时间：2022-04-20 02:02:02
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇材料物理专业，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0058-02
一、材料物理专业简介
材料物理专业各高校定义不一，纵观各大高校的描述，认为南京邮电大学[1]描述比较全面：材料物理专业培养掌握材料科学的基础理论与技术，掌握现代材料科学研究方法，掌握材料性能与各层次微观结构之间关系的基本规律，能从事各种材料应用基础理论研究，传统材料的性能改进与新型材料开发与研制，材料的合理使用和材料的检测分析等工作的高级专门人才。能在材料科学与工程和相关交叉学科领域从事科研、教学、产品研发、生产技术或管理工作的具有理科素质及工科意识的理工复合型专门人才。本专业毕业生应具有以下几方面的能力和素质：具备宽厚的数学和物理基础，较好的计算机和电子科学技术基础，人文社会科学基础和外语综合能力；系统掌握物理和材料物理基础理论，基本实验方法和技能；本专业学生继续深造的方向有材料学、材料物理与化学、材料加工工程、微电子学与固体电子学、凝聚态物理、物理电子学、光学和半导体物理学等。本专业学生毕业后可以在材料、能源、电子、信息等诸多领域和交叉学科从事教学、科研、开发、设计和管理工作。主要研究方向有：固体微结构分析与信息功能材料，位移式相变与形状记忆和超弹性材料，复合功能材料与智能结构，生物医学材料及应用以及界面化学与功能陶瓷等。
二、材料物理人才培养的瓶颈
材料物理专业，一般属于理学院或者材料工程学院下辖的专业之一，所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构，尤其是微观结构，材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。毕业生可能面临的另外一个问题是，由于很多高校建立材料专业的背景不同，兼之材料科学作为专业名称提出来，又不是很长时间的事情，造成很多用人单位不了解这个专业的毕业生究竟是做什么的。这也是导致这几年材料物理专业越来越多的毕业生毕业后待业的一个重要的原因。众多的因素阻碍着材料物理学生的发展，但是最主要的还是学生的专业课程设置，不同的教学安排会培养出完全不同的学生，最终的结果也会大不相同。
三、材料物理人才培养的趋势
材料物理专业是材料科学不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石，材料支撑着人类文明。虽然材料物理专业目前遇到了很多的问题，但是幸运的是这些问题被教育者意识到了，现在很多学者都在探讨材料物理专业以后的培养模式和方向。随着科学技术的发展，材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。这也就意味着材料行业将迎来一次大的变革，相应的材料产物也会随着变化。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各个领域的应用。社会对人才的要求是各大高校培养学生的一个重要依据，虽然各个学校有自己的特色，但是面对瞬息万变的局势，各大高校还是打破框架，寻求发展。很多学校与时俱进，将材料学的重心由传统材料开始偏向于新型材料，如：纳米材料、复合材料、环保材料、电子材料等。从目前来看，在短时间内，各大高校的培养趋势将会继续朝着微型化、功能化、智能化材料方向发展，未来也会随着科学技术的发展，跟上前沿科技，不断更新培养计划，培养出21世纪综合型的人才。
四、武汉科技大学材料物理专业简介
武汉科技大学理学院材料物理专业开办于2001年，是一门材料学与物理学相交叉的学科，迄今已有6届毕业生，材料物理专业在探索中发展。武汉科技大学材料物理专业培养适应现代化建设需要，具有远大理想和良好思想品德，具有较深厚的数学和物理学基础，掌握材料科学基本理论和现代材料科学研究与测试的基本方法，能在科学研究、科技服务、教育、工业、事业、社会服务等方面从事材料及其相关领域的研究设计、性能检测、技术开发、质量管理等方面工作的应用型高级专门人才。然而随着经济的快速发展，工程教育的扩大，材料类专业教育进行了改革。武汉科技大学材料物理专业自2004年以来，也对教学进行了初步调整，但特色仍不明显。2008年金融危机以来，大学生就业问题越来越严重，材料物理专业的发展也因此面临着新的挑战，对未来科学和教育趋势面临着新的思考。武汉科技大学材料物理专业就业率有降低趋势，加入钢铁相关企业的毕业生也逐年减少，选择考研的同学占大多数。
五、材料物理专业课程设置的特点
通过对国内多所名校的调研，给出了以下结论：名校的课程都由基础课、专业课、必修课、选修课和实践课组成。名校的课程设置都是紧密结合本校的特色，充分依托学校这个平台，使专业的发展平台更加宽广同时有底气。名校在设置课程的时候也会均衡各个学期学生的学习任务，学生的接受程度，尽量做到循序渐进，由浅入深，由易到难。所有的高校都步伐统一的把专业课放在了第五、第六和第七学期。但是调查表明学生并不希望太晚上专业课，特别是第七学期，大家都希望可以提前一些时间上专业课，使专业课上课时间同学生考研和找工作的时间分开。武汉科技大学材料物理专业的主要课程有普通物理、理论物理、固体物理、数学物理方法、物理化学、材料物理导论、材料科学基础、材料研究方法、材料合成与制备、普通物理实验、近代物理实验、材料物理专业实验等。我校材料物理由于成立得比较晚，所以成立的时候大量的借鉴了其他高校的课程安排。虽然这样的借鉴可以帮助我们少走弯路，但是过多的借鉴使我校的材料物理专业缺乏特色。我校的材料物理专业的基础课就是一些最基本的知识，我有人有，人有我无。不过有一点也是值得欣慰的，就是我们的物理基础比较牢靠。我们的专业选修课虽然很多，但是不受重视，安排的时间太晚。我们的专业课比较少，而且都是些入门的基础知识，实用性不强。实验很多，但是创新实验比较少，都是些传统的实验，且在考核方式上要进行合理的改善。实践课程安排得很好，这是我校的亮点。总体来说，我校的材料物理专业的课程偏理论，应用型的课很少，课程间的交叉太多，这样造成我们的课程多而杂，缺乏特色，就业口径窄。换句话说，我校的材料物理专业的整体设计显得太过中规中矩，这样的设置不会出错，但是也缺少特色，缺乏亮点，所以我们的课程设置有必要进行一些改进。如何更好更有效地改进材料物理专业课程的设置将是我们下一步重点研究和讨论的课题。
参考文献：
[1]南京邮电大学.材料科学与工程学院专业介绍[EB/OL].http：///s/73/t/164/a/7915/info.jspy，2010-01-01.
[2]石敏，陈翌庆，许育东，等.论材料物理专业教学的改革[J].中国科教创新导刊，2009，（19）：73-74.
[3]刘强春，袁广宇，戴建明.材料物理专业实验课程体系的改革与实践[J].牡丹江师范学院学报，2010，70（1）：65-66.
