固体物理学黄昆 资料类固体物理教学改革研讨

王玉梅+张建华+艾桃桃+袁新强

摘 要：《固体物理》是资料类专业必不可少的一门重要根底课，课题组根据固体物理课程理论性强和资料类专业重视使用性的特色，结合详细的教育实践，剖析了现行《固体物理》课程的特色、固体物理教育中存在的问题，指出课程教育变革可以从教材的编纂、教育形式的修订、教育办法的改善以及查核点评办法的完善等四方面的进行。

关键词：固体物理 教育变革 教育办法 查核点评

固体物理是研讨固体的结构及其组成粒子之间相互作用与运动规则以说明其功能与用处的学科。如今，跟着科学技术的开展，固体物理与凝聚态物理和新资料科学紧密相连，在今世高新技术的开展中起着关键性的作用，许多科学技术新领域的鼓起和开展，都是以固体物理为根底的[1-3]。作为资料类和电子类专业本科生和研讨生的必修课程[4-5]，固体物理重视理论，资料学更重视资料的工艺性与运用性，资料类的固体物理课程起着衔接根底理论常识与实践使用技术的桥梁作用。本文将根据资料类固体物理课程教育进程中面对的各种问题，提出教育变革的几点主张。

一、资料类固体物理教育的特色

课题组对地点院校的资料科学与工程系13、14届本科生和资料加工工程方向的在校硕士生进行了调查研讨，13、14届本科生均未学过《数学物理办法》、《热力学与计算物理》、《量子力学》、《电动力学》等课程，而研讨生中心，《数学物理办法》、《热力学与计算物理》、《电动力学》只要1人次学习过（不是同1人），而《量子力学》底子都未学过。这些前置课程的短缺，给本课程的教育，带来了极大的困难。而实践教育中，常见的《固体物理》讲义和学生常识布景也呈现出较大的不匹配。

1.固体物理课程教材的单一性

惠群等总结出现在国内通用的固体物理教材多为物理专业所用的，包含：黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》、方俊鑫、陆栋编著的《固体物理学》、顾秉林、王希坤编著的《固体物理学》以及阎守胜编著的《固体物理学》；国外具有代表性的固体物理教材为《Introduction to Solid State Physics》和《Solid State Physics》。对这些常用固体物理教材剖析，共同点就在于理论性强、体系巨大、内容丰富，即现在流转的固体物理教材只要适用于物理专业的。

2.固体物理课程内容与学生已有根底的短缺

传统的固体物理学中有许多不流畅难明的专业术语，杂乱的图形与空间改换以及繁琐的理论推导。学习固体物理，对数学物理办法、热力学与计算物理、量子力学和电动力学等课程的要求十分高。因为现在流转的固体物理教材只适用于物理专业，而资料类学生又短少必须先修的大都课程，导致资料类学生在学习固体物理的进程中感到十分费劲，教师在教育时也有很大的困扰，尤其是涉及到一些紧密的理论推导进程时。在教与学的进程中，教师教的不辛苦，学生学的不流畅，学生中产生厌学心情也是十分严峻。因而，为了彻底改动资料类专业固体物理教育进程中教师教育难，学生畏学的现状，有必要探寻资料类固体物理课程的教育变革办法。

二、固体物理教育中存在的问题

跟着教育实践的进行，发现资料类固体物理课程教育存在的问题如下：

1.适用教材的匮乏

从前述可知，现在流转的固体物理教材只要适用于物理专业的，而无适用于资料类学生学习的固体物理教材。

现行的固体物理教材，理论性强、体系巨大、内容丰富。关于短少先修根底常识的资料类专业学生来说，体系学习固体物理有必定的困难。在教育实践进程中，往往只能经过合理弥补短少的根底常识、有选择性的教育内容、重思想轻推导等办法来处理。可是一起也形成新的问题：学生只能经过记笔记、与教师评论的办法来获取学习资料，而没有一套可体系学习的教材，这一点对学生学习极为晦气。

2.教育计划的单调

课题组地点系室根据学生培育计划拟定了固体物理课程的教育计划，同其它理论课程相同，教育组织包含：课程标准、教育日历的拟定，教案的预备，教案概要的拟定。课程标准里拟定了该课程的教育内容及计划学时、该课程的规划思路、教育办法规划、查核点评的规划。培育计划每四年拟定一次，课程标准随之改动，在详细的教育中只能根据课程标准进行，内容、办法的调整只能单个调整。

（1）教育内容方面：為了让资料类学生学习更有作用，咱们在教育内容的解说深度和侧要点的掌握上做了些修正。教育内容包含晶体结构、量子力学、晶格振荡、金属电子论和能带理论。要点放在晶体结构里的倒格子、晶格振荡和能带理论上。教育内容根本都归于纯理论，短少使用方面、尤其是资料使用前语的内容，对学生的学习爱好和积极性有不少影响。

