材料物理專業范文精選

第一篇：大學物理教學材料類專業探析

摘要：本文介紹了材料類專業大學物理教學現狀，分析了目前教學中的不足，提出了大學物理除了培養學生基本自然科學素養外，還應為專業課程奠定物理基礎，并針對性提出了優化大學物理課程內容和教學方法的建議，旨在提高材料類專業大學物理的教學質量。

關鍵詞：大學物理；材料類專業；教學改革

1引言

物理學研究的是物質的基本結構、基本運動形式、相互作用及相互轉化，它的基本理論是各個自然學科工程技術的基礎，廣泛的應用于生產、生活實際。大學物理課程則是以物理學的基本原理和基礎應用為內容的高等學校理工科各專業學生一門重要的必修基礎課，該課程是養成學生科學素養的重要組成部分，對培養學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題、解決問題的能力，以及探索精神和創新意識的培養等方面具有重要作用。同時，各理工類專業領域中都會涉及到物理學的基本原理、基本結論和基本方法，因而大學物理課程能為學生在后續的專業課程學習以及將來工作中解決生產技術問題，進行技術改造和技術創新奠定重要的基礎，是合格的理工科畢業生、科技工作者和工程技術人員所必備的知識。對于不同專業，所需的物理知識側重點是不同的，如電子類專業側重于電磁學，化工類專業側重于熱學，機械類專業側重于力學等。要充分發揮大學物理課程的作用，就應當根據各專業特點，合理安排大學物理內容，在教學過程中結合學生專業的需求有重點、有選擇地進行物理教學。我們以材料類專業為基礎，探討分專業大學物理教學的教學模式。

2大學物理教學現狀

摘要：物理學是天文學、生物學、化學和地質學等眾多學科的基礎。物理學的美妙之處在于，用簡單的物理理論，以及少量的基本概念、方程和假設，就可以解釋和探索萬千世界中的各種現象，并能直達事物的本質。大學物理是一門以實驗為基礎的理工科本科生必修課程，在教學中適當選擇物理案例可以讓學生了解物理學在生活中的應用和體現，明白物理源于生活、用于生活，發現物理學的美妙之處。該文根據學生的專業情況、物理基礎和興趣愛好等，淺析物理教學案例內容的選擇。

關鍵詞：物理學；大學物理；教學案例

幾個世紀以來，為了節省時間、提高效率，人們一直在努力尋找更為高效的方法來完成任務，這也是科技發展的原動力之一。時至今日，人類在科技領域已經取得了巨大的進步?？萍冀o了我們更快捷的溝通交流方式，也要求人們具備更高水準的知識和技能，不斷學習新的理論知識、技術和工作技能等。大學物理這門課程內容體系龐雜，是國內外理工科本科生的公共基礎課。但課程教學時間又十分有限，如何高效利用課堂教學時間是一個極其現實的問題。大學物理包括力學、熱學、電學、磁學、光學、量子力學、相對論等內容。力學關注物體的運動；熱力學處理具有大量粒子的系統的熱、功、溫度和統計行為；電磁學涉及與電、磁和電磁有關的領域；光學研究光的行為及其與材料的相互作用；相對論主要描述物體高速運動下的相關理論；量子力學主要研究微觀粒子行為的理論。在大學物理課堂教學過程中，如何訓練學生的邏輯思維能力、培養學生的科學探索精神和獨立解決問題的能力，一直是一個值得探究的問題。這一系列目標的實現，都要以培養學生的學習興趣為基礎。課堂教學和實驗演示能夠激發學生的學習興趣，實現對課堂教學時間的高效利用。物理實驗是幫助學生理解物理概念和定理定律、解釋物理現象本質的有效途徑，許多學生對物理實驗非常感興趣，但由于實驗儀器數量有限，而學生需求量大，大多數高校都無法同步進行大學物理的理論課程教學與實驗教學，只能讓學生交替進行實驗。在大學物理課堂教學過程中，教師可以采用演示實驗的方式填補實驗的空缺，幫助學生理解物理概念、定理定律等內容。如果演示實驗條件受限，也可以借助適當的教學案例，對大學物理實驗及演示實驗進行補充，這有助于加強學生對物理現象、物理原理的認識和理解。以下針對教學案例內容的選擇問題，談談筆者在實際教學過程中的體會。不同專業學生未來的就業方向可能存在較大差異，平日里他們的關注點往往也大不相同。例如，機電學院的學生對汽車的驅動與制動、極限加速度和極限速度等機械類問題非常感興趣；光電專業的學生熱衷于討論全息成像、激光干涉等與光學內容相關的實驗現象；化工及材料學院的學生注重觀察事物的物理化學變化過程。不同專業學生的關注點不同，其學習的側重點也有所差異。華僑大學結合各個專業的學科特點和各個學院的實際需求，對大學物理課程內容進行詳細分類。將一些章節設為所有專業學生必修內容，例如質點運動學、質點動力學、靜電場、穩恒磁場、機械振動、波動及光學等；部分章節允許學生選修，例如化學與制藥工程、生物工程與技術、環境科學與工程專業的學生可以選修剛體力學、交變電場、電磁感應等章節的內容，人工智能、網絡與信息安全、計算機科學與技術專業的學生可以選修熱力學章節內容。要明確學生的興趣和優勢，根據學生不同的專業、物理基礎和興趣愛好，在大學物理課程教學內容的講授上有所區分。

