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摘要：时代在不断的进步，科学技术在迅猛发展，与此同时固体物理学教学也应该随之一起更新换代。《固体物理学》是许多理工科专业学生的必修课程，也是相关专业的基础理论之一，因此如何讲授好、如何使学生们高效的掌握《固体物理学》相关知识也是理工科相关专业持续快速发展的必要条件。
关键词：固体物理学；教学研究
本文引用格式：王红心,汤莉莉.固体物理学教学探索[J].教育现代化,2019,6(50):132-133.
在上世纪五十时代末，为了赶上当代科学技术发展的步伐，固体物理被采纳成为我国物理专业的一门基础课。经过半世纪的迅猛发展，固体物理学已经成为当今物理学领域中最重要的学科之一。作为一门研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的学科，固体物理学内容极丰富，应用极广泛，它与普通物理、热力学与统计物理、材料科学以及量子力学等学科有着密切关系。对于从事材料研究的人员来说，固体物理知识可以为他们提供科学的理论依据[1]。我校新能源材料与器件专业为光伏材料行业培养具备优良的个人品德、坚实的专业理论、卓越的半导体产品和工艺开发能力以及工程实践能力的专业人才。由此可见，拥有坚实固体物理学知识将会变得尤为重要。
当学生们学习固体物理学吃力时，如果没有兴趣去引导他们，他们将会渐渐的迷失在固体物理学的基础知识以及公式推导过程中，学生们在课堂上注意力会随着课堂上时间的流逝逐渐下降，然后就此对固体物理学失去兴趣，并且丧失再次学习固体物理学动力。因此，如何针对《固体物理学》课程的改革和探索势在必行，务必要寻找出一条能够提升教学兴趣，降低学习难度的道路[2]。
一 传统教学存在的问题
在传统的固体物理学的讲授上，讲授形式仅仅是课堂讲授，而都忽略了实践和实验课的重要性，传统的固体物理学的课程内容结构体系是以长程有序的晶体为研究对象，研究各种物质的晶体的结构、晶格动力学以及能带理论等内容为主轴。而在这些内容的讲授中，充满了大量的让初次学习的学生难以理解的专业术语[3]、以及满黑板的公式推导，还有那眼花缭乱的空间图形变换，而面对固体物理学的前沿新动态以及新成果和新概念的学习十分缺乏，教学手段的单一、教学方式的单一造成了学生难以学习，老师难以讲授的困局。因此学生学习兴趣不高，知识掌握较差，以至于造成许多学生把对他们十分重要的固体物理学当作一门应付考试的课程去对待[4]。
二 固体物理教学探索
（一）采用角色交换的方式激发学生的主观能动性
固体物理的内容相对于学生之前学习的课程，专业性比较强，涉及到的学科比较多。学生们普遍反映固体物理学的基本原理理论性强，需要建立的模型多，知识点比较零散，公式的推导需要大量的计算，学习时十分吃力。因此，一个科学的教学方法显得尤为重要。采取角色互换的方式，让学生来当老师，老师来当学生。让学生在当老师的过程中，去探索和发现问题，从而自己主动地去解决这些问题，并能够在这些问题上提出自己的观点[5]。老师则从学生的角度出发，引导和启发学生自己去对这些观点进行修正和补充。这样的课堂不再是传统的课堂，而是师生进行双向交流互动的场所。在这种宽松和谐的课堂氛围中，能够最大激发学生的主观能动性。例如在介绍三维周期场中电子运动的近自由电子近似时，采用这种方法让学生自己去探索微扰法的适用范围，从而发现有些点不能够使用微扰法，最后再提出简并微扰法这种观念，这样既极大地提高他们对固体物理学习兴趣，又活跃了课堂气氛，还加强了学生对学好固体物理的信心[6]。
（二）理论与实验相结合
固体物理学理论性强，学生在学习时难免有时候会觉得枯燥无味，不知道这部分知识到底有何应用。所以，开展与固体物理理论知识相关的实验就显得很重要。例如：在介绍晶体结构时，教师可以在介绍晶体结构的衍射分析理论知识后，接着学院可以组织学生进行实践，进入专业的XRD实验室，观看如何对晶体进行X射线衍射，并分析得到的衍射图谱，来确定晶体的原子和分子结构。