材料物理实验 应用物理学 教学改革
一、引言
2006年，中国科技创新大会提出：2020年前使我国进入创新型国家行列。因此，为国家培养大批自主创新型人才成为社会发展的迫切需要。据此，许多高等院校将人才培养定位为培养高级应用型创新人才，而高级应用型创新人才的培养不能离开实践教学环节这一教学体系重要组成部分，实践教学在培养学生实践应用能力、分析和解决问题能力、创新精神等方面具有不可替代的作用。
为适应社会对应用型创新人才需求，湖南工业大学构建了以“三实一创”（实训、实验、实习、创新）为核心的专业实践教学新体系。《材料物理实验》课是理学院应用物理学专业材料物理方向一门实践性很强的必修课，其教学目的是让学生熟悉科研全部过程，在实验中逐步了解科学研究方法，课程在培养学生分析问题与解决问题的能力，提升学生科学思维方法以及综合科研素质方面有举足轻重的作用。
二、《材料物理实验》教学内容改革
湖南工业大学理学院材料物理实验室在实验教学新理念指导下，充分了解和贯彻实验教学在教学工作和培养高素质创新型人才中的重要地位，按照培养目标将实验教学内容进行分类、归纳、更新与整合，并遵循由浅入深、由简到繁、由单纯模仿到学生独自综合创新的顺序，逐步推进，分层次按阶段履行的原则，把《材料物理实验》课划分为下面三个实验项目：
1.材料科学基础实验
此基础实验是根据材料物理专业方向课程要求学生学会的材料科学方面基本实验技能所开设的，规定每个学生都会动手操作且分析实验结果，如金相试样的制备、金相显微镜的使用、金属和非金属材料的拉伸、压缩与弯曲实验等。
2.材料分析测试实验
以材料表征和材料性能测试为目的，让学生了解材料研究前沿所需的新型材料合成与测试方法，拓宽学生知识面。有针对性地设置了以下实验：材料的紫外光谱测试、薄膜厚度、折射率及消光系数测试、功能薄膜特性测试、材料热重/差热分析、电化学工作站的使用等，这些实验帮助学生学习材料表征的基本方法和材料性能测试的一般技巧，激发学生科学思维。
3.综合设计性实验
综合设计性实验是一种新型实验教学模式，目的是促进学生提出疑问-综合研究-解决问题的能力，所以，实验选题主要注重发展创新。在学生业已掌握相关材料领域知识前提下，综合设计性实验鼓励学生自我发展创新，督促学生查阅文献资料，帮助学生探索和了解新知识、新方法，根据综合实验的教学要求，提出可行实验方案，按照既定目标，选择实验配方和实验条件，制备出符合实验性能要求材料，对材料进行合理表征，完成性能测试，并根据实验现象和实验结果，探索材料体系结构-制备方法-物质特性的相互关系，判断较好的配方和制备技术，在学生自主选择中培养创新能力。实验包括溶胶凝胶法制备纳米材料及其结构测试、陶瓷材料的成型和烧结、称重法测量材料腐蚀速率等。
三、《材料物理实验》教学方法改革
教学方法直接影响实验教学效果，培养创新人才，教师选择合理的教学方法是关键。传统实验教学通常采用填灌式、验证式的教学方法，实验时老师先讲述实验原理、方法等，然后要求学生按照实验讲义给出的固定实验步骤机械式完成实验，仪器、实验药品等都是教师事先准备好的，最后学生再按照教师要求的固定形式撰写实验报告，学生在这个过程中仅仅是个被动参与者，有很多学生在上课时依葫芦画瓢地照搬别人的实验做法，在完成实验后还不知道为什么要做这个实验，这种教法削弱了学生对实验课程的兴趣和创作激情，学生的动手实践能力没能得到应有的训练，自然难以保证好的教学效果。材料物理实验室通过以下方式改进传统实验教学方法：
1.开放式实验教学
将传统的“教师讲授-演示实验-学生实验”的教学方法改为“学生预习-自己查阅资料-提问与集体讨论-仪器操作-教师指导-综合评价”形式，教师首先给出命题，学生据此查阅有关文献资料，通过提问与讨论设计实验方法，然后自己选择实验装置、手段及实验工序，实验结束后，必须自己经过思考，分析实验结果，总结规律，给出实验结果综合评价，撰写实验报告。
2.实验教学导师制
一般的材料物理实验室只在日常实验教学中才对学生开放，既造成实验室仪器设备的浪费，也无法满足现代实验教学对学生创新意识与能力培养的要求。采用导师制可以克服这个弊端，学生自主选择导师，充分利用实验室的资源优势，在导师的指导下，自行设计创新性实验，参与科研型开放实验或自选课题实验等，方便教师和学生开展科研活动。
四、《材料物理实验》考核方法改革
为了建立全面、客观、公正地评价学生实验操作技能掌握程度、科学态度与综合素质的实验课程考核体系，材料物理实验室从学习态度、理论测试、实际操作能力（包括动手能力、调试能力和创新能力）以及实验结果相结合的办法全面考评学生成绩。对于基础性与材料测试实验，重点考查学生的基本理论和基本动手实践能力，其中平时成绩（包括预习报告、平时实验中独立操作能力及实验报告）占50%，操作考试成绩占50%。对于综合设计性实验，考核方式分为方案设计（合理性、完整性、经济性）、综合操作能力（独立、熟练、创新）、实验报告（清楚、规范、完整）和答辩几个部分来全面评测学生的实践操作能力和分析应用能力。这种多元化的考核方式，从不同角度综合考查学生综合能力，充分调动了学生学习和探索的积极性。
五、结语
我们提出了一个比较符合湖南工业大学理学院实际的材料物理专业人才培养的实践教学改革方案，通过对当前实验教学现状进行分析，对实验教学内容、教学方法、考核方式等不同角度进行探讨和改革，改变传统中实验课附属于理论课的教育方法。经过3年的教学实践，证实教学改革卓有成效，学生动手实践能力明显改善，学生对于科研活动越来越感兴趣，多名学生在学校举办的大学生创新杯竞赛中取得良好成绩。《材料物理实验》教学改革，将是注重学生实践创新和充分发挥学生自主探索研究的一种崭新实验教学模式。
参考文献：
[1] 杨金山.改革实验工作模式 促进应用型创新人才培养[J].实验室研究与探索，2010，29（2）.
[2]郭永利，梁工英，卢学刚.在材料物理专业实验教学中培养学生的创新能力[J].陕西师范大学学报，2009，（37）.
21 世纪科学技术高度发达和经济快速发展，材料的发展和应用水平已成为衡量一个国家国力强弱的重要指标。新材料的发展与应用，依赖于材料的物理性能的应用，因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能课程是无机非金属材料专业平台重要的基础课，它从材料的组成、结构的角度阐述材料的物理性能及本质，包括力学、热学、电学、光学、磁学等性能，这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料中对材料提出的基本技术要求，在实际工作中具有重要的意义 [1 ]。通过教学，让学生掌握无机非金属材料的关键物理性能及本质，以及无机材料物理性能的研究方法。对于这门课，学生普遍认为内容抽象、理论性强，难于理解掌握，作为教师授课难度较大。本文结合笔者多年的教学实践及经验，就如何提高无机非金属材料专业材料物理性能教学效果而采用微课教学进行了探索。
对于微课的发展，首先发起于国外，微课程（ Micro-lecture） 的雏形最早见于英国纳皮尔大学T.P.Kee 提出的一分钟演讲（The One Minute Lecture，简称OML ）和美国北爱荷华大学LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒课程（ 60-Second Course） [2 ]。美国理查德?沃曼在1984 年发起创办了TED（指technology、entertainment、design在英语中的缩写，即技术、娱乐、设计），该机构为私有非盈利机构。特别从2006年起，TED演讲视频上传到网络上，短短几年时间就获取了大量的点击率 [3 ]。在国内，2011年佛山市教育局胡铁生率先提出了以微视频为中心的新型教学资源“微课”。他认为，“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的组合 [2，4 ]。因此基于微课的平台，本文探讨了针对材料物理性能微课教学的探讨。
1 材料物理性能微课选题
材料物理性能“微课”主要针相应的教学大纲展开教学，所以在“微课”的选题上严格扣住教学重点，并致力于将重要知识点分解清晰。
1.1 材料物理性能微课编写
材料物理性能“微课”不是简单的一段段的视频，还应包括材料物理性能教案、教学课件等其他资源要素，所以在选好题后，着手电子教案的编写。材料物理性能教案编写一般包括本门课教学背景、教学目标、教学方法和教学总结等方面内容。
1.2 材料物理性能课件制作
材料物理性能“微课”课件通常采用PPT联合视频等多媒体格式，针对选定的知识点设计PPT。而多媒体技术是利用各种多媒体软件对文本、声音、图形、图像、动画等信息进行综合处理。而多媒体的制作通常采用PowerPoint、Moviemaker、屏幕录像专家等软件，即操作方便，电脑操作系统一般自带PowerPoint、Moviemaker软件，另外软件屏幕录像专家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微视频制作
对于材料物理性能课程的视频制作，主要是针对于课程相关的实验和性能及设备的演示。由于在课堂上的板书信息量有限，必须借助这些视频等手段来增加信息量，如在电子理论部分讲解电子的导电、热运动以及费米面的特征等等。理论上讲解非常抽象，采用这些微视频手段就容易讲解清楚。微视频的制作主要采用现场设备的录制、网络资源下载等等手段来实现。
2 创新材料物理性能微课教学方法和手段
