張莉芹　彭順金　李云寶　張國宏　范薇

[摘 要]材料物理專業(yè)是材料科學(xué)不可或缺的重要組成部分。武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)課題組對(duì)現(xiàn)有材料物理專業(yè)的課程設(shè)置進(jìn)行了優(yōu)化研究，對(duì)材料物理專業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在平臺(tái)+模塊的框架下提出了材料物理專業(yè)課程設(shè)置的優(yōu)化方案，并將材料物理課程設(shè)置分為五個(gè)層次探討作為高新材料研發(fā)理論和技術(shù)基礎(chǔ)的材料物理專業(yè)課程體系的改革。

[關(guān)鍵詞]材料物理；課程設(shè)置；優(yōu)化研究

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）07-0007-02

材料物理專業(yè)是材料科學(xué)不可或缺的重要組成部分。國內(nèi)高校的材料物理專業(yè)是 1998 年教育部本科專業(yè)目錄調(diào)整后產(chǎn)生的一個(gè)新專業(yè)，是物理學(xué)與材料科學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科，隸屬于材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科。由于不同學(xué)校的學(xué)科背景存在差異，材料物理專業(yè)的課程體系和人才培養(yǎng)目標(biāo)因校而異，難以形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。[1]2001年，武漢科技大學(xué)理學(xué)院開設(shè)了材料物理專業(yè)，武漢科技大學(xué)前身為武漢鋼鐵學(xué)院，材料物理專業(yè)如何以學(xué)校的鋼鐵特色為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才的要求建立科學(xué)的課程體系將對(duì)本校材料物理專業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

一、材料物理專業(yè)現(xiàn)狀分析

材料物理專業(yè)在專業(yè)籌建初期，許多高校將相近的專業(yè)如金屬物理、材料科學(xué)、應(yīng)用物理等專業(yè)改名為材料物理專業(yè)。各高校根據(jù)自身的情況對(duì)該專業(yè)也有不同的稱謂，如華中科技大學(xué)將專業(yè)命名為應(yīng)用物理，而武漢理工大學(xué)和武漢科技大學(xué)則稱為材料物理。由所調(diào)研的學(xué)校來看，有70%的高校采用材料物理作為專業(yè)名稱。由于開辦專業(yè)的高校及專業(yè)所屬院系不同，雖然專業(yè)名稱相同，但專業(yè)的內(nèi)涵并不完全相同。[2]該專業(yè)在專業(yè)招生、人才培養(yǎng)和畢業(yè)生就業(yè)等方面仍存在嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其中最根本的原因與材料物理專業(yè)性質(zhì)有關(guān)。材料物理是材料學(xué)科中偏重理論的專業(yè)，畢業(yè)生適宜到高校、研究所及高新技術(shù)企業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)從事教學(xué)、理論研究和新材料的研究開發(fā)工作。而一般的企業(yè)對(duì)該類學(xué)生并不青睞。但是，高校、研究所及高新技術(shù)企業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)招收的都是高層次人才，對(duì)本科畢業(yè)生門檻較高。另一方面，我國的材料類高新技術(shù)企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)相對(duì)較少，對(duì)材料物理專業(yè)的畢業(yè)生需求數(shù)量較少。眾多的因素阻礙著材料物理專業(yè)學(xué)生的發(fā)展，但究其根本還是學(xué)生的專業(yè)課程設(shè)置安排，不同的課程設(shè)置體系會(huì)培養(yǎng)出不同能力的學(xué)生，最終的結(jié)果也會(huì)大不相同。

二、材料物理專業(yè)的課程設(shè)置

武漢科技大學(xué)理學(xué)院的前身是基礎(chǔ)課部，2001年材料物理專業(yè)建設(shè)初期由于一系列原因使得課程在設(shè)置時(shí)只能依托基礎(chǔ)課部物理專業(yè)師資力量開設(shè)了較大比例的物理類課程，培養(yǎng)目標(biāo)也主要傾向于培養(yǎng)科研人才。隨著學(xué)校的發(fā)展和專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的成熟，材料物理專業(yè)在探索中發(fā)展，并逐漸形成了與學(xué)科特色相結(jié)合的材料物理專業(yè)課程體系，培養(yǎng)目標(biāo)逐漸過渡為培養(yǎng)具備堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理專業(yè)基礎(chǔ)、良好的人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)，擁有良好的科學(xué)研究素質(zhì)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，具有較強(qiáng)的改善材料性能、開拓材料新應(yīng)用和開發(fā)新材料能力以及良好的交流和溝通能力、組織管理能力，能適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要且具有一定國際視野、全面發(fā)展的高級(jí)技術(shù)及管理人才。

