1我校材料物理專業(yè)畢業(yè)實習(xí)的背景和現(xiàn)狀

根據(jù)教學(xué)計劃，畢業(yè)實習(xí)通常安排在第八學(xué)期之初，目標是將理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合，實習(xí)時間長、強度大，更加貼近學(xué)生就業(yè)后的實際工作環(huán)境和狀態(tài)，可以深化和檢驗所學(xué)知識，增強學(xué)生分析解決實際問題的能力和創(chuàng)新意識.因此，對于即將就業(yè)的畢業(yè)生來說，實習(xí)效果將影響到學(xué)生能否順利適應(yīng)、承擔(dān)未來的工作，我校的材料物理專業(yè)于2000年經(jīng)教育部批準設(shè)立，2001年開始招收第一屆學(xué)生，材料物理專業(yè)是在材料學(xué)、金屬材料和冶金工程傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)上組建的，旨在充分發(fā)揮內(nèi)蒙古自治區(qū)稀土資源優(yōu)勢，在材料的設(shè)計、研究、性能改進、開發(fā)新材料和新技術(shù)等方面，圍繞稀土功能材料和稀性的金屬材料等展開基礎(chǔ)和應(yīng)用研究.在這種情況下孕育的材料物理專業(yè)基本沒有可以借鑒的先例，需自身不斷建設(shè)、發(fā)展和創(chuàng)新.十幾年來，專業(yè)課程的培養(yǎng)方案、教學(xué)計劃和教學(xué)大綱等理論教學(xué)，順應(yīng)時展要求不斷進行改革和創(chuàng)新，已取得一定成果.在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，尤其是對企業(yè)依賴性較強的畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)，作為新的材料物理專業(yè)，按照畢業(yè)實習(xí)教學(xué)大綱基本要求，依靠學(xué)校專業(yè)特色，在金屬材料等專業(yè)中尋找滿足條件的實習(xí)基地和車間，多年來的實踐證明，實習(xí)方案對培養(yǎng)高水平的專業(yè)技術(shù)人員起到了積極的作用，是行之有效的.但面對新時期對高素質(zhì)、綜合型人才目標的要求，并由于受實習(xí)基地、學(xué)校經(jīng)費支持、學(xué)生主觀態(tài)度和指導(dǎo)教師水平等多方面因素影響，現(xiàn)行的畢業(yè)實習(xí)方案還存在一些問題和不足.

2我校材料物理專業(yè)畢業(yè)實習(xí)中存在的問題

自1998年教育部頒布了新的高等院校本科專業(yè)目錄，到2012年的幾次專業(yè)培養(yǎng)計劃的修訂，普通高校對本科專業(yè)的設(shè)置進行了一系列調(diào)整，培養(yǎng)目標緊跟時展潮流，教學(xué)計劃更是以就業(yè)為導(dǎo)向不斷調(diào)整.然而，畢業(yè)實習(xí)依然由學(xué)校組織，教師帶隊，統(tǒng)一集中的形式展開，實習(xí)的方案、內(nèi)容和基地幾乎未變.因此，目前的畢業(yè)實習(xí)教學(xué)存在著難以適應(yīng)不斷改進的專業(yè)培養(yǎng)目標，人才培養(yǎng)與社會需求無法對接等問題.這些問題出現(xiàn)在實習(xí)環(huán)節(jié)中的實習(xí)方案、學(xué)生、實習(xí)基地、指導(dǎo)教師和學(xué)校諸多方面.首先，實習(xí)制度相對落后，大規(guī)模團隊實習(xí)方式有漏洞；其次，學(xué)生實習(xí)積極性性不高，實習(xí)過程淺嘗輒止；第三，企業(yè)接收學(xué)生的熱情不高，實習(xí)基地數(shù)量不足、質(zhì)量跟不上；第四，教師在實習(xí)過程中的作用和指導(dǎo)力度不夠；第五，學(xué)校對畢業(yè)實習(xí)的投入不足，實習(xí)經(jīng)費捉襟見肘；最后，畢業(yè)實習(xí)的考核方式和成績評定標準存在弊端.以上的問題影響了畢業(yè)實習(xí)的質(zhì)量和效果，如何在新形勢下改進畢業(yè)實習(xí)，確保實習(xí)的順利進行，逐步提高實習(xí)質(zhì)量和效果是高校實踐環(huán)節(jié)必須解決的問題，對此我校進行了積極的探索和實踐.

3我校材料物理專業(yè)畢業(yè)實習(xí)改革的對策

3.1深化實習(xí)制度改革，全面改進實習(xí)方式在深入推進教育教學(xué)改革，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量背景下，全面貫徹黨的十八大精神，以“卓越計劃”為契機，不斷創(chuàng)新教育教學(xué)改革，改變傳統(tǒng)實習(xí)觀念，大幅提高工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量.為此，黨中央及教育主管部門已作出一系列改革措施，從1999年的“質(zhì)量工程”到2010年“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的制定，十年間教育教學(xué)改革不斷深化和創(chuàng)新，由以人為本提高教育質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣邞?yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的人才培養(yǎng)理念，我校材料物理專業(yè)應(yīng)貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大教育計劃，以及《教育部等部門關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見（教思政[2012]1號）》，緊密結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)方案，以材料和物理兩學(xué)科為中心，重點研究功能材料和稀性金屬材料的成分、結(jié)構(gòu)、組織與性能的內(nèi)在關(guān)系，較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)材料科學(xué)的理論和研究方法，發(fā)揮區(qū)域資源優(yōu)勢，培養(yǎng)造就一大批能夠面向社會需求、創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路，建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù).為此應(yīng)徹底變革畢業(yè)實習(xí)方案，實習(xí)方式由單一的集中實習(xí)調(diào)整為集中和分散相結(jié)合的模式.分散實習(xí)是指部分學(xué)生到已簽訂就業(yè)協(xié)議或有就業(yè)意向的企業(yè)中實習(xí)，這些與本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)由學(xué)校負責(zé)聯(lián)系，學(xué)生直接到未來工作崗位或車間內(nèi)實習(xí)，類似于高職教育實習(xí)中的頂崗實習(xí)，優(yōu)點不言而喻.集中實習(xí)是指余下的學(xué)生仍然集中統(tǒng)一實習(xí).采用分散和集中相結(jié)合的新型畢業(yè)實習(xí)方式，按照實習(xí)的基本要求和目標，逐一落實實習(xí)的內(nèi)容，不再強求學(xué)生參加集中實習(xí)，比較符合學(xué)生臨近畢業(yè)時的心愿，同時可減輕企業(yè)接待大規(guī)模實習(xí)的壓力.

