材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律，为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科，是理工融合的学科”[1，2]。材料物理下面是小编为大家整理的2023年物理研究性学习材料【五篇】（全文）,供大家参考。
物理研究性学习材料范文第1篇
关键词：材料物理专业；
材料物理化学；
教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）43-0115-03
一、材料物理专业的特色
材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律，为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科，是理工融合的学科”[1，2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科，主要通过各种物理技术和效应，实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用；
新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合，使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合，具有“亦工亦理，理工相融”的特点。
二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位
材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程，这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题，从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平，培养学生科学的思维方式和独立的创新能力，以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课，它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具，物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接，了解大学物理中原子结构知识的介绍，协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系，突出重点，避免重复，讲清难点，是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程（材料腐蚀与防护等）的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分，就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识，如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁，将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来，以完善专业知识的系统与连贯性。同时，材料物理化学作为一门重要的专业基础课，是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中，界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛，例如：熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金，金属在使用过程中的腐蚀及防护等，新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料，如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术，这也离不开材料物理化学基本原理的指导。
三、材料物理化学的教学难点
根据在以往的教学过程中的观察与经验，材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说，课时相对较少，要在有限的学时中掌握较多的内容，使得以往的教学出现点到为止，认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。
四、材料物理化学的教学改革
针对上述问题，为提高材料物理化学的教学质量，激发学生的学习兴趣，培养学生能力，我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。
1.教学内容上的改革。（1）教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理，理工相融”的特点，材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上，比如要对基本概念有比较深的理解，对重要公式能够熟练掌握，对课程作业有严格的要求等，以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时，教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分，要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性，又要从工程需求的实际出发进行考虑，不能重科学轻技术、重理论轻实践，不能从理论到理论，而应注重相关结论的物理意义、适用范围，注重科学理论与工程问题的结合。（2）教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享，以科研促进教学，适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合，实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动，这将为本科生完成毕业论文，继续读研深造奠定坚实的基础，并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合，还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣，启发学生的思维，激发其探索精神。例如，可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学，将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合，如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用，等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。
2.教学方法上的改革。（1）传统与先进教学手段相结合。传统的教学手段板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应目前的教学要求，而多媒体辅助教学手段是图、文、像、色集于一体的现代化教学手段，它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握。同时，也为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了授课进度也增大了教学信息量[7]。比如相平衡与界面现象这两章，利用多媒体手段能将各种相图、亚稳状态及润湿现象能内容形象直观地表现出来，配上动画效果，更便于学生的认识与理解。但是在整个教学过程当中，多媒体也不是放之四海而皆准的教学手段，在一些公式的推导演示以及课后习题的讲解过程中，配以一定的板书，将会起到解释充分、循循善诱的教学效果，使学生有充足的时间理解消化相关重点及难点。总之，不同形式的教学方法、教学手段须依据教学内容、学生能力、教学需求等灵活应用，才可较好处理有限的理论学时与教学内容多、传授知识与培养能力、主体与主导之间的关系，有效地提高学生学习兴趣、自学能力、综合素质，取得良好的教学效果。（2）教师指导与学生自主学习相结合。传统的材料物理化学的教学模式是填鸭式教学，老师讲，学生听，老师主动教，学生被动学，这样的教学模式使学生的主观能动性得不到体现和发挥，因而造成事倍功半的教学效果。师者，传道、授业、解惑也。教师除了完成传道授业的任务外，也要试图将学生的学习潜能激发出来，对此，我们采用了以下方法：①在教学中采用重点难点教师讲授、简单章节学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果。前面我们讲到学习材料物理化学的大二学生，具有较强的学习兴趣和能力，我们采用自主学习的方法将其能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。②采用模拟教学方式，进行角色互换，促使学生主动学习的同时，培养体恤他人、尊重他人的人文品质。对于某些难度较低易于理解的章节，比如新相生成与亚稳状态，可以让学生提前准备，然后走上讲台，与教师互换角色，完成自主学习的同时，更亲身体会教师备课、授课的整个过程，从中体会不易，进而达到互换立场、尊重他人劳动成果的品质培养效果。③课堂练习和作业讲解时，可采用分组讨论的形式，以培养合作交流、互助学习的精神。在教学过程中除了教书，我们更注重育人。学生完成学业进入社会以后必将经历团队合作的过程，我们通过分组讨论和学习的形式，将教学与育人相结合，以培养学生适应社会所必需的互助与合作交流能力。（3）短期教学与长期辅导相结合。贵州大学材料物理专业的材料物理化学的教学只有80个学时，大二上的一个学期就能完成相关内容的教学。但该门课程是一些学校材料类专业考研的必考科目，为了帮助学生在完成必修的学分之后还能更深入地学习该门课程，我们还为已经完成该门课程学习的学生提供长期的辅导，给学生提供答疑解惑的帮助，以助其完成进一步的深造和学习。
随着高等教育改革的不断改革和深化，社会对新时代大学生的需求，以及材料科学与技术的发展带来的知识信息量的快速膨胀，要求学生具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力。在材料物理化学课程的教学改革过程中，我们体会到，只有不断地思考与改革，总结出一套顺应社会和学科发展的教学方法，才能提高教学质量，培养学生的综合能力，提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，增强学生的创新精神和实践精神，从而适应新世纪科技进步与科学发展的需要。
参考文献：
[1]朱晓勇，等.构建工科院校特色的材料物理专业课程体系[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2011，（2）.