武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)成立初期按照“必修+選修”的設(shè)置模式開設(shè)了必修的公共基礎(chǔ)課程、實(shí)踐課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程及專業(yè)基礎(chǔ)課程和創(chuàng)新教育學(xué)分，在選修設(shè)置中開設(shè)了公共選修、專業(yè)限選和專業(yè)任選課程。隨著材料物理專業(yè)的逐漸發(fā)展、各個(gè)研究方向科研平臺(tái)的搭建以及高層次專業(yè)人才的引進(jìn)，舊的課程體系越來越不能夠適應(yīng)本系材料物理專業(yè)的發(fā)展。首先，開設(shè)過多的物理類課程使得專業(yè)課的開設(shè)受到限制，部分專業(yè)必修和選修課在總學(xué)分的限制下不能開設(shè)或者是只能少學(xué)時(shí)的開設(shè)；其次，借鑒其他同類高校的課程安排使得其要隨著專業(yè)方向凝練，要不斷摒棄不適合的課程轉(zhuǎn)而開設(shè)對(duì)專業(yè)特色發(fā)展有貢獻(xiàn)的課程；再次，課程開設(shè)的時(shí)間不僅要考慮每門課程的先修課程，做好理論學(xué)習(xí)的承前啟后，還要考慮到不同學(xué)期學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和學(xué)時(shí)均勻性。然而在專業(yè)成立初期，我們只在金屬材料研究方向有一定師資力量及學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)，而其與我校材冶學(xué)院存在同質(zhì)化問題，使得新建的材料物理專業(yè)特色不明顯。因此在課程設(shè)置時(shí)材料物理專業(yè)的基礎(chǔ)課就是一些最基本的知識(shí)。[3][4]由于沒有自身特色，開設(shè)的專業(yè)選修課也存在著不受重視的現(xiàn)象，安排的時(shí)間較晚，幾乎都在第六和第七學(xué)期。而第七學(xué)期是本科生復(fù)習(xí)考研的關(guān)鍵時(shí)期，大部分的選修課都存在出勤率低、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。針對(duì)上述現(xiàn)象，材料物理的課程設(shè)置需要進(jìn)一步修改和優(yōu)化。

三、材料物理專業(yè)課程設(shè)置的優(yōu)化

武漢科技大學(xué)材料物理經(jīng)過十幾年的專業(yè)探索，逐漸改革和優(yōu)化了原有的課程設(shè)置。本專業(yè)自2012年培養(yǎng)方案修訂方案規(guī)定，課程設(shè)置按照“平臺(tái)+模塊”的形式推出后，經(jīng)過校教務(wù)處、院教學(xué)辦公室和所有材料物理專業(yè)課教師認(rèn)真討論研究，確立了平臺(tái)和模塊課程。