材料物理性能课程属于理论性较强的课程，要想让学生主动地认真地听讲，不仅作为老师要努力的做好充分的备课，更要创新微课教学的方法和手段。作为多媒体的手段，不仅仅体现在PPT的制作上，更应该穿插更多的符合教学内容的教学视频及动画等内容，把学生的注意力牢牢的控制在屏幕上，达到事半功倍的效果。
2.1理论与实践相结合
材料物理性能在理论上对于材料的性能的分析较深入，因此相关的实践教学也具有重要的地位。在理论学时极为有限的状态下，仍然开设了一定量的实验课程，主要是针对于设计型、综合型实验课。例如在材料的磁性这段内容里，开设了一个居里点的测定。学生在学生磁性材料这段内容时，总是感觉磁性性质直观性不强，对于居里点的概念也停留在概念上。采用实验设备居里点测定仪，让学生从实验指导书联合教材的磁能内容，能够理解实验设备的基本原理及测试方法，并结合磁性的一个重要参数χ与温度关系曲线能够用数学的理论判断出居里点，这样使学生不仅仅懂得怎样测定居里点，更懂得居里点的真正的物理意义。
2.2 理论与实际相结合
材料物理性能内容范围较宽，相应的知识点较多，与实际上情况联系紧密。如在热膨胀的部分，课堂上会引申出什么是热力管路的膨胀节，它的功能是什么？在提出这个问题后，让学生思考一下，给予讨论的时间，学生们也能够积极的回答，极大地活跃了教学气氛。
2.3启发互动式教学
材料物理性能课程内容较深，所以完全把书本上的内容在课堂上讲完，在学时上也是完成不了的。为了能够使学生能够把相关内容都学习完整，在本课程内容偏重于扩张方面的知识，让学生课下自己来完成。例如我们在讲解磁性方面的知识时，联系到地球的大磁场，让学生分析为什么地球的南北极能够产生极光，并分析极光对于我们人类的作用。
3 充实材料物理性能微课教学内容
材料物理性能课程体系也是随着科技的快速发展而更新其内容，以满足不断发展的社会要求。对于21世纪快速发展的科技时代来说，材料物理性能微课教学内容体系在保持原有的内容体系上，也要紧跟时代的发展。并根据内容的需要适当调整课程的内容及结构，增添学科的前沿知识，激发了学生的学习兴趣，开拓了学生的视野。
因此作为教师本身就要搜索大量的材料物理性能的前沿信息，使学生在学习材料物理性能的理论的同时，也能了解材料物理性能发展的前沿，使学生的学习兴趣大大提高，知识面也大大拓宽，从而为将来从事的研究工作岗位奠定了坚实的基础。
4 更新材料物理性能微课实践方法
材料物理性能微课是通过材料物理性能的相关的知识网络表现的，对某个教学环节的教学内容及实施的其教学活动的总和。但这还不能体现“材料物理性能微课”的独特之处和完整内涵， 因为材料物理性能微课的核心资源或最重要的载体是“材料物理性能微视频”（不是一般的文本、PPT 课件或图片等其它媒体资源）， 而材料物理性能视频是所有资源类型中情境最真实、信息量最丰富的一种资源，因为视频是直观形象的。材料物理性能微课应该是以“材料物理性能微型视频”为主要内容和呈现方式的一种新型微型网络课程――“材料物理性能微型视频网络课程”。
关键词 固体物理学 教学改革 教学方法
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.031
Solid State Physics Teaching Reform and Practice Adapt to Materials
Physics and Electronic Science and Technology Needs
LI Zijiong， SU Yuling， WANG Yongqiang， GONG Gaoshang
（School of Physics & Electronic Engineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou， He'nan 450002）
Abstract Solid State Physics is physics and electronic material science and technology important professional courses， according to the needs of both professional features in the teaching content， teaching methods and capacity-building and improving other aspects of solid state physics curriculum reform and practice.
Key words solid state physics; teaching reform; teaching methods
0 引言
随着人才需求的不断变化和学科的发展，不同专业的课程体系和人才培养模式应与时俱进地作相应的调整和优化，不断完善和发展以适应专业特点和新形势下需求的培养目标。①②固体物理学课程主要研究固体（晶体）的微观结构特征、相互作用及其运动规律，并阐述其用途的学科。固体物理学课程是物理、材料、化学和电子等专业的基础课程。③但受传统教学内容、教学手段和有限课时等的影响，不少学生缺少对该课程在专业培养中的重要作用的认识，学习重视程度不够，缺乏学习积极性。因此，有必要根据不同专业方向特点，在教学内容、教学方法和考核体系等方面对固体物理学课程进行教学改革。
材料物理和电子科学技术是郑州轻工业学院物理与电子工程学院的两个专业，我们在这两个专业开设了固体物理学课程，分别制定了课程标准和课程教学目标。针对固体物理教学课程自身的特点，结合材料物理和电子科学与技术专业学生的培养模式和需要，根据多年对固体物理学在两个专业的教学实践，提出了关于固体物理课程教学根据专业不同需求的优化与调整方案，并在教学中进行了实践，取得了一定的效果。
1 根据专业特点，进行教学内容的调整和优化
固体物理学是一门综合性很强的课程，除了需要量子力学和统计物理、大学物理等方面的基础知识外，在传统的内容上也是增加了很多现代科技前沿的内容。由于不同专业学生的背景和培养目标的差异，在授课内容方面首先要进行一定的调整和优化。
材料物理专业是我校较早开设的传统专业，其目的是培养较系统地掌握材料科学的基本理论与方法，具备材料物理相关的基本技能和基本知识，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事教学、研究、教学科技开发教学及相关管理工作的材料物理高级专门人才。由于学生的材料和物理背景较好，考虑到该专业与固体物理学联系较紧密的特点，需要对传统固体物理学课程教学内容进行强化和延伸。
如在讲解晶体结构一章时，在让学生深刻理解晶体结构平移性和对称性特点的基础上，我们适当增加了材料结构分析方面的内容，除了晶体结构详细讲解外，对非晶体、准晶等也要做一定的介绍，并结合科研工作中常见的晶体缺陷问题，对相关材料进行分析，增加了如何利用X射线衍射分析晶体结构，并安排学生动手制备一些新材料，学习应用扫描电子显微镜、投射电子显微镜、XRD等工具对所制备材料的微观结构进行表征分析，从而加深学生对所学知识的理解，提高解决实际问题的能力，获得了对固体物理课程学习的主动性和针对性。
在讲述晶体结合一章，增加了氢键结合形成不同晶体的特点及规律，将共价性结合和金属结合的特点和规律采用第一性原理进行计算，并将结果进行课堂视频展示;在讲述金属、半导体电子结构章节中，有意识地增加了态密度、掺杂、能带调控等概念，在此基础上，适当分析一下半导体材料的电子结构对其电学和光学性质的影响，有意识地加强材料物理专业学生的分析和解决问题的能力。结合当前材料科学研究的新材料如石墨烯、二硫化钼等纳米材料、金属氧化物量子点等，进行了结构和潜在应用的分析，对拓宽学生的知识结构、开阔视野和提高学习兴趣起到了积极作用。
在讲解能带理论一章时，注重问题提出和解决的思路方法，将复杂的材料问题运用合理的物理近似处理方法，使材料物理专业能够把所学的物理知识和材料有机结合起来，并能够运用所学知识解决实际问题，通过实践，收到较好效果。
针对电子科学与技术专业主要培养学生从事与光电子器件应用与光电工程技术等工作，需要实际与理论相结合，并且能够把理论知识能够运用在生产与工作当中的要求，在讲述固体物理传统内容时，抓住物理过程的主要方面，构造简化的模型，进行有效的数学处理。教学过程紧扣物理模型和思想，适当降低知识难度，而且还要适当减少传统固体物理内容与电子科学和技术专业关联不大的问题。将与电子科学技术专业密切相关的能带理论、晶体缺陷、半导体电子伦和金属电子论等章节作为重点讲授的内容，同时也尽量保持知识的连惯性和系统性。
科技发展日新月异，不断出现的新技术和新发现为固体物理学课程内容的延伸不断开拓出新的研究领域。在教学实践中，我们将传统的固体物理学教学内容与日新月异的物理前沿内容间的关联有机结合起来，例如，与能带理论有关的LED、与晶体结构有关的C60、太阳能光伏电池的研究进展和应用、以及固体激光器等与光电技术相关的前言知识穿插在教学当中，强化学生的基础知识学习，提高学生的学习兴趣、明确学生的专业方向，拓宽学生的视野。
2 根据专业特色调整和优化教学方法
针对材料物理和电子科学与技术专业的不同特点，除了进行固体物理教学内容的优化调整外，在教学方法也要进行改革，以适应这两个专业的培养目标需要。
