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摘 要：文章结合新材料产业化，介绍佳木斯大学《材料物理性能》课程的教学改革思路和方法。提出了新材料产业化形势下材料物理性能的“实事教学法”，并对其进行了简单介绍，提出了具有佳木斯大学特色的具体实施方案。该课题的研究为最终培养具有良好的科研和实践能力的新材料产业形式下的材料类大学生提供良好的基础。
关键词：材料物理性能 教学改革 新材料产业化形式
中图分类号：F240 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）09-241-02
材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。近年来，材料工业取得了长足的进步和发展与新材料的发展是密不可分的。在传统工业基础上发展起来一批具有优异性能和特殊功能的材料称为新材料。任何新材料从研发到生产使用过程中都离不开科学的分析检测手段，材料物理性能分析方法是必不可少的方法之一。因此，新时期材料科学研究工作者必须掌握材料物理性能理论，并做到理论与实际相结合。《材料物理性能》课程的学习有助于增强材料类专业学生解决分析材料科学研究中的实际问题的能力，从而适应新时期材料科学发展需求。基于新材料产业化形式与该课程课堂教学特点，我校从教学内容、教学形式以及实践教学各个环节入手对材料物理性能课程的教学进行改革，以期使新材料产业化形式下的材料类大学生具有良好的科研与实践能力。
一、材料物理性能课程性质
材料物理性能课程主要涉及材料的电学、热学、磁学、光学以及热电学等性能。该课程主要研究上述各种物理性能的本质及其随着外界条件改变的变化规律和外界条件对性能的影响机制等。在此基础上，掌握各种物理性能的表征手段和方法。
材料物理性能课程内容抽象，不仅涉及到传统的金属材料、非金属材料，还涉及到功能材料的相关知识。如果仅仅是以讲授原理方面知识为重点或主体，一方面课堂教学内容枯燥，另一方面不利于学生对知识的理解，从而不能充分的调动学生学习的积极性与主动性。因此，我们提出了针对性较强的《材料物理性能》课程教学方法，并对其进行实施与研究。
二、材料物理性能课程教学方法
为了提高新形势下材料类大学生的科学实践与创新能力，材料物理性能教学除了应该具有科学研究方法外，还势必要将具有引导性、实时性、前瞻性的问题引入到教学中，我们将该方法称之为“实事教学法”。该方法的使用将有助于提高学生对该课程学习的积极性和主动性。该方法的具体实施方案如下：
（一）阐明课程主线
该方法实施的前提是学生首先掌握该门课程的学习内容主线，即让学生掌握课程涉及到哪些材料及其相关物理性能分析方法。通过网络期刊等资料的查询，了解新材料的研究动向，例如新能源材料、光电材料、电磁材料、纳米材料等新兴领域研究的成果，并且总结课程学习与新材料研究和开发的相关性。利用4学时介绍课程的总体概况及相关物理性能的特点，让学生对课程有初步的了解，在此基礎上设置课外学习小组，每个小组设定一个物理性能研究方法，通过查询资料获得该物理性能方法的应用对象或范畴，然后利用2学时按照小组进行汇报。带着问题有学习课程内容，即可以加强学生对课程的认识，又可以提高获取信息、分析问题和总结问题的能力。
（二）依托于现有的科研环境和条件
在学生对课程有了整体的认识的基础上，充分利用本教学单位的科研资源，将课程的学习与现有的科学研究结合起来，这样让学生做到真正的理论与实践的结合。课程教学中将本教学单位的相关科学研究工作引入到课堂中，通过对现有实例进行分析。
例如在热学性能学习中，各种转变包括熔化、凝固及固态相变产生的热效应，使金属及合金的热函、热容发生了明显的改变。正是利用这一特征，可以研究材料相变过程的热力学和动力学问题。利用本单位的STA409PC示差扫描量热仪对玻璃陶瓷CaO-Al2O3-SiO2-CeO2的相变热力学问题进行研究，通过对该玻璃陶瓷体系进行热分析测定，获得热分析曲线，对数据进行分析，计算该玻璃陶瓷体系的相变活化能，从而确定相变发生的可能性。同时利用热分析技术可以测定材料的相变点，这样可以科学合理的制定新材料的合成或者加工工艺，便于增强学生对课程的认知度。
（三）开展第二课堂
将实验教学与理论教学相结合，有条件的课程在实验室完成，实践操作环节有助于对理论知识的理解。例如在对电学性能中电阻测量的学习中，我们完全可以在物理实验室进行，一边讲解理论，一边让学生进行电路的连接。学生通过直观地数据能够更好地理解单电桥和双电桥电路在测量电阻中的特点及区别，这样能将理论教学与实践教学有机的结合在一起，提高学生的学习兴趣、实践动手能力和分析问题的能力。