摘要:專業(yè)英語是專業(yè)知識與英語知識的融合和升華。在材料物理研究領(lǐng)域，專業(yè)英語對于把握最新科研動態(tài)、參與國際學(xué)術(shù)交流、論文撰寫等科研工作至關(guān)重要。因此，在專業(yè)英語的日常教學(xué)中授課教師應(yīng)嘗試不同的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)英語的學(xué)習(xí)興趣，從“聽”、“說”、“讀”、“寫”四個角度全面考察并提升學(xué)生的專業(yè)英語水平。

關(guān)鍵詞:材料物理;專業(yè)英語;教學(xué)模式;改革專業(yè)

英語是各專業(yè)高等教育人才的必修課，它是以提升學(xué)生在其各個專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的“聽”、“說”、“讀”、“寫”等英語能力為目的而開設(shè)的課程［1］。專業(yè)英語是銜接在一所大學(xué)的基礎(chǔ)英語教學(xué)與專業(yè)課程教學(xué)之間不可或缺的一門課程，是學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識與英文文獻的閱讀相結(jié)合的重要工具［2］。該課程希望學(xué)生通過對專業(yè)英語的學(xué)習(xí)，掌握一定數(shù)量的專業(yè)詞匯及術(shù)語，一方面獲得最基本的文獻閱讀和文章撰寫技巧，另一方面具備與國外學(xué)者進行一些簡單學(xué)術(shù)交流的英語聽說能力，從而為之后的科研工作夯實基礎(chǔ)。因此，就材料物理專業(yè)的學(xué)生而言，專業(yè)英語這門課程的教學(xué)對于提高其綜合科研能力來說十分重要［1－2］。

1當(dāng)前教學(xué)模式存在的問題

針對材料物理專業(yè)英語的教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生的英語水平和課程安排方面提出了兩個較為突出的問題。1.1學(xué)生英語基礎(chǔ)良莠不齊。無論是高考還是考研，對于學(xué)生的英語水平的要求都相對不高，且對其綜合能力的考察較為不足。故而入學(xué)的學(xué)生之間的英語基礎(chǔ)有高有低，且“聽”、“說”、“讀”、“寫”四項技能并不能夠面面俱到，大多數(shù)學(xué)生都存在“語法不精”、“詞匯量不足”、“羞于開口講英文”等現(xiàn)象，尤其是“聽”和“說”的能力常常不能與讀寫能力兼顧。因此導(dǎo)致了相當(dāng)一部分學(xué)生聽不懂、說不出、讀不懂長難句、寫作時把握不好句子結(jié)構(gòu)，長此以往逐漸對英語失去興趣，形成惡性循環(huán)［3］。1.2課程缺乏針對性和深度。專業(yè)英語一般屬于公共基礎(chǔ)課，故常以大班的形式進行授課。例如:材料類的學(xué)生，無論是材料物理、材料化學(xué)還是材料科學(xué)與工程，這些專業(yè)的學(xué)生都在同一個班學(xué)習(xí);且在專業(yè)英語的教學(xué)過程中，授課內(nèi)容通常側(cè)重閱讀和寫作部分，基本以翻譯文獻片段和用英文回答專業(yè)問題為主。如此一來，老師授課就只能教授學(xué)生一些基礎(chǔ)的、具有共性的專業(yè)詞匯和句式，學(xué)生只是淺顯地學(xué)習(xí)了片面的內(nèi)容，并不能全面掌握自己研究領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)詞匯和術(shù)語。這并沒有達到專業(yè)英語這門課程的教學(xué)目標。

2改革措施

摘要:基于“新工科”和“雙一流”建設(shè)的背景及要求，針對材料專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)中的問題，通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政及英文教學(xué)等方面對于實驗課程進行改革探索，兼具“科學(xué)”與“工程”特色，不斷革新實驗內(nèi)容、改革教學(xué)模式、融入課程思政及探索留學(xué)生培養(yǎng)模式，對于工科專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程改革提供參考，并為“卓越工程師”的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:材料專業(yè);物理化學(xué)實驗;教學(xué)改革

自2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”，“天大行動”和“北京指南”。隨著2019年以來“雙一流”建設(shè)的如火如荼開展，對于新工科建設(shè)提出了進一步的挑戰(zhàn)，特別是高校的實驗教學(xué)，這種實踐性要求比較高的課程［1－2］。物理化學(xué)實驗作為化學(xué)、化工、材料、藥學(xué)等專業(yè)的必修基礎(chǔ)實驗課程，是一門兼具理論知識和實踐應(yīng)用的課程，特別突出強調(diào)實踐性，是培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的科學(xué)態(tài)度、嚴謹認真的實驗作風(fēng)以及靈活創(chuàng)新的分析和解決問題能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。然而，現(xiàn)在的物理化學(xué)實驗內(nèi)容多為較傳統(tǒng)實驗，以驗證性實驗為主，且與實際生活關(guān)聯(lián)性較小，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力;教學(xué)模式較單一，多為“填鴨式教學(xué)”，課堂上教師講解和演示操作，學(xué)生只是掌握了基本的實驗操作技能，不利于思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng);課堂講解多為枯燥的實驗相關(guān)的單一理論知識點，很難保證學(xué)生時刻集中注意力，不利于知識的學(xué)習(xí)及綜合運用知識能力的培養(yǎng);此外，目前多為中文教學(xué)或者中英雙語授課，不利于留學(xué)生的培養(yǎng)及本土學(xué)生全球視野的培養(yǎng)［3－4］。因此，針對目前物理化學(xué)實驗課程的現(xiàn)狀，基于“新工科”與“雙一流”建設(shè)的背景及要求，通過對物理化學(xué)實驗課程教學(xué)過程中的經(jīng)驗積累及學(xué)生反饋情況，對于材料專業(yè)的物理化學(xué)實驗課程進行改革已是當(dāng)務(wù)之急，刻不容緩。本文主要通過實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政及英文教學(xué)等方面進行改革探索，旨在推動材料專業(yè)物理化學(xué)實驗課程的不斷革新，為新時代德才兼?zhèn)涞摹白吭焦こ處煛钡呐囵B(yǎng)助力。