1依據學生專業選擇教學案例

1.1功能材料專業

功能材料專業的學生在材料制備實驗室經常見到球磨機，球磨機可將塊體樣品快速制成粉末狀樣品，方便進一步表征樣品性質。球磨機的核心組件是一個圓筒及里面的數個鋼球，當圓筒被電動機驅動而繞軸高速旋轉時，鋼球會被拋至一定高度，隨后脫離圓筒壁落下與塊體樣品碰撞，從而將樣品擊碎。經過多次反復碰撞，塊狀樣品可以成為顆粒均勻的粉末狀樣品。球磨機的最佳轉速是球磨機運行過程中的一個重要參數，利用圓周運動相關知識可以計算出這一參數的理論值。對圓周運動理論知識的學習，可以加深學生對球磨機工作原理的理解，進而指導學生調試和操控球磨機，達到學以致用的目的。

化學學科對相關產業和建設綿陽科技城的作用化學是材料、生物、環境等學科的基礎,本身又具有適應面很廣和適應性很強的學科特點,社會對其人才的需求非常廣泛。該學科是西部特別是四川尤其國家實施建設綿陽科技城的必備學科,西部開發中絕大多數項目是除信息技術以外的生物制藥,新材料,環境保護與治理等行業的高新技術產業,如綿陽就有新材料、精細化工、生物制藥及環保產業園,而這些行業都特別需要高水平的精細化工及分析技術人才,綿陽科技城千億工程發展計劃中精細化工產業將從目前的10億上升至50億,這將為化學化工產業帶來巨大的機遇和挑戰,據綿陽經貿委消息,綿陽市將出資近百萬與有關單位聯合成立綿陽精細化工研究開發中心,我校應該是最有希望的承擔單位;化學的重要方向分析化學特別是我校先進的分析測試中心的建立將為綿陽的化學化工、材料、生物和環境等高科技產業群的高科技服務和高科技成果孵化和轉化起著真正的發動機的作用。隨著我國加入WTO,進出口商品貿易對產品質量要求必須與國際標準接軌,因此這些產業及相關的國家職能部門大量需要該專業的人才。

