趙春霞 周靜 黃學(xué)輝 顧少軒

摘要：從工程教育認(rèn)證理念出發(fā)，審視材料學(xué)科專業(yè)課教學(xué)中的問題和不足，以“材料物理”課程為載體，依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科，把先進(jìn)的科學(xué)思想和思維方式不斷引入課程教學(xué)當(dāng)中，通過教學(xué)方法與考核方式改革，發(fā)掘?qū)W生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要思路。

關(guān)鍵詞：材料物理；專題教學(xué)；持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）29-0112-02

材料物理是凝聚態(tài)物理的一部分，其目的是解決材料中的物理問題，是物理學(xué)科與材料科學(xué)的交叉學(xué)科，旨在利用物理中的一些學(xué)科成果來闡明材料中的種種規(guī)律和轉(zhuǎn)變過程。“材料物理”是面向我校材料科學(xué)與工程專業(yè)（材料科學(xué)方向）、材料物理和材料化學(xué)專業(yè)的高年級(jí)本科生開設(shè)的一門專業(yè)必修課。課程主要講述從物理學(xué)的基本概念、基本定律出發(fā)，通過建立物理模型，闡述諸種材料宏觀可測(cè)的各種現(xiàn)象、效應(yīng)和性質(zhì)。使學(xué)生了解在材料物理學(xué)領(lǐng)域中重要材料的性質(zhì)及研究材料的方法，幫助學(xué)生了解材料物理研究的基本輪廓，學(xué)習(xí)現(xiàn)代材料物理學(xué)家思考和探索問題的方法，掌握并能運(yùn)用材料物理學(xué)的基本概念和原理，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為進(jìn)一步從事材料研究打下基礎(chǔ)。

在工程教育認(rèn)證背景下，遵從“以學(xué)生為中心”、“目標(biāo)導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”的基本理念，重新審視材料學(xué)科專業(yè)課教學(xué)中的問題和不足，持續(xù)改進(jìn)，增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)效性，是優(yōu)化與完善人才培養(yǎng)體系的重要基礎(chǔ)。本文以武漢理工大學(xué)材料學(xué)科的教學(xué)為例，對(duì)依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科的“材料物理”教學(xué)進(jìn)行探索。

一、課程教學(xué)改革與實(shí)踐

材料物理是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、組織形式、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、物理性能以及它們之間相互關(guān)系的學(xué)科。通過研究材料的性質(zhì)在各種外界條件（力、熱、光、氣、電、磁、輻照、極端條件等）下發(fā)生的變化，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和效應(yīng)、規(guī)律，形成新的概念（如鐵電、熱釋電、壓電、電致伸縮等），并用于指導(dǎo)實(shí)踐。因此，在講授過程中，需特別注重先修課程和前期知識(shí)的累積，并結(jié)合材料學(xué)科發(fā)展的新成果，尤其是我校材料學(xué)科優(yōu)勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有理論和實(shí)踐進(jìn)行拓展。本課程具體從以下三個(gè)方面進(jìn)行了探討：

（一）改革教學(xué)形式及方法

在課堂組織形式上以講授式為主，結(jié)合研究型學(xué)習(xí)形式教學(xué)。在授課方法上采取多媒體課件授課，結(jié)合板書給出難點(diǎn)、重點(diǎn)和解題思路等內(nèi)容，在多媒體教案中盡量配以精美的圖片、動(dòng)畫模擬或視頻等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。豐富多彩的多媒體教學(xué)有利于本領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展及時(shí)在教學(xué)中增補(bǔ)更新，具有上課速度快、信息量大的特點(diǎn)。學(xué)生必須精力集中，否則就會(huì)因漏失關(guān)鍵信息而難以跟上授課思路，甚至失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，在有限的課堂授課學(xué)時(shí)中，如何讓學(xué)生有效把握課程重點(diǎn)，理解課程難點(diǎn)，是必須要考慮的問題。

（二）設(shè)置課程內(nèi)容專題，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練

教育心理學(xué)家杜威認(rèn)為，教材中知識(shí)本身不是目的，而是發(fā)展學(xué)生思維的手段，是素材。他主張課堂教學(xué)中，教師不是供給學(xué)生現(xiàn)成的知識(shí)，而是提供材料，讓其自己去探索并用以解決問題。因此，每階段設(shè)置關(guān)于本課程重點(diǎn)或難點(diǎn)的專題思考題，要求學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行討論，寫專題報(bào)告或制作課件，并以答辯方式考核。目的就是強(qiáng)化“平時(shí)成績(jī)”，摒棄布置客觀性作業(yè)，設(shè)置并強(qiáng)化主觀性專題，促使學(xué)生在課下主動(dòng)強(qiáng)化課上所學(xué)，把課程教學(xué)從課上延伸至課下。此環(huán)節(jié)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、科研能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。專題設(shè)置的另一個(gè)方式是自主選題，教師出主題，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣自行設(shè)置個(gè)人報(bào)告題目和內(nèi)容。近年來，學(xué)生自主選題主要集中在國(guó)內(nèi)外新材料、新能源和節(jié)能減排等方面的現(xiàn)狀研究與發(fā)展趨勢(shì)分析，體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)新材料與技術(shù)的濃厚興趣。