1創(chuàng)新實驗內(nèi)容，兼具“科學(xué)”與“工程”特色

傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗主要包括熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)、表面化學(xué)(膠體化學(xué))和物質(zhì)結(jié)構(gòu)五個部分的內(nèi)容，從五個方面選取部分實驗讓學(xué)生進行操作及學(xué)習(xí)。實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，上課時學(xué)生只需根據(jù)實驗方案，并按照老師講解及演示進行操作，學(xué)生能夠掌握實驗操作技能，但缺乏對于實驗的認知與思考，不能激發(fā)學(xué)生的思考與創(chuàng)新思維。由于實驗內(nèi)容偏理論，且實驗試劑多為日常生活中并不常見物質(zhì)，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏積極性和主動性。因此，我們通過“燃燒熱的測定實驗”對于物理化學(xué)實驗內(nèi)容改革進行初探。傳統(tǒng)且經(jīng)典的“燃燒熱的測定實驗”測定的物質(zhì)為苯甲酸和萘，通過測定一種物質(zhì)的恒容燃燒熱，計算出量熱計的比熱容，然后再通過測試和計算得到另一種物質(zhì)的燃燒熱。本實驗可以培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一系列基本實驗技能，是理科的經(jīng)典實驗，但是作為材料專業(yè)的工科學(xué)生，既要掌握基本的“科學(xué)”技能，又要具備“工程”實踐能力，因此，本實驗將苯甲酸和萘換成了木頭、煤炭和木炭，以日程生活最常見的“燒烤”引入，提出問題:為什么我們燒烤采用木炭作為燃料，而不使用煤炭和木頭呢?學(xué)生會從多方面進行回答，如木頭容易將食物表面燒糊，煤炭煙塵比較大等，進一步引導(dǎo)學(xué)生哪種燃料的熱值比較大呢，學(xué)生會猜測可能是木炭，那么我們通過實驗進行驗證，所謂的“熱值”就是實驗中我們要測定的“燃燒熱”，通過實驗測定三種可燃物質(zhì)的燃燒熱，并從科學(xué)角度回答日常生活中的問題。為了充分鍛煉學(xué)生的動手能力，實驗準備了木棒、煤塊和木炭塊，并準備了刀鋸和錘子，學(xué)生需要自己將樣品制作成1克左右的小塊，因此，學(xué)生紛紛動手使用刀鋸將木棒鋸成1克的短棒，用錘子將煤塊和木炭塊分割成1克左右的小塊。學(xué)生在制備樣品過程中體會到了“勞動”的樂趣，也為以后的工業(yè)實習(xí)奠定了實踐基礎(chǔ)。實驗中通過稱量、充氧、使用量熱計測定溫度變化，將“科學(xué)”基礎(chǔ)理論與“工程”實踐相結(jié)合，通過實際動手操作并計算實驗結(jié)果回答了日常生活中的實際問題，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，并且有利于提升學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。

2融入“微課”和“雨課堂”的混合教學(xué)模式創(chuàng)新

摘要：將天津理工大學(xué)材料物理專業(yè)培養(yǎng)方案與材料類教學(xué)質(zhì)量國家標準進行了對比。結(jié)果表明，目前運行的培養(yǎng)方案在培養(yǎng)目標、專業(yè)總學(xué)分數(shù)方面符合國家標準要求，但是現(xiàn)有方案在終身學(xué)習(xí)能力方面體現(xiàn)不足，對于一些通識性的知識還需要加強對學(xué)生的訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：材料物理；材料類；教學(xué)質(zhì)量

國家標準2018年1月31日，教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準》（以下簡稱《標準》），這是我國的第一個高等教育教學(xué)質(zhì)量國家標準。《標準》有三大特點，一是既有“規(guī)矩”又有“空間”，既對各專業(yè)類提出統(tǒng)一要求、保證基本質(zhì)量，又為各校各專業(yè)人才培養(yǎng)特色發(fā)展留出足夠的拓展空間，形象地說就是“保底不封頂”；二是既有“底線”又有“目標”，既對各專業(yè)類提出基本要求，兜底線、保合格，又對提升質(zhì)量提出前瞻性要求；三是既有“定性”又有“定量”，既對各專業(yè)類標準提出定性要求，又包含必要的量化指標。