一、化學學科在與我校重要董事單位———中國工程物理研究院合作中的特殊地位和作用

地處綿陽的我校董事單位中國工程物理研究院在國防化學上有一流的人才和設備,因此我們可以聯合開辦國防應用化學方向,即與國防建設有關的含能材料(炸藥)即硝基化合物化學,放射廢物治理及放射分析方向,以滿足西部大量的軍工企事業單位對這些方向人才的需求(注:我國僅北京理工大和南京理工大在開設該方向專業,但畢業生不愿到西部特別是一般離城市較遠的軍工企事業單位工作,造成這些單位人才嚴重短缺,急需西部高校培養輸送該方向的專業人才);我們已經和中國工程物理研究院核物理與核化學研究所,中國工程物理研究院化工材料研究所簽定了正式的聯合培養這些方向的應用化學高級人才的協議,并得到了積極和熱情的響應,他們非常愿意并決心和我們一起將該專業辦成全國一流的特色專業;我們已與工程物理研究院聯合申報成功應用化學本科、分析化學碩士點辦學資格。近年來我校與中國工程物理研究院開展了多項有關放射廢渣固化處理等方面的研究合作,獲得了多個中國工程物理研究院研究基金,并取得了重要的科研成果。特別值得一提的是四川省人民政府委派原中國工程物理研究院楚士晉教授出任我校副校長后,雙方的合作達到了水乳交融的程度,值得一提的是楚校長所研究的學科就是國防應用化學,因此一定能發揮地處綿陽的我校董事單位的巨大學科優勢聯合辦學,將這個專業方向發展成全國有名的有特色的重點專業。

二、我校化學學科的現狀

1.學科情況

化學教研室及現在的化學研究所,是我校最老的教研室之一,多年來承擔全校基礎化學教學任務,科研方向主要圍繞材料學科開展。從1995年起共申報8次應用化學本科辦學資格,直到最后一次于2002年申報成功,現有應用化學和分析化學兩個碩士點,2004年度已申報無機化學碩士點,現有教授6人,副教授10人,講師10人,絕大部分具有碩士以上的學歷,為適應學科發展的需要,正按計劃引進高水平人員。

摘要：建筑力學的結構部分是建筑結構的基礎，主要包括彎矩的計算和破壞的定量原理等，物理力學知識在建筑工程中的應用范圍及其廣泛，包括了建筑工程中的各個方面，因此研究物理力學知識在建筑工程中的應用具有重要作用。本文筆者以基礎力學觀點和力學與建筑力學關系為基點，對建筑力學形成的主要任務和內容進行初步的分析與探討。

關鍵詞：物理力學；建筑工程；應用

力是物理學當中一個非常重要的概念，它是指物體之間相互的作用。力的范圍包括物體的形變和運動形態的改變，根據其受力的情況可以分為受力物體以及施力的物體。建筑力學是為建筑專業的學生所開設的一門具有理論性和實踐性的技術基礎課程，旨在培養學生應用力學的基礎建筑力學本原理，分析和研究其建筑結構及其構件在各種條件之下的剛度、強度、穩定性等方面的能力。作為一名建筑師，我們要努力地學好力學各個方面的知識，為人類力學的發展貢獻出我們自己的一份力量。

一、建筑工程中物理力學的范圍

建筑工程中涉及的物理力學知識眾多，主要是研究物質宏觀運動規律及其應用，建筑工程給物理力學的實際應用提出了更高的要求，物理力學的最新研究成果可以為建筑工程提供一些設計思路。人類對于物理力學知識在建筑工程中的應用可以追溯到很久遠的時代，我國古代及古希臘的一些著作中，就已經對物理力學在建筑工程中的應用做了一些敘述，然而在過去的建筑工作中，主要還是憑借經驗來進行工程建設的。伽利略出版了世界上第一本有關材料力學的著作《關于兩門新科學的談話和數學證明》，但從其具體的內容來看，對于建筑工程物理力學知識的應用這方面的研究依舊不成熟。而后納維宣讀了《在一物體的表面及其內部各點均應成立的平衡及運動的一般方程式》，這被視作彈性理論的開端。早在我國公元前5世紀到4世紀，《墨經》中就有對物體所受浮力與其排開液體體積之間關系的敘述。土木工程力學初步形成于20世紀初期，并且在40年代以后獲得了迅速的發展。在這一發展過程中，泰爾扎吉的作用不可忽視。19世紀到20世紀前葉，對建筑物梁的剛度和強度、變形和力、穩定性、彈性模量的研究反映出了這時候力學知識研究對象的全面性，更傾向于從宏觀的角度，將實驗與理論相結合，就物體的各種性質展開深入的研究。正是因為有了20世紀前葉物理學的快速發展，并以現代數學為基礎，理性力學這門新的學科出現了。隨著結構工程技術的不斷進步，建筑工程學家聯同數學家和力學家們對工程力學的發展做出了突出的貢獻。固體力學包含材料、結構、彈性、塑形、復合材料等方面，其中，材料力學、結構力學和彈性力學在建筑工程上的應用非常廣泛，于是很多人把這三個門類統稱為建筑力學，這也就充分表明了，這是一門主要應用于物理力學中的一般原理來對其自身作用在各種建筑物上的影響進行研究的學問。物理力學在建筑工程技術方面的應用促使各種工程力學或者應用分支出現，建筑力學是一門基礎性科學，又是一門應用型科學，在工程中的應用以及與社會各行業的結合是非常密切的。與力學相關的基礎學科也有很多，主要包括數學、化學、物理、天文、自然科學等，而與力學相關的工程學科有土木、機械、交通、能源、化工等。伴隨著社會各行業的發展，我國國民經濟水平不斷提高，科技技術也取得了較大的進步，使得力學在其中的作用越來越突出，甚至有的時候會起到關鍵性的作用。因此，研究力學，學生就可以在未來從事與之相關的工作，從這一方面來講，力學專業的學生專業對口范圍廣泛，全社會對力學人才的需求也是非常大的。