[2]刘宏玉，王媛媛.材料物理专业的特色方向研究[J].新课程研究，2011，（10）：12-14.
[3]熊礼威，汪建华，王传新，等.新形势下材料物理专业教学改革探讨[J].课程教育研究，2013，（6）：170-171.
[4]傅敏，等.物理化学在基础化学课程体系中的龙头作用[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2004，6（21）：633-635.
[5]朱晓东.材料专业物理化学教学改革探索[J].教育与教学研究，2011，25（12）：90-92.
物理研究性学习材料范文第2篇
小学科学课程是以培养小学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。它的知识目标是：“培养学生基本的科学探究能力和观察实验能力。知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活中，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯”。这就指明了小学生学习科学知识从内容上来说，是与自身周围常见事物有关的。因此，我在教学时一贯注重培养学生自主探究能力。
一、淡化知识目标
我在教学《观察我们周围的材料》时让学生观察自己随身携带的物品，书包和教室里的设施，分辩它们分别是用什么材料做成的。他们对于“塑料”“金属”“木头”“纸”等材料早已“耳熟能详”，所以对这四种材料特性的探究也颇感兴趣。从难度来说，浅显的、便于儿童掌握的，而不是高深的、超越儿童认知水平的。从对知识的掌握程度来说：只要知道就行，只要能够把知道的知识应用于日常生活，由此逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯。而不去强求深刻理解、灵活应用甚至进行发明创造。因此学生对材料的软硬柔韧性、吸水性、沉浮能力的不同，知道即可，不去苟求为什么这样。
如果单纯把教育局限于认识上，即使他的知识非常广博，他的灵魂也是匮乏而不健全的。我认为新课程改革中知识目标应放在低位，更应该突出过程与方法、情感态度与价值观的目标达成。如在《观察我们周围的材料》中，材料是学生生活中常见的，他们每天的学习、生活无不与材料打着交道，但他们对此只是被动地关心和接受，很少有学生有意识地去关注和研究，更没有人意识到不同的材料还有不同的特性。教师应充分利用学生强烈的好奇心和潜在的求知欲，随着对材料特性的观察和实验，尝试用多种方式来研究身边熟悉的事物。此时，学生不再是被动的接受者，而是充满创造力的“生成者”。材料的颜色、大小、形状，这些物理性质已不能满足他们对物体特性的描述。我确定学生的学习内容是：辨别材料的过程与方法。在探索材料的物理性质的同时，也体验到认识一件事物，可以有各种各样的方法。在探究不同材料特性过程中，学生会用观察和实验来研究材料，能够运用多种方式（语言、文字、符号）将观察到的现象表述出来。并且愿意与同学合作交流，体验合作与分享的快乐。在课堂中，把科学知识和其他教学材料都当作帮助学生形成良好科学素养和促进学生发展的手段。围绕帮助学生形成良好的科学素养和促进学生发展来设计过程和开展过程，来获得巨大的教育价值。
二、以自主探究体验为核心
在小学科学教材中设计了大量的探究性活动。希望学生对每一个科学概念的发展都是建立在已有认识、探究所得和逻辑思维加工的基础之上。探究既是科学课程学习的目标，又是科学学习的方式。学生学习科学的主要途径是亲身经历探究过程。我们在科学课堂中提供充分的探究机会，使学生像科学家那样进行探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究的能力，获取科学知识。形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。因此，我常常设计以下的探究机会让学生来亲身经历、感悟体验，从而理解科学。