一、培養(yǎng)目標

1.材料類教學(xué)質(zhì)量國家標準。材料類專業(yè)培養(yǎng)具有堅實的自然科學(xué)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)和人文社會科學(xué)基礎(chǔ)，具有較強的工程意識、工程素質(zhì)、實踐能力、自我獲取知識的能力、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)業(yè)精神、國際視野、溝通和組織管理能力的高素質(zhì)專門人才。材料類專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生，既可從事材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論研究，新材料、新工藝和新基礎(chǔ)的研發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和過程控制，材料應(yīng)用等材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的科技工作，也可承擔(dān)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)、科技管理和經(jīng)營工作。2.材料物理專業(yè)的培養(yǎng)方案。本專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想品德，掌握堅實的材料科學(xué)和物理學(xué)基礎(chǔ)知識及技能，具備材料工程實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型高級人才。畢業(yè)生能在新材料、電子信息、半導(dǎo)體、冶金、能源、化工等領(lǐng)域，從事材料科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)、制備加工、測試分析、工藝改進、教學(xué)、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等工作。本專業(yè)目前設(shè)置電子信息材料和納米材料兩個主要方向。對標材料類專業(yè)國家標準，天津理工大學(xué)材料物理專業(yè)培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標定位在高素質(zhì)應(yīng)用人才，這是符合我們目前生源特點的。培養(yǎng)方案對培養(yǎng)學(xué)生的服務(wù)領(lǐng)域提出了更具體細化的要求。對于培養(yǎng)目標的設(shè)定我們目前的培養(yǎng)方案是符合國家質(zhì)量標準的。

二、參考總學(xué)分

一、大學(xué)物理課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)模式固定化，與專業(yè)脫節(jié)

大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)課程，人們往往強調(diào)它的基礎(chǔ)性，而忽視了不同專業(yè)學(xué)生對物理內(nèi)容的不同需求。教學(xué)中按照多年來形成的固定模式，對不同專業(yè)的學(xué)生采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱和同一個授課標準。同時，由于大學(xué)物理自身理論性較強，與專業(yè)課程結(jié)合不緊密，致使學(xué)生對物理課的學(xué)習(xí)經(jīng)常感到枯燥無味，提升不了學(xué)學(xué)物理的興趣，甚至出現(xiàn)大學(xué)物理“無用論”。

2.教學(xué)學(xué)時有限，教學(xué)內(nèi)容廣泛

“高等院校非物理類專業(yè)基礎(chǔ)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會”專門制定和了《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》。其中建議完成大學(xué)物理核心內(nèi)容所需的最低學(xué)時數(shù)為126學(xué)時。實際情況是大多數(shù)非重點院校的培養(yǎng)計劃增加了專業(yè)課的學(xué)時，將作為基礎(chǔ)課的大學(xué)物理學(xué)時做了一系列調(diào)整，達不到126學(xué)時的最低標準。為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部內(nèi)容，教師往往照本宣科，很難對知識點的應(yīng)用進行詳細的剖析和展開。

3.考評方式相對單一

【摘要】為適應(yīng)本校人才培養(yǎng)的目標，培養(yǎng)具有良好應(yīng)用能力的人才，并結(jié)合本校各個專業(yè)的專業(yè)特點，針對本校物理化學(xué)課程課堂教學(xué)中存在的各種問題，進行物理化學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。將這些改革措施應(yīng)用到具體的實際教學(xué)中，從而達到良好的物理化學(xué)課堂教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】物理化學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容；改革

1引言

物理化學(xué)是四大基礎(chǔ)化學(xué)之一，同時該課程是材料、化工、環(huán)境和生物等專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。物理化學(xué)的學(xué)習(xí)是為后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，該門課程學(xué)的好壞直接影響到學(xué)生對專業(yè)知識的理解和應(yīng)用能力。由此可見物理化學(xué)課程的重要性。同時，物理化學(xué)也是一門理論性較強的課程，教學(xué)內(nèi)容比較多，理論性較強，概念性比較抽象，公式較多較難，相對繁瑣，而且應(yīng)用條件也相對復(fù)雜。這就導(dǎo)致學(xué)生對物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)信心不足，學(xué)習(xí)的積極性不高，嚴重影響學(xué)生對該門課程理論知識的理解和掌握，更不利于學(xué)生用已掌握的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識和方法，用于提出問題、分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng)，從而就達不到學(xué)校培養(yǎng)具有實用技術(shù)能力的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標。我校是一所應(yīng)用型本科院校，遵循我校人才培養(yǎng)目標，所有課程的教學(xué)大綱都在不斷地修改完善。物理化學(xué)課程的大綱也已經(jīng)經(jīng)過多次修改，總體的趨勢是教學(xué)課時不斷在壓縮，這就要求物理化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容必須精簡。雖然教學(xué)課時數(shù)在減少，但還不能影響學(xué)生對物理化學(xué)理論知識點的理解和掌握程度，這必然要求對物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容進行精選優(yōu)化，采用有效的教學(xué)方式和方法，能夠保質(zhì)保量的完成預(yù)期的教學(xué)目標。鑒于以上問題，筆者從教師自身素質(zhì)和知識水平，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法三個方面進行了改革。

