材料物理范文

材料物理范文第1篇

吴超的求学之路是一条向上的曲线，2001和2004年，他在大连理工大学分别获得学士和硕士学位，科研的道路越走越远，学术研究越来越深，求知的心指引他走出了国门。2009年，吴超获美国韦恩州立大学化学博士学位。2009年至2012年，在美国圣母大学做博士后研究。

储备多年，吴超为回国做好了充分的准备，扎实的专业基础与过人的胆识，成就了硕果累累的研究成绩，“三大突破”让国内外同行为之侧目。

关于复杂有机共轭体系的电子激发态的理论突破，针对这一问题，在与博士导师光谱学家Vladimir Y. Chernyak 教授等人的合作中，吴超参与提出并发展了描述共轭有机体系中电子激发态的激发子散射方法，该方法解决了计算超大分子体系电子激发态的难题。

共轭有机体系是潜在的良好的光电材料。理解它们的光电性质是设计、改良这些材料的前提。已有的基于量子力学理论的方法，由于计算量过大，不能够处理复杂体系。激发子散射方法将电子激发态表述为激发子在分子内传播以及其在节点处散射的行为，从而能够精确描述复杂体系的激发态。激发子散射方法的定性描述最初发表于国际物理领域顶尖杂志《自然・物理》上，该杂志的新闻与评论专栏在第一时间特约理论化学物理学家Eric R. Bittner 教授对这一理论突破进行了专文评论与解读。在数年内，这篇文章已经被广泛引用。著名实验光谱学家Gregory D. Scholes 在一篇综述中这样评价“吴等研究人员最近发表了一种通过复杂的方式连接结构单元的方法，该方法能够预测纳米尺度系统的性质。该工作的优美之处在于通过概念上简洁的方法描述复杂体系的复杂过程”。

第二个突破是，他发展了一套基于第一原理的综合方法，该方法能够系统的、准确的、定量处理覆盖率对于催化剂表面反应动力学的影响。是对于表面反应动力学研究方法的重要贡献。

覆盖率对于表面反应的影响历来是一个研究热点，因为覆盖率影响反应的各个阶段的势能面，所以它的复杂性一直困扰多相催化领域。吴超提出并发展了一套基于第一原理的基反应位方法能够有效地解决上述问题。该方法综合使用了密度泛函理论，簇展开方法，巨正则系综蒙特卡罗方法和基于统计力学的分析方法。依据该方法，研究者可以避免在设定平均场作用时走入以前的误区。这一方法已经在多次国际会议和校际学术交流中进行了报告，总结成的论文在本方向的权威杂志《催化学报》上发表。吴超在西安交通大学的主要研究方向之一就是计划将这种方法拓展并应用于设计新型双金属催化剂系统。

除此之外，吴超还探索用理论方法指导可持续的化学化工研究，即用密度泛函理论设计基于含氮/磷杂环化合物的可循环使用的温室气体吸收材料，并指导相应的实验研究。

围绕该方面的项目是环境友好化学的跨学科合作研究。吴超研究组在对于含氮/磷杂环离子液体与二氧化碳、二氧化硫反应机理的深入理解基础上，采用定量构效关系方法，对于可能的化学修饰进行了系统的研究，提出了可能的高效吸附剂候选分子。实验组正在合成并且测试实际吸附效果与稳定性。同时采用化工工程的吸附模型与动力学方法对于吸收过程进行了模拟，理论上给出最优的可能结果，从而给实验以有力的指导。

材料物理范文第2篇

关键词：专业综合改革；材料物理专业；课程体系；课程设置；专业实验

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0248-02

2011年，国家教育部和财政部联合启动了高等学校专业综合改革试点项目，倡导高校推进培养模式、教学团队、课程教材、教学管理等专业发展重要环节的综合改革，新材料作为国家战略需求的新兴产业之一，其相关专业也成为此次国家“本科教学工程”的重点支持领域之一。郑州轻工业学院的材料物理专业是河南省最早设立的材料物理本科专业，已在省内形成较大的影响并具有良好的声誉。该专业属于材料科学与物理学交叉学科领域，其定位是一个理科专业，一直以来更加注重学生物理类专业知识和专业技能的培养，对材料类的相关知识和技能的培养和训练重视不够，学生的实践能力有所欠缺，已逐渐跟不上国家、河南省迅速发展新材料产业的人才需求。鉴于此，我们立足于本专业学科特色，结合现有的教学科研条件，围绕培养和造就富有创新意识和能力的宽口径、厚基础、高素质的人才培养理念，认真梳理和构建了本专业的课程体系，优化了课程设置，增加了实践教学环节，重新规划了本专业的专业实验内容，力求提高学生的实践能力、创新能力，以更好地服务于河南省和国家新材料产业的发展。

一、课程体系的梳理和重构

课程体系关系到整个专业的培养目标和要求[1]。课程体系的设计是否合理直接关系到人才培养的质量。我们紧紧围绕培养具有创新意识和能力的宽口径、厚基础、高素质的人才的目标，本着“夯实基础、注重综合、加强实践、鼓励创新”的原则[2]，立足于专业的学科背景和就业“出口”，对材料物理专业的课程体系进行了认真的梳理和重构。

本次改革，除学校统一安排的全校性人文社科课程平台、素质教育平台和理工科的公共基础课平台之外，我们对专业相关的课程体系进行了比较大的调整。学科基础课程平台主要包括本专业方向所属材料科学和物理学科的基础理论和基础知识以及一些基本工具类的课程，为学生专业课程的学习打下良好的基础。专业课程平台主要包括材料科学学科和少部分物理学科的专业理论、专业知识和专业技能，以及本专业科学、应用前沿及发展趋势等方面的课程，为学生就业做知识储备。集中实践教学平台主要是对学生学习的学科基础课程及专业课程理论知识和技能进行实践实训，培养和锻炼学生勤于思考、综合应用专业知识解决本专业范围内一般问题的解决能力，提高学生实践能力和综合素质。创新、创业教学课程平台则是为了培养学生独立设计和完成的专业课题的能力，提高其创新能力。四个大类的课程平台前后关联、紧密结合，一起构成了材料物理专业的课程体系。建成后，四类专业相关课程学分占学生毕业所需总学分的60.95%，其中必修部分占近80%。

二、理论课程设置的调整

专业相关的课程设置直接关系到学生毕业后的“出口”。如前所述，材料物理专业属于材料科学和物理学科交叉领域，学生“出口”也集中在这两个领域。其中物理类侧重于考研深造，材料类则是考研和就业兼而有之。

考研的专业和方向主要包括材料物理与化学、凝聚态物理、材料学及材料工程等。涉及的课程主要有《量子力学》、《固体物理学》、等学科基础课。以前的课程设置更侧重物理类，《量子力学》和《固体物理学》的学时比较饱满，《材料科学基础》则只开设一个学期50学时，且未开设与材料合成与制备密切相关的《物理化学》。考虑到这种情况，本次改革在学科基础课方面将《材料科学基础》课程调整为两学期80学时，并增开了70学时的《物理化学》（包括58学时理论课时和12学时实验课时），充分做到了“厚基础”，不但有利于学生考研深造，也为学生学习后面的专业课程和走向工作岗位打下了坚实的基础。

