新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)改革與實踐

王登杰

[摘 要] 隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，能源供需矛盾日益嚴(yán)重。為了有效解決能源供需矛盾，新能源技術(shù)應(yīng)運而生。但是，新能源技術(shù)在實際的研發(fā)過程中還存在一定的不足，因此，追根溯源，有必要從新能源材料專業(yè)入手，就固體物理教學(xué)的改革與實踐進(jìn)行相關(guān)論述，從以下方面展開相關(guān)探討。

[關(guān) 鍵 詞] 新能源材料；固體物理教學(xué)；改革與實踐

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）17-0164-01

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人們對自己所處的社會以及周圍的事物有了更加深刻的認(rèn)識，在經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的今天，能源危機(jī)日益嚴(yán)重，因此必須提高高校新能源專業(yè)固體物理教學(xué)的質(zhì)量，這就要求在新能源快速發(fā)展的背景下，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革與實踐。就固體物理學(xué)而言，由于其是專門進(jìn)行固體結(jié)構(gòu)以及其構(gòu)成的微觀粒子之間相互作用和運動規(guī)律關(guān)系研究的學(xué)科，因此，在新能源的研發(fā)中具有至關(guān)重要的作用。鑒于此，本文就新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)改革與實踐進(jìn)行論述。

一、新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)存在的不足

隨著能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的專業(yè)人才，新能源材料專業(yè)作為一種新的專業(yè)被設(shè)立。就當(dāng)前的發(fā)展情況來看，新能源專業(yè)還處于起步階段，其人才培養(yǎng)模式以及課程體系的健全和完善還存在較大的問題，并且傳統(tǒng)的材料類專業(yè)在進(jìn)行課程設(shè)置的時候，往往更加重視材料的工藝、性質(zhì)以及性能的講解，因此這些專業(yè)一般都具有較強(qiáng)的重工科輕理科的特點，這就極易造成學(xué)生缺乏較強(qiáng)的理科背景，不利于學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。[1]同時，固體物理學(xué)課程包括很多生硬難懂的專業(yè)術(shù)語、定義以及十分復(fù)雜的空間想象與變換的繁瑣的理論推導(dǎo)，這要求學(xué)生必須具備很強(qiáng)的高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理以及量子力學(xué)等方面的理論性十分強(qiáng)的課程知識，因此，這就在客觀上對學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了很高的難度。就本專業(yè)的學(xué)生而言，他們在報考的時候也不理解專業(yè)學(xué)習(xí)要面臨的問題，難免存在未做好心理準(zhǔn)備的情況。此外，一些比較基礎(chǔ)的知識，如，高等數(shù)學(xué)，學(xué)生雖然接觸過，但是其學(xué)習(xí)的深度并未達(dá)到固體物理學(xué)教學(xué)的要求。[2]綜合以上這些原因，學(xué)生在進(jìn)行固體物理學(xué)學(xué)習(xí)的時候，會感受到巨大的壓力，尤其是當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及一些相對抽象的定義以及復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程的時候，就會導(dǎo)致一些學(xué)習(xí)比較吃力的學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，這對本專業(yè)的教學(xué)十分不利。因此，就新能源材料固體物理學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革和實踐具有重要的現(xiàn)實意義。

二、新能源材料固體物理學(xué)教學(xué)改革與實踐

（一）創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

首先，根據(jù)教學(xué)的實際需求以及學(xué)生的知識掌握能力，提高教學(xué)的針對性，對各章的內(nèi)容，在教學(xué)上要詳略得當(dāng)，精細(xì)地講解重難點知識，對不重要的知識可以略講或不講。其次，重視物理思想的傳達(dá)。不要單一地追求推理過程的明了，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的具體特點以及學(xué)生的實際情況，有效地傳達(dá)物理思想。讓學(xué)生培養(yǎng)并形成正確的物理思維，面對具體物理知識的時候，首先從其物理思想的建立過程開始進(jìn)行了解，然后對其相應(yīng)的物理模型進(jìn)行研究。并且在借助物理模型講解知識的時候，要由淺入深，教會學(xué)生使用固體物理思維進(jìn)行思考以及解決問題。如對警惕振動的波粒二象性—聲子進(jìn)行教學(xué)，首先要讓學(xué)生明確聲子的概念理論，然后對德布羅意的研究進(jìn)行比較，讓學(xué)生獲得比較準(zhǔn)確的量子力學(xué)的知識。最后，針對教材內(nèi)容的實際情況以及教學(xué)的設(shè)計需要，合理地補(bǔ)充缺少的基礎(chǔ)知識。有些知識從源頭開始講解很不現(xiàn)實，因此可以給出提綱或者綱要，讓學(xué)生自己借助網(wǎng)絡(luò)渠道進(jìn)行資料查詢，從而明確學(xué)生內(nèi)容，并在講課的時候適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行穿插，以有效彌補(bǔ)教材知識的不足。此外，還要根據(jù)最新的科研成果，如超高溫導(dǎo)體、準(zhǔn)晶體、石墨烯以及巨磁阻效應(yīng)等，為學(xué)生補(bǔ)充一些最新的新能源固體物理學(xué)方面的新成就，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）創(chuàng)新教學(xué)模式

（1）改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將學(xué)生當(dāng)做課堂的主體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨立思考，不斷啟發(fā)學(xué)生去思考，從而讓學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，提高課堂學(xué)習(xí)的效率。（2）加強(qiáng)師生之間的互動，創(chuàng)建和諧的課堂氛圍。課堂教學(xué)是師生互動的過程，只有加強(qiáng)互動，學(xué)生才能及時的提出問題，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，教師上課也有了激情。（3）要鼓勵學(xué)生積極參與課堂。學(xué)生作為課堂教學(xué)的主體，只有積極的參與課堂教學(xué)活動，才能發(fā)表自己的見解，有效鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時也有助于學(xué)生膽識的鍛煉，使學(xué)生變得更加自信和積極。同時，在教學(xué)的時候要適時地應(yīng)用多媒體等網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行教學(xué)，使抽象的物理知識變得生動形象，提高學(xué)生的理解能力。如在講解晶體的周期性結(jié)構(gòu)時，要明確這些結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)在機(jī)理，然后對粒子之間的相互作用進(jìn)行理解。通過晶體結(jié)合的內(nèi)容，就能有效表明在不同的條件下，原子間會出現(xiàn)某種形式的引力和電子云的斥力，這些相反的作用力決定了平衡時的原子間距。

三、結(jié)語

新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)方式以及理念的改革是推進(jìn)固體物理學(xué)發(fā)展的必要措施，通過改革，學(xué)生的物理思維得以形成，動手能力得以提高，專業(yè)課程更加具有吸引力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)固體物理學(xué)教學(xué)水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊少林，馬金福，陳占林，等.新能源材料與器件專業(yè)固體物理學(xué)業(yè)評價改革研究[J].山東化工，2017，46（23）：140，142.

[2]毛飛，張振華，李小華，等.固體物理教學(xué)方法改革的探討[J].時代教育，2016（4）：24.