2不斷提升教師的自身素質(zhì)和知識水平

物理化學(xué)是一門理論性較強的課程，概念比較抽象，公式復(fù)雜，這就要求物理化學(xué)教師具有良好的知識儲備。在教學(xué)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在知識的盲點時，能夠及時講解補充，保證教學(xué)順利有效地進行[1]。對于物理化學(xué)教師的整體素質(zhì)和水平的提升，可以采用以下幾種方式：2.1開展教研活動，建立學(xué)習(xí)和交流機制。目前我校從事物理化學(xué)課程教學(xué)的老師共有十人，十人定期開展教研會議，主要是針對具體的教學(xué)中存在的各種問題，例如各個章節(jié)講授的知識點，重難點的確定，教學(xué)的方法，確定案例分析。對于較難的、理論性特別強的教學(xué)內(nèi)容，相互交流，各抒己見，確定最佳的教學(xué)方式和方法。同時年輕的教師會走進資深教師的課堂，一方面學(xué)習(xí)資深教師的教學(xué)方法，另一方面還能夠從學(xué)生的角度去感受課堂氛圍，為進一步深入的交流探討奠定基礎(chǔ)。通過這種相互學(xué)習(xí)交流的方式，不但提高各位老師自身的知識水平和素質(zhì)，而且還能提升整個教學(xué)團隊的水平，必然能夠達到良好的教學(xué)效果。2.2校外進修課程，促進學(xué)校間的交流合作。除了本校教研室間開展物理化學(xué)課程的研討和交流外，還可以組織一到兩名物理化學(xué)主講教師走出去，前往優(yōu)秀學(xué)校進修該門課程，聽取國家物理化學(xué)精品課程示范課和相關(guān)學(xué)科前沿進展的講座，或是參與優(yōu)秀教師的科研項目，進一步充實教師的職業(yè)技能和拓展教學(xué)知識面。例如本校教師就到武漢理工大學(xué)進修物理化學(xué)的課程，向該校物理化學(xué)優(yōu)秀教師學(xué)習(xí)教案的書寫，教學(xué)內(nèi)容的選擇，教學(xué)方法的改革，考評考察等方面的學(xué)習(xí)。通過校外的進修學(xué)習(xí)，大大提高了教師的知識水平和綜合能力，收益匪淺。進修過的老師回到本校再開展教研活動，集體學(xué)習(xí)外校先進的教學(xué)理念和教學(xué)方法，從而提高本校整個物理化學(xué)教學(xué)團隊的教學(xué)水平。這勢必會進一步提升物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。2.3深入相關(guān)企業(yè)中，提高教師的實踐能力。為了培養(yǎng)具有良好工程實踐能力的應(yīng)用型人才，必須加強師資隊伍建設(shè)，提高教師教學(xué)水平，尤其是實際生產(chǎn)的認識水平。定期組織教師進廠進行集中培訓(xùn)，提高教師自身能力。鼓勵教師積極同企業(yè)聯(lián)系，申請與企業(yè)合作的橫向項目[2]，這樣既能提高教師的實踐能力，同時還能夠引導(dǎo)學(xué)生積極參與到企業(yè)的生產(chǎn)和研發(fā)過程，培養(yǎng)學(xué)生解決企業(yè)生產(chǎn)中遇到的實際問題，真正做到學(xué)以致用。

摘要:為適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)需要，在我校教學(xué)項目的支持下，對大四專業(yè)實驗課程半導(dǎo)體物理實驗進行一系列的教學(xué)改革，旨在側(cè)重于學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。通過兩年的實踐，教師和學(xué)生普遍感覺到新實驗教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力得到增強，大大提高了學(xué)生的積極性和主動性。

關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理實驗;教學(xué)改革;專業(yè)實驗

實驗教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個重要組成部分，不僅因為其是課堂教學(xué)的延伸，更由于通過實驗教學(xué)，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維［1，2］。實驗教學(xué)分為基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗兩部分［3，4］:基礎(chǔ)實驗面向全校學(xué)生，如大學(xué)物理實驗、普通化學(xué)實驗等，其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識和規(guī)律的理解，旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力，提供知識儲備［5，6］;與基礎(chǔ)實驗不同，專業(yè)實驗僅面向某一專業(yè)，是針對專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容，對于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強的促進作用［7～8］。通過專業(yè)實驗教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實際問題，為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實踐活動打下堅實的基礎(chǔ)［9～11］。

1半導(dǎo)體物理實驗課程存在的問題與困難

半導(dǎo)體物理實驗是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實驗課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體材料和器件的制備及測試方法的實踐操作能力，其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實踐。通過對前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識的實驗訓(xùn)練，不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長，融入企事業(yè)單位較慢，因此提升空間受到限制。1．1教學(xué)內(nèi)容簡單陳舊。目前，國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實驗課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異，基礎(chǔ)性實驗居多，對于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實驗內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實驗來進行實驗教學(xué)，其實驗效果遠不如學(xué)生實際動手操作。我校的半導(dǎo)體物理實驗原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個世紀七、八十年代國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置，受技術(shù)、條件所限，主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實驗為主，實驗內(nèi)容陳舊。但是在實驗內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法，對于增加學(xué)生對所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解，掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實驗手段和測試技術(shù)是極為重要的。1．2儀器設(shè)備嚴重匱乏。半導(dǎo)體物理實驗的教學(xué)目標是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測試原理和表征方法，為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)實驗的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時調(diào)整，從而能更好的完成課程教學(xué)目標的要求，培養(yǎng)新時代的人才。實驗內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實驗儀器設(shè)備做保障，但我校原有實驗教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個世紀六七十年代，在長期實驗教學(xué)過程中，不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時更新，致使個別實驗內(nèi)容無法正常進行，可運行的儀器設(shè)備也因為年代久遠，實驗誤差大、重復(fù)性低，有時甚至?xí)玫藉e誤的實驗結(jié)果，只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實驗，難以進行實驗內(nèi)容的調(diào)整，將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此，在改革之前半導(dǎo)體物理實驗的實驗設(shè)計以基礎(chǔ)類實驗為主，設(shè)計性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實驗較少，且無法開展創(chuàng)新類實驗。缺少自主設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)作等實踐能力的訓(xùn)練，不僅極大地降低學(xué)生對專業(yè)實驗的興趣，且不利于學(xué)生實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，半導(dǎo)體物理實驗課程的改革勢在必行。