根据材料物理专业的培养目标，本专业的就业方向主要是在材料的设计、合成、改性、加工、测试、分析和应用等材料相关领域从事科学研究、技术和产品开发、材料选用等方面工作。为了更好地服务于国家和河南省新材料产业的发展，实现真正的“宽口径”，在必修课方面，我们设置了8门理论课，包括《半导体物理》、《材料合成与制备》、《现代分析技术》、《材料物理性能》、《薄膜技术与薄膜材料》等，内容涵盖了材料的设计、合成、改性、测试、分析和应用等各个材料相关领域的专业知识和技能。在选修课程方面，我们共设置了13门理论课程供学生选择。主要向学生介绍各种新型材料及其应用、材料科学和物理学领域最前沿的科研成果，主要包括《先进材料科学与进展》、《电解质材料及应用》、《新能源材料》、《信息材料学》、《发光材料学》等等，进一步拓宽学生的知识面，了解更多材料物理领域前沿，为学生将来的就业选择提供更多的可能。

三、实验教学环节的调整

实践教学环节是将知识转化为能力的过程，对培养学生的观察能力、实践能力和创新能力起着重要作用[3]。改革前，本校材料物理专业的专业相关的实践教学环节主要包括《课程设计》、《专业实验》和《毕业设计》。其中，专业实验是其中最重要的一环。通过专业实验，可使学生在加深对材料物理专业理论和知识理解的同时，了解和熟悉本专业的研究对象及其使用的研究方法和测试手段，掌握必要的专业实验技能[4]，为其后的《毕业设计》环节打下良好的基础。因此，在本次教学改革中，我们着重加强了专业实验的规划和建设。

此前，本校材料物理专业的专业实验分为A和B两个部分，共80学时，设置有20个实验项目，分别在第六和第七学期开设。其中，绝大部分实验项目和实验设备是2003年本专业开始招生是设置和购置的，在近十年间未经过大的调整，在学生能力培养方面逐渐暴露出一些问题。主要包括：部分实验项目已跟不上材料物理领域科技发展和应用的变化，与生产实践脱节；部分实验项目与本专业课程内容联系不够紧密，不能起到理论联系实际，学以致用的效果；专业实验的开设学期与相关专业课教学不同步；实验项目绝大多数为验证性实验，综合设计类项目较少，对学生创新能力的培养未能起到预期效果。

鉴于以上问题，本次改革中，我们首先将专业实验A和B的开设学期调整至第五和第六学期，并根据本学期开设的专业课程重新安排了针对性的实验项目，将课程理论和实验环节有机结合起来，比如：针对第五学期开设的《材料科学基础2》、《材料合成与制备》、《纳米材料》等课程，该学期的专业实验项目主要集中在材料合成与制备方面；针对第六学期开设的《薄膜技术与薄膜材料》、《电子材料学》、《现代分析技术》等课程，该学期的专业实验项目则以薄膜材料、电子材料等的表征、分析为主。其次，淘汰了一批明显与生产实践脱节的实验项目和陈旧的实验设备，并安排了新的实验项目作为补充，其中包括五个综合设计性实验项目，如“介/铁电陶瓷材料的合成与性能分析”、“材料光致发光特性研究”等。最后，我们新增了《专业实验C》（第七学期选修）和《研究型实验》（第五、六、七学期选修），为学有余力的同学提供更多的实践训练。

改革完成后，材料物理专业的专业实验环节包括专业实验与研究型实验两个部分。其中专业实验分A、B和C，共30个实验项目，分别在第五、第六和第七学期开设。所有实验项目均与课程内容紧密结合，综合设计性实验比重增加，实验项目紧跟材料物理领域国际前沿，加强了实践性和创新性。研究型实验为期4周，在第五、六、七学期向学生开放，供学有余力的学生选择，一般都是围绕教师承担的科研项目引导学生开展科学研究，系统训练学生解决问题的实践能力和创新能力。

四、改革实践和效果

郑州轻工业学院材料物理专业综合改革实施近三年半，首批学生已经是大四第一学期，本次改革内容已基本实施完毕。虽然还没有经过人才市场的考验，但从教学效果上来看，改革非常成功，得益于整个课程体系和课程设置的合理安排，学生对专业基础知识和基本理论的掌握得到明显改善，综合运用专业知识的能力也得到明显提高，这些成果集中反映在每个学期期末考试成绩中。自实施改革以来，学生专业基础课和专业课的考试成绩明显提高、在试题难度基本相同的情况下，学生不及格率从往届学生的近10%降低到5%。经过系统的专业实验训练，学生的专业技能掌握良好，对本专业的实验手段和实验方法有了充分的了解，在综合设计性实验中表现出较强的实践动手能力和创新能力。有将近30%的学生参与了本专业教师的科学研究项目，受到了老师们的一致好评，有4名同学参与完成科研论文，其中杨栋宇同学以第一作者完成一篇学术论文，并参与研发了一套实验装置，发展出一种高温高压下液体密度测量的新方法。

五、结语

本次专业综合改革的成效已在理论、实验教学效果和学生参与科学研究的实践中得到初步体现，但学生的真正“质量”还需等待半年后用人单位的检验。届时，我们将根据学生的考研和就业情况，再对我们的改革计划进行适当的调整，力求为社会、为国家培养一批具有创新意识和能力的宽口径、厚基础、高素质的人才。

参考文献：

[1]李波.按培养模式重构地方高校课程体系[J].教育研究，2011，（8）：59-63.

[2]张健.应用型本科教育课程体系建设刍议[J].当代教育论坛，2010，（11）：81-82.

材料物理范文第3篇

想知道材料物理专业学点什么，先得搞明白――

什么是材料物理？

一切物品的制造都离不开材料。“材料物理”就是从电、光、热、声、磁、力等物理性能角度出发，研究各种材料的成分、结构、性能特点以及制备合成、加工应用。

比如家中安装的宽带网络、数字电视，都依靠光纤传播信号。光纤的全名是光导纤维，是根据光的全反射原理制成的。一根光导纤维由高折射率的内芯和低折射率的外套两层组成，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。用特殊的接收仪器，就能接收光纤传递的信号。

又比如很多人家中使用的白光LED灯，也是利用光学原理研发的。众所周知，在可见光的光谱中是没有白光的，因为白光不是单色光，它是由至少两种单色光混合得到的，白色的太阳光甚至是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光合成的。白光LED灯的发光芯片一般发蓝光，在灯内壁涂抹发黄光的荧光层，蓝光照射出来的时候部分被吸收，另一部分则与黄光混合得到白光。

你看，材料物理就是这样一门实用的学科。从光导纤维内外芯材料的研发制造，到白光LED灯芯片和荧光层的设计，甚至是用于航空航天、国防科技项目的新型合金、高分子复合材料……可以说社会需要什么，我们就研究什么。

即使在本科学习阶段，你也要尽可能地去创新。

研究出新材料，或者找到材料的新性质和新应用，是材料物理研究的终极目标。正因如此，学校非常鼓励学生参与创新创业训练项目。老师们会一些材料学研究的前沿问题，有的偏重理论计算，有的侧重实验，大家可以根据自己的兴趣自由选择课题和相关导师。我就在大二学年末申请参与了“光学超晶格中的非对易效应的理论研究”项目。

