，以电子、生物、航天和能源为应用对象的材料科学呈现出以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势，对材料科学人才也提出了新的、更高的要求。

我国教育的基本特点是学生规模世界第一，学生知识体系较为完整，然而创新意识和实际动手操作能力相对欠缺[1]，甚至出现毕业等于失业这一现象，难以实现真正的复合型、创新型人才培养。面对科技高速发展的今天，单一的理论教学模式已经不适用于当今的本科生人才培养的现象在工科专业中尤为突出。有的学校不能适应社会发展对人才的需求，采用固定不变的单一教学模式，人才培养模式已与社会脱节[2]。材料物理专业在研究新材料的性能、制备以及新能源的利用方面遇到各类物理及工程问题，这些问题具有涵盖范围广、实际操作能力要求高、理论掌握要求扎实等特点。无论是在工程实践还是科学研究过程中，解决这些问题都是需要理论丰富，动手能力强且富有创新性精神的复合型人才。本文以此为背景，研究和探讨适合当前以培养和输送符合社会发展需求的复合型人才为目标的武汉工程大学材料科学与工程学院材料物理专业的实用性教学模式。

二、教学模式的探讨

（一）材料物理与新能源的融合

随着人类能源危机的加剧和环境意识的增强，污染物有效控制变得越来越重要，我校材料物理专业依托自身的学科优势和人才优势，重点培养在光电信息材料、新能源材料、环境材料等方面具有扎实的基础理论知识和实践能力的应用型创新人才。要求学生掌握相关材料领域的基本物理理论，并与工程理论及实践相结合，能综合运用所学的知识定性地分析和解决材料研究中的实际问题。同时，将本专业的特色——等离子体技术及应用应用于环境及能源领域。

（二）教学模式改革与探讨

在材料物理学科专业课程的讲授方面，以理论与实践相结合的新教学模式替代传统的应试型教学模式，将“圆桌”讨论问题的方式代替传统的教师讲课、学生被动听课的单向传输型传授知识模式，建立以科研问题为载体、学生为主体、教师为主导的讨论式教学模式。调动学生思考能力，培养学生发现问题、解决问题的能力。通过共建校内外实习实践基地，结合校外兼职教师现场教学，实现理论教学和实践的紧密结合，促进学生用所学材料物理相关理论理解行业生产工艺原理，推动本专业特色——等离子体技术更深层次的运用于环保领域。

本专业毕业生目前主要就业方向为新能源（太阳能光电、光热材料）、新材料、环保产品及光电子信息行业，就业企业主要为一些大型龙头公司，大多数毕业生在环保领域、新能源行业及功能薄膜材料领域从事研究、开发、管理等方面的工作，就业单位多为高新技术企业，对学生的创新能力要求较高。为了达到理论教学与工程实践有机结合，完善平台搭建，强化实践环节教学，新的培养模式可采用在理论课程学习结束时，与行业内相关企业及本其他高校实验室联合新建校外交流基地的方式，让学生提前进入企业进行生产实践，加强企业试点产品的介入，有机结合企业的科研平台和学校的理论技术支撑，使学生毕业后能尽快适应企业需要。充分发挥材料物理“等离子体化学与新材料省级重点实验室”在人才培养中的作用，使课程实践教学对应用创新型专业人才培养作用更加突出。

学科的建设与社会的发展与需求息息相关，实用性教学模式的研究方面还需探索环保领域新能源的发展方向对本专业的切实需求。随着社会的需求及新能源领域的不断发展，必将涌现一些新的技术，特别是这些技术可能涉及的本专业与其他专业的联合，本专业的学生势必要求对相关的其他专业知识有一定的了解，对联系紧密的专业知识的概念性教学进行尝试。

三、结语

材料物理专业是高等院校学科设置中非常重要的一个方向，对社会的需求以及人才的培养都具有重要作用。本研究提出一种适合本校材料物理专业人才培养的新模式，将教学与科研相结合，同时，提高本专业课堂教学和实践教学效率，充分利用本专业在人才培养方面的优势，拓宽本科生的就业领域，为环保领域中等离子技术的创新与风险化解培育出更多的实用性、专业型人才。

参考文献：

[1]陆国栋.我国高等教育的特点分析与发展路径探索[J].中国高教研究，2015（12）：14-17.

[2]王浩，常会庆.我国大学创新教育研究综述[J].教育观察月刊，2015，4（11）.

（作者单位：武汉工程大学材料科学与工程学院）