首先改变传统教师课堂一言堂的教学方法，将课堂主体交给学生，增加师生互动环节。课堂上老师把要讲授的内容以提出问题的形式展出，鼓励学生解答这些问题，充分发挥了学生的积极主动性。对于学生普遍不好理解和难懂的问题，教师再进行细致讲解，这样做到重点突出，有的放矢，充分实现教师和学生的课题互动，极大地提高了学生的积极性。同时加强习题课环节，任课教师事先将要讲的习题给学生，并安排学生分组讨论。课堂上，学生积极主动上台讲解习题的不同解答方法，并可对不同解答提出质议，这样既增强了学生理解和解决问题的能力，又极大提高了课堂效率。对不同专业学生，除了教学内容的侧重点不同以外，在教学方式方法上也体现出差别。如对材料物理专业学生，教学时要注重课堂教学内容的逻辑关系，强化对概念和规律的理解、记忆，对于与专业相关的理论，要求学生能够理论推导。而对电子科学与技术专业学生，提出“联想式教学法”，例如，从大学物理中的光和机械波传播的干涉和衍射现象引入倒格矢的概念，把抽象难懂的倒格子与光的波动性联系起来，从而联想到对微观粒子波动性的空间描述;从大学物理中声波和电磁场的耦合激化现象引领学生学习声学波和光学波的异同点;从光伏太阳能电池的原理入手联想到能带理论等等，从而加深对固体物理图像及物理本质认识，而不是仅仅停留在对概念和规律的推导和理解上。
其次是将生动直观的物理演示模型引入课堂教学实践中，提高课堂效率。我们将固体物理学课程中的相关难懂知识点，做成一系列教学模型，通过课堂演示，加深对学生对固体物理知识的理解和掌握。如讲解不同晶体结构时，我们分别演示了Si、Cu和NaCl等的不同晶体结构的原子排列模型;讲解晶体的对称性时，我们分别演示立方体、圆柱体、锥体等的模型，引导学生分析不同模型的对称特点，同时采用3D MAX 动画制作软件，将不同晶体结构制作成三维图像及视频，既形象又生动，充分调动学生的学习积极性。对于固体物理的能带理论一章，推导复杂，学生理解有一定的困难，针对理论推导不作重点要求的电子科学与技术专业学生，我们重点通过讲解模型建立和合理简化处理问题的物理思想，通过引入不同能带结构的半导体材料在LED、太阳能电池的应用，讲解晶体能带的特点和调控方法，加深了学生对这部分的重视和理解。
最后是重视课后反馈，增强学生的知识运用能力的提高。对学有余力的学生，我们结合院系的科研条件，安排一部分学生到实验室，协助老师做些科研工作，结合课堂所学知识进行应用指导。我们将MS、CASTEP等计算软件对电子科学与技术专业学生进行了培训使用指导，使学生能够利用计算软件建立基本模型，并进行能带、光电性质的计算， 进一步加深了学生对该相关知识的理解和应用能力的提高。利用课下时间，我们还引导学生运用不同数据库查阅相关外文文献，教会学生如何快速阅读文献，找到自己想要知道的信息，促进学生了解前沿课题研究的概况，对培养学生的创新和解决问题的能力起到了积极作用。
3 根据专业特色调整和优化考核体系
针对固体物理学课程在材料物理和电子科学与技术专业教学内容和教学方式的不同，对这两个专业的学生制定出相应的考核体系。平时成绩的计算上，除了传统的考勤、作业分以外还设置课堂奖励分，主要是对于课堂上任课教师提出的问题和安排的课题能够认真、积极准备，完成或回答较好的，可给予一定的分数奖励，以鼓励学生积极参与课程学习，充分发挥学生的创造性和主动性。
对于电子科学与技术专业的学生，主要采用平时成绩与期末考查相结合的评价形式，平时成绩和期末考查各占50%。平时成绩主要包含学生的考勤、作业、课堂回答问题、课下参加课题研究的情况，各部分所占比例也进行了细分，这有助于客观公正地评价学生对固体物理学课程学习的积极性和主动性。期末考查一般采用小论文的形式，小论文的题目涉及到本课程相关的前沿内容和本课程基础知识的应用，引导学生主动探索分析学科前沿动态和应用领域，提高学生的综合分析问题和解决问题的能力，有利于学生充分发表自己的见解，展现自己的能力，发挥自己的水平。
总之，随着科技发展的日新月异，传统固体物理学课程的教学已经不能很好地适应材料物理和电子科学与技术专业等不同专业学生的需要，在教学内容、教学方法和考核体系针对不同专业进行优化和调整，对培养不同专业的创新型人才具有非常重要的作用。
注释
① 付殿玲，郭文跃，赵联明.“固体物理”课程教学内容和方法的改革与实践[J].中国电力教育，2014.21：72-73.
关键词：固体物理；教学内容；教学改革；教学方法；双语教学
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0072-02
自20世纪50年代以来，以固体物理的能带理论为基础，固体物理学得到了飞速发展。科学家在磁学半导体、超导、激光等现代科学研究领域获得了重大进展，相关研究成果已经迅速转变为实际生产力，并带动了相关信息科学技术群的高速发展。在20世纪50年代末，“固体物理”被采纳为我国物理专业的一门基础课，是在物理专业课程设置上最为显著的一项改革。[1]
固体物理学通过研究固体的结构，及组成固体的粒子之间相互作用与运动规律来阐明其性能和用途。固体物理学涉及的内容包括固体中的原子结构、晶体结合规律、固体电子运动方程及能带结构、金属导体的导电机制、半导体的基本原理、超导性的基本规律等，因此，“固体物理”已成为物理学科和材料学科的专业主干课之一。中国石油大学（华东）为教育部直属的行业特色鲜明的工科重点大学，目前“固体物理”课程已在材料物理、材料科学与工程、光信息科学与技术三个专业开设，并拟在应用物理学专业开设。
本文从中国石油大学（华东）（以下简称“我校”）目前的固体物理本科教学实际情况出发，针对不同专业对固体物理知识需求的不同，对课堂教学内容进行优化整合，并结合现代多媒体技术对教学手段和方法提出合理改革措施并在授课过程中进行了实践。
一、教学内容的改革与实践―― “一个平台，三个知识模块”教学模式的建立
“固体物理”课程内容丰富，体系庞大，涉及到“普通物理”“理论力学”“量子力学”“热力学统计物理”等多门课程，而目前国内各个高校“固体物理”课程的授课学时受到了总学时的限制。因此如何在有限的学时内把固体物理的精髓讲授给学生，需要针对学生的不同专业特点和对固体物理的要求来精选授课内容。
我校有三个专业开设“固体物理”课程，分别为材料物理专业（64学时专业必修课）、材料科学与工程专业（32学时专业限选课）、光信息科学与技术（32学时专业限选课）。由于各个专业的特点及对固体物理的要求不同，因此在授课过程中授课内容必定有所差异。
我校材料物理专业的学生毕业后一部分在企事业单位从事材料分析与检测或材料制备工作，一部分继续读研深造。学生在大学前两年的学习中已系统学过“普通物理”“量子力学”“热力学统计物理”等课程，物理背景明显，物理知识扎实，并且在以后的学习和工作中对固体物理要求较高。根据这一实际情况，笔者选用山东大学出版的物理基地班教材，在对材料物理专业讲授时主要包含以下六部分内容：一是晶体的结构，在这部分中主要讲授固体物理的基本概念，如晶体的共性、堆积模型、布拉菲点阵等内容；二是晶体的结合类型，主要从晶体结合的物理本质出发阐述导致不同结合类型的原因；三是晶格振动与晶体热学性质，在该部分中主要有简单到复杂的讲解一维晶格振动、三位晶格振动及晶格振动的热容理论；四是晶体的缺陷，主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质及缺陷的扩散和缺陷的统计；五是晶体中的电子能带理论，主要讲布洛赫波、一维晶格中近自由电子的近似、能带理论等，并由此讲解导体、半导体、绝缘体形成的本质和差异；六是自由电子论和电子的输运性质，主要讲电子气的费米统计，利用费米统计理论和能带理论对金属的电导、热导等电子输运特性进行系统分析。该六部分内容基本包含了晶体物理学的主要内容，就后期学生深造所需的表面物理、非晶态物理等很少涉及。该内容已在材料物理专业2004～2008级5届学生中讲授过，学生反映良好。
针对材料科学与工程专业学生开设“固体物理”课程，其为32学时专业限选课。考虑到该专业学生没有系统学习过“理论物理”“热力学统计物理”“量子力学”等课程，物理背景相对较弱，但在先修课程中已学过“材料科学基础”“材料工程基础”“材料力学性能”等课程，因此笔者在讲授“固体物理”课程时从学生实际知识背景和学时要求出发，弱化课程涉及到的具体理论推导，强化模型思想对部分推导直接得到结论。从学生本身知识背景考虑，在课程教授时主要讲解以下三部分内容：一是晶体的结合类型，该部分内容与材料物理专业一致；二是晶格振动与晶体热学性质，在该部分中笔者弱化理论推导，而是通过近似的思想给出热容的爱因斯坦模型和德拜模型；三是晶体中的电子能带理论，讲解内容与材料物理专业一致，但在授课过程中涉及到量子力学的内容直接给出结论而略掉具体推导过程。与材料物理专业相比，材料科学与工程专业学生的授课内容和授课学时均有所减少。比如对于晶体结构和晶体的缺陷等内容直接略掉，这是由于学生在先修课程材料科学基础中已经讲解过，这样就避免了不同学院在授课过程中的内容交叉。对于想继续考研深造的学生，笔者一般建议跟随材料物理专业学生上64学时课程。该部分内容在2002～2008级7届学生中讲授过，学生反应较好。
光信息科学与技术专业隶属中国石油大学（华东）理学院，该专业学生的物理知识较材料科学与工程专业学生教深，其专业就业领域为光电子产品与技术领域。光信息科学与技术专业开设32学时“固体物理”专业限选课。与材料科学与工程专业相比，开设课程学时虽然相同，但学生的专业知识背景和对固体物理的要求并不相同。该课程主要教授以下内容：一是晶体的结构，该部分内容与材料物理专业一致；二是晶体的结合，主要讲晶体结合的物理本质，并因此而导致的不同晶体结合类型，应力和应变的内容因涉及到矩阵推导而去掉；三是晶格振动与晶体热学性质，该部分内容与材料专业大概一致，但弱化具体推导，比如晶格振动的长波近似等内容，直接给出结论；四是晶体的缺陷，主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质，而缺陷的扩散和缺陷的统计只做定性分析。与材料物理专业相比，受到客观原因限制，光信息科学与技术专业学生的授课深度有所降低，授课内容和授课学时均有所减少。该部分内容已在光信息科学与技术2006～2011级6届学生中讲授过，学生反应良好。