上过物理课就会知道，当光线入射到某一均匀材料时，会产生折射现象。我们希望有这样一种材料，可以按照人们的需求控制光线入射后产生的折射光的强度。这有什么用呢？举个例子，在光纤通信中，在光源和光导纤维的衔接处设置这种材料，从光导纤维端面反射回来的光通过这种材料时，折射光强度被减弱，就能有效地抑制它对光源的影响，信号也就更清晰。我参与的研究项目就是要设计这种理想中的材料。

从物理学角度说，同样的元素组成，只是内部原子排列方式的不同，也可以形成具有不同性质的材料。把不同材料一层一层有序地叠加起来，或者把某一种材料的内部原子结构重新排列，就可能得到控制光线折射强度的“光学超晶格”材料。

经过大量的研究和计算，对于想要得到多大强度的折射光，相应的光学超晶格材料的结构应该是怎样的，我们最终给出了具体的数学解析表达式。实验、生产中需要产生多少光强偏差的材料，参考解析式给出的结构参数直接制作就可以了。

科研之路非常难走，物理、数学基础要打好。

科研之路本来就是困难重重的，更别提像我们这样刚起步的本科生了。接手“光学超晶格中的非对易效应的理论研究”项目之初，我们甚至都不知道从哪里着手研究。大学里虽然有物理学方面的课程，从牛顿力学、热学、电磁学、光学到电动力学、量子力学都不缺；我们也会学习材料科学方面的知识，包括材料的成分、组织结构、性能特点、加工的工艺技术，但这些都只是入门课，是打基础用的。对超晶格材料，我们只有一些基础概念，到底哪些材料的内部结构经过人工处理可以让光的折射强度产生偏差、哪些材料不适合这样做、推算偏差程度能用哪些公式……根本就是一头雾水啊！

好在前人已经有了一些研究成果。在项目进行之初，我们先花了一段日子阅读大量论文，从中找寻适合的材料。在整个研究过程中，遇到任何问题我们都会先到文献中寻找是否有可以借鉴的解决方案。

做科研还必须具备很强的数学能力。入射与折射本身是一个光学现象，角度和光强计算需要用到数学知识；材料内部的原子排列顺序更要通过数学建模与计算得出。虽然大一、大二学了高等数学、微积分、线性代数等课程，但看到那些动不动就占一两行的复杂公式还是让人傻眼。要解决这个问题，只能不断请教导师，认真看《数学手册》学习公式秘籍。

通过计算得出了解析式，还要由计算机来模拟折射过程，验证解析式是否正确，这时就需要用上MATLAB语言编写程序。这就需要我们熟悉程序语言，所以一有空我们就会上网找编程例子，反复练习。

功夫不负有心人，经过两年的努力，大四那年我们终于提出了自己的研究方案和实验方法，在国际期刊《Optics Communications》上发表了研究成果，我还是这篇论文的第一作者！

转变眼光看事物，抽象思维研究微观世界。

在众多参与创新项目的本科生中，我是幸运的。有些项目因为实验设备不齐全导致实验结果不理想，有些则因为参与者能力不足等原因夭折了。但不管结果如何，这都是大学里难得的科研经历。并且通过科研，我们慢慢地开始具备一个材料物理人的专业素养。

这首先反映在看事物的眼光改变了，我们能站在材料科学的角度认识生活中随处可见的事物。比如路上开过一辆跑车，过去我们会更关注它的外观：“哇，这车真拉风！”现在，我们关注的是这辆跑车轮胎是什么橡胶材料做的、车身的钢材中会添加哪些金属元素、挡风玻璃用什么材料制成……因为材料的选择对汽车的美观、耐用和安全性能有很大影响。比如，轮胎大多用合成橡胶或天然橡胶制作，在制作中，必须加入各种化学添加剂，其中一种很重要的添加剂叫炭黑，主要用来提高轮胎的硬度、强度和耐磨性。

另外，我们开始建立强大的抽象思维和空间想象能力，透过物质表面，研究微观结构和性能。

比如，你知道激光是如何形成的吗？一个原子中的电子有很多能级，当电子从高能级向低能级跃迁时，电子的能量就减少了。这些减少的能量转变成光子发射出去，大量的这种光子就形成激光。那么在跃迁的前后，电子处于什么样的能量状态？重量是多少？运动轨迹是怎么样的？……这可比看得见的橡胶、塑料难懂得多。研究这些存在于微观世界里我们看不见摸不着的物质，离不开各类数据的曲线图、各种模型图像。要在脑子里建立起它们的结构图像，理解它们的性能和变化，不得不佩服自己“脑洞”还挺大呢！

学成之后……

经过四年辛苦的学习，也有了一定的科研经验和成果，难免憧憬未来之路怎么走。

客观地说，材料物理专业本科毕业生的就业机会还算多，哪里需要制造材料，哪里就有我们的身影。比如我的同学就有进入华为电子、瑞声科技等电子科技公司，或者海力士半导体公司等材料研发制造公司，去设计芯片等通信材料、手机内存等存储记忆材料、电池等能源材料，或者做产品测试，验证产品材料是否满足设计的需求。还有一些同学利用课余时间自学了不少编程知识，毕业后去互联网公司干起了各种APP、游戏软件的开发工作。

虽然本科毕业的就业面较广，但一般情况下起薪不高，加之目前整体就业形势严峻，很多人会选择进一步深造。

材料物理范文第4篇

1 认识物理模型

1.1 物理模型的概念

以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构和三维结构，这类实物或图画即为物理模型。物理模型包括静态物理模型和动态物理模型。

1.2 物理模型的特点

物理模型具有3个基本特点：（1） 对识记对象的模仿和抽象；（2） 体现组成认识对象系统中的主要因素；（3） 反映主要因素之间的关系。概括地说“形似”、“意真”和“相关联”是物理模型必备的三个基本特点。寄生关系模型就是对这三个基本特点的完美体现（见图1）。

在“寄生”模型中，两个圆圈A、B表示两种生物，它们内切或外切，分别代表着体内寄生或体表寄生。模型既“形似”地反应了两种寄生方式，又科学地表达了寄生生物之间的内在联系，做到了“意真”与“相关联”。

2 建构物理模型

建构物理模型不仅要找到原型的本质，关键还要选择用什么来描述对象的本质？怎样具体描述？选取什么材料进行建构？以什么形式进行建构？认真思考这些问题后，就可以开始着手建构物理模型了。

2.1 变废为宝，巧选建模材料

只要教师善于利用生活中的很多废弃物，均可以为建构物理模型提供良好的材料。笔者及同事在进行“模拟性状分离比”的实验中，受摇奖的启发，用矿泉水瓶、黑白小球、水芯笔盖等废弃材料，对实验进行了改进，建构了一个创新实验的动态物理模型（图2）。

在“模拟性状分离比”的实验模型中，甲、乙两矿泉水瓶代表雌雄生殖器官，黑白小球代表雌、雄器官产生的两种配子。实验时，将摇匀后的甲、乙两瓶瓶体倒置过来就会有一小球进入水芯笔盖，记录两瓶黑白小球摇出情况。正立后摇匀，重复多次，统计分析即可完成实验。这样，学生既学到了知识，又能体验了成功建立物理模型的喜悦，感悟建构物理模型材料的易得。

