基于工程认证的《材料物理》课程建设初探

• 摘要： 材料物理是材料科学与工程专业的专业课，是涉及固体物理的基本概念、材料的制备、器件的基本结构与设计等多学科的交叉课程。本专业在准备工程认证过程中，本课程从培养应用型材料科学与工程专业人才的要求出发，对本课程的教学方法进行一系列有益的教学改革讨论。结合实际教学经验，提出了将工程认证标准应用于半导体照明原理与技术教学改革的具体措施。
   
  关键词 工程认证，材料物理，教学改革
     
  材料物理是材料科学与工程专业学生的一门专业基础课，是材料科学与工程专业学生较早接触到的一门起承上启下作用的专业基础课，同时也是一门理论与应用相结合的课程。综合了材料学、物理学、化学及晶体学等方面的知识，内容覆盖面广且信息量大，涉及的理论知识比较抽象，对刚刚进入专业课学习的学生来讲比较困难，教学难度大。如何调动学生的学习积极性和主动性，如何培养学生既具有扎实的材料物理学知识、又能掌握材料性能研究与实验的基本技能、同时对后续课程的学习打下坚实的基础，需要引起足够的重视，针对性地进行相应的课程建设。
  在工程教育认证体系下[1，2]，本课程需要支撑材料科学与工程专业的专业建设，其主要目的是通过课堂教学、专题研究等环节培养学生的创新意识与能力、和材料科学与工程专业科学知识的应用能力，使学生掌握材料结构基本理论、缺陷物理、材料强化、导电物理、电介质物理、铁电物理、磁性物理、材料的相变、高分子物理、低维材料结构和超导材料物理等基本知识。但是当前的材料物理课程的教学仍然是以传统的本科教学模式作为指导，传统课程观是典型的学术课程教学观，这种以纯理论教学为主要特征的传统教学方式将理论与应用脱节，仅适用于培养适合理论研究和科技开发型人才，培养的人才缺少专业实践应用知识、动手能力差，不能适应我们学校材料科学与工程专业“培养应用型专业人才”的需求。因此，我们拟基于本校应用型大学的特征，坚持培养应用型专业人才的目标，以培养学生的学习能力、引用能力和创新能力相结合为宗旨，对改课程的理论教学和应用能力培养进行协调设计，建设新型的材料物理课程教学。
   
  一、教学现状及课程改革思路
  在传统的材料物理的教学中，主要是教师在课堂上按照课本的章节顺序介绍相关知识内容，并以期末考试或考查才评估学生掌握的情况。这种教学方法偏重于理论知识的灌输，割裂了教和学的互动。忽视了对学生创新思维过程能力的培养，教学结果也过于看重考试成绩，缺少形象思维、构思表达和创造设计这种综合能力的训练。
  通过本课程的建设，首先要完成课程体系的建设。贯彻“重组基础、注重实践、综合交叉”的课程体系改革原则，保证适度的大学材料学专业基础理论知识的教学，兼顾材料学知识体系的完整性和实践性，突出材料应用技能，加强材料学工程实训等实践教学环节，培养大工程意识，立足于材料学的基本问题，强调材料科学的共性和材料的广泛性、多样性，全面介绍材料的结构理论、缺陷物理、导电物理、电介质物理、铁电物理、磁性物理、相变等知识。并根据本专业方向的特点，强调新能源材料与器件的原理和引用。同时完成课程的细化，充实教学内容。要科学、趣味性、先进性相结合，广泛吸取先进的教学经验，并能和本领域国民经济发展需要相结合，与本专业的CDIO建设相结合，正确处理好本课程与本专业其他课程的内容衔接关系。建成一套适应本校和本专业发展的课件。“以就业为导向”的办学指导思想， 根据职业培养的需要，以通用能力为基础，以职业岗位核心能力培养为重点，坚持可持续发展的理念，科学、合理设计课程。课程要体现本专业、本课程教学的科学性、思想性和先进性特点；要符合学生的学习基础、学习心理和教学规律，以教师为主导，学生为主体，全面推进素质教育，努力培养具有创新精神和实践能力的合格人才。
   
  二、基于材料科学与工程专业工程认证标准的课程改革措施
  基于材料科学与工程专业工程认证的标准，我们在材料物理的教学中，采用了新型的多种教学手段相结合的课程改革。
  利用多媒体教学法，重点展示每章节的知识点，播放相关视频材料，帮助学生更形象的掌握材料物理相关专业知识。从目前普遍的音乐教学情况来看，大多数教师只要使用PPT中的基本功能来制作教学课件即可满足教学需求。在本课程建设中，教师将通过集中培训或自学的方式，熟练掌握各种软件的操作技能，比如Flash、camtasiastudio、GoldWave等，再将其有效地运用到日常教学中，将会大大提高教师的电化教学水平，丰富教学手段。
  利用小组讨论，给定一个材料物理方面专题，让学生课前深入调查掌握相关知识，在课堂上就此专题进行讨论，授课老师旁听讨论之后总结补充。促进学生主动学习的能力及口头阐述论题的能力。
  利用课堂小报告，让学生做2-3分钟的材料物理相关专题演讲，锻炼做学术报告的能力。
  科研小论文撰写，基于学习的材料物理相关性能，通过课后调研，撰写小论文，全面提升学生撰写科研论文的能力。
  同时合理利用坐班答疑时间，鼓励学生到教师办公室一对一交流，答疑解惑。
  通过以上教学手段，将学生的学习的考核立体化，针对不同的课程目标采用不同的考核手段，切实完成各个课程目标的达成，从而支撑整体的材料科学与工程专业的培养目标的达成。
   
  
   
发布日期：2020-10-09 09:13:56 浏览：