2半導(dǎo)體物理實驗課程改革的內(nèi)容與舉措

20世紀80年代以來，計算機已經(jīng)成為各個材料領(lǐng)域研究專家的必備工具，并且隨著計算機技術(shù)和算法的發(fā)展，計算模擬方法也已經(jīng)成為材料研究新的重要手段．計算模擬技術(shù)以物理學(xué)、化學(xué)等相關(guān)的基本理論為基礎(chǔ)，在計算機模擬環(huán)境下對宏觀、介觀以及微觀的不同尺度的材料進行多層次的模擬研究，計算材料的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等多方面的物理性質(zhì)，并進一步探求這些材料的組分、結(jié)構(gòu)和功能之間的本質(zhì)規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，為實驗制備新材料提供理論支持，變盲目的材料合成為針對材料性能的某類特定需求來主動地、有意識地設(shè)計材料的結(jié)構(gòu)．計算模擬在材料科學(xué)中的作用已經(jīng)不僅僅停留在計算機輔助和數(shù)據(jù)處理上，人們已經(jīng)認識到計算模擬已經(jīng)與實驗、理論研究一樣能夠發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)現(xiàn)象、新的科學(xué)概念，從而計算模擬已經(jīng)成為第三條科學(xué)發(fā)現(xiàn)的途徑．因此，現(xiàn)代材料科學(xué)已經(jīng)不再是單純的實驗科學(xué)，計算模擬方法已成為與理論研究和實驗方法同樣重要的研究手段，實驗、理論和計算成為材料研究的3大支柱[4]．而且隨著計算材料科學(xué)的進一步發(fā)展，計算模擬方法在未來的材料研究中將顯示出越來越大的應(yīng)用潛力．因此，了解和掌握材料計算和模擬的基本知識已成為現(xiàn)代材料研究工作者必備的技能之一．

材料的計算模擬方法介紹

材料的計算模擬研究是近年來飛速發(fā)展的一門新興學(xué)科和交叉學(xué)科．它綜合凝聚態(tài)物理學(xué)、理論化學(xué)、材料物理學(xué)和計算機算法等多個相關(guān)學(xué)科．它的目的是利用現(xiàn)代高速計算機，模擬材料的各種物理化學(xué)性質(zhì)，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現(xiàn)象與性能，并對材料的結(jié)構(gòu)和物性進行理論預(yù)言，從而達到設(shè)計和開發(fā)新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:

(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計算方法是目前研究微觀電子結(jié)構(gòu)最主要的理論方法．第一性原理計算方法只用到普朗克常數(shù)(h)，玻爾茲曼常數(shù)(kB)，光速(c)，電子靜態(tài)質(zhì)量(m0)和電子電荷電量(e)這5個基本物理變量和研究體系的基本結(jié)構(gòu)．從量子力學(xué)出發(fā)，通過數(shù)值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質(zhì)．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計算已廣泛應(yīng)用于第一性原理的電子結(jié)構(gòu)研究中，并已經(jīng)取得很大的成功．結(jié)合一些能帶結(jié)構(gòu)計算的方法，對于半導(dǎo)體和一些金屬基態(tài)性質(zhì)，如晶格常數(shù)，晶體結(jié)合能，晶體力學(xué)性質(zhì)都能夠給出與實驗符合得很好的結(jié)果，同時能夠比較精確地描述很多體系的電子結(jié)構(gòu)(如能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學(xué)性質(zhì)(介電函數(shù)、復(fù)折射率、光吸收系數(shù)、反射光譜及光電導(dǎo)等)和磁性質(zhì)，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質(zhì)的起源，使實驗者主動對材料進行結(jié)構(gòu)和功能的控制，以便按照需求制備新材料．

(2)分子動力學(xué)方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學(xué)是一種確定性方法，是按照該體系內(nèi)部的內(nèi)稟動力學(xué)規(guī)律來確定位形的轉(zhuǎn)變，跟蹤系統(tǒng)中每個粒子的個體運動，然后根據(jù)統(tǒng)計物理規(guī)律，給出微觀量(分子的坐標、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關(guān)系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學(xué)方法首先需要建立系統(tǒng)內(nèi)一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關(guān)的基本過程．對于這種多體問題的嚴格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據(jù)波恩－奧本海默近似，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學(xué)的方法處理，而原子核的運動則使用經(jīng)典動力學(xué)方法處理．此時原子核的運動滿足經(jīng)典力學(xué)規(guī)律，用牛頓定律來描述，這對于大多數(shù)材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉(zhuǎn)動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，才需要考慮量子效應(yīng)．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡單的理論準則基礎(chǔ)上(如簡單的物質(zhì)與物質(zhì)或者物質(zhì)與環(huán)境相互作用)，采用反復(fù)隨機抽樣的手段，解決復(fù)雜系統(tǒng)的問題．該方法采用隨機抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統(tǒng)計的問題．通過設(shè)計適當(dāng)?shù)母怕誓Ｐ?，該方法還可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機的迅速發(fā)展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應(yīng)用物理、化學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[6]．蒙特卡洛方法可以通過隨機抽樣的方法模擬材料構(gòu)成基本粒子原子和分子的狀態(tài)，省去量子力學(xué)和分子動力學(xué)的復(fù)雜計算，可以模擬很大的體系．結(jié)合統(tǒng)計物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態(tài)與材料宏觀性能的關(guān)系，是研究材料性能及其影響因素的本質(zhì)的重要手段．

摘要：《材料物理化學(xué)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)方向中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程注重理論理解與公式推導(dǎo)。該課程的學(xué)習(xí)將為學(xué)生學(xué)習(xí)材料成形原理提供理論基礎(chǔ)。本文從教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)對《材料物理化學(xué)》課程進行教學(xué)改革實踐與探索。

關(guān)鍵詞：材料物理化學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)質(zhì)量

《材料物理化學(xué)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要包括物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學(xué)反應(yīng)等過程熱力學(xué)及動力學(xué)特性方面的內(nèi)容。《材料物理化學(xué)》課程意在使學(xué)生從理論角度掌握材料傳輸與成形過程的特性，進而能夠通過理論計算預(yù)測材料在特定條件下所表現(xiàn)出的行為，這一課程將為后續(xù)材料成形原理的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。

《材料物理化學(xué)》課程為材料成形理論的學(xué)習(xí)提供重要的理論基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)有的教學(xué)模式與考核方式往往無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，間接降低了學(xué)生對材料成形原理相關(guān)理論的理解能力。目前，廣泛運用的教學(xué)方式主要以教師課堂講授為主，成績考核由試卷分數(shù)和平時成績兩部分來評定學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握情況。這種教學(xué)與考核方式導(dǎo)致學(xué)生被動、機械地學(xué)習(xí)理論知識，阻礙了學(xué)生對理論的理解及運用能力，也使教學(xué)質(zhì)量處于較低水平。