從2016年的培養(yǎng)方案來看，武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)課程設(shè)置共分五個(gè)層次，如表1所示。其中第一、第二層次課程設(shè)置的目的是培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生的基本素質(zhì)，打牢材料物理專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)，拓寬基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域，增強(qiáng)人才對(duì)社會(huì)適用性的可能。第三層次的課程設(shè)置是在精進(jìn)物理學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí)結(jié)合了武漢科技大學(xué)材料物理的專業(yè)特色。由于材料物理專業(yè)是多學(xué)科知識(shí)交叉、滲透的結(jié)果，在第一、第二層次課程設(shè)置的前提下我們開設(shè)了量子力學(xué)、固體物理等課程夯實(shí)學(xué)生的物理理論基礎(chǔ)，并為繼續(xù)深入進(jìn)行材料科學(xué)研究和新材料開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。大部分的專業(yè)課程采取了實(shí)驗(yàn)+理論的教學(xué)模式，理論課中的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)占比一般是5∶1至2∶1。此外，對(duì)專業(yè)的材料物理性能和固體表面與界面采用雙語（漢語和英語）教學(xué)，以提升本專業(yè)學(xué)生的國際競(jìng)爭(zhēng)力，這些教學(xué)改革對(duì)學(xué)生今后的工作和繼續(xù)深造都具有積極的作用。第四層次的課程設(shè)置是增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。實(shí)踐教學(xué)體系包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)、本科創(chuàng)新科研實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文/設(shè)計(jì)多級(jí)培養(yǎng)平臺(tái)。學(xué)生通過進(jìn)入鋼鐵企業(yè)或和本專業(yè)相關(guān)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)單位進(jìn)行認(rèn)識(shí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，了解和掌握各類材料生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品檢測(cè)和生產(chǎn)管理方法，加強(qiáng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，增強(qiáng)對(duì)企業(yè)的適應(yīng)性。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生初步掌握科學(xué)研究方法，學(xué)會(huì)獨(dú)立地解決某種材料學(xué)理論或技術(shù)上的問題。第五層次的課程設(shè)置是為了培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，并通過第二課堂的學(xué)科競(jìng)賽、科技創(chuàng)新、文化藝術(shù)、實(shí)踐志愿、就業(yè)創(chuàng)業(yè)、組織建設(shè)等開展各類型活動(dòng)，為學(xué)生提供更好的個(gè)人提升途徑、實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，文化生活渠道，社會(huì)認(rèn)知方式以及未來發(fā)展空間。

在開設(shè)這五個(gè)層次的課程設(shè)置的同時(shí)，對(duì)具體課程開始的時(shí)間節(jié)點(diǎn)也進(jìn)行了考慮，例如將“材料物理導(dǎo)論” 作為專業(yè)概述課程放在第二學(xué)期開設(shè)引起學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣，此外還邀請(qǐng)相關(guān)專家對(duì)本學(xué)科前沿研究進(jìn)行專題講座開闊學(xué)生的視野，為學(xué)生選擇進(jìn)一步專業(yè)研究方向提供指導(dǎo)。在課程設(shè)置上強(qiáng)調(diào)專業(yè)課的理論與實(shí)踐結(jié)合，盡量開創(chuàng)條件讓專業(yè)課可以增開實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解。將實(shí)踐課程的開課時(shí)間也進(jìn)行了調(diào)整，盡量不安排在學(xué)期結(jié)束前的周次前進(jìn)行，避免學(xué)生由于要備考而影響實(shí)踐課程的上課質(zhì)量。同時(shí)在第七學(xué)期盡量不安排必修的專業(yè)課程，只大量安排專業(yè)選修課程，學(xué)生可以根據(jù)自己的畢業(yè)學(xué)分要求只選擇需要選修的課程等。

四、結(jié)語

課程體系的結(jié)構(gòu)是由各課程要素及其相互關(guān)系決定的，課程體系的不同價(jià)值取向會(huì)影響課程體系的結(jié)構(gòu)，而不同的課程體系結(jié)構(gòu)具有不同的性質(zhì)和功能，從而產(chǎn)生不同的人才培養(yǎng)效果。[5]武漢科技大學(xué)材料物理專業(yè)申報(bào)2015年湖北省 “戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)計(jì)劃重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”項(xiàng)目，獲得了成功。由此，材料物理專業(yè)形成了以金屬材料及防護(hù)、磁性材料研究為支撐的專業(yè)課程體系學(xué)科特色，在課程設(shè)置上分層次遞進(jìn)地開設(shè)專業(yè)課程，增加計(jì)算機(jī)在工程中的應(yīng)用及雙語課程，并加大實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的比例，達(dá)到培養(yǎng)具備材料物理專業(yè)知識(shí)和材料工程的基礎(chǔ)知識(shí)的高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型專門人才的目的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張霞.工科院校材料物理專業(yè)課程設(shè)置的研究[J].科教文匯（上旬刊），2013（6）：77.

[2] 方道來，童六牛，夏愛林，等.材料物理專業(yè)定位及課程體系設(shè)置的探索[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011（3）：104-105.

[3] 員美娟，劉宏玉，范薇，李云寶，李鈺.國內(nèi)材料物理專業(yè)的發(fā)展研究[J].教育教學(xué)論壇，2012（19）：58-59.

[4] 劉宏玉，王媛媛.材料物理專業(yè)的特色方向研究——以武漢科技大學(xué)為例[J].新課程研究，2011（5）：14.

[5] 林健.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：62.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]