摘要：结合我校应用型创新性人才的培养目标，为提高教学效率和水平，建立材料物理性能与应用课程模块，对原有课程体系、教学和实验内容进行改革和重构，提高学生的学习积极性和动手实践能力。
关键词：材料物理 课程模块 构建
一、引言
《材料物理》是材料科学与工程专业大学生必修的专业基础课，包括理论教学与实验两部分，系统地介绍了材料的力学、热学、电学、磁学、声学、光学以及功能转换等方面的性能及其应用。通过本课程的学习，学生能理解材料物理学的基本概念和基本理论，掌握研究与处理材料结构与性能关系的主要方法，并能综合运用所学的知识分析和解决材料研究中的实际问题，为后续课程的学习以及将来从事有关新型材料的研制、开发和应用奠定理论基础，是一门起到承上启下作用的专业基础课。
随着现代科学技术的高速发展，近年来，以电子、生物、航天和能源为应用对象的材料科学呈现出以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势，对材料科学人才也提出了新的、更高的要求[1]。我校材料物理专业依托自身的学科优势和人才优势，重点培养在光电信息材料、新能源材料、环境材料等方面具有扎实的基础理论知识和实践能力的应用型创新人才。要求学生掌握相关材料领域的基本物理理论，并与工程理论及实践相结合，能综合运用所学的知识定性地或半定量地分析和解决材料研究中的实际问题。结合本专业的培养目标，我校材料物理专业以《材料物理》为理论基础的应用型专业课程设置了《功能材料》、《磁性材料》、《电子材料》等，通过近几年的教学实践，对材料物理性能与应用系列课程的教学进行了一定的探索，取得了一些经验，但仍存在有待改进的方面：首先，材料物理性能与应用系列课程的教材，主要包括《材料物理》、《电子材料》、《磁性材料》、《功能材料》的教材内容，由于知识的相互交叉不可避免地存在重复，而任课教师由于授课过程中疏于沟通，必然会导致实际教学过程中学时数的增加，无法提高学生学习的积极性和主动性，严重影响教学质量和教学效果。其次，上述课程单独开设实验教学，多为验证性实验，实验内容简单，无法调动学生的积极性，提高学生的动手能力，更无法达到学生创新意识的培养。因此，为了更好地开展材料物理理论及应用系列课程的教学，结合我校的人才培养目标——应用型创新性人才的培养，有必要建立材料物理性能与应用课程模块，进行材料类专业“材料物理性能与应用”课程体系、教学内容的研究和改革，充分体现材料物理基本理论与工程应用实践之间的密切联系。
二、材料物理性能与应用课程模块的构建
课程模块，是一组相互关联的课程，围绕某一特定知识范畴或领域而结构起来的课程群。课程是课程模块的构成要素。课程模块具有独立性、抽象性、互换性和灵活性特征，是构建现代高等教育课程体系的有效途径和方法２]。结合材料物理专业的自身特色，以材料性能与应用为总体目标，以《材料物理》、《功能材料》、《电子材料》、《磁性材料》课程为对象，构建课程模块。通过调研，对原有各课程的教学内容进行整合，将材料物理、电子材料、磁性材料和功能材料的基础理论融会贯通，强调基本理论、基本概念以及学科之间的交叉。制订相应课程的教学大纲，以突出材料的性能与应用间的密切联系为目标，形成从材料的基本结构→基本物理性能→用途→具体材料→材料应用为主线的较为完整的知识体系。合理分配知识点，杜绝课程之间衔接、交叉处理欠妥的现象，克服教学内容重复等弊端，从而形成课程环环相扣，基础知识、专业知识层层推进的格局，使专业课程设置更适合应用型创新性人才的培养。材料物理性能与应用课程模块的构建将使教学体系整体化，不仅有利于减少教学时数，提高课程的教学效率，而且有利于学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握课程的精华，更充分地理解和认识材料各种物理性能及其应用之间的本质联系，从而使理论与实际联系得更为密切。学生在模块课程中获得的不再是一个个孤立的知识点，而是在材料物理性能与应用主题统摄之下的结构化的知识框架。
三、模块内实验体系的构建
材料物理性能与应用系列课程单独开设实验，实验内容基本是对材料某种物理性能进行测定，如力学、电学、磁学等性能的测定，实验内容简单，多为验证性实验，影响了学生创造性和发散性思维的培养。为调动学生的积极性，提高学生的动手实践能力，在材料物理性能与应用课程模块内，进行新的实验体系的构建，对原有课程的相关实验进行整合，减少验证性实验，利用实验室资源，适度开设综合性、设计性实验，在实验内容上充分体现材料性能与应用之间的联系，使实验项目能充分发挥培养学生动手操作和实践能力培养方面的作用。如材料物理课程中的四探针法测量半导体材料电阻的实验原为简单的验证实验，只需对半导体样品的电阻及电阻率进行测量。通过实验体系整合，可将该实验改为半导体氧化物陶瓷的制备及电性能测定，同时兼顾了材料的组成、制备及性能。综合性、设计性实验的开设，有利于提高学生的动手能力和实践能力，更适合应用型创新性人才的培养目标。其次，可结合材料物理专业教师的科研课题，引导学生利用课余时间积极参与，不仅仅能提高学生的动手能力，更重要的是可以开阔他们的视野并提高创造力。
四、改革教学方法与教学手段，培养学生的学习积极性和创新意识
“填鸭式”的传统的教学方法很难调动学生的积极性和创新意识的培养。因此在传统教学的基础上，探索新的教学方法势在必行。在理论教学的过程中充分调动学生的积极性。例如，针对模块内课程的特点，精心设计一些相关的研究性课题，有针对性地组织学生查阅资料、撰写小论文或进行课堂PPT介绍和讨论，引导学生独立思考和培养他们良好的思维习惯。这既有利于知识的传授，更有利于提高学生的学习兴趣，让他们真正成为知识的主动获取者，而不是被动的接受者。并且在相关教学内容开展的过程中，一方面培养了学生从事科学研究的能力，同时也给学生提供了一个展示的平台，例如在PPT介绍的过程中学生可以结合自己的兴趣开展相关内容的研究，锻炼自己的语言表达能力。在教学过程中，充分运用现代多媒体教学手段，制作多媒体课件，将材料的各种物理现象重现，比如半导体能带结构、电子的跃迁、空位的复合、磁光克尔效应、形状记忆效应等一些物理效应、现象，学生可以很直观、感性地认识所学内容，从而更易接受，加深了对物理现象及本质的理解与掌握，同时还增加了教学信息量，减少了授课学时。
五、结语
现有的材料物理性能与应用系列课程的教学不利于提高学生的学习主动性及创新性，通过材料物理性能与应用课程模块的构建，从理论教学和实验操作两方面对模块进行整体设计，改革现有的教学方法和教学手段，一方面培养学生扎实的材料物理理论基础，另一方面提高学生的动手实践能力以及运用基础理论解决实际问题的能力，培养学生科学的思维方法和创新能力，使专业课程设置更适合应用型创新性人才的培养。
参考文献：
[1]万红，白书欣.材料物理课程建设的思考[J].高等教育研究学报，2009，（6）：21-23.
[2]何凤昇.课程模块构建与模块组合[J].职教论坛，2009，（6）：155-156.
基金项目：武汉工程大学校级教学研究项目（Ｘ201037）（适应应用型人才培养的材料物理性能与应用课程模块的构建）