在生物学教学中，科学引导学生利用各种废弃材料建构物理模型的实例很多，如图3、图4所示的用橡皮泥、棉线等材料建构的动、植物细胞亚显微结构模型。

2.2 观察生活细节，巧获建模灵感

诺贝尔文学奖获得者莫言说过：好作品是灵感与生活的结合。在建构物理模型时，可以从生活细节中寻求建构灵感。如：关于酶作用机理的教学中，学生很难理解酶只降低化学反应的活化能，不提供活化能，而加热却能提供活化能。笔者从学校正在举行的跳高比赛中得到启示，在上课时引导学生建构了“降低活化能”的物理模型（图5）。

在这一“降低活化能”的模型中，弹簧跳板相当于为化学反应提供活化能，跳高的高度相当于化学反应所需的活化能，跳高相当于化学反应。通过模型的比较分析，学生很容易理解加热为化学反应提供了活化能（图5-甲），加无机催化剂（图5-乙）和加酶（图5-丙）只是降低化学反应的活化能。通过模型对比分析，学生很自然地理解了酶具有高效性的原因。在建模过程中，学生的自信心得到了增强，真正体会到生物学物理模型的建构并不是遥不可及，只需通过对生活细节的仔细观察，细心加工就可以完成。

2.3 购买简易材料，巧建物理模型

细胞的有丝分裂和减数分裂是高中生物的教学重难点，学生难理解，教师难讲解。在教学中，教师可以利用彩纸剪制染色（单）体、小磁铁代表着丝点的方法进行动态物理模型的建构。笔者在进行有丝分裂的高考复习时，引导学生在黑板上建构了如图6所示的动态物理模型。整个建构过程就是一个小型的情景剧，两位学生在黑板上演示分裂过程中染色体的变化，第三位学生在旁进行同步“画外音”解说各时期的特点及染色体、染色单体、DNA变化规律。

通过建构这样的物理模型，很巧妙地完成了教学互动，同时有助于学生对相关重难点知识的理解和记忆，培养了学生的动手建模能力和语言表达能力，使呆板沉闷的高考复习课堂生动有趣。

2.4 利用教学用具，巧建物理模型

教室内的很多用具是建构物理模型的理想材料。笔者在教学中曾利用粉笔、黑板刷、无盖粉笔盒等材料，来建构“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验模型（图7）。

在这一模型中，无盖粉笔盒模拟大肠杆菌、黑板刷模拟噬菌体的蛋白质外壳、粉笔模拟噬菌体的DNA分子、白色粉笔表示未被标记、红色粉笔代表被标记，黑板刷正面（绒面）表示未标记，背面表示标记。教师在模拟过程中，用手将粉笔与黑板刷握紧，当噬菌体侵染时，教师松手让粉笔掉入粉笔盒，模拟噬菌体的DNA注入大肠杆菌，而蛋白质外壳未进入大肠杆菌。通过这样的模拟，学生很容易理解噬菌体侵染大肠杆菌的过程，同时也能很好地理解该实验的结果与分析，能更深入地理解“DNA是噬菌体的遗传物质”这一核心知识。

粉笔头和粉笔盒也可用来建构“标志重捕法”的物理模型，帮助学生理解标志重捕法的原理与计算方法。具体模拟过程是：在粉笔盒中放入白色粉笔头若干（N），然后从中随机抓取一把粉笔头计数为（M），将这M个粉笔头换成同等大小的彩色粉笔头（相当于做好标记），放回原粉笔盒，此时可以引导学生分析彩色粉笔头占盒中总粉笔头的比例（M/N），摇匀后再随机抓取一把粉笔头（n），其色粉笔头（含标记）为m。教师引导学生分析这一把粉笔头色粉笔头所占的比例（m/n）。由于是摇匀后再随机抓取的，所以应该存在M/N=m/n。这样学生就可以轻松理解“标志重捕法”的原理与计算方法。

3 巧用易得材料，建构物理模型的启示与建议

3.1 建构物理模型要做到“意真”

“意真”是物理模型的核心要求。建构物理模型要尽量真实、形象地反映研究对象，不能凭自己的主观臆断随意建构，要具有科学性。在选材上，教师要考虑“易得”，在建构过程中要考虑“可操作性”，不要让学生建构过于复杂的模型，否则会挫伤学生的积极性，从而不利于物理模型的推广。

3.2 建构物理模型要力求“形美”

“形美”是物理模型的追求目标。物理模型美观，具有可观赏价值，才能吸引学生的眼球，才能真正做到为教学服务。所以在建构过程中，教师可引导学生不断完善模型，在不断完善的过程中进行思维的碰撞，激发学生的创新意识，培养学生严谨的科学精神。

3.3 建构物理模型要关注学生“发展”

教师在引导学生选择“易得材料”，进行物理模型的建构过程中，要注意培养学生之间的合作互助能力，从多方面多角度促进学生的全面发展，让建模成为学生终身学习的一项有效策略。通过不断建构物理模型，培养学生的建模能力，逐步形成科学的思维习惯，在今后的学习、生活中遇到抽象的概念、理论、规律时，都能尝试用建构简易物理模型的方法进行思考，从而变复杂为简单，变抽象为形象，提高学习的有效性。

材料物理范文第5篇

关键词：材料物理专业；材料物理化学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）43-0115-03

一、材料物理专业的特色

材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律，为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科，是理工融合的学科”[1，2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科，主要通过各种物理技术和效应，实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用；新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合，使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合，具有“亦工亦理，理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位

材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程，这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题，从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平，培养学生科学的思维方式和独立的创新能力，以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课，它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具，物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接，了解大学物理中原子结构知识的介绍，协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系，突出重点，避免重复，讲清难点，是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程（材料腐蚀与防护等）的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分，就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识，如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁，将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来，以完善专业知识的系统与连贯性。同时，材料物理化学作为一门重要的专业基础课，是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中，界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛，例如：熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金，金属在使用过程中的腐蚀及防护等，新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料，如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术，这也离不开材料物理化学基本原理的指导。

三、材料物理化学的教学难点

根据在以往的教学过程中的观察与经验，材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说，课时相对较少，要在有限的学时中掌握较多的内容，使得以往的教学出现点到为止，认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。

四、材料物理化学的教学改革

针对上述问题，为提高材料物理化学的教学质量，激发学生的学习兴趣，培养学生能力，我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。

1.教学内容上的改革。（1）教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理，理工相融”的特点，材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上，比如要对基本概念有比较深的理解，对重要公式能够熟练掌握，对课程作业有严格的要求等，以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时，教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分，要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性，又要从工程需求的实际出发进行考虑，不能重科学轻技术、重理论轻实践，不能从理论到理论，而应注重相关结论的物理意义、适用范围，注重科学理论与工程问题的结合。（2）教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享，以科研促进教学，适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合，实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动，这将为本科生完成毕业论文，继续读研深造奠定坚实的基础，并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合，还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣，启发学生的思维，激发其探索精神。例如，可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学，将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合，如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用，等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。