（2）教育办法方面：现在的教育办法依然比较单一，尽管教育进程中选用多媒体与板书相结合的教育办法，但依然是以教师教育为主，只不过是把大大都的板书搬到了ppt上，仍是以填鸭式的办法则学生被迫的承受常识，约束了学生的创造性，学习作用大打折扣。

别的因为课程的理论性很强，教师一方面要顾及理论的完整性与牢靠，重视理论得来的进程；另一方面要顾及学生的承受程度，重视理论的定论的物理含义和使用，在有限的学时内让教育作用到达最好的确不易，还需对教育办法多加评论。

（3）查核点评方面：查核点评办法现在比较单一，采纳平常成果（30%）与期末理论成果（70%）相结合来进行。其间平常成果以出勤和作业为根据，可以部分反映学生的学习态度和学习作用，但显着期末理论成果起着首要作用，而考试成果往往可以经过突击温习的办法得以进步，并不能全面反映学生学习作用。因而现行查核办法晦气于学生平常专心学习，然后导致所学常识不厚实。

三、固体物理教育变革的主张

固体物理理论性较强，资料类专业杰出使用，这两者之间的对立也决议了资料类专业的固体物理课程在教育变革方面的需求。变革可以从教材的编纂、教育形式的修订、教育办法的改善以及查核点评办法的完善等四方面的进行，详细如下：endprint

1.教材的编纂

根据教育实践，结合资料类专业重视使用的要求，合理组织固体物理相关理论的教育学习内容，将理论与近年来的工程使用联系起来，使得本来刻板的理论常识生动活泼，以引起学生的学习爱好和自动性。在教學实践中不断更新完善学习内容，并将其编纂成册以利于学生自主学习，以利于培育学生的立异才能和进步学生的归纳本质，到达本门课程的培育方针。

2.教育形式的修订

诚如惠群等指出的，现有的教育形式的坏处在于沿用传统的单向灌注授课形式，是以教师教育为主的，忽视了学生的主体位置。跟着近年来国家对立异型人才培育的意图性的清晰，教育形式的变革必需要树立起以学生为中心、以学生为主体的教育形式。在讲堂上最好能拓荒出学生评论的空间，教师起到引导学习的作用，以学生自动学习为方针，构建出适合于学生需求、爱好和现有常识根底的教育形式，这种形式中给予学生自主学习的空间度教师要掌握好，并能根据实践情况随时调整。

3.教育办法的改善

紧扣教育意图，即体系地介绍固体资料微观物理功能的有关理论，使学生掌握现代资料科学的根本原理和研讨办法，培育学生从资料组成、结构、功能的关系上知道各种资料功能的才能，使学生有厚实的资料科学理论根底，将来可以使用到各种新资料开发研讨傍边，具有能动地剖析和处理有关资料的科研和出产技术问题的才能。为达此意图，教育办法的改善包含：

（1）辩证的科学思想办法的引进。在授课进程中要有必定的逻辑推理剖析，令学生知道到咱们所用的理论常识是辩证的、科学的、是有根据的，不是凭空想象的。一起，碰到杂乱的实践问题，咱们可以经过捉住首要对立的办法，树立简化模型来剖析问题、处理问题。

（2）教育手法的多样化。

以板书为主，有利于教师掌握讲堂作用，根据学生学习实践情况随时调整课程进程；恰当运用多媒体教育，选用好的动画演示，将讲堂教育变得生动、形象、直观；在解说固体物理常识在今世工业出产中的使用时可以选用好的纪录片，让学生对相关理论的使用有愈加形象的知道。

（3）以学生自动学习为主。

在讲堂上留给学生必定的评论空间，采纳各种鼓励方针引导学生，激起学生的学习自动性。

4.查核点评办法的完善

查核点评办法可以由三部分组成：平常成果（以出勤和作业为根据）、讲堂评论成果和期末考试成果。为了进一步查验学生对常识的使用才能，在期末考试试卷中可以恰当设置部分无标准化答案的剖析标题。当然以上三部分成果的组成份额还需在教育实践中不断探究研讨，万变不离其宗，咱们终究的方针是：经过固体物理课程的学习，使得资料类学生有厚实的资料科学理论根底，可以将理论使用于科研与出产实践中。

参考文献

[1]华中， 宋春玲， 刘研. 固体物理教育变革的探究与实践[J]， 吉林师范大学学报（自然科学版）， 2004， （4）： 26-28.

[2]梅显秀. 固体物理教育变革的探究与实践[J]， 大学物理， 2010， 29（7）： 43-45.

[3]郝淑娟， 徐权， 董云峰等. 固体物理教育变革的探究与实践[J]， 教育教育论坛， 2015， （17）： 129-130.

[4]钟锋， 包本刚， 付喜. 固体物理课程教育变革评论[J]， 湖南科技学院学报， 2014， 35（5）： 37-38.

[5]吴亮， 盛泉， 丁欣等. 浅谈固体物理课程教育的变革[J]， 高级工程教育研讨， 2015， （5）： 173-178.endprint