要写好一篇逻辑清晰的论文,离不开文献资料的查阅，小编为大家找来了《材料物理论文范文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！[摘要]“材料物理化学”是材料类专业较新的一门学科基础课，针对“材料物理化学”的教学内容和教学体系的构建，结合自身的授课经验，从课程教材、课程内容和教学实践三个方面对材料类专业“材料物理化学”课程教学展开了一系列探索和实践。
第一篇：材料物理论文范文
基于材料物理专业《电子材料工艺学》课程内容设置研究
摘要：电子材料是现代电子和微电子元器件、光电子器件和新型能源器件的基础，支撑着通信、计算机、信息家电、网络技术等现代电子和信息产业以及未来新能源产业的发展。为了满足社会的需要，丰富学院本科教学专业方向，我院基于材料物理专业特新开设电子材料本科专业方向，并设置系列基于电子材料的本科教学课程，其中《电子材料工艺学》是一门重要的课程。本论文结合我院无机非金属材料大方向的理论基础知识，有针对性设置系列相关授课内容，主要对该课程授课内容进行深入研究，以更好培养电子材料专业学生对于工艺学方面知识的把握与学习。
关键词：电子材料;工艺学;课程内容;本科教学.
一、前言
电子材料是材料科学与电子科学与技术、半导体材料和新能源材料相融合的交叉边缘学科，其课程体系设计的背景是基于电子和微电子器件、光电子器件以及新能源器件产业的现实功能需求和未来巨大发展潜力[1]。电子材料工艺学与众多的科学技术领域相关联，其中最主要的有应用物理学、化学工程技术、光刻工艺学、电气电子工程学等。除此之外，还涉及到机械工程学、工程热力学等有关的学科，是一门综合性很强的技术学科[2]。
基于目前国内外电子材料应用背景，本学院在拓展本科教学专业方面，逐步开展以传统无机非金属材料专业为基础，建设以电子材料为导向的新型学科。近年来学校的招生和课程改革为电子材料专业方向的的课程设计提供了契机。《电子材料工艺学》作为一门重要的课程之一，通过项目组成员共同努力，相互交流教学经验和授课内容，在教学实践中随时发现课程内容设计中的问题，并通过学生课堂学习、考研、就业方面的信息反馈发现课程类型和内容设施方面的问题，及时加以调整，逐步完善《电子材料工艺学》课程体系，使之更加科学合理。
二、《电子材料工艺学》授课内容设置
在前期工作过程中，已经制定初步的电子材料专业方向本科培养方案，按专业方向制定的培养方案相对于原有的材料物理专业本科培养方案有了大幅度调整。为后期深入学习电子材料的基础理论知识奠定基础。基本结构是在材料学院原材料物理专业课程体系的基本框架下，进一步填充以性能和应用为主的相关知识内容。
通过该课程的学习，使学生掌握电子陶瓷材料的界定和分类，初步掌握典型电子陶瓷的组成、制备工艺、性能，使学生了解电子陶瓷材料的基本知识、控制质量的工艺理论基础与途径，同时了解电子薄膜材料与纳米晶体的应用和相关工艺，为后续课程准备必要的工艺知识，为电子信息材料的配方优化和性能改进打下基础。在新设电子材料专业方向在材料结构和工艺的基础上更加突出材料性能和在器件中的应用，因而增加了半导体、微电子、光电子和能源电子方面的知识内容。