2.教学方法上的改革。（1）传统与先进教学手段相结合。传统的教学手段板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应目前的教学要求，而多媒体辅助教学手段是图、文、像、色集于一体的现代化教学手段，它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握。同时，也为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了授课进度也增大了教学信息量[7]。比如相平衡与界面现象这两章，利用多媒体手段能将各种相图、亚稳状态及润湿现象能内容形象直观地表现出来，配上动画效果，更便于学生的认识与理解。但是在整个教学过程当中，多媒体也不是放之四海而皆准的教学手段，在一些公式的推导演示以及课后习题的讲解过程中，配以一定的板书，将会起到解释充分、循循善诱的教学效果，使学生有充足的时间理解消化相关重点及难点。总之，不同形式的教学方法、教学手段须依据教学内容、学生能力、教学需求等灵活应用，才可较好处理有限的理论学时与教学内容多、传授知识与培养能力、主体与主导之间的关系，有效地提高学生学习兴趣、自学能力、综合素质，取得良好的教学效果。（2）教师指导与学生自主学习相结合。传统的材料物理化学的教学模式是填鸭式教学，老师讲，学生听，老师主动教，学生被动学，这样的教学模式使学生的主观能动性得不到体现和发挥，因而造成事倍功半的教学效果。师者，传道、授业、解惑也。教师除了完成传道授业的任务外，也要试图将学生的学习潜能激发出来，对此，我们采用了以下方法：①在教学中采用重点难点教师讲授、简单章节学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果。前面我们讲到学习材料物理化学的大二学生，具有较强的学习兴趣和能力，我们采用自主学习的方法将其能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。②采用模拟教学方式，进行角色互换，促使学生主动学习的同时，培养体恤他人、尊重他人的人文品质。对于某些难度较低易于理解的章节，比如新相生成与亚稳状态，可以让学生提前准备，然后走上讲台，与教师互换角色，完成自主学习的同时，更亲身体会教师备课、授课的整个过程，从中体会不易，进而达到互换立场、尊重他人劳动成果的品质培养效果。③课堂练习和作业讲解时，可采用分组讨论的形式，以培养合作交流、互助学习的精神。在教学过程中除了教书，我们更注重育人。学生完成学业进入社会以后必将经历团队合作的过程，我们通过分组讨论和学习的形式，将教学与育人相结合，以培养学生适应社会所必需的互助与合作交流能力。（3）短期教学与长期辅导相结合。贵州大学材料物理专业的材料物理化学的教学只有80个学时，大二上的一个学期就能完成相关内容的教学。但该门课程是一些学校材料类专业考研的必考科目，为了帮助学生在完成必修的学分之后还能更深入地学习该门课程，我们还为已经完成该门课程学习的学生提供长期的辅导，给学生提供答疑解惑的帮助，以助其完成进一步的深造和学习。

随着高等教育改革的不断改革和深化，社会对新时代大学生的需求，以及材料科学与技术的发展带来的知识信息量的快速膨胀，要求学生具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力。在材料物理化学课程的教学改革过程中，我们体会到，只有不断地思考与改革，总结出一套顺应社会和学科发展的教学方法，才能提高教学质量，培养学生的综合能力，提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，增强学生的创新精神和实践精神，从而适应新世纪科技进步与科学发展的需要。

参考文献：

[1]朱晓勇，等.构建工科院校特色的材料物理专业课程体系[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2011，（2）.

[2]刘宏玉，王媛媛.材料物理专业的特色方向研究[J].新课程研究，2011，（10）：12-14.

[3]熊礼威，汪建华，王传新，等.新形势下材料物理专业教学改革探讨[J].课程教育研究，2013，（6）：170-171.

[4]傅敏，等.物理化学在基础化学课程体系中的龙头作用[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2004，6（21）：633-635.

[5]朱晓东.材料专业物理化学教学改革探索[J].教育与教学研究，2011，25（12）：90-92.

基金项目：贵州大学教育教学改革研究项目（校教发【2013】58号）

材料物理范文第6篇

关键词：材料物理性能；教学新理念；主动性；创新性

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0145-02

《材料物理性能》是材料物理专业的一门重要基础课程，属于学校重点课程建设项目，为校级精品课程，《材料物理性能》是以物理理论基础与材料性能相结合为主的一门课程，目的是培养学生既具备扎实的材料物理学基础知识，又能熟练掌握物理性能的研究和实验技能。该课程是一门理论性和实践性都很强的课程，综合了材料学、物理学以及结晶学等方面的内容，旨在利用物理学理论阐述材料的性能及规律。用材料的成分、微观结构、组织形态等相互关系的基础理论，深刻理解材料的各种性能控制因素，并在材料研究中建立相应的物理模型[1]。

一、《材料物理性能》课程的特点

该课程的最大特点是内容多，涉及面广，不但包括热、光、电、磁、声，通常也包括力学和功能与转换。将这两部分包括进来是更合理的，因为力学性能本身就是材料的重要物理性能之一，只不过因为涉及范围太广，应用也很广，发展也比较成熟，因此通常独立出来，单独设课，至于功能与转换则充分体现了热、光、电、磁等的相互联系，体现了当代学科的交叉发展特性。如果通过采取一定的方法和措施将学生学到的知识融会贯通，也有助于提高学生将来从事各种材料研究和工作能力，为学生毕业后的工作和实践打下扎实的理论基础，并有助于培养学生创造性思维和解决问题的能力，以满足社会对材料类人才的要求。关于《材料物理性能》的教改文章较多，但基本都限于讲述该课程的重要性，强调授课以学生为中心，强调实验的重要性等[2-5]，也有一些老师提出了一些独特的教学方法，如用中文讲课，用英语做总结[6]，前提是学生必须足够良好的英语水平。但都很少涉及到该门课程的本质，很少真正地提出“培养学生将该门课程融会贯通”的理念。在国内，文献[7]采用“基于Venn流程图式的课堂教学模式”探讨了大学课堂授课方式的理念，提出的横向联系，融会贯通教学理念，旨在真正地培养学生学习的主动性及创新性。

二、知识融会贯通的重要性

笔者认为，学科交叉发展，融会贯通才是材料物理学教学的真谛，客观世界事物都具有多面性，不像课堂上教授的知识，可以独立来学习。以焊接手机的焊锡为例，众所周知，焊锡的导电性能是最基本的性能，将不同器件焊在一起的目的就是让它们相互导通，实现信息输送。除了良好的导电性能，足够的力学性能也是焊锡必须的；另外，导热性能也是必须考虑的因素，如果没有良好的导热性能，则焊点温度容易升高，减少使用寿命。因此在研发和生产焊锡材料时，电学、热学和力学性能都必须同时考虑，缺一不可。在油田建设中，同样也不仅仅考虑力学问题。如利用套管来固井，通常采用水泥等材料将套管分段与井壁连接，通常套管强度越高，则会导致问题越多。因为材料的强度越高，延伸率越小，硬化指数越小，在相同的温度变化范围内更容易发生缩颈被拉断。因此选择固井材料时，必须考虑到温度的变化。由以上两例即可知，专业基础课《材料物理性能》教学中，不能再像高中物理和大学物理教学那样，热、光、电、磁、声等独立教学，必须相互联系起来，融会贯通，才能真正培养出具有主动性和创新性的人才。