创设情境：如《教学谁更硬一点》时，先让学生猜一猜：塑料筷、金属筷和木头筷谁更硬一些？我们努力使学生的学习过程有所创新。设计猜一猜是学生综合的观察探究，学生描述的科学方法的训练，也增加了趣味性，充分发挥了学生的判断能力。既培养了学生的表达能力，又调动了大家共同参与的学习积极性。
采用“头脑风暴”式的研讨方式：学生分组研讨，畅所欲言，并利用学生对原有知识交流的过程，是进行反思的过程，也是产生新问题的过程。充分尊重学生的学习意愿，体现以学生为主，以人为主的主体教学方式。如：绿色开花植物是从哪里来的，它们的一生发生了哪些变化？
有人说：“过度使用天然材料不好，那么我就全部用人造材料来替代”。你对此有什么看法？为什么？
物理研究性学习材料范文第3篇
探究性学习是学生在教师的指导下，以类似于科学研究的方式，通过一系列自主的探索活动去发现问题、解决问题以获取知识或应用知识、解决问题的一种学习方式。在渗透探究性学习的过程中，使学生通过探索研究这种学习方式，学会归纳总结、类比推理、数据搜集与整理、最佳方法或最佳途径的选择等科学研究的基本方法；
认识到科学研究既会成功，也会遭遇失败，必须做到不骄不躁、沉着冷静，养成良好态度。
二、在科学教学中渗透探究性学习的方法
如何在课堂教学中开展探究性学习，从根本上改变教师的教学方法和学生的学习方法，更好地培养学生的创新精神和实践能力，这是一个既现实而又具体的问题。所以在科学教学中要不断地开阔思路，寻找开展探究性学习的空间。
（一）材料――探究的起始
俗话说“巧妇难为无米之炊”，要让学生亲历科学的探究过程，就要提供给学生有结构的材料。应以生动有趣的教学活动吸引学生主动参与探究，充实学生认识事物的经历来磨炼学生科学素养。鼓励孩子们经历认识材料的实践过程，从总体上要把握以下三个方面：
1、获取材料。在科学教学中，对客观事物的表象与实质的认识无外乎通过观察与实验来实现的。教学中应鼓动学生认真地观察与实验，如实地记述观察与实验的各项结果。而实验、观察材料的提供则应恰当。只有以周围常见的自然事物与自然现象为对象，提供给学生平时生活中经常接触的材料，让他们来搞科学研究，才会使学生在研究的过程中掌握一定的研究方法。
2、整理材料。与任何科学研究一样，在学生自行探究的过程中，必然会获得众多复杂的事实材料。那么，如何去辨别这些材料的真与伪、表象与实质是在获得丰富的事实材料后必须认真完成的一项任务。对事实材料进行整理，实际上是要找出说明事物性状的主要材料。整理这些复杂的材料过程是一个初步的思维加工过程。加工的结果是在学生头脑中形成对事物的知觉水平的认识。
3、材料分析。丰富的、精炼的材料作为学生思维的素材，提供给学生进行思维加工，抽象得出事物的特征、性质或事物间的联系、运动变换的规律等，最后获得的结论，让学生自己选择适当的语言说出来。这就是一个建立科学概念的过程。例如《声音的产生》一课中，提供口琴、简易琴、直尺、鼓、音叉等常见的材料。要求学生想各种办法使这些物体发出声音来。学生会想出各种各样的办法来，使物体发出声音。通过对实验中的事实材料的整理，学生发现所有物体发出实验时某一部位都在振动。而后学生经过对各种物体发声时性状的分析，发现所有物体发声时都在振动。这时学生会经过抽象、概括形成一个具体的科学概念，即物体发声要振动。
（二）氛围――探究的家园
让学生获得丰富的事实材料，细心整理研究事实材料，经过思维加工获得科学的结论，形成抽象的、理性的、概括的认识是人类研究事物表象必须经历的过程。教师在引导学生去经历这一过程中应从“趣、序、理”等方面努力营造一种和谐、积极的探究氛围，使学生更积极主动地进行探究。
1、激发兴趣。兴趣是孩子活动的动力源泉，只有在兴趣浓厚的情况下，孩子才会全身心地投入到科学研究的活动中来。激发学生兴趣方法很多。可以在课的开始以一个成功的导入引发学生的浓厚兴趣，新颖的、具有一定结构的、富有启发性的材料更能激起学生的探究兴趣等。《声音的产生》一课，提供给学生鼓、弦琴、小方管、音叉、笛、口琴、钢尺、发音喇叭等实验装置，学生对这些物体的发声情况感兴趣，探究就积极主动。
2、循序渐进。序指教学秩序与教学顺序。小学生往往因为探究有趣而忘了遵守纪律，造成课堂教学秩序的混乱。故教师需了解学生的心理特点，因势利导，使教学活动符合教育规律。按“问题――假设――验证――结论”的科学认知顺序来引导学生探究，既能创造良好的教学秩序，同时也使学生经历完整的认知过程。