三、以教学方法为背景进行课程设置
课程设置以实现激发学生学习兴趣和创新意识为目标，以掌握新材料研究和应用发展为导向，结合课程的内容及特点和本教学单位情况对课程进行合理化设置。表1是依据“实事教学法”而设置的《材料物理性能》课程方案。
四、材料物理性能课程教学与新材料产业化进程的关系
随着生活质量的提高，低碳生活、清洁能源已经成为人们追求的目标。这就对新材料的性能等提出了更高的要求。新材料主要以功能材料为主体，其研发和应用过程中离不开物理性能分析方法。因此，材料物理性能课程可以利用新材料进行丰富与扩展，拓宽学生视野，增加学生学习的积极性和主动性。大学生是新时期材料研究和生产的后备力量，将会成为新材料产业的主力军。为此，提高材料类大学生对材料物理性能分析方法本质的认识和理解非常重要。材料物理性能课程的学习，有助于加速新材料产业化的进程。新材料产业化必将促进材料类大学生对该课程的理解，并增加学习主动性。
五、结语
我们从《材料物理性能》课程本质和特点出发，结合新材料发展动向，进行了该课程的教学改革，突破了传统的单一讲授形式。“实事教学法”的实施取得了很好的效果，激发了学生的科学研究兴趣。我们虽然在《材料物理性能》课程的教学中获得了一些经验，但是我们还需要继续努力，为新材料的开发提供理论基础。
[佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）与佳木斯大学教育科研项目（NO.JKA2013-001）资助。]
参考文献：
[1] 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）
[2] 江民红，张潇燕，陈国华，等.新世纪材料物理性能实验课程的教学平台建设与实践初探[J].高教视窗，2008（3）
[3] 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）
[4] Lijie Qu， Bin Li， Jing Wang，Yuemei Gu. Application of DSC Technique in Study of Glass Ceramic. Advanced Materials Research， 2010
（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（作者简介：曲立杰，讲师，博士，目前主要从事金属材料教学工作和研究。）
（责编：贾伟）
关键词：材料物理性能 教学改革 新材料产业化形式
中图分类号：F240 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）09-241-02
材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。近年来，材料工业取得了长足的进步和发展与新材料的发展是密不可分的。在传统工业基础上发展起来一批具有优异性能和特殊功能的材料称为新材料。任何新材料从研发到生产使用过程中都离不开科学的分析检测手段，材料物理性能分析方法是必不可少的方法之一。因此，新时期材料科学研究工作者必须掌握材料物理性能理论，并做到理论与实际相结合。《材料物理性能》课程的学习有助于增强材料类专业学生解决分析材料科学研究中的实际问题的能力，从而适应新时期材料科学发展需求。基于新材料产业化形式与该课程课堂教学特点，我校从教学内容、教学形式以及实践教学各个环节入手对材料物理性能课程的教学进行改革，以期使新材料产业化形式下的材料类大学生具有良好的科研与实践能力。
一、材料物理性能课程性质
材料物理性能课程主要涉及材料的电学、热学、磁学、光学以及热电学等性能。该课程主要研究上述各种物理性能的本质及其随着外界条件改变的变化规律和外界条件对性能的影响机制等。在此基础上，掌握各种物理性能的表征手段和方法。
材料物理性能课程内容抽象，不仅涉及到传统的金属材料、非金属材料，还涉及到功能材料的相关知识。如果仅仅是以讲授原理方面知识为重点或主体，一方面课堂教学内容枯燥，另一方面不利于学生对知识的理解，从而不能充分的调动学生学习的积极性与主动性。因此，我们提出了针对性较强的《材料物理性能》课程教学方法，并对其进行实施与研究。
二、材料物理性能课程教学方法
为了提高新形势下材料类大学生的科学实践与创新能力，材料物理性能教学除了应该具有科学研究方法外，还势必要将具有引导性、实时性、前瞻性的问题引入到教学中，我们将该方法称之为“实事教学法”。该方法的使用将有助于提高学生对该课程学习的积极性和主动性。该方法的具体实施方案如下：