同时可以鼓励学生参加相关教师课题组，多元化地了解固体物理的研究方向和前沿科学，掌握和熟练相关工艺原理及步骤。这样学生觉得自己的学到的理论有了用武之地，提高了他们对固体物理的兴趣以及对学好理论知识方面的信心，还加强了他们的动手实践能力。这种模式既强调学生的主动性，也发挥老师的能动性，活跃学习的氛围，达到双促双提升的最佳效果，最终为电子科学与技术专业的建设和人才培养做出最好贡献[7]。
（三）板书和多媒体相结合进行教学
诚然，多媒体教学方式的出现提高了固体物理学教学的效率和质量。借助于计算机多媒体技术，可以将文本、图形、声音、图像、运动图像、视频等信息集成在一起，能够给学生提供多种感官的综合刺激，实现了语言文字和静态二维画面无法实现的功能，例如：晶体结构、晶格振动、晶体中电子在电场和磁场中的运动在固体物理中都是比较抽象的概念，采取多媒体中的动画模式去介绍这些概念的物理形象，可以让这些抽象的概念变得形象、直观、易懂[8]。然而，对于一些模型的建立和公式的推导，采用多媒体教学的时候，许多数学推导过程往往一晃而过，这样就会导致学生对这部分内容的记忆模糊和不重视，而且一大堆数学推导过程直接摆在PPT上面，孤零零的数学公式会让固体物理显得十分枯燥无味，学生也提不起兴趣去学。此时，板书的好处就体现出来了。在板书的过程中，引导学生一起去推导这些公式，了解这些公式的内涵，与学生产生互动，及时查漏补缺。学生也在这个过程中能跟上教师的思路，加强了对这个知识点的记忆，不再对那些数字产生畏惧的心理。
因此，在教学时，要因材施教，将多媒体教学与板书相结合来进行优势互补，不能一味使用多媒体采用这种方式教学,培养了学生的思维能力,调动了学生学习的积极性、主动性和创造性;教师也从知识的灌输者和学生的支配者,转变为教学活动的指导者、素质发展的促进者、学习创新的推动者而忽略了板书。
（四）引入前沿课题
固体物理学是一门应用很广的学科，在介绍课本的基础知识时，可结合自身的科研课题，将一些前沿内容融入于基本概念和基本理论之中，从而挖掘出基本概念的新意，丰富基本理论的内容。当然，引入前沿内容时，并不是一股脑生硬地罗列进课程中，要找准固体物理和前沿科学的接口，巧妙地将相应的前沿固体物理内容融合进去[9]。例如，在介绍晶体结构这章时，在了解完七大晶系之后，除了介绍XRD衍射分析外，我们还引入了无铅压电陶瓷中关于准同型相界的前沿知识，介绍研究者是如何通过调整晶的内部结构来提高压电系数，让学生看到理论知识是如何应用到实践上的过程。加强了学生对这节知识点的认识，拓宽了学生的视野，激发了他们对固体物理的学习兴趣。
三 结语
二十一世纪是个高速发展的年代，科学技术日新月异，同时也对高等教育提出了前所未有的要求。为了培养出符合新世纪合格标准的高素质和创新型人才，固体物理学的教学必须跟上时代的脚步。这几年来，我们对固体物理学教学改革方案进行了一系列有意义的探索和实践，取得了良好的教学成果。上述教学改革方案的实施，极大地激发了学生对固体物理学的兴趣，加深了学生对固体物理学的理解和记忆，培养了学生的实践能力和物理思维模式。
参考文献
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[3]丁开和.“固体物理”课程研究型教学探索与实践[J].黑龙江科学,2018(14).5.
[4]李泓霖.多软件协同辅助固体物理学教学改革与实践[J].高教学刊,2018(07):122-124.
[5]汪蕾,董松涛.电子封装专业“固体物理学”课程教学探索与实践[J].江苏科技信息,2016(32):48-49.
[6]许英,贾春霞.研究性教学在固体物理学课程教学中的探索[J].南昌师范学院学报,2015,36(06):14-16.
[7]张子英.多媒体技术与《固体物理学》教学的有机结合[J].科技视界,2015(32):141+265.
[8]张飞鹏.理工科固体物理学课程特点与实践研究[J].广西民族师范学院学报,2014,31(03):41-44.
[9]常旭.固体物理学教学的一些探索[J].科技创新导报,2013(14):143+146.
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