关于材料物理性能课程建设与教学改革的探讨

　　随着市场经济的快速发展和市场经济体制的不断完善，高级应用型人才的需求不断增加。社会经济发展对人才需求结构的变化，为新建应用型本科院校带来发展契机。我国高等教育已步入大众化教育的发展阶段，高等教育的办学模式、办学层次、人才培养呈现多样化的特征，以培养高级应用型人才为目标的新建应用型本科院校的发展顺应了高等教育的发展趋势。
　　1.课程性质与教学现状
　　《材料物理性能》属于材料类专业基础课, 是学生在修完大学物理、固体物理材料科学概论、材料科学基础、无机材料科学基础及晶体结构等有关课程后, 较早接触的一门起到承上启下作用的专业基础课。同时也是一门理论性和实践性都很强的课程，综合了材料学、数学、物理学、化学以及结晶学等方面的内容，知识涵盖面广并且信息量大，涉及的理论知识比较抽象，如材料的铁电、压电性能及超导理论等知识都是较难掌握的，因此教学难度大。该课程教学效果的好坏直接对学生的知识结构、后续专业课的学习、专业兴趣和科研方法的培养都有重要影响。
　　当前，《材料物理性能》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、学科课程观，其课程体系将学科、学术知识按知识系统一环扣一环、一个台阶接一个台阶地进行组合。这种以纯理论教学为主要特征的传统教育，其培养的能力是虚的，而以理论与实践相结合为特征的应用型教育，其培养的能力是实的。我国传统的人才培养模式仅适合于理论研究和科技开发型人才的培养， 培养的人才暴露出了缺少专业实践应用知识、动手能力差、理论与实践脱节的弱点，不能适应培养技艺型、实用型、操作型、管理型高级人才的需要。因此，作为新办应用型大学，不能照搬我国现行的人才培养模式，只能根据自身实际情况、我院地方性、应用型、国际化的办学定位及今后的发展目标的要求，以学生适应社会需求为导向，以培养学生的学习能力、应用能力和创新能力为重点，促进知识、能力、素质的协调发展，对该课程的理论教学和应用能力培养进行协调设置。
　　2.课程新体系的重构
　　根据应用型大学办学思想，《材料物理性能》的课程建设只是在原来传统本科课程系统上叠加一些实践训练课程，这实际与办学目标脱节。由于各自分子或原子键合方式不同，金属材料、有机高分子材料和无机非金属材料三大材料既有相同的基础理论和规律, 也有各自独特的结构组织和性质之间的变化规律。《材料物理性能》课程作为专业基础理论课，包含了材料各种重要性能的原理及微观机制、性能的测试方法以及控制和改善性能的措施、各种材料结构与性能的关系、各性能之间的相互制约与变化规律， 为认识和改进材料的性能以及生产、研究、开发新型材料提供必备的专业基础理论知识。在该课程体系的建设中，应在以下四个方面进行更新。
　　2.1 课程目标：一方面，要满足学识教育及应用能力的要求，应打下材料科学与工程领域的专业基本理论基础，为学习材料专业其他知识做准备; 培养运用基础理论分析和解决实际问题的思路和能力，了解材料科学与工程学科的思维方法;为在今后自学材料领域的相关知识打下良好的基础。另一方面，要实施意识教育及见识教育，强调学生对材料学的认识，使学生具有高度的社会责任感和良好的职业道德， 达到可持续学习、升华境界和提高素质之目的。
　　2.2 课程体系：贯彻重组基础、体现现代、注重实践、综合交叉的课程体系改革原则，保证适度够用的大材料学专业基础理论，兼顾材料学知识的系统性和实践性，突出材料应用技能，加强材料工程意识实训等实践教学环节，培育大工程观意识。立足于材料科学的基本问题，强调材料科学的共性和材料的广泛性、多样性，全面介绍了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的物理性能的共性与个性特点，建立大材料的概念。并根据专业或专业方向的不同，注意突出相应材料物理性能的重点，如功能陶瓷材料应以材料的电性能为主。
　　2.3 课程内容：要科学性、先进性、趣味性相结合，广泛汲取先进的教学经验，并能和本领域国民经济发展需要相结合;要与本学科和专业的教学改革与课程体系改革相结合， 正确处理好本门课程建设与专业系列课程(主要是已学过的大学物理、固体物理、材料科学基础及无机材料科学基础和后续的材料现代分析技术等)建设的关系。贯彻精、宽、新、用的原则，注重材料的多样性和广泛性，在重点介绍功能材料物理性能的同时，可以增加结构材料的内容;在保证传统材料知识的前提下， 注意介绍与高新技术或产业有关的新材料、新工艺及新技术等先进知识;既介绍材料学知识，又注重加强材料学知识与其它相关自然科学、社会科学(经济、环境、工程伦理、可持续发展等)之间的交叉与联系。为学生在本课程涉及的领域内，打下具有自主应用能力的知识基础。