结合本专业传统的无机非金属专业知识，该课程内容作出如下设置：首先侧重于传统电子陶瓷制备及其原理原理，通过本章教学，使学生掌握电子陶瓷基本概念，电子陶瓷材料的主要应用。教学重点在于传统电子陶瓷的的分类及其应用的领域掌握，以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授课内容主要包括电子陶瓷的概念、原料及其制备方法、粉料的塑化原理等基础内容。其次重点阐述电子陶瓷成型原理部分，主要介绍粉压成型、塑法成型、流法成型及其它成型工艺等，使学生掌握电子陶瓷各种成型方法，电子陶瓷成型的主要应用特点，电子陶瓷材料成型的制备方法。最后，阐述电子陶瓷烧结原理，侧重于综合热分析、能态变化与物质传递过程、粒界形成及移动过程、烧结致密化、固相反应、液相与活化烧结、影响烧结的因素及烧结工艺制定等角度进行讲述;使学生掌握电子陶瓷各种成型方法，掌握电子陶瓷成型的主要应用特点之外，了解陶瓷烧结的原理及机制。
在新型电子材料应用与研究领域重点拓展先进的电子材料制备工艺，如增加电子陶瓷超细粉体制备技术，重点侧重于软化学工艺概述、溶胶凝胶工艺、共沉淀技术、水热工艺及其它工艺;使学生了解纳米电子材料的应用优势，掌握其对应的制备工艺。在电子薄膜应用领域，重点讲解电子薄膜制备工艺，阐述目前电子材料领域关于薄膜材料的先进制备工艺，主要包括溶胶凝胶工艺、激光脉冲沉积工艺、分子束外延工艺及其它工艺;通过该部分内容教学，使学生掌握电子材料中，薄膜材料成型方法，掌握电子薄膜材料的主要应用特点，电子薄膜材料的制备方法。最后结合目前微电子应用领域，薄膜材料在制备加工一些器件的工艺环节，增加半导体制造工艺内容讲解，主要包括光刻工艺、刻蚀技术、离子注入技术;通过本部分内容教学，使学生掌握电子材料中与半导体材料相关的制备工艺，了解半导体材料的主要应用特点，同时掌握该领域的相关制备工艺。
同时，《电子材料工艺学》课程内容除了包括上述内容外，本教学团队拟开展一系列针对该工艺学的一系列课程实验。该实验主要为综合性实验，一方面要求学生通过实验，使学生深入理解电子材料工艺在材料性能中的作用。另一方面，结合目前半导体与微电子应用领域制造工艺，让同学们熟悉电子材料工艺中，光刻环节实验的过程、关键实验参数的控制与调整。《电子材料工艺学》匹配系列环节实验，有助于完善新版电子材料专业方向课程的教学文件，初步建设科学合理的课程体系，通过加强教学实践过程中教学与实验信息的反馈，为科学合理的培养目标电子材料专业方向课程体系奠定基础。
三、结论
基于上述考虑，《电子材料工艺学》课程内容的教学目的是通过对电子信息产业各领域的介绍，让学生认识各类电子材料，初步了解各类电子材料的基本概念，为后期深入学习电子材料的基础理论知识奠定基础。通过该课程学习的学习，使学生掌握电子材料制备工艺，同时了解工艺参数对材料结构和性质的影响。因此同时设立相关工艺实验有助于同学们掌握相关行业背景知识，熟悉材料工艺过程，促进启发性和创造性，无疑会增加学生学习的针对性，提高学习兴趣和动力。
四、致谢：本论文受济南大学教学研究项目(JZC12002)支持。
参考文献：
1.袁桐，电子材料行业“十二五”规划发展建议.新材料产业，2011，(02)：12-19.
2.李红霞，季振国，席俊华，基于《电子信息材料》的复合型人才的培养.2012，(34)：153-154.