通过对课程内容的认真分析，并针对我校三个不同专业的课程特点及对固体物理的需求，笔者在多年实践的基础上实现了“固体物理”教学“一个平台，三个知识模块”的教学模式，为其他相似课程的建设提供了一定的借鉴意义。
二、教学方法和手段的改革与实践
“固体物理”课在授课过程中涉及到较多的理论推导，一般采用传统的板书授课形式。板书授课可以保证学生与教师思维的同步，加深学生对知识点的理解。但板书在课堂教学过程中会占用相当的课堂时间，降低课堂学习效率和信息量，且长时间板书会导致学生课堂注意力下降，主动参与学习的积极性降低。从课程特点来看，某些教学内容单靠板书学生理解难度较大，比如晶体周期性结构、密堆积模型的六角密排和立方密排、倒格矢、倒格空间等。传统的课堂板书教学方式在“固体物理”教学时遇到了极大的困难。鉴于此，传统的板书教学方法需要改革。
自20世纪90年代以来，随着计算机技术的迅速发展，多媒体技术已成为“固体物理”教学现代化教学手段的重要组成部分。在“固体物理”教学过程中晶格振动、固体、能带理论、电子输运等内容，要用到量子理论、理论力学、热力学统计物理等知识，且要用到高度抽象的波矢空间，该部分知识点一直是教师上课的重点和学生学习的难点。借助计算机技术可以把图片、文本、声音、视频等诸多要素集成在一起来改变教学信息的包装形式，直观地用动态的画面解释晶体的微观及宏观结构和有关的物理规律，从而提高教学内容的表现力和增强教学过程中的直观感染力。而且可以方便现在常用“固体物理”教学模式设计，提高现有教学模式的教学效率和质量，以达到优化固体物理教学的目的。[2]如在讲到晶体的密堆积模型时，学生对六角密排和立方密排感到难以理解，笔者利用3DS MAX动画制作软件及MS、CASTEP等计算软件的绘图功能制作了晶体结构的三维图像及视频，从而充分向学生展示其堆积方式及堆积过程，学生反映良好，收到了较好的教学效果。
多媒体技术授课方式同传统的板书教学相比有其自身的先进性，如教师提前制作多媒体课件可节省大量的板书时间，可提高课堂效率、增加课堂教学内容的信息量；多媒体课件的直观性、新颖性特点，可提高学生的课堂兴趣。但“固体物理”课程理论性很强，如果课堂教学完全依赖多媒体课件会导致学生忽略课程内容学习，而把注意力转移到课件本身上去；多媒体课件可节省课堂板书时间，增加课堂内容的信息量，但同时导致课堂进度紧凑，学生在课堂学习过程中思维紧张，没有充分的时间对知识点深入理解和吸收。因此，通过多年的教学实践，在教学过程中笔者采用了课堂“板书教学+多媒体教学”相结合的教学模式。如在讲解晶体结构时，笔者通过板书提示类型，但具体结构通过多媒体课件展示；对于晶体热容的模型、能带理论等内容，通过多媒体课件给出主要推导步骤，但具体推导过程利用板书进行，从而增加学生的理解时间等。在多年的教学实践中，笔者对课堂板书教学+多媒体课件教学的比例进行了探讨，但得出的结论是：由于专业的不同和面对学生的不同，其比例关系不能一概而论，教师仍为课堂教学的主导，应根据课堂教学的实际情况来调整其比例关系，充分发挥板书和多媒体课件的优势，达到最佳教学效果。
三、网络资源及“课堂教学+网络自学”立体化教学模式的研究与实践
在多年的“固体物理”教学实践过程中，由于专业课的性质，课堂教学具有难以重复性，因此学生课堂听课的效果很大程度上决定了学生掌握知识的程度。借助中国石油大学（华东）“固体物理”校级精品课培育项目的进行，笔者尝试进行网站建设，制定了“固体物理”教学资料的上网计划。目前“固体物理”课程已具备教材、教学大纲、教案、讲稿、试题库等教学辅助资料。网站一旦运行，即可形成“课堂教学+网上自学”的立体化教学模式，从而摆脱学生仅依赖课堂学习的传统学习方式。
四、结束语
随着21世纪固体物理学科的发展及现代化技术的进步，对高等教育提出了巨大挑战，“固体物理”教学的改革势在必行。通过多年教学实践和研究，在我校的“固体物理”课程教学内容中实现了“一个平台+三个知识模块”的教学模式，对“固体物理”的教学方法和手段的改革及新的学习模式进行了一些有意义的探索和实践，并取得了良好的效果。
参考文献：
[1]黄昆，韩汝琦.固体物理学[M].北京：高等教育出版社，1997.
以下专业考研需要考量子力学:
中科院的理论物理专业、凝聚态物理专业、光学专业、光学工程专业、材料工程专业、粒子物理与原子核物理专业、有机化学专业（化学研究所）、物理学专业、材料力学专业、量子力学专业、理论力学专业等。
（来源：文章屋网 ）
20世纪80年代以来，计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具，并且随着计算机技术和算法的发展，计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段．计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础，在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究，计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质，并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系，为实验制备新材料提供理论支持，变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构．计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上，人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念，从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径．因此，现代材料科学已经不再是单纯的实验科学，计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段，实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4]．而且随着计算材料科学的进一步发展，计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力．因此，了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一．
材料的计算模拟方法介绍
材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种:
(1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料．
(2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应．
(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段．
材料专业引入计算模拟教学的探索
材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质．计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一．为学生将来能够有更高的起点研究材料科学，适应新形势下材料研究方法，培养具有宽广材料科学基础，掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才．我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学．采用的教学形式可以结合实际情况，灵活的应用．近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程，学时分别为36学时和54学时．《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学，通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法．主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容，基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面．《计算物理》课程则以理论教学为主，偏重物理基本原理的介绍．主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容．计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则，在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养，因此，经过课程的学习，学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力．部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣，在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题．