三、不同物理性能之间的相互联系

事实上，材料的各种性能，本身就不是相互独立的。不同的物理性能只不过是同一材料在不同激励下做出的不同反应而已。例如，施加了拉力，材料则呈现出力学性能，通电后则呈现出电学性能，施加光激励，则呈现出光学性能。许多科学家已经建立了不同性能之间的定量关系，如魏德曼-弗兰兹定律，建立了热学和电学之间的关系：L=■（1）式中：L为常数，2.443×10-8W・'Ω/K2；λ为热导率，W・m-1/K；σ为电导率，'Ω-1・m-1；T为温度，K。尽管随着科技的高速发展，材料越来越复杂，对于个别材料也许例外，但对于绝大多数材料来说，都是满足以上关系式的。另外一些人则建立了力学和热学之间的关系如下式所示：E=KT■■/V■ （2） 式中：E为弹性模量；Tm为熔点（K）；V为比容；k，a，b为常数，一般a约为1，b约为2。有人甚至将光学性能也与电学和热学联系起来如下式所示：

n=■ （3） 式中：n为介质的折射率；εr为相对介电常数；μr为相对磁导率。可见，材料各种性能关系很紧密，甚至存在定量关系，因此，在研究材料的过程中，改善材料的一种性能，必须考虑到是否影响到其他性能，是否其他性能超出了应用的最低要求。同时，也只有掌握各种性能之间的关系，才有可能将各种性能联系起来，才可能将知识融会贯通。

四、性能联系的物理本质

材料的物理性能存在联系，源于材料的微观结构。材料的微观结构决定了宏观物理性能之间存在着必然联系，通过对其微观结构的理解，也更容易理解材料物理性能之间联系的本质规律。物质是由原子和分子构成的，分子和原子的种类及结构不但决定不同材料的性能，还决定了不同性能之间的关系。如物质原子间的距离通常能够决定材料的力学性能高低，通常材料的原子间距越大，材料的弹性模量越小，理论断裂强度也越小如下式所示：E=■，σ■=■ （4）式中：k、m是常数（m>1）；E为弹性模量；a为原子间距；σth为理论断裂强度；γ为表面能。材料的原子间距除了受本身属性决定，还要受到温度的影响。因为温度使得原子运动加剧，会导致原子间距增加。原子间距的增加，通常会导致力学性能参数弹性模量下降，同时也导致材料发生膨胀，涉及到热学问题。当然，更大原子间距，也会影响到的电学性能，如电阻增加，同时，光学性能也受到影响。当然，材料的性能除了受到本身的原子种类和结构的影响，还受到缺陷和杂质等的影响，因此，在研究材料的性能过程中，不但必须具有丰富的理论知识，还要求具有丰富的实践经验。

五、基于Venn流程图式的课堂教学模式在《材料物理性能》教学中应用

基于Venn流程图式的课堂教学模式是一种有效加强纵横联系，融会贯通的教学方法，该教学改革团队的老师采用基于Venn流程图式的课堂教学模式，取得了良好的教学效果[7]，采用Venn流程图式的授课方式，针对目前大学教育的现状，让授课教师对知识体系和知识结构具有更高程度的凝练和总结，以一种更富逻辑性的方式将知识内容展现出来。众所周知，在当前高等教育模式之下，大学教师的授课科目数量较少，一至两门课往往讲授很多年。在这种教学相长的授课方式下，教师对学科、专业和教材等方面的知识体系非常熟稔，对与课程相关的基础知识、知识体系和授课内容的讲授把握较好。在这种背景之下，加强对知识体系和知识结构的纵横联系和融会贯通，就变得非常有必要。《材料物理性能》是一门对数理及应用知识综合要求较高的课程，在授课过程中，教师往往涉及较多的知识体系和内容，涉及热、光、电、磁等。可借鉴的一种方法是，授课教师采用Venn流程图为主线，穿针引线，以一种富有逻辑关系的方式，将授课中的重点与难点关联起来，实现知识体系的纵横联系和融会贯通，增强学生对知识的理解和掌握能力同时，这种授课方式还可以进一步激发学生的学习兴趣，让师生间的互动变得轻松有趣，利于知识的发散性拓展。

六、结束语

学生只有将所学到知识融会贯通，才可能具有自主学习能力和创新能力，才能将他们培养成为具有理论联系实际，具有分析问题和解决问题能力的当代大学生，才有利于培养学生的创新思维，培养学生的创新意识。从而激发学生的创新意识和独立思考能力，从根本上提高课程课堂的教学效果。需要说明的是，笔者能够在教学中实现该理念，且取得了良好的教学效果，可能与学生在学习该门课程之前，已经学习了《量子力学》和《固体物理》两门课程。对于没有预先学习过该两本课程的学校，必须为该课程设置更多的课时，否则纵横联系，融会贯通这一教学新理念教学效果会大打折扣。

参考文献：

[1]徐爱菊，张雁红.材料物理性能课程教学改革建议[J].内蒙古石油化工，2012，（23）：117-118.

[2]李享成，邓承继.“材料物理性能”课程的教学改革探讨[J].中国冶金教育，2010，（5）：36-37.

[3]亮，吕有明，曹培江.《材料物理性能》课程建设探索与实践[J].广东化工，2011，38（3）：196-197.

[4]马向东.《材料物理性能》课程建设与教学改革研究[J].科技创新导报，2011，（19）：193.

[5]宋波，郭宁，何洪，等.“材料物理性能”课程教学改革探索[J].西南师范大学学报，2015，40（1）：144-146.

[6]李桂杰，李敏.《材料物理性能》课程教学改革的探讨[J].教育教学论坛，2015，（33），264-265.

材料物理范文第7篇

论文摘要通过分析物理实验材料管理现状，结合计算机网络的基本功能，把物理实验材料管理理论和计葬机网络技术相结合，在保留部分传统手工管理方法的基础上，添加计算机网络技术到材料管理中来，实现物理实验材料管理科学化、现代化。

科学技术飞速发展，许多高校的实验材料管理依然是传统的手工管理方式，材料管理服务效率低下，与快速发展的教育事业不相匹配。在科技不断发展的今天，如何改善高校实验材料管理方式，提升管理层次和管理水平，是高校实验室关心的问题。针对这一问题，本文分析了我院物理实验材料管理现状，并提出了采用计算机信息服务管理系统实施材料管理。

1实验材料管理现状

随着高校实验教学改革的不断深入，以及在校大学生科技创新活动的开展，物理实验教学的各个环节，所需用的实验材料的品种、规格、数量在不断增加。实验材料的供应与需求之间经常发生矛盾，对实验中使用的材料，无论在服务质量上或管理层次上，都提出了更高的要求。比如，当老师和学生需要某些材料时，他们盲目地跑到材料库寻找所需材料，有些实验器材、电子元器件容易找到，有些在短时间内无法找到，这就直接影响着实验教学的顺利进行和广大师生的科技创作热情，同时也大大增加了材料管理人员的工作量。其主要原因是实验材料在仓库的存储信息不明了、不清晰，导致存取困难，使材料的使用和发放存在着很大的不确定性，不能满足实验要求。

