1、課程改革

1.1教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

根據(jù)材料專業(yè)特點，本著理論夠用的教學(xué)原則，結(jié)合材料學(xué)科的發(fā)展趨勢，嘗試將專業(yè)必需的物理知識進行優(yōu)選重組、整合，作為金屬材料工程專業(yè)和材料物理專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)習(xí)掌握的共同內(nèi)容，目的是使材料專業(yè)的學(xué)生掌握較扎實的物理基礎(chǔ)理論知識及基本分析應(yīng)用能力．

1）力學(xué)篇

力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是材料學(xué)專業(yè)許多重要課程的基礎(chǔ)，例如材料力學(xué)、材料成型與控制、金屬力學(xué)性能等等．在講述力學(xué)知識的時候，特別強調(diào)物理概念的產(chǎn)生、嚴(yán)格定義和使用范圍．此外，重視一些重要的思想，例如矢量疊加原理、取微元再積分的思想等等，幫助同學(xué)們通過建立合適的物理模型和一些重要的數(shù)學(xué)思想來解決實際問題．而狹義相對論與材料學(xué)關(guān)系不大且難以理解，可略去不講．

2）熱學(xué)篇

材料的許多物理性質(zhì)都與熱有關(guān)，例如熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性、熱電等等．研究熱現(xiàn)象，熱力學(xué)和統(tǒng)計物理是兩條重要的途徑．目前所使用的教材中，熱學(xué)知識不夠豐富，因此在給材料類專業(yè)的同學(xué)上課時，需要補充額外的知識．在介紹統(tǒng)計物理時，幫助學(xué)生理解概率統(tǒng)計在材料科學(xué)研究領(lǐng)域的作用．在介紹熱力學(xué)第一定律時補充焓的概念，在介紹熱力學(xué)第二定律時補充熵的概念，因為熵與焓都是材料學(xué)中常用的表征材料特性的物理量．

3）電磁學(xué)篇

電磁學(xué)包括靜電場、導(dǎo)體和電介質(zhì)、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)和電磁場，知識體系相對完整和龐大．如果全部講解，至少需要半個學(xué)期的時間，而且這部分內(nèi)容整體上與材料學(xué)關(guān)系不太密切，可以略講．在講解時要避免上成數(shù)學(xué)課，重視實驗（在課堂上用多媒體演示實驗過程），強調(diào)重大物理理論產(chǎn)生的過程．這部分教學(xué)內(nèi)容與物質(zhì)的導(dǎo)電性和磁性密切相關(guān)，因此可以適當(dāng)介紹超導(dǎo)材料的概念和發(fā)展情況．

4）光學(xué)篇

對材料類專業(yè)的學(xué)生，光學(xué)部分應(yīng)著重介紹光譜分析與應(yīng)用方面，例如Ｘ射線衍射．此外，通過適當(dāng)介紹一些重要的光學(xué)材料，例如隱身材料，增透抗反射材料、防偽材料等，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力．

5）量子物理篇

對于金屬材料工程專業(yè)的同學(xué)來說，量子物理知識與其后續(xù)課程關(guān)系不大，可以推薦一些科普書籍，讓他們自學(xué)．而對于材料物理專業(yè)的同學(xué)，后續(xù)還要繼續(xù)學(xué)習(xí)“理論物理”、“固體物理”等課程，但是量子物理知識復(fù)雜，故可僅介紹量子力學(xué)及原子物理初步的知識，適當(dāng)補充納米材料的概念，以豐富學(xué)生對物質(zhì)層次的認(rèn)識．

1.2教學(xué)模式改革

改革現(xiàn)行的以多媒體教學(xué)為主的教學(xué)模式，試行“黑板板書＋多媒體演示＋知識拓展”的復(fù)合教學(xué)模式．黑板板書是重要的教學(xué)方式，許多國內(nèi)外著名大學(xué)的大學(xué)物理的教學(xué)依然是通過板書的方式，例如耶魯大學(xué)和麻省理工學(xué)院．通過板書可以突出關(guān)鍵性的內(nèi)容和難點，而且學(xué)生也可以跟得上老師的思維，而這正是多媒體教學(xué)的軟肋．因此在教學(xué)實踐中，也仍然以板書傳授知識的教學(xué)模式為主．多媒體教學(xué)也有自身的優(yōu)勢．物理學(xué)是一門重視實驗的科學(xué)，在實踐中學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)方式．但是由于教學(xué)硬件有限，不能在課堂上演示實驗．因此通過借助現(xiàn)代化教學(xué)的工具———多媒體，為學(xué)生演示一些模擬實驗，以引起學(xué)生的注意和激起他們的好奇心．此外，互聯(lián)網(wǎng)上有大量豐富多彩的資源，適當(dāng)引入課堂教學(xué)，可以起到“畫龍點睛”的效果．例如將網(wǎng)易公開課上的優(yōu)秀資源引入課堂、利用中央電視臺科教頻道的一些錄像片和資料等，達(dá)到了豐富教學(xué)內(nèi)容、開闊學(xué)生視野的目的．為了讓學(xué)生主動思考問題，以及將物理理論知識和實踐相結(jié)合，引入了知識拓展這個模塊．每一次課堂的教學(xué)設(shè)計都包含這個環(huán)節(jié)，時間不長，但是通過這個模塊能夠引發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時也提高了教師自身的知識水平．可以適當(dāng)引入與該知識點相關(guān)的科技發(fā)展前沿理論或者未知問題，例如在講到圓周運動時，可讓學(xué)生談?wù)剬δ軌虍a(chǎn)生人造重力的未來空間站的看法和想法．也可以適當(dāng)引入與材料學(xué)專業(yè)相關(guān)聯(lián)的問題，例如在講到物質(zhì)的磁性時，可讓學(xué)生談?wù)剬Υ庞涗洸牧系恼J(rèn)識；在講到功和能時，介紹一些新能源材料，并讓學(xué)生談一談對解決能源危機的看法和思考．

2、實踐與效果

自２０１２年開始，西南大學(xué)材料與能源學(xué)部的大學(xué)物理課程組依據(jù)材料專業(yè)自身的特點，合理修訂教學(xué)大綱，適度調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以及采用“黑板板書＋多媒體演示＋知識拓展”的復(fù)合教學(xué)模式，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)積極性，同時也達(dá)到了利用最少的課時講解更多的教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目的和教學(xué)效果．經(jīng)過這兩年的教學(xué)改革探索，已經(jīng)取得了較好的成效．通過對２０１１級和２０１２級的金屬材料工程和材料物理兩個專業(yè)的學(xué)生的問卷調(diào)查，結(jié)果顯示同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性提高，而且９７％的同學(xué)希望能夠在大學(xué)物理的教學(xué)過程中，適當(dāng)介紹和材料學(xué)相關(guān)的概念．當(dāng)然，大學(xué)物理教學(xué)方法和教學(xué)體系的改革是一項系統(tǒng)工程，還需要長期不懈的努力和積極的教學(xué)實踐才能完成．

作者：滿玉紅 程南璞 覃禮釗 單位：西南大學(xué)