例如，08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》，09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》，11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题，并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文．个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究．通过几年的教学实践，计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面，提高学生的理论分析能力有极大地帮助．(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程，但这两门课均为专业选修课，只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训，受众面还比较窄．因此，为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识，在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍，从而扩大计算模拟知识的普及面．例如，在《固体物理》课程中，当讲解到能带理论一章时，我们会在本章结束时，加入一次课，着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等)．一方面，对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展，另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识．在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时，我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合，并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7]．在晶体缺陷内容的教学中，穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法．通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍，一方面也加深了学生对所学内容的理解，另一方面开阔了学生的眼界．(3)举办计算模拟相关的学术讲座．自从2009年以来，物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座．例如在2011至2012学年第二学期，我们举办两场学术讲座，分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》，教师在讲座中介绍自己的科研情况，同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去，让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式，提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性．
结束语
当今，随着计算机技术的高速发展，计算模拟方法在材料物理性质预测、材料设计、合成和评价诸多方面有许多突破性的进展，计算模拟已经和实验、理论成为材料研究的3大支柱，掌握计算模拟方法成为现代材料科学研究的必备手段之一，因此在材料科学相关专业中开展计算模拟方法的教学是十分迫切的．经过这几年对材料相关专业的教学实践发现，学生对计算模拟表现出极大的兴趣，教学上也取得相应的教学成果．总之，在材料科学专业教学中引入计算模拟方法的教学是可行的，也是十分必要的，它对于培养学生的思维和探索的能力具有重要的支持作用．
作者：刘建军尹新国张金锋路彦峰单位：淮北师范大学物理与电子信息学院
关键词：案例教学；工程实践；综合能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0025-02
我国已经连续多年全球钢铁产销第一，同时已连续7年稳居全球汽车产销第一大国宝座，如今正在向钢铁强国和汽车强国迈进。由大变强的过程迫切需要“创新”，同时也需要培养专业人士的“工匠”精神，社会“创新”与“工匠”精神结合，可以使得我们的制造强国之梦变为现实。在课程教学中进行这方面的探索我们工科老师责无旁贷。《金属力学性能》、《热处理工艺学》是金属材料工程专业学生的传统专业课。《材料与热加工物理模拟技术》课程是我校于2010年后开设的本科生专业选修课。在工科学生的培养过程中，教学方法方面始终存在是否接地气并有所创新、能否真正提高学生综合素养的问题[1，2]。本文总结《金属力学性能》、《热处理工艺学》和《材料与热加工物理模拟技术》课程的教学改革探索经验，发现案例教学结合实践机会的锻炼，有助于帮助学生理论联系实际，显著提升金属材料工程专业本科学生的综合能力，使得工科生有更强的竞争实力。从2011年开始我们教学团队就探索结合教师自身应用研究课题的成果和经验，案例教学与实践相结合，以全新教学方式探索提升工科生综合能力的教学改革尝试。《金属力学性能》、《热处理工艺学》和《材料与热加工物理模拟技术》课程教学改革的尝试正好契合了培养本科生在实践中“创新”，并在细微处培养工科生“工匠”精神的目标。
一、主要教学内容和目标
以《材料与热加工物理模拟技术》课程为例，随着计算机科学与工程检测技术的迅速发展，现代物理模拟作为一门新兴技术已引起世界各国科学界和工程界的广泛关注，应用的范围迅速扩大，并已成为21世纪材料研究的主要方法和手段。课程主要介绍物理模拟技术的基本原理和特点，综述国际国内在物理模拟试验装置的发展历程，以及全球在物理模拟技术应用与交流方面所开展的工作，并针对我国物理模拟技术领域存在的问题，对今后研究发展的方向进行展望和建议。课程建设中，教学团队注重理论与实践的紧密结合，同时结合教师自身应用研究课题的成果和经验，将典型案例渗透进课堂教学的各环节，并适当给以学生实践的机会，让学生初步了解诸如材料高温性能测试分析、钢板连续退火模拟研发汽车先进高强度钢板新品种、材料高温动态相变特性研究、材料热变形中的形变再结晶过程和组织演变规律研究、材料的高温脆性和形成机理、材料的焊接模拟研究等物理模拟技术应用相关的内容等方方面面。通过课程学习，学生对各种金属材料开发过程和热加工过程的物理模拟方法有所认识，对物理模拟的主要手段、方法、途径和效果由了解到理解，再到积极参与实验方案的设计和优化，亲自动手完成方案，进行数据分析处理与总结，最终牢牢掌握2～3项最常用的经典物理模拟技术和研究方法。
二、教学各环节的案例渗透
进入21世纪，汽车钢研发的工作主要集中在开发新型的高强度钢，为超轻型车身计划配套的新型钢板，如双相钢（DP）、相变诱发塑性钢（TRIP）、复相钢（CP）、铁素体贝氏体钢（FB）、高扩孔钢（HE）、孪晶诱发塑性钢（TWIP）、淬火配分（Q&P）钢、马氏体钢（Mart）等。超高强度汽车板中的一些新品种，如Q&P、TWIP钢、第三代汽车用钢等，还正在不断开发、优化和推广应用中。在象牙塔里的本科生对以上这些新品种钢种却缺乏关注或知之甚少。通过课程学习，结合案例，让学生耳目一新，兴趣高涨，进入一个主动学习材料研究方法和应用技术的状态。
教学中，教学团队注重理论实践的紧密结合，可将如下案例引入教学中。
1.亚温淬火案例与轻量化材料双相钢。《热处理工艺学》之淬火章节，关于亚温淬火技术，引入汽车轻量化的一大类主导材料――双相钢。通过对新品种材料的组织设计，设定亚温淬火工艺、实施，观察材料组织，测定其力学性能，最终揭示材料、工艺、组织和性能的变化，分析其演变的规律。
2.动态CCT案例与热冲压技术。《材料与热加工物理模拟技术》课程之材料高温动态相变特性（动态CCT）研究章节，以汽车轻量化进程中最热点的热冲压钢应用技术研究为驱动，研究热冲压钢在高温形变中的相变特性，将方案设计、实施和实验数据分析导入教学，让学生了解形变影响材料相变特性的一些规律和注意点。
3.汽车碰撞案例与安全。《金属力学性能》之金属的冲击性能章节，将汽车碰撞案例引入，结合汽车碰撞特性评价办法和安全法规历史沿革的介绍，让学生在震撼人心的血淋淋的画面引导下开始学习碰撞相关的性能指标、评价方法，并展开思索。
4.焊接物理模拟案例。案例4：《材料与热加工物理模拟技术》课程材料的焊接模拟研究，结合汽车先进高强度钢新品种在应用中焊接特性研究的需求，通过应用焊接物理模拟技术，对材料的焊接接头可能存在的各温度区域（熔融区、过热区、重结晶区、部分重结晶区、两相区、低温热影响区、淬火钢种中的回火区等）的组织演变和性能展开深入的追踪和分析，揭示接头各区性能转变的根本原因是组织演变，控制工艺可以有效控制组织，从而得到良好的接头性能。
5.连续退火模拟技术案例与新钢种开发。案例5：《材料与热加工物理模拟技术》课程之钢板连续退火模拟技术章节：介绍研发汽车先进高强度钢板新品种，结合作者所在课题组承担的国家科技支撑、“973”和国家自然基金重点项目的需求，研究开发系列双相钢、系列相变塑性钢、孪晶塑性钢等新钢种。一张张非常简单的热处理工艺曲线图加上一组组材料的金相组织图片，让学生体会到材料的组织决定性能，了解调控组织是制备高品质材料的关键所在。“卓越工程师教育培养计划”（上海大学金属材料工程专业）案例教学的实践探索发现：典型案例的引入让工学专业课程的课堂学习气氛非常活跃，学生自主学习的动力大了，课堂内外师生之间、学生之间的互动交流热烈了，学生分析问题和解决问题的方法和思路也在互动与交流中得到极大拓展，将大学本科生卓越工程师培养计划落到了实处。形成了学生课内全神贯注、交流活跃，课外主动花时间检索资料、拓宽知识面的喜人局面。