作者：吴海涛 崔英静 杨长红 胡广达
第二篇：材料类专业“材料物理化学”课程教学的探索
[摘 要] “材料物理化学”是材料类专业较新的一门学科基础课，针对“材料物理化学”的教学内容和教学体系的构建，结合自身的授课经验，从课程教材、课程内容和教学实践三个方面对材料类专业“材料物理化学”课程教学展开了一系列探索和实践。
[关键词] 材料物理化学;教学内容;教学实践
一、引言
在全国教育大会上，习近平总书记提出“推进产学研协同创新，积极投身实施创新驱动发展战略，着重培养创新型、复合型、应用型人才”。党的十八大以来，习近平总书记有关高校创新人才培养的一系列重要讲话揭示了高校教育和高科技人才的培养对民族偉大复兴的重要性。在新时代环境下，一流创新人才及高科技人才的培养是高校教育的基本要求。材料类专业是培养创新型、复合型、应用型人才的重要方向，而专业基础知识的教授是专业科技人才培养的第一步。大学生在大学期间会接触很多课程，包括学科基础课、专业主干课以及专业方向课等。课程及其教学内容的安排对学生的培养与发展至关重要。“材料物理化学”课程是材料物理专业课程改革后新添入的一门学科基础课程。在这之前，“物理化学”课程是材料类专业学生必学的一门学科基础课。
二、课程教材的选择
课程教材的选择对教学内容的安排起到至关重要的作用。材料学科是一门历史并不悠长的新型学科，而材料物理化学课程更是显得尤为年轻。我们首先选择了化学工业出版社出版的“材料物理化学”教材。这本教材的特点是以材料的结构以及材料结构的形成为主线，从物理化学的角度讲解材料科学与工程的基础理论问题。课程内容包括：材料的结构（晶体结构、晶体结构缺陷、熔体和玻璃体、显微结构）;热力学在凝聚态体系的应用;固体表面与界面;相平衡与相变;扩散与固相反应;烧结。针对材料物理专业，在教学内容安排过程中，我们发现了如下问题：第一，“材料的结构”和“相平衡与相变”这两部分内容与“材料科学基础”的课程内容出现了重复，而这两部分内容是这本教材的主体部分;第二，热力学应用这一块的知识的论述是建立在扎实的热力学基础之上的，而学生在大学物理基础课上学习的热力学知识有限，这无疑加大了本专业学生学习这一部分内容的难度;第三，其他章节内容安排较少，局限了本专业相关课程内容的选择。每本教材都有自己的特色，所选教材固然好，但无法适应本专业学生的专业知识需求。
第二个我们选择的教材是国防工业出版社出版的普通高等教育材料科学与工程“十二五”规划教材“材料物理化学”。这本教材调整研究对象，从学习对象和过程两个角度突出“材料”二字。在材料研究领域，大部分研究对象都是凝聚态（固体和液体），而关于气体的研究比较少见，这是“材料物理化学”区别于“物理化学”的一个重要特征。“材料物理化学”的核心基础知识仍然是在经典“物理化学”课程内容的范畴，因此，在课程内容改革过程中，“物理化学”课程的经典核心内容是不能放弃的。
三、课程内容的选择
我们系统地对比研究了所选的“材料物理化学”教材和高等教育出版社出版的“物理化学简明教程”教材内容。主体内容上，它们都包含热力学、化学平衡及化学动力学、相图、表面现象以及电化学等方面的知识点。它们的区别则主要体现在以下几点：第一，“材料物理化学”教材额外引入物质状态的介绍，提出凝聚态以及“2+2”的概念，以便材料类的学生在课程伊始就把握住课程学习的对象;第二，化学平衡及化学动力学等纯化学化工知识适当简化;第三，相图的知识以凝聚态为重点学习对象;第四，在表面现象这一部分内容中，着重强调界面的概念和应用;第五，鉴于材料学科的交叉性，引入了材料学科研究过程中经常涉及的胶体化学内容。通过上述对比，我们发现“材料物理化学”课程的基本性质依旧是基础理论，只是在课程知识体系构建上需要牢牢把握“材料”的特点。