现阶段物理实验材料的最大特点是:品种规格庞杂、管理难度大。一般情况下，我院实验材料常用的有1000多种，不常用的有300多种。管理员日常的手工操作，速度慢、效率底、又繁琐，很容易造成人为的差错。既拖了实验教学管理的后腿，也不符合科学管理的要求。因此，在实验材料管理中，如果能够采用计算机网络信息服务，实现实验材料管理现代化，充分发挥信息技术的作用，将极大地促进我院实验教学管理工作上一个新台阶。

2计算机信息技术在实验材料管理中的作用

计算机的应用已经渗透到社会的各个领域，成为人们日常工作、生活、学习中不可缺少的重要组成部分。计算机技术应用于管理事务中，其特点是:①运算能力强，运算速度快尸②数据分类查找准确。③具有超强的“记忆”能力和逻辑判断能力。

利用计算机的这些特点，实验材料管理员可以快速、准确地处理日常管理事务，并使出错率降到最低，甚至为零。管理员可从繁琐的手工劳动中解脱出来。另外，计算机能全面反映材料库所有材料的存储状况，为老师学生提供第一手材料库存信息，让老师和学生充分利用、合理使用实验材料，发挥实验材料的最大效益。既提高管理水平，又提高工作效率，也给师生提供了更优质的服务。将计算机信息技术应用到实验材料管理中，可实现以下的管理功能。

(1)信息动态管理。物理实验材料的管理是一种动态数据信息管理。因为实验教学所需要的材料，其采购周期有长有短。仪器维修和科技创新制作所需材料，它的采购是小批量、临时性的。另外，材料的发放、使用时间也是不确定的。再加上实验班级人数多、实验内容多、实验材料使用多，使实验材料在整个实验教学过程中处于流动状态。因此，实验材料的管理是一种动态信息管理。用传统的手工方法处理起来难度大，手续繁琐。利用计算机管理，既省力又省功。

(2)信息透明管理。信息交换、资源共享、协同工作是计算机网络的基本功能。实现物理实验材料的计算机网络管理.材料库存的最新状况始终对师生是公开透明的，全院的老师和学生随时随地可以根据自己设计的实验题目和科技创作项目，在网上查找自己所需要的实验材料，缩短寻找材料的时间，为广大师生提供方便，最大限度的提高他们的科技创作进度。

3实验材料管理分析

(1)实验材料管理程序。实验材料管理是服务于实验教学和科技制作等。根据实验室的需要，从计划采购材料开始一直到使用材料，主要有:计划、采购、验收、入库、发放、使用等过程。

实验材料管理流程如图1所示。

(2)实验材料管理内容。实验材料管理还要有明细的台帐，其主要内容是:①入库数据:序号、日期、帐号、品名、规格型号、数量、单价、金额、采购人、存放地等。②出库数据:序号、日期、帐号、品名、规格型号、数量、单价、金额、领用人、使用方向等。③库存数据:日期、帐号、品名、规格型号、数量、单价、金额、存放地等。

4管理系统

本系统是在Windows环境下，用VisualFoxpro作为没计平台，采用多窗口多画面菜单方式，交互编程相结合，并借助于校园网，进行后台管理，实现实验材料计算机管理。

系统主要分两大部分，第一部分:管理人员登录并操作:①录入原始数据，主要是入库数据、出库数据、回收再用数据。(夏查询各种元器件的使用及去向。③查询短缺材料申请情况。④统计每种元器件剩余数量及所有元器件总量。⑤对以上的操作结果进行打印输出。第二部分:实验人员进行登录并操作，主要是查询自己需要的实验材料，可以按照材料的规格、型号查询，也可以按照材料的名称查询。如果网上显示有该种材料，实验人员可到仓库领取。如果在网上查不到，可以当即在网上进行材料短缺申请。

目前VisualFoxpro虽然有些简单，但我们仍选用它作为设计平台。因为，它的功能和性能能够满足实验室材料管理的需要，适合计算机软硬件的配置，容易运行和维护，使用起来比较方便。老师和学生通过上校院网，在前台登录并查找了解自己所需要的实验材料，对短缺的实验材料给予申请登记，管理员在后台对实验材料的数据信息进行更新管理，对短缺的实验材料进行统计输出上报。管理系统模块如图2所示。

5结束语

材料物理范文第8篇

作为一名教师,老师深知学习是终身的事,只有不断学习才能在思想上与时俱进、在业务上强人一筹,.才能做一名合格的人民教师。在多年的工作中,他一贯认真学习马列主义思想、邓小平理论、“三个代表”以及“先进性”教育重要思想,在大是大非面前立场坚定、旗帜鲜明,与党中央时刻保持高度一致,忠诚于党的教育事业。平时他注意学习党的各项时事方针、政策,关心国家大事,并运用学到的政治理论指导自己的工作实践。

在三尺讲台上,他认真执行党的教育路线、方针、政策,严格按照党的教育政策、教学大纲教书育人、为人师表,全心全意做好教书育人工作。无论在任何岗位,他都以高度的责任感和事业心将全部的热情投入到工作中去,以培养有理想、有道德、有纪律、有文化的社会主义事业接班人为已任,志存高远、爱岗敬业、乐于奉献,自觉履行教书育人的神圣职责。

作为一名青年教师,他主动向老教师学习,虚心接受同行传授的经验;并经常去听老教师的课,从中汲取长处;积极和同事们共同讨论,不断改进教学方法,收到了良好的教学效果。年我校购置了一套多媒体教学设备。老师便立即投入到多媒体教学的学习当中。经常利用课余时间自学多媒体课件的制作,遇到一些问题,一研究起来便是几个小时。为了作好课件,他常常学习到深夜。通过积极努力的自学,现在他对多媒体手段的运用已经相当熟练,能够制作出水平较高的多媒体课件。学校组织的教学比赛中他总是名列前茅。他备课充分,勤奋刻苦,讲课内容充实生动。经常查找资料,总是以一种学生容易接受的方式讲解知识、传递学科前沿信息。在讲课过程中,他还根据不同学生的具体情况,因材施教,激发学生的兴趣,经常深入学生当中,与学生共同交流,探讨人生、学习方法,深受学生爱戴。所教科目的学习成绩总是名列前茅。

他长期担任班主任,工作扎实,非常勤奋。每天早起晚睡,关注学生的成长。他热爱学生,尊重学生,与学生为友,但他对学生并不迁就、放纵,严格要求每一位学生。他高尚的品质和高度的责任心赢得了学生的尊重,渊博的知识和过硬的教学本领使学生折服。他担任上届高三普通班的班主任,做了大量细致的学生工作,所带班级呈现出欣欣向荣的良好的学习气氛。普通班的学生,大多对自己的学习失去信心,学习观念淡薄,纪律松散。是他经常给学生谈理想、讲人生,促膝谈心,增强学生学习的信心和自觉性。他班的冷波同学,是一个性格外向的男生,热爱集体,乐于助人,很受老师喜欢,但是学习成绩在高二时严重滑坡,并且身体不太好,经常要请假去治病,.本已没有考大学的热情。经过老师多次与家长联系,与学生本人谈心,和学生一起参加身体锻炼,激发了他的学习热情,在2005年的高考中,冷波同学成为了学校普通班里唯一一个文化成绩上二本线的学生。