三、案例教学与工程实践有机结合――提升学生综合素质，培养高素质工科人才
《金属力学性能》、《热处理工艺学》和《材料与热加工物理模拟技术》课程以工程材料性能、热处理工艺、材料制备工艺路线设计、连铸连轧以及控轧控冷工艺的物理模拟等研究为主线，进行材料专业知识的教学。引入案例教学，在讲清基本理论知识的基础上，从社会需求驱动以及一个个鲜活的案例中引出问题，引导学生探究、讨论、交流互动，再结合教学团队教师的引导、分析，帮助学生深入理解基本理论、基本原理，有效提高了学生分析问题、解决问题的能力。经过课程的相关原理和理论学习，结合一些生动的工程应用案例，学生掌握的专业知识更牢固，在将所学的专业理论知识应用到实践中去时，也产生了非常明显的效果。案例教学结合实践教学探索中的成功案例不少。例如，赵同学：在本科阶段就乐于实践，很早参与到导师所从事的物理模拟技术应用方向的研究当中，撰写的大学生科技创新项目设想获得了市级科技创新项目的支持，主要目标是研究新一代汽车先进高强度钢板的高温塑和高温脆性区的形成机理，研究含Nb钢中微量钛添加对改善新品钢种高温塑性的作用机制。发现微钛的加入有利于阻止在原始奥氏体晶粒的晶界上形成对高温塑性非常不利的微细析出相NbC，钢种的析出相主要是以NbTiCN颗粒的形式析出，并存在于原始组织中的TiN颗粒上，弥散分布，颗粒的尺寸也相对较大。这种较大尺寸的弥散析出相对高温塑性的不利影响显著降低。显示出其理论实践兼顾的综合能力。甘同学更是案例教学结合实践教学探索中的成功案例。本科阶段就专注于超高强度汽车用钢高温压缩变形行为研究的他，在实践中将物理模拟技术课程中的理论知识巩固并拓展，工科生综合能力提升的效果在他身上尤为显著，自己申请获批的大学生科技创新项目完成得很出色。该同学直升研究生，在获知直升消息后，学习与实践并重，挑起了助研的重任，不断挑战新课题和新任务，开动脑筋，思索和分析，动脑动手，率领一众人马解决了助研实践当中不断遇到的一个又一个新问题，成为了导师的最得力助手。这些学生的综合素质已经完全符合卓越工程师培养计划对人才培养的目标，不辜负“卓越”二字。
通过案例教学结合实践教学的探索发现，两者有机结合对有效强化工科生综合能力的效果非常好。在理论教学、案例教学、学生实际动手参与工程实践、理论实际紧密结合中，金属材料工程本科学生的综合素质大为提高。
致谢：本文得到教育部“卓越工程师教育培养计划”（上海大学金属材料工程专业）以及“上海市教委”重点课程《金属力学性能》“等项目的资助，在此表示感谢。
参考文献：
1结合农业机械专业的知识培养目标
物理当中与机械联系比较紧密的内容包括：1）力学方面：农业机械制造当中在选择材料的时候，其力学性能是我们考虑的最为重要的一个方面；农业机械设备在工作过程中，各零件的受力情况对于机械能否正常、安全工作是至关重要的；金属切削过程中必须要考虑材料和刀具的受力问题等等，这些内容都跟力学内容息息相关。2）压力和压强：液压和气压传动是农业机械当中非常重要的一种传动形式，而在液压和气压传动技术当中，其基础知识正是物理学当中的压力和压强方面的内容。如果在物理教学过程中适当联系这方面的内容，对于学生更好的掌握液压与气压传动技术将会非常有帮助。3）运动学方面：在农业机械专业的核心课程《机械原理》和《机械设计》当中，充斥着物理运动学方面的相关概念和规律[2]，比如：位移、速度、加速度、角位移、角加速度、动平衡、动压力、传动角、等速运动规律、转动惯量等等，如果缺乏相关的物理学知识，在学习这些课程时的困难就可想而知。除此之外，物理与农业机械相关专业课程的联系还有很多方面，我们在物理教学的过程中一定要注意这些联系，并提前对学生指出，这样学生的学习将更具针对性，不论是对物理还是与物理相关课程的学习将会起到极大地帮助。
2结合机械专业的能力培养目标
农业机械专业对于学生的能力培养目标是多方面的，包括动手实践的操作能力、科学研究的能力、科技开发的能力以及组织管理能力等，而其中最为核心的则是实践动手操作能力。而物理实验对于对于学生动手操作能力的培养具有不可忽视的作用。同一个理论可以用不同的材料、不同的方法来加以验证，那么我们可以通过物理实验让学生尽可能地用农业机械专业的相关知识来加以验证，让学生自己设计实验方案，自己制造实验用具，自己分析实验结果，这样既可以最大限度的锻炼同学们的动手能力，又加深了物理和机械之间的联系，可以极大地提高同学们的学习兴趣。
3结合农业机械专业的科学素养培养目标
农业机械专业要求学生具有严谨地科学精神、大胆地创新精神以及用于尝试和探索的精神。纵观物理史，我们就会发现物理的发展正是这样一些精神不断发展的过程，没有一批又一批的物理学家大胆地假设，严谨地考证，以及不断质疑和不断求索，物理绝不会有今天这样的发展结果，世界也绝不会是今天这个样子。所以在物理教学过程中为满足这种科学素养的培养要求，在讲到相关内容的时候不妨适当增加一些物理学史的内容。
4结合农业机械专业的人文素质培养目标
不论对于哪个专业来说，学生人文素养的培养都应该是其共同追求的目标之一。人文素养的提高有利于人和自然、人和社会以及人和人之间的和谐相处，有利于社会的进步和人类的文明，有利于人自身幸福感的提升，从这个意义上来说，人文素养的培养对于学生的意义来说极为重要。除了专门与人文素养有关的课程以外，物理也应该成为提高人文素养的一门极为重要的课程，翻开物理学的发展演变历史，我们会发现它其实就是一部人类社会精神文明与物质文明的发展史。换句话说物理学承载着人类文明的历程[3]。而人类文明史正是人文精神的体现，人文素养又是人文精神的具体表现。物理学的思想方法对机械专业甚至理工科学生人生观、价值观的形成大有裨益。为了充分发挥物理在人文素养提高方面的作用，在物理教学过程中应该注重物理学基本概念的人文涵义，关注物理学与哲学的渊源及密切关系，在内容设置上注意与物理学有关的社会问题。对于高校来说，任何一门课程的学了课程自身的要求以外，更要尽可能考虑它与本专业的联系，形成适合本专业的独特的教学特点，应该是所有课程教学改革中都应该思考的一个方面。惟其如此，才能最大程度的发挥该课程在专业培养方面的作用。物理作为农业机械专业开设的一门课程，那么首先它就应该服从于本专业的对学生的培养目标，那么我们在教学过程中就应当牢牢把握住这一点，结合物理自身的特点使物理教学真正成为一门农业机械专业不可或缺的基础课程。
作者：肖彬 单位：湖南农业大学
哈尔滨工业大学研究生院的专业各有特色。
哈尔滨工业大学研究生院专业有计算数学、概率论与数理统计、应用数学、运筹学与控制论、物理学、理论物理、粒子物理与原子核物理、原子与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、声学、光学、无线电物理、无机化学等专业。
哈工大研究生院国家重点培育学科2个；博士学位授权一级学科27个，硕士学位授权一级学科41个，博士专业学位授权点1个，硕士专业学位授权点10个，博士后科研流动站24个。
在教育部第三轮学科评估中，哈尔滨工业大学研究生院有10个一级学科排名位居全国前五位，其中力学学科排名全国第一。材料科学、工程学、物理学、化学、计算机科学、环境与生态学、数学、生物学与生物化学等8个学科进入ESI全球前百分之1的研究机构行列，其中材料科学、工程学已进入全球前千分之1的研究机构行列。
硕士学位授权一级学科有哲学、理论经济学、应用经济学、法学、社会学、理论、物理学、化学、海洋科学、生物学、科学技术史、统计学、力学、机械工程、光学工程等专业。
（来源：文章屋网 ）
关键词：专业建设；“十三五”学科专业规划；人才培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0014-02
一、“十二五”期间物理学科专业建设概况
新师大物理学专业经过“十二五”期间的建设逐步形成了以本科生教育为基础，研究生教育为抓手的人才培养机制。学院现有物理系、电子信息科学与技术系和综合实验室三个部门，包含基础物理实验室、近代物理实验室、物理教法实验室和电子与信息技术实验室4大实验室15个实验分室，逐步形成了本科教育、研究生教育、成人教育、继续教育、短期培训的综合办学体系。为响应学校“十三五”规划中的新能源新材料、信息技术应用等重大发展战略方向的需求，学院在物理学和电子信息科学本科专业的基础上，新增应用物理学本科非师范专业，这将为自治区“三化”建设所需要能源、材料、电力、邮电、广播电视、通信、信息技术等行业培养合格人才。学院一方面积极培养及引进物理及电子信息专业博士，另一方面在本科及研究生培养模式上加大改革力度，积极与内地高校洽谈联合培养本科生及研究生的新模式和途径。
硕士点建设方面，形成物理学一级学科为引领，三个二级学科及物理课程与教学论专业硕士学位授权点共同发展的良好局面。现围绕新疆矿物发光特性及机理、团簇物理及碳纳米材料、量子信息及理论、统计与凝聚态理论、激光光谱学、纳米尺度物质结构调控及其物理化学性质、发光物理与光电子理论为主要研究方向，逐步形成了自己的研究特色和优势。