课程改革后，“材料物理化学”课程采用32个课时的课堂教学，这远远低于“物理化学”课程的教学课时。课时的精简也对课程内容的安排提出了更高的要求。首先，在热力学部分，我们以理想气体为切入点，将相关概念过渡到凝聚态，简化公式推导与计算、注重概念的讲解，这样可极大地避免因烦琐计算推导导致的时间浪费问题;其次，我们简化了化学平衡及化学动力学部分的内容，只着重介绍材料研究中会应用到的相关概念。
四、课程教学实践
教学内容和教学方案则需要在教学实践过程中不断完善。
（一）更新教学内容
在第一年讲授“材料物理化学”的过程中，我发现了许多问题。其中，最关键的两个问题是学生的基础薄弱以及教学课时的受限，而如何兼顾“材料”的专业知识和“物理化学”的基础知识也是课程教学过程中面临的一个难点。在第一年的课堂上，热力学部分花费的时间较多，直接导致后续课程讲解不深入，很多需要深入分析讲解的内容只是浮于表面，教学效果也不甚如意。因此，第二年课程开始之前，我对教学内容进行了系统的调整，精简热力学部分的基础知识，强化与材料相关的专业知识。首先，以“物质的状态和表征”为课程的切入点，引入材料结构的基本知识，为后续课程打基础;其次，系统讲授“材料物理化学”的核心知识点，包括不同物质状态下的热力学分析、与材料制备研究过程相关的化学理论基础知识（化学平衡与化学反应动力学）;然后，深入从物理化学的角度讲解与材料相关的表面/界面理论知识;最后，系统讲授对材料研究至关重要的电化学相关内容。在授课过程中，也尽量做到知识点的覆盖和各章节内容的衔接。
（二）改进教学方法
如果把课程教学比作构筑建筑，教学内容可以看作是框架，而教学方法和手段就是一门课程的主体。信息化时代，传统的教学方法已经不能激发学生的学习兴趣，如果不进行积极的引导，很可能导致学生因不解和困难而失去学习兴趣。刚入职的时候，我接受了大量与教学有关的培训，培训老师都在强调改变教学观念的重要性。在教师和学生的关系上，我们应当建立“以教师为主导，学生为主体”的新观念。在新的教学观念的指导下，我针对“材料物理化学”课程进行了一些教学方法的改革。
1.为了培养高素质复合型创新人才，在更新教学内容和课程体系之余，更重要的是要重视学生创新思维方法和自主学习能力的培养[1]，这也是课时精简的最终目的。因此，针对部分难度较低的课程内容，我们将翻转课堂应用到“材料物理化学”的教学中，要求学生提前完成知识的学习，把课堂教学从讲授变成互动，提高学生的自主学习能力，从而达到提高学生学习积极性和加强学生理论知识体系构建的目的。
2.从教学过程中学生反馈的信息可以发现，课堂的教学氛围对学生的学习效果影响很大，师生互动是组成课堂教学的必要因素。教学过程中要更突出启发式的教学思想，从面面俱到的传授转变为点到为止的引导，充分调动学生的主观能动性和学习积极性[2，3]。每堂课开始，我都会引导学生进行复习，在复习的过程中加强与学生的互动，帮助我更好地了解学生对知识点的掌握情况，也能帮助同学们更快地进入课堂。
3.“材料物理化学”课程内容较多、课时较少，这就对学生的课后学习质量提出了要求。因此，我利用微助教帮助学生在课下进行复习、预习以及知识梳理。微助教相当于我们的第二课堂，我将课程PPT和课程重难点罗列在上面，方便学生随时随地进行学习;构建讨论组，以便他们在学习过程中遇到问题可以及时提出;针对每章节内容，我都会在微助教上面编辑一些练习题来帮助学生巩固已经学到的知识。
五、结语
要想上好一门专业课，教师扎实的知识水平、与时俱进的教学方法，不断完善的教学内容和合理的教学方案设计这三者缺一不可。通过“材料物理化学”这一新课程的建设，我从中受益匪浅，新课程建设依旧任重道远。
参考文献
[1]黄治同.面向“新工科”复合型创新人才培养的教学模式综合改革与实践[J].教育教学论坛，2019（16）：224-225.
[2]赵彬.材料力学全英文教学的一体化建设模式探索[J].教育教学论坛，2019（30）：131-133.
[3]邱小雷，姚霞，曹强.高等教育国际化背景下全英文课程建设探索[J].高校实验室工作研究，2017（4）：128-131.