二、基礎力學觀點

【摘要】教育教學改革已經成為現代教育的主旋律，雖然大學物理是高校理工科專業的基礎必修課，但物理教育卻陷入一個尷尬境地，學生覺得大學物理都是一兩百年前的知識，知識過于陳舊，學習沒有意義。為了讓學生了解大學物理知識在當前生活和科技中所起到的作用，引入科學前沿是教學改革新思路之一。本文提出將科學前沿融入大學物理教學，說明科學前沿融入大學物理的教學目的、實施路徑，并表達此思路實施的教學心得，此思路的目標：激發學生的學習興趣，科教結合有助于幫助學生形成良好的思考方式，培養他們獨立思維分析能力，幫助他們建立創新思維框架。

【關鍵詞】大學物理；科學前沿；思維框架

1大學物理發展現狀

大學物理是大學理工科專業的一門重要公共基礎課程。物理學是技術學科和自然科學的基礎。它的發展不僅推動了整個自然科學的發展，而且對人類的物質觀、時空觀、宇宙觀以及整個人類文化都產生了并且還會繼續產生極其深刻的影響。大學物理可以有效地提升學生的科學思維及利用物理方法解決實際問題的初步能力，而且對所有人都是提高文化素質的一個重要手段。物理學發展歷史上一次次理論上的重大突破及重要成果，都是創新思維的體現。當今，創新思維已經完全融入到理工科專業課程建設和教學改革，并且他們已經成為衡量教學和改革工作成效的非常重要的一個指標[1]。因而在高等教育培養高素質人才的今天大學物理教學顯得尤其重要。大學物理不僅是為專業課學習打下堅實的基礎，也可以幫助學生形成科學的思維方式、構建出物理的思想方法、提升自己的創新思維，是創新能力培養體系中的重要一環。進入21世紀，科技發展突飛猛進，新技術、新材料、新工藝不斷出現，電子產品更新周期極其短暫。但反觀大學物理教材，教學內容都是幾十年前的內容，幾乎完全沒有涉及物理在現今科技中的應用。由于物理對很多學生來說確實比較難，雖然很多老師引入了各種各樣的教學方法，加大了教材建設，但學生只是被動為了考試過關而學習，沒有任何興趣。這導致在高校中廣泛流傳中《大學物理》無用的言論，很多專業大幅消減物理課時[2]。大學物理的基礎地位正在受到前所未有的沖擊。大學物理教學改革勢在必行，其中滲透科學前沿內容就是教學改革的重要方式，也是現代物理教學新思路之一。

2在大學物理課堂上融入科學前沿的方式

為了更好的激發學生興趣，避免學生感覺灰色難懂的知識點學習、枯燥的習題練習，講授物理知識點時，可以盡量結合現代生活、社會熱點、當前科學技術、當前科研前沿等，讓學生感覺到這些有著悠久歷史的物理在現當今的社會生活中仍然發揮著極其重要的作用。這樣不僅可以提高學生上課的興趣，也開闊了學生的視野，同時開啟了他們的科學研究的大門。