本文通過對《材料物理化學(xué)》課程中教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)進行教學(xué)改革，推行課堂講授、啟發(fā)、互動型教學(xué)和多媒體立體、形象型教學(xué)，結(jié)合課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)，優(yōu)化考核環(huán)節(jié)，強化學(xué)生對《材料物理化學(xué)》課程的理論理解和運用能力。

一、教學(xué)方法改革

摘要:本文從培養(yǎng)“新工科”人才的教育目標出發(fā)，提出了新工科背景下多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗改革方案，從擬解決的問題及目的、國內(nèi)外各個高校關(guān)于此問題的改革措施、多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗課程的改革方案的具體思路和舉措等方面做了詳細闡述．該改革方案將傳統(tǒng)的物理實驗與多學(xué)科科學(xué)前沿相結(jié)合，推動教師將科研成果及時轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計開發(fā)各學(xué)科交叉融合的新型物理實驗，將為“本研貫通人才培養(yǎng)”奠定基礎(chǔ)．

關(guān)鍵詞:新工科;多學(xué)科交叉;創(chuàng)新性

1多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗課程改革方案擬解決的問題及目的

在新工科背景下，目前我國物理實驗課程所面臨的問題主要有以下幾個方面:1)物理實驗內(nèi)容陳舊過時，知識點單一，往往只是教科書上已有基本物理知識的簡單重復(fù)，實驗內(nèi)容不交叉、不綜合，當(dāng)前的物理實驗內(nèi)容很難體現(xiàn)最新的科學(xué)研究成果［3］．導(dǎo)致物理實驗教學(xué)內(nèi)容跟不上時代的發(fā)展，在當(dāng)前高速發(fā)展的科學(xué)前沿新知識和新技術(shù)面前顯得格格不入;2)在傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)體系中，物理實驗往往被簡單分割為普通物理實驗與近代物理實驗兩門相互獨立的課程．而其中普通物理實驗又被分為力、熱、光、電、磁等相互獨立的內(nèi)容，實驗內(nèi)容在物理學(xué)科內(nèi)部都很少實現(xiàn)交叉融合．學(xué)生更難將物理實驗內(nèi)容與本專業(yè)科研應(yīng)用交叉聯(lián)系，這與當(dāng)前發(fā)展多學(xué)科交叉新工科的目標相違背;3)傳統(tǒng)物理實驗課程的教學(xué)模式一般都是教師講授實驗原理和演示實驗操作，學(xué)生按照老師的操作步驟要求按部就班的按照一樣的實驗方法重復(fù)同樣的實驗內(nèi)容．過程中學(xué)生各自利用實驗室配備的相同的實驗儀器完成同樣的數(shù)據(jù)測量．這樣的教學(xué)模式枯燥無味且毫無創(chuàng)新性和趣味性，學(xué)生不感興趣，只是機械的完成課堂任務(wù)，過程中很少有機會激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造意識，很難培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力．正因為這樣，多年來我國培養(yǎng)的學(xué)生與西方先進國家學(xué)生相比，雖然考試中可以發(fā)揮的很出色，但是一到解決具體問題時，就顯得很不自信，面對問題不知所措，相比之下，動手能力和創(chuàng)新能力就顯得尤其匱乏;4)按照傳統(tǒng)教學(xué)模式授課，教師方面也大多只是每節(jié)課機械的完成相同的教學(xué)內(nèi)容，就教師教學(xué)而言，也很難激發(fā)教師的教學(xué)主動性和開發(fā)新實驗內(nèi)容的興趣．針對以上問題，本文提出多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗課程建設(shè)，從面向新工科發(fā)展和培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型人才的角度來考慮，期望通過改革實現(xiàn)以下目標:1)將傳統(tǒng)的物理實驗結(jié)合多學(xué)科科學(xué)前沿，推動教師將科研成果及時轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計開發(fā)各學(xué)科交叉融合的新型物理實驗，將本專業(yè)科學(xué)前沿與物理實驗內(nèi)容相結(jié)合．使學(xué)生不僅僅能熟練掌握自己專業(yè)領(lǐng)域的知識技能，還能夠?qū)W會融會貫通，理解各個學(xué)科之間的交叉融合．達到“舉一反三”的教學(xué)效果，為“本研貫通人才培養(yǎng)”奠定基礎(chǔ)．2)培養(yǎng)學(xué)生具有工程設(shè)計思維，學(xué)會用批判性的思維角度看待科學(xué)問題，進一步提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，具有獨立自主學(xué)習(xí)的能力，具有跨學(xué)科交叉融合的新工科人才特征，具有利用所學(xué)知識解決現(xiàn)有實際問題的能力，并且有能力通過學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)去預(yù)測和解決未來科學(xué)發(fā)展過程中可能會遇到的問題．3)將現(xiàn)代信息技術(shù)帶入教學(xué)，比如“雨課堂”等．結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，改變目前傳統(tǒng)單一的“教師講、學(xué)生聽”的授課模式．通過信息化的教學(xué)手段，使學(xué)生真正融入課堂教學(xué)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也充分調(diào)動教師教學(xué)熱情和激情．