作者：陶洪 赵洪阳 付萍
第三篇：《材料物理性能》课程的教改初探
摘要《材料物理性能》是材料科学与工程学科人才培养的一门重要的专业基础课,围绕该课程特点和教学实践,本文从教学内容的改革和优化、理论知识与科研和实际应用的结合、实践教学环节的加强以及先进教学方法和手段的运用等方面,对该课程的教学改革提出了若干看法。
材料是人类社会进步的物质基础和先导,在当代科技日新月异的形势下,材料教育和人才培养是材料研究、生产和应用赖以快速、协调和可持续发展的前提和保证。为了顺应材料科学与工程学科的发展方向和国家、社会对全面型、综合型、智能型、创造性高素质材料人才的需求,我国材料科学与工程类本科专业经历了由以产品设置专业、以行业设置专业到以大学科设置专业的演变过程。
《材料物理性能》作为材料科学与工程类本科专业一门重要的专业基础课,主要讲述材料热学、光学、电学和磁学等性能的物理本质、变化规律、影响因素、相关测试方法及性能应用等方面的知识。目前,国内众多设有材料科学与工程类专业的院校均开设了《材料物理性能》课程,该课程知识的掌握情况对学生后续专业课程的学习、材料实际工程应用能力的增强以及进一步深造等有直接影响。所以,结合《材料物理性能》课程的自身特点及人才培养目标与要求,积极推进该课程的教学改革,对于材料高等教育具有重要意义。在作者数年来《材料物理性能》课程教学实践的基础上,本文从课程教学内容的选择和优化、理论知识与科研和实际应用的结合、实践教学环节的加强以及先进教学方法和手段的运用等方面,对该课程的教学改革进行了初步探索。
1 教学内容的改革和优化
近年来,大材料学科在各高等院校逐渐建立,原有的《金属材料物理性能》和《无机材料物理性能》等课程扩展为《材料物理性能》课程,在此形势下加强和深化《材料物理性能》课程内容的改革和优化是提高该课程教学效果的灵魂。对此,作者提出以下几点考虑:
(1)為了体现当前“宽基础、宽专业、多方向、强能力”的教育思想,《材料物理性能》作为一门专业基础课程,需涵盖材料的各个领域和全部的物理性能,需强化金属、无机和高分子等材料物理性能的共性基础知识,使学生尽可能地从物理效应和微观机制角度掌握材料物性。例如,在讲授材料热学性能时,在教学内容上可以添加晶格热振动的相关理论;而在讲授材料导电性能时,可添加固体能带结构的知识。
(2)在强化共性的同时,注意突出个性,在教学过程中,可结合本校的特色、学生的主导培养目标和就业去向等,对金属或无机材料的某些物理性能的知识适当加以增强。例如,对于培养无机材料方向人才的院校和专业,可以增加离子电导、半导体陶瓷的物理效应和材料的介电性能等方面的教学内容。
(3)在教学内容上注意处理好与先修和后修课程的关系,注重知识的融会贯通,杜绝与已修和后修课程之间的错配现象。例如,在讲授影响材料物理性能的因素时,必须联系《材料科学基础》课程中的晶体结构、晶格缺陷和相变等方面的知识加以分析和理解;而在讲授某种物理性能应用于某种功能材料时,应尽量避免与后修专业课程(如《功能材料》、《功能陶瓷》等)相关内容的过多重合。
2 理论知识与科研和实际应用的结合
《材料物理性能》课程在内容上强调材料性能的物理本质,强调材料组成、结构等对材料性能的微观影响机制,这使得该课程具有理论性强、概念抽象难理解等特点,学生在学习时容易产生畏难情绪,从而直接影响该课程的教学效果。为此,在教学过程中应积极寻求和加强课程理论知识与材料科研及性能应用实际的结合,以提高学习的兴趣和积极性。对此,可考虑从以下两个方面进行:(1)尽量让理论水平高和科研能力强的老师任教,有条件的高校可选聘多个教师(他们分别从事与材料热、电、光、磁和声学等物性相关的研究工作)形成教学组(或教学团队),让他们分别承担课程相应章节和内容的讲授工作。在理论教学过程中教师将自己的科研实践内容融入课堂,最大限度地发挥每位老师的研究方向和特色,通过科研实践举例化抽象为具体,降低课本知识学习的难度,并加深学习的印象。(2)积极注重物理性能知识讲解的源头设计,加强课程理论知识与性能实际应用的结合,让学生深刻体会到掌握材料物理性能知识的重要性和学以致用的乐趣。教师在讲授某种材料物理性能时,需密切结合该物理性能在新材料研究和开发、实际选材和用材以及在日常生活等方面的应用,积极开展新型材料及相关性能的专题讲座,使学生在学习物性基础知识的同时,了解材料科学进展及前沿,大大提高学生学习的主观能动性。