（一）阐明课程主线
该方法实施的前提是学生首先掌握该门课程的学习内容主线，即让学生掌握课程涉及到哪些材料及其相关物理性能分析方法。通过网络期刊等资料的查询，了解新材料的研究动向，例如新能源材料、光电材料、电磁材料、纳米材料等新兴领域研究的成果，并且总结课程学习与新材料研究和开发的相关性。利用4学时介绍课程的总体概况及相关物理性能的特点，让学生对课程有初步的了解，在此基礎上设置课外学习小组，每个小组设定一个物理性能研究方法，通过查询资料获得该物理性能方法的应用对象或范畴，然后利用2学时按照小组进行汇报。带着问题有学习课程内容，即可以加强学生对课程的认识，又可以提高获取信息、分析问题和总结问题的能力。
（二）依托于现有的科研环境和条件
在学生对课程有了整体的认识的基础上，充分利用本教学单位的科研资源，将课程的学习与现有的科学研究结合起来，这样让学生做到真正的理论与实践的结合。课程教学中将本教学单位的相关科学研究工作引入到课堂中，通过对现有实例进行分析。
例如在热学性能学习中，各种转变包括熔化、凝固及固态相变产生的热效应，使金属及合金的热函、热容发生了明显的改变。正是利用这一特征，可以研究材料相变过程的热力学和动力学问题。利用本单位的STA409PC示差扫描量热仪对玻璃陶瓷CaO-Al2O3-SiO2-CeO2的相变热力学问题进行研究，通过对该玻璃陶瓷体系进行热分析测定，获得热分析曲线，对数据进行分析，计算该玻璃陶瓷体系的相变活化能，从而确定相变发生的可能性。同时利用热分析技术可以测定材料的相变点，这样可以科学合理的制定新材料的合成或者加工工艺，便于增强学生对课程的认知度。
（三）开展第二课堂
将实验教学与理论教学相结合，有条件的课程在实验室完成，实践操作环节有助于对理论知识的理解。例如在对电学性能中电阻测量的学习中，我们完全可以在物理实验室进行，一边讲解理论，一边让学生进行电路的连接。学生通过直观地数据能够更好地理解单电桥和双电桥电路在测量电阻中的特点及区别，这样能将理论教学与实践教学有机的结合在一起，提高学生的学习兴趣、实践动手能力和分析问题的能力。
三、以教学方法为背景进行课程设置
课程设置以实现激发学生学习兴趣和创新意识为目标，以掌握新材料研究和应用发展为导向，结合课程的内容及特点和本教学单位情况对课程进行合理化设置。表1是依据“实事教学法”而设置的《材料物理性能》课程方案。
四、材料物理性能课程教学与新材料产业化进程的关系
随着生活质量的提高，低碳生活、清洁能源已经成为人们追求的目标。这就对新材料的性能等提出了更高的要求。新材料主要以功能材料为主体，其研发和应用过程中离不开物理性能分析方法。因此，材料物理性能课程可以利用新材料进行丰富与扩展，拓宽学生视野，增加学生学习的积极性和主动性。大学生是新时期材料研究和生产的后备力量，将会成为新材料产业的主力军。为此，提高材料类大学生对材料物理性能分析方法本质的认识和理解非常重要。材料物理性能课程的学习，有助于加速新材料产业化的进程。新材料产业化必将促进材料类大学生对该课程的理解，并增加学习主动性。
五、结语
我们从《材料物理性能》课程本质和特点出发，结合新材料发展动向，进行了该课程的教学改革，突破了传统的单一讲授形式。“实事教学法”的实施取得了很好的效果，激发了学生的科学研究兴趣。我们虽然在《材料物理性能》课程的教学中获得了一些经验，但是我们还需要继续努力，为新材料的开发提供理论基础。
[佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）与佳木斯大学教育科研项目（NO.JKA2013-001）资助。]
参考文献：
[1] 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）
[2] 江民红，张潇燕，陈国华，等.新世纪材料物理性能实验课程的教学平台建设与实践初探[J].高教视窗，2008（3）
[3] 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）
[4] Lijie Qu， Bin Li， Jing Wang，Yuemei Gu. Application of DSC Technique in Study of Glass Ceramic. Advanced Materials Research， 2010
（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（作者简介：曲立杰，讲师，博士，目前主要从事金属材料教学工作和研究。）
（责编：贾伟）