　　2.4 共性与个性的统一：在强化陶瓷材料专业基础知识的同时，兼顾无机非金属材料物理性能的共性，充分体现新时代材料的新知识与新理论。例如: 针对目前国内外无机非金属材料的研究热点陶瓷的增韧、电子陶瓷、超导材料等，在讲授基础知识的同时， 可以介绍目前国内外上述方面的最新成果与理论， 如最近提出的陶瓷韧化新机理压电能量损耗机理以及电畴翻转增韧机理等。
　　3.课程新教学模式的重构
　　《材料物理性能》是学生全面接触专业领域、从基础课到专业课的过渡课程，具有概念多、学科知识面宽、应用基础理论广的特点，有相当的难度。本课程倡导的教学是由以传授知识为主要特征的教学型教学向以意识教育和培养认知能力为主要特征的探究+ 应用型教学转变，学习、探究、实践互动，使学生提高基本素质、夯实基本知识、培养基本能力、锻炼基本技能。在传统教学的基础上, 不断探索新的教学方法，通过采用启发、引导、讨论式的教学模式，充分调动学生学习的积极性与主动性。因此,研究《材料物理性能》课程采用何种教学方法及教学手段使学生易于接受, 从而达到教学目的是该课程新教学模式的重构的重要内容， 应在以下三个方面进行改革。
　　3.1 教学方法：由传统的注入式应试教育转变为适应知识经济要求及应用能力培养的参与式素质教育教学形式要由单一的课堂教学改变为多形式的互动交流。因此，应坚持理论联系实际，将课堂理论教学、实验教学、工程实训等实践教学有机结合起来， 培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，实现知识--能力--素质同步提高，加强启发式教学，让学生有足够的自主思考的时间和空间，为学生创造在做中学、在尝试体验中学、在兴趣中学 等多种学习方式的机会，提倡课程小论文、课题型训练、课堂交流与辩论等。要注意处理好知识点- 线- 面三者之间的关系，体现贯穿材料四大要素主线、突出结构材料重点、强调材料应用三大原则，注意介绍相关理论的背景与内涵，强调知识之间的纵向和横向的有机联系。
　　3.2 教学手段：要改变一位教师一本书、教室+ 黑板+ 粉笔的传统落后局面，可采用电视录像、幻灯片、多媒体课件等多种形式， 提高教学过程中的信息传递量和教学内容的科学性、先进性、趣味性，增强学生与老师的实时交流，使广大学生得到最优质的教学资源，并能有效地激发学习兴趣，真正改变传统教学的单调模式。应用多媒体技术和网络技术进行《材料物理性能》课件开发和网络课程建设，提高该课程的教学质量和学习效果，充分利用现代网络教育资源，成为《材料物理性能》课程建设的重要环节。另外, 改变布置有固定答案的课后作业的方式，让学生通过查阅大量相关资料，撰写与该课程有关的读书报告或综合设计性论文， 从中考察大学本科生综合运用所学知识、自我更新知识、获取信息的能力，激发学生对该专业的兴趣，培养学生撰写科技论文的能力。
　　3.3 授课内容与能力培养紧密结合：紧跟学科发展，加强前沿成果介绍，开阔学生视野。进入21 世纪以来，我国材料科学发展更加迅速，对人才培养的要求更高。因此，我们在课堂教学过程中，安排一定的时间加强材料领域前沿研究成果、应用前景和学科发展动态的介绍， 使学生在学习专业基础理论的同时，了解材料科学研究及应用现状，既可拓宽学生的知识面，为今后进一步深造和夯实应用能力打下基础，也能大大提高学生的学习兴趣。讲授材料的各种物理性能，把复杂的知识简单化，把抽象的知识具体化，把简单的知识深化，以提高学生对该课程及本专业的学习兴趣。例如: 在讲授材料铁电性能时, 由于知识比较抽象，就以学生熟悉的计算机和手机里的存储器为例，通过讲述并分析铁电存贮和磁存贮原理的异同，使学生对抽象的铁电理论电滞回线有了比较形象的认识和理解。
　　4.结束语
　　应用型大学本科培养的材料工程类专业人才， 应区别于研究型和教学研究型大学， 不仅要跟踪材料研究的材料学科发展方向，更要立足于培养材料工程师的工程教育，侧重材料开发应用、材料改性和材料加工。在当下知识快速更新、科学技术交叉发展、理论与实验教学并重发展的形势下，传统的高等学校的专业基础课教学方式显然不适合新型应用型大学专业基础课的教学要求。因此，新应用型大学的专业课程系统应构建宽口径、厚基础、重应用、多方向的课程活动模块组合，以适应不断变化的人才培养目标的需要，对课程体系、教学大纲、教学方法必须进行改革，建立与应用能力培养形成有机统一的、以提高学生综合素质和创新能力为主的新型理论课程体系和教学模式