2國內(nèi)外各個高校關(guān)于物理實驗課程的改革措施

由于國外先進的教學(xué)理念，它們更加突出物理實驗“設(shè)計性、研究性、探索性”的教育功能，國外著名大學(xué)各自形成了各具特色、比較完善和先進的物理實驗教學(xué)模式．德國大學(xué)所開設(shè)的物理實驗課偏重于設(shè)計性實驗．著名的德累斯頓大學(xué)(DresdenUniversity)和凱澤斯勞騰大學(xué)(KaiserslauternUniversity)對物理實驗相當(dāng)重視，他們開設(shè)的“物理實驗”課程中包含很多研究性物理實驗，教材中不給出實驗步驟和過程，只提問題和要求，要求學(xué)生自行設(shè)計并完成實驗方案，過程中不僅要求學(xué)生設(shè)計具體實驗內(nèi)容和實驗方案，實驗所需的儀器也需要學(xué)生開動腦筋去構(gòu)思設(shè)計，實驗室不給學(xué)生提供現(xiàn)成的實驗儀器，需要學(xué)生自己根據(jù)設(shè)計思路，采購所需配件進行組裝，最后利用組裝好的儀器再進行測量［4-6］．這個過程雖然耗時，但是真正鍛煉了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，通過該課程，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了某個實驗的原理和現(xiàn)象，還掌握了儀器測量原理．例如，幾何光學(xué)關(guān)于薄透鏡的實驗項目，我們現(xiàn)在的傳統(tǒng)實驗是要求學(xué)生根據(jù)提供的光學(xué)元件，利用光學(xué)原理測量透鏡的焦距等，實驗枯燥又缺少實際意義，學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了透鏡原理，但是連日常生活中的透鏡應(yīng)用原理也說不清楚;德國大學(xué)將薄透鏡實驗按設(shè)計性實驗教學(xué)，實驗要求學(xué)生利用提供的若干塊薄透鏡先自己組裝透鏡組裝置，比如望遠鏡和顯微鏡等，然后再利用所組裝儀器進行觀察并測量分辨本領(lǐng)和放大倍率等，雖然實驗難度上比較大，但事實上這種設(shè)計性實驗對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力等方面卻有很好的效果．英國的曼徹斯特理工大學(xué)對實驗教學(xué)也非常重視，與我國高校要求大二開始做實驗不同，曼徹斯特大學(xué)要求物理專業(yè)學(xué)生從大學(xué)入學(xué)開始就著手設(shè)計性實驗的練習(xí)，學(xué)生以小組形式完成實驗，各成員之間分工合作，過程中首先需要搜集資料，然后根據(jù)整理的資料進行組內(nèi)團討，整理出實驗方案，就實驗方案開展實驗，遇到問題大家一起討論尋找解決辦法，也可以根據(jù)討論結(jié)果征求教師的指導(dǎo)意見，取得一致意見后繼續(xù)開展實驗．在整個實驗過程中，小組內(nèi)各個同學(xué)分別發(fā)揮出了各自特長，在搜集資料、實驗設(shè)計、實驗操作和論文書寫等方面分工協(xié)作完成．另外，實驗內(nèi)容上，基本各個設(shè)計性實驗內(nèi)容都與教師的科研工作相結(jié)合，使學(xué)生逐步了解和適應(yīng)科研工作，鍛煉了學(xué)生的科學(xué)研究能力［7］．而我國大部分高校仍采取傳統(tǒng)驗證性物理實驗教學(xué)模式，學(xué)生在規(guī)定的時間統(tǒng)一完成規(guī)定的實驗內(nèi)容，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的形成，嚴重制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，與我們現(xiàn)在“本研貫通”的人才培養(yǎng)目標嚴重脫節(jié)，另外，繼續(xù)按照這種驗證性教學(xué)模式教學(xué)也不利于我國高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．近年來，國內(nèi)一些高校逐漸意識到該局面的嚴重性，逐步開始采取一些措施改變當(dāng)前實驗教育現(xiàn)狀，相繼開設(shè)了一定量的研究性和設(shè)計性的實驗項目，為一部分能力較強的學(xué)生提供了進一步發(fā)展和提高的機會［8］．其中，復(fù)旦大學(xué)走在國內(nèi)高校物理實驗教學(xué)改革的前列．他們所開設(shè)的設(shè)計性實驗，教材中沒有實驗步驟，只有實驗研究課題沒有實驗原理，只有一系列的問題．他們將設(shè)計性實驗以選修課的形式開設(shè)，但是授課模式近似于課題研究形式，要求學(xué)生按照實驗要求，最少一個學(xué)期完成一個研究性課題．過程中學(xué)生自己先根據(jù)課題名稱和教師列出的一系列問題查閱資料，以自學(xué)為主，自己設(shè)計實驗方案，組裝和調(diào)試實驗裝置，測量數(shù)據(jù)，完善測量裝置和方法，最后完成課題［9］．浙江大學(xué)也開設(shè)有“小課題物理實驗”，主要是設(shè)計性實驗．首先由學(xué)生根據(jù)各自興趣愛好特長等選擇所研究的課題，實驗室配備基本實驗儀器和所需基本資料等，學(xué)生按照課題要求在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗，但是由于課題的設(shè)計性和開放研究性，完成時間會較長，一般為一學(xué)期內(nèi)完成，實驗授課模式不局限于課堂教學(xué)，學(xué)生隨時可與教師取得聯(lián)系，針對遇到的問題進行討論，最終完成實驗內(nèi)容［10］．北京交通大學(xué)全面改革了物理實驗教學(xué)模式，核心就是變原來的解釋性實驗為設(shè)計性實驗，讓學(xué)生在親自參與和動手設(shè)計中訓(xùn)練實際動手能力和數(shù)據(jù)分析能力［11］．綜上所述，國內(nèi)部分高校已經(jīng)開始著手創(chuàng)新型實驗的改革，但是就改革內(nèi)容來說大多只是針對教學(xué)方法和手段進行改革，將傳統(tǒng)物理實驗原有內(nèi)容改為設(shè)計性或研究性實驗，而并沒有針對適應(yīng)新工科要求的多學(xué)科交叉特點對實驗內(nèi)容做顛覆性改革．本論文提出的多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗課程改革，以開發(fā)適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)要求的多學(xué)科交叉創(chuàng)新性物理實驗為目標，結(jié)合相應(yīng)教學(xué)方式的改革，期望為培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型人才提供支撐．