十二五期间，物电学院各类教学、科研平台有了新的突破，在中央财政支持地方高校省部共建光学实验室和理论物理自治区重点学科建设基础上，申报立项了新疆矿物发光材料及其微结构教育厅级实验室、物理教育专业校级教学团队、物理教学实验示范中心、新型发光材料与纳米微结构校级重点实验室和大学生科技创新中心等教学科研平台，为学院的学科专业发展，师资队伍建设、本科及研究生培养提供了资金支持。
二、物理学科专业建设中存在的主要问题
1.学科建设总体水平有待提高，合理的布局学科方向是关键。申报物理学一级学科博士学位授权点和电子信息一级硕士学位点申请一旦获得立项建设，现有师资队伍结构及层次的优化问题会立刻显现，如何把现有的团队快速、有效地发展成为各方面合理的高素质团队，如何合理布局新的学科方向将是个挑战。
2.目前还没有形成层次分明和独树一帜的特色专业。如何将现有的理论物理学科优势逐渐转变为适应地方经济社会和科技发展需要的新兴学科、交叉学科还有待于进一步明确思路，既要与区内高校有所区别，建设出自己的特色，又要符合新疆经济发展和社会需求，目前的学科方向在产学研方面结合得不是很紧密，缺乏思想上的解放，方向的转变存在一定的困难。
3.教师队伍、办学空间和走出去工作有待于加强。面对民汉学生统一培养的新模式，如何培养出思想上先进，专业上扎实的物理双语师资的问题上没有进行特别深入的调研和全方位的研究。另外，如何使我院相关学科走向国际化也亟待大胆探索。师资队伍建设还不足以适应十三五期间的发展要求。十二五期间，我院主要与三所国内知名高校签订了委托培养本科生协议，有十多人次已经派出，开局很好，但与我院本科生总量相比明显不足，学术交流偏少。
4.部分专业方向缺乏优秀的学科带头人，学科方向有待于进一步明确。教师的教学科研工作未能紧紧围绕主攻方向展开，科研力量分散，协同攻关能力较弱，竞争力不强，y以争取到国家甚至是国际级重大重点联合科研项目。
5.教学科研成果含金量有待提高。目前学院获得的省部级以上教学研究奖励、国家级重大重点科研项目、高学术价值论文、重大发明专利等方面比较缺乏，尤其是成果转化方面有待于提高。更为紧迫的是，如何尽早实现服务地方经济社会发展和真正意义上推进就业是亟待去解决的问题。
6.对新的教育硕士学位点规划有所欠缺。除了现有的教育硕士学位点以外，在专业硕士学位点建设方面，对新的实践性研究生教育最佳切入点和详细规划方案上的探索尚为缺乏。研究生联合培养的模式虽然有共享资源的优势，但缺乏长远性，目前学院硕士生导师队伍建设还有待于加强，为做好内部培养做准备，另外研究生办学规模也有待于加强。
7.专业建设各项支撑有待加强。学科专业建设中，缺乏多渠道筹措经费的能力；高层次学术交流活动偏少；起支撑作用的新的实验基地缺乏，产学研合作基地和新的文献数据库等条件建设有待进一步加强。
8.电子信息科学与技术学科专业建设还很薄弱。物理学学科建设虽然已取得了较好的成绩，但电子信息科学与技术学科建设没有取得明显的提升，仅有电子信息科学与技术一个本科专业，没有相应的学科硕士学位授权点，办学规模、层次，以及办学力量还很薄弱。作为一个发展前景广阔、就业形势良好的应用类学科，相应的人才引进激励机制、政策鼓励和实验室建设经费投入还有待继续加强。
三、关于今后学科建设及人才培养的几点思考
1.积极推进学位点建设工作，提高办学层次。充分发挥新疆师范大学服务地方教育事业的作用，实现物理本科办学规模稳中有升，落实应用物理专业的本科招生，将医学物理专业及应用电子技术本科专业作为重点新增专业进行申报。以现有的教育硕士招生学科――初高中物理为基础，深化并大力推动学校本科人才统一培养模式和双语教育培养方案在我院的实施。加强理论物理一级硕士点的建设工作，积极申报理论物理一级学科博士学位点及电子信息专业一级学科硕士学位点。
2.优化学科结构，提升学科专业队伍水平。充分用好国家和自治区对口援疆政策，特别是少数民族教育的各项优惠政策，加快学术队伍学历提升速度，对现有教师进行有计划、高水平培养，重点建设发光物理与光电子理论、团簇物理及碳纳米材料、量子信息及理论、统计与凝聚态理论、激光光谱学、纳米光学及理论等几个研究方向。
3.发挥优势平台的引领作用。合理配置资源，充分用好各项平台建设经费，注重项目产出效益，推出一批标志性成果，逐步使之向“物理学”一级学科的其他二级方向拓展，萌芽出服务地区经济社会发展的、特色鲜明的新方向。
4.提升教学、管理水平，有效提高人才培养质量。学院争取十三五期间继续建立与多个高校的本科生及研究生培养更深层次方面的合作意向，为本科生和研究生的就业和继续深造提供较好的环境。
5.注重人才培养的创新性、综合性、实践性、开放性和选择性。注重学生知识、能力和素质的全面培养与提高，培养造就基础好、能力强、素质高的创新复合型人才，依托对口支援学校，进行联合培养，为使他们将来能够成为具有国际竞争力的优秀人才奠定坚实基础。倡导研究性教学方法，学术讲座与学术交流环节进课堂；引进国外大学优质教育资源，使用国外原版教材，在学术研究与创新等方面为学生营造一个良好的环境。
参考文献：
关键词 本科教育 课程改革 实验能力 创新意识
中图分类号：G642 文献标识码：A
高分子材料以其质轻、耐蚀、易加工等性能，正处于迅速发展时期，随着新技术、新工艺、新设备不断涌现，越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。建立面向市场和企业，适应现代高分子材料发展要求，培养具有创新精神和竞争能力强的复合型专业人才，已成为现有高校高分子材料与工程专业所面临的重要问题。①②③④本文结合我校高分子材料与工程近年来的教学实践，提出构建新的实验实践教学体系，实验教学分层次、按模块进行，加强了实验教学的基础性、系统性、综合性和创新性，增加实践教学比重，改变实践教学模式，加强学科平台建设，强化对学生创新性实验能力的培养。
1 创新性实验教学改革的必要性
实验和实践教学不同于理论教学，在很长时间里，实验和实践教学得不到应有的重视，实验和实践教学附属于理论教学，在实际教学过程中多是验证性和认知性实验，启发式、设计性以及综合性实验偏少，不利于学生创新能力和工程化能力的培养。高分子材料与工程专业是一门应用性较强的专业，以塑料、橡胶、胶黏剂、纤维、涂料为代表的高分子材料已在国民经济建设中发挥越来越重要的作用，因此培养更多创新能力的从事高分子材料的合成、改性、共混复合、加工成型等方面的高素质人才是社会发展的必然要求。
以高分子材料与工程专业实验课程建设为核心，深化实验教学改革，通过按模块教学，强化学生实验技能，增加以新产品设计开发为导向的创新性实验，兼顾趣味性和挑战性，通过老师的引导，在实验过程中培养学生如何分析问题和解决问题，提高学生工程创新能力。我校高分子材料与工程专业成立于1994年，2005年被批准为湖北省立项建设本科品牌专业，并于2010年通过合格验收，同年被批准为国家特色专业建设点，2012年被批准为湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划项目，是我校首批在一本进行招生的专业。高分子材料与工程专业是与湖北省国民经济和社会发展联系紧密的应用型本科专业，在湖北省内乃至中南地区具有较大影响，为地方经济建设培养了大批高层次应用人才，并提供了大量实用型科技成果。
2 创新性实验教学的具体措施
2.1 构建创新性人才实验培养方案，改革实验课程体系
制定创新性人才实验培养方案。高分子材料与工程专业是培养高分子材料及相关学科的基础理论知识，通过理论学习及实验、实践教学训练，掌握材料的制备、加工、分析测试等基本方法，能从事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成与相关产品的生产设计、研究、开发和技术管理等工作的创新型高级工程技术人才。⑤坚持“夯实理论基础、拓宽专业口径、增强工程和创新能力、提高科学素质”的人才培养思路。⑥注重理论和实践相统一，重视工程创新能力的培养，加强对新材料相关产业和领域发展趋势和人才需求研究，吸纳相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划，制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案。
改革实验课程体系。结合现代高分子材料发展状况，及时完善高分子材料与工程专业实验课程内容，补充高分子材料新技术、新工艺，参考国外知名大学的具体措施，我们在实验课程体系与教学内容等方面进行全面的改革，建立有利于学生实验创新能力培养的教学体系。根据学生认知能力的不同阶段和理论课程进度计划，按模块化设计优化实验教学内容。形成了由“化学基础实验”、“高分子化学与物理基础实验”、 “高分子工程实验” 和“高分子综合设计实验” 四个实验模块组成的高分子材料与工程专业实验教学新体系。其中化学基础实验模块不仅包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学四大基础化学实验，而且还涵盖仪器分析和化工原理实验，在编制新的实验课程体系时，结合高分子材料与工程专业的特点，对传统实验进行有目的的筛选、分类、整合和更新，突出学生基本技能的培养和训练。高分子化学与物理基础实验包含高分子物理和高分子化学实验内容，不仅巩固学生所学的高分子科学实验的基本理论，而且培养学生制备高分子材料、测试材料物理性能及高分子的结构表征和测试等技能。高分子工程实验模块包括橡胶、塑料、胶粘剂、涂料四大实验，从材料加工、成型、性能测试以及应用，独立设计实验内容，旨在培养学生的实际操作能力，分析和解决实际问题的能力。高分子综合设计实验模块是教学的最高层次，结合学生实际情况，有针对性选取实验内容，应体现实验的知识性、综合性和创新性。
2.2 加强实践教学建设与改革，强化学生实践创新能力