功夫不负有心人。在1998年的青年教师教学大赛中,他一路过关斩将,获得了湖南省青年物理教师教学大赛二等奖。他的教学论文《物理教学中的情感激励》荣获益阳市教科所教学论文评选一等奖,在区“电化教学优质课教案”评选中获一等奖。今年,该同志也有非常好的表现。他辅导的学生在中学生物理奥林匹克竞赛中取得了优异成绩,有多位学生获得了区市一等奖,何伟、孙亮波、李喜、冷润莲、曾定等同学获区一等奖,夏汉舟、张立君、张胜军等同学获市一等奖,欧伟林同学获得了省三等奖。在青年教师的文化考试中,他以满分的成绩获得了学校唯一的特等奖。在期中期末的班级评比中,他所带的班级名列同年级第一。所教班级的物理成绩在同年级中名列第一。在今年的教学比赛中,他的《动量守恒定律》一课,在理化生组脱颖而出,进而获得了学校第一名的好成绩,被学校推荐参加区级比赛。

材料物理范文第9篇

关键词：材料物理；人才培养；课程设置

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：

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[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.

课题项目：武汉科技大学教学研究项目“材料物理专业双语教学改革与实践”（2009027）；湖北省高等学校教学研究项目“与学校特色相结合的材料物理专业培养方向研究”（2010172）

材料物理范文第10篇

关键词：材料物理性能微课;材料学科;方案

科学技术高度发达和经济快速发展的21 世纪，衡量一个国家实力的一项重要指标就是材料的发展和应用水平。新兴材料的不断发展及应用，就必须对材料的物理性能深入的掌握。材料物理性能是普通高校材料类专业必修的课程，也是其专业平台的主干课程。材料物理性能的课程内容主要包括材料的力学性能、磁性性能、热学性能等方面内容，由于这门课程内容理论分析较深、内容相对抽象，因此对此门课程讲解有较大的难度。对于听课的学生方面也存在学习上的困难。为了既能够使教师能够相对容易的讲授材料物理性能这门课程，又能让学生相对容易的接受，作者尝试采用微课的形式来与学生互动性教学，改变传统的教学模式。

网络平台的迅速发展，也使之迅速向教育领域延伸。对于网络发展成熟较早的国家如英国，在美国北爱荷华大学，LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒课程（ 60-Second Course）;在英国纳皮尔大学，T.P.Kee 提出的一分钟演讲（The One Minute Lecture，简称OML ）。2008 年由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理David Penrose 提出微课概念。2011年前后，翻转课堂这种教学模式在美国各地兴起，并引起了广泛关注。还有一种与微课紧密相连的课程：MOOC（Massive Open Online Courses）即大规模开放网络课程，又称慕课。国内也紧跟世界教育微课发展形势，特别是2012年国内微课的发展达到爆发式的发展 。但是基于材料物理性能方面的课程微课讨论较少，本文针对材料物理性能的发展趋势，开展了其微课教学，并对其教学产生的效果进行的了简要的分析。

1 材料物理性能微课产生背景

高等院校微课的产生也是在高校顺应时代下发展的产物，而材料物理性能微课就是在这个大环境下产生。基于学生对材料物理性能的难度而产生抵触心理，教师怎样做才能提高材料物理性能的教学效果。

高校专业课程学时在一定程度上缩减，而教学内容没有太大的改变，这就要求即在相对缩减的学时内把相同的教学内容讲授完整。这样无论对学生还是教师都有一定的难度。为了在课堂上增大信息含量，降低对此门课程的学习门槛，尝试采用了微课形式进行讲授。

材料物理性能微课也有其产生的背景，并依赖于材料科学基础等课程为基础，如果过多穿插其他课程讲解可能会打乱其条理性，而采用微课形式在适当的位置采用一个简短的视频补充就能很快把某些相关联的其他课程内容有效地衔接进来，而不至于弄乱全局。

2 材料物理性能微课设计与制作

材料物理性能微课，其目的主要是为了增加信息量并提高对难点的理解性，也就是达到复杂问题简答化的目的，并力争本着图文并茂、内容集中、条理清晰等基本原则。

材料物理性能微课制作分为：材料物理性能教案、材料物理性能课件、材料物理性能视频等其他资源要素，所以在每章的内容选择上，要有针对性设计教学内容。教案编写方面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;课件则包括教学的重点、难点以及相关分析曲线的显示等等，并穿插一些公式，及公式的参量的意义;而视频则是主要为讲授课程重点的视频录像或者实验开展情况等方面。

为了使课件图文并茂，对于课件的设计尽量采用适合课程内容的设计模板，既要符合相关的教学内容，也要审美的要求。

特别在电子理论部分，讲授费米面等相关内容，内容抽象，但是采用微课方式，通过相关软件结合理论公式绘制出费米能面，即形象又生动，大大降低授课的难度，同时使学生也容易理解接受。

多媒体视频技术处理不是简单的录制视频，更重要的是对后期视频的剪辑和编辑制作，使之情节简单内容丰富。多媒体的制作通常采用Moviemaker、屏幕录像专家等软件，操作方便，即兴上手。

3 材料物理性能微课评价

材料物理性能课程转换成微课形式的实现，对任课教师来说，资料的准备、课件的设计、多媒体的结合、整个结构的合理构建都有更高的要求。尽管在课堂上的展现的时间相对较短，但是课后的整合难度大大提高。这就要求教师在课堂内容熟练的基础上，还能更合理的整合微课框架资源，使其微课内容不但充实生动、重点突出，且不过于华丽冗长。同时对于学生的要求不仅在课堂上把书本上的知识牢牢掌握，还要用所学的相关知识来处理。例如在电子理论部分计算某些金属元素的费米能，通过熟悉的excel来算完成，或者费米面外层电子的Femi-Dirac分布概率函数，让学生采用传统的origin软件来生成曲线并与教材内容比较，这样学生通过挑战自己，大大提高了学习的兴趣。

材料物理性能微课内容链接到课程建设网站上，学生可随时去学习下载，由于智能手机及平板电脑的普及，学生通过网络登录网站链接微课内容随时可以学习，大大增加学习的有效时间。反之也大大提高了材料物理性能微课的利用率，发挥了设计其微课的基本目的。

通过对材料物理性能微课教学的分析，能够深入了解材料物理性能微课的建设的必要性和优越性。通过分析材料物理性能微课的产生背景、微课设计、微课制作及微课的评价，总结出建设材料物理性能微课的合适路径，既能够让授课教师感受到本门课程微课的优势，又能让学生体会到其微课的教学效果。通过材料物理性能微课教学方法，把那种理论性强、公式较多的课程在学生心目中从高不可攀的殿堂转变成信手拈来的平民化课堂。对于此材料物理性能微课方案，从本人的教学的角度感觉很成功，并通过制作其微课，还把材料物理性能课程体系根据实际授课的内容要求重新整理，编写了一部更适合普通高等院校教学的教材。因此，基于材料物理性能微课教学的感受，并总结在教学过程中出现的不足加以改善，使材料物理性能微课教学发挥更好的作用。

参考文献：

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