3 实践教学环节的加强和改革
实践教学是《材料物理性能》课程教学的重要组成部分,也是提高该课程教学效果的重要措施之一。通过实践教学可以让学生更好地掌握各种材料物理性能参数的测试技术,强化学生对材料组成、结构和性能之间相关性的理解,培养学生的实验动手、观察、分析与创新能力等。为此,在讲授材料物理性能理论的同时,必须重视实践教学环节,并加强实践教学的改革。
(1)加强实验内容的选择和更新,适当增加综合性和设计性实验。同时,考虑到各高校材料科学与工程学科的特色、优势以及人才培养目标的差异,可有针对性地适(下转第47页)(上接第45页)当增加金属、无机或高分子方面的实验内容。有条件的高校,让学生参与到教师的课题研究,在从事热、光、电、磁、声、环境、纳米和能源等功能材料的研究中,实现材料物理性能理论与实践的结合,从而提高学生对理论知识的理解,并培养其动手和创新能力。
(2)近年来,有关《材料物理性能》课程理论教学的教材较多,但实验教材较少,为此,需加强实验教材和指导书的编写,开发出适用于不同层次高校的、既有共性内容又有个性选择的实验教学参考书。同时,还需通过理论学习、研讨和参观等方式,积极提高实验教学人员的业务水平和素质,让他们在实验教学中发挥重要作用。
(3)实习和毕业论文是材料科学与工程类本科教学重要的实验性教学环节,在实习单位的选择和毕业论文课题的确定等方面,也可加强与材料物理性能课程的结合,让学生能切身体会到材料物理性能知识在现实产品生产和开发中的应用,从而巩固学生对《材料物理性能》课程理论知识的学习。
4 先进教学方法和手段的运用
(1)采用循序渐进和启发式教学方法。在课程内容上须注意由浅入深,先复习有关物理、化学和材料结构的基本知识,再逐步深化,揭示材料组成、结构与各物理性能之间的关系。同时,积极采用启发式的教学方法,通过提问、讨论等方式促使学生思考和启发学生自己得出结论,加深学生对所学知识的理解。
(2)采用类比和理论联系实际的教学方法。虽然材料的热、光、电、磁、声等物理性能之间跨度较大,但也存在很多类似的地方,如金属材料电子导热机制和导电机制的类似性、材料电学物理量和磁学物理量的类似性等,所以在教学过程中,要积极利用这种类似性提高学生对知识进行融会贯通的能力,并降低学习的难度。同时,密切结合材料科研实际、学生在企业实习的情况以及某些材料的实际应用讲解课本知识,既让学生认识到所学理论知识的重要性,又让他们在如何运用课本知识方面得到启发。
(3)采用以多媒体教学为主,并结合传统教学的手段。针对课程的培养目标、教学内容和课程特点,开发并研制适用有效的多媒体课件。课件制作既考虑到与选用教材内容的照应,又体现出扩展性和信息的丰富性。尤其是对于较难理解的物理机制以及物理性能在新材料和器件中的应用等内容,可通过图片和动画等手段,把传统教学无法表达的内容形象地展现给学生,使教学内容更加活泼生动和形象,并提高教学效果。
5 结语
随着材料科技和材料高等教育的发展,《材料物理性能》课程的教学内容、教学目标和教学模式等需做到不断更新和完善。通过以上关于《材料物理性能》课程的教改思考,可以提高学生学习该课程的效果,并促进教师教学水平和综合素质的完善。
参考文献
[1]徐德龙,许启明,兰新哲.试论我国材料科学与工程类本科专业的发展[J].西安建筑科技大学学报 (社会科学版), 2002.21(2):1-5.
作者：柳东明