（三）改革考核方式，強(qiáng)化平時(shí)成績(jī)

目前，我國(guó)高校專業(yè)課程的考核方式多是“平時(shí)成績(jī)（點(diǎn)名）+期末考試成績(jī)”，而國(guó)外名校的考核模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，對(duì)課程的平時(shí)考核嚴(yán)格，作業(yè)要求高。在本課程考核方式改革的探索中，強(qiáng)化了“平時(shí)成績(jī)”，課程最終成績(jī)由平時(shí)作業(yè)+課堂表現(xiàn)+課程專題報(bào)告+期末考試構(gòu)成。其中，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%，其他三項(xiàng)平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，具體拓寬到課下作業(yè)、個(gè)人匯報(bào)和小組匯報(bào)3個(gè)方面，以此促使學(xué)生在課下主動(dòng)復(fù)習(xí)，把課程教學(xué)從課上延伸至課下。

二、問卷調(diào)查與持續(xù)改進(jìn)

課程結(jié)束后，設(shè)置了關(guān)于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等的問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，“材料物理”對(duì)于三年級(jí)大學(xué)生來說，近2/3的同學(xué)認(rèn)為該課程較難，1/3的同學(xué)認(rèn)為難度適中。對(duì)于這樣一門比較難的課程來說，超過70%的學(xué)生愿意進(jìn)行自主訓(xùn)練，65%的學(xué)生會(huì)進(jìn)行課下復(fù)習(xí)。對(duì)于以小組方式進(jìn)行的PPT匯報(bào)，超過95%的學(xué)生認(rèn)為有收獲，其中61%的學(xué)生認(rèn)為有助于學(xué)生凝聚力增強(qiáng)，有助于學(xué)習(xí)、合作、交流等競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)的提高。對(duì)現(xiàn)在的課堂教學(xué)，僅有30%的學(xué)生比較關(guān)注考試成績(jī)，而半數(shù)以上的學(xué)生都認(rèn)為應(yīng)當(dāng)注重自信、探究與創(chuàng)新能力、語言表達(dá)能力和小組間分工協(xié)作能力等的加強(qiáng)。小組PPT專題匯報(bào)對(duì)此起到了積極的作用。

三、總結(jié)與展望

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下，依托武漢理工大學(xué)材料學(xué)科的辦學(xué)特色與科研優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行材料物理課程的探索與發(fā)展。逐步轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，更新教學(xué)理念，把先進(jìn)的科學(xué)思想和思維方式不斷引入課程教學(xué)中，加強(qiáng)基礎(chǔ)，緊跟前沿，通過教學(xué)方法與考核方式改革，發(fā)掘?qū)W生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要內(nèi)容。本課程通過設(shè)置課程專題，教學(xué)從課上延伸至課下，讓學(xué)生有效把握課程重點(diǎn)、難點(diǎn)；積極探索互動(dòng)式教學(xué)，強(qiáng)化平時(shí)成績(jī)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，促使學(xué)生有意識(shí)的了解和掌握文獻(xiàn)檢索、內(nèi)容綜述、小組角色分工與合作，對(duì)其學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新與思維能力、工程能力、管理能力和溝通與交流能力等，進(jìn)行初步的綜合訓(xùn)練。該課程的教學(xué)探索，依據(jù)專業(yè)課程的特點(diǎn)加以修正，同樣適用于材料學(xué)科的其他專業(yè)課程，甚至其他理工科的專業(yè)課程。

此外，隨著本課程在教學(xué)方法和考核方法改革的探索實(shí)施，教師的備課和批閱作業(yè)工作量翻倍，在專題報(bào)告的評(píng)分上，依賴于授課教師自身的學(xué)術(shù)水平，不可避免地受到其研究領(lǐng)域的影響，存在一定的局限性。對(duì)此，在以后的持續(xù)改進(jìn)中，將重點(diǎn)從設(shè)置課程作業(yè)評(píng)價(jià)細(xì)則方面入手，逐步建立合理的評(píng)價(jià)方法。

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