3、明白道理。理指科学的道理和做人的道理。在科学教学中要以科学的道理和做人的道理来贯穿始终。探究是有目的的，要得到科学道理与做人的道理，在探究过程中求得知识与能力的积累发展。其中，做人的道理在探究中是较隐性的。
物理研究性学习材料范文第4篇
【摘要】文章对中南大学材料物理学科近年来在创新型人才培养方面取得的成绩和特点进行了较为深入的分析和探讨，对创新人才培养方面存在的不足进行了剖析，对培养创新型人才培养中所需的创新性思维、短期与长期创新能力的关系等方面提出了思考与建议。
【关键词】材料物理学科；
创新型人才培养；
成绩；
问题；
建议
材料是人类文明不断发展的重要标志，是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。近几十年来，随着科学技术的不断发展，各个产业对材料的性能提出了更高的要求。这些客观因素要求从事材料科学的研究人员能够适应新形势的发展，不断创新，开发出满足社会进步所需的新材料。要实现这个目标，人才的培养是关键。中南大学大材料学科作为国内知名的学科，在创新型人才的培B方面，已经做了许多有益的尝试与探索，取得了一定的成绩。为了进一步巩固材料学科创新型人才培养方面的成绩，总结经验教训，探索创新型人才培养过程中新的思路和方法，有必要对中南大学材料学科学生创新能力培养方面进行进一步的教学改革。中南大学的材料物理学科作为国家重点学科，是中南大学国家重点一级学科的重要组成部分，与其他材料专业学科相比，学科交叉性更强，人才培养更加偏重于理论与实践相结合，因此材料物理学科创新型人才培养具有与其他材料学科不同的特点。为了积极探索和研究材料物理学科创新型人才培养过程中的新的思路和方法，有必要进一步加强材料物理学科人才培养的研究与探索。
一、中南大学材料物理学科创新人才培养已取得的成绩
中南大学材料物理学科在学生创新能力培养方面，历经十几年的改革、探索、研究与实践，取得了不少可喜的成就，同时也收获了难得的经验教训。
（一）凝练了材料物理学科人才培养的指导思想和培养模式
“面向未来，面向科技发展前沿，面向市场，建设人才培养与科学研究相互促进、本科生培养与研究生培养并重、研究型人才培养与工程型人才培养并重”是中南大学材料物理学科在长期的实践过程中形成的人才培养的指导思想。材料物理学科的一线教职员工经过近20年的实践与探索，通过采用分步实施的教学改革方案，在专业整合、课程设置、教材管理、团队建设和平台搭建方面做了大量富有成效的工作。目前，中南大学材料物理学科在培养高素质人才方面，已经形成了一套有自己特色的培养模式。“宽专业、厚基础、高素质、强能力”是新形势下中南大学材料物理学科对所培养学生的全面要求[1]。在教学过程中，针对材料物理学科专业特点，在“以学生为本，融知识传授、创新能力培养、素质教育于一体”的教学理念下，整合、优化体系和教学内容，出版配套教材，使学生能够学到更新的理论和实践专业知识。在教学和科研实践过程中，注重打造学生的学习能力、创新能力、交流能力、社会适应能力和工程实践能力，以实现培养“下得去、上得来、见效快、后劲足”的创新型人才的目标[2]。
（二）探索了一套严格的教学制度和考核考评办法
在教学中建立了完善的教学评价与考核体系，使各教学环节都制度化、规范化、标准化，授课教师都能严格执行校、院制定的教师行为规范，认真执行课程教学及实验的教学过程规范，严格遵守教学规定。对于教师的授课情况通过教学评价与考核体系进行考评，考评的方式有学生的评价、学校督导员听课评价、教师之间的听课等，通过以上的考评形式全面掌握教师的教学情况。
为了充分调动学生的学习积极性，改变教学过程中学生学习存在的侥幸心理，变被动学习为主动学习。材料物理学科对考试考核这一杠杆对教学质量的调控作用进行了深入的挖掘。对于重要的考试如期末考核，均实行考、教分离，统一大纲要求，统一考试，统一阅卷，统一评分。考试采取平时和期末考试相结合，期末考试形式多样，根据不同对象采取笔试、口试以及综合课程设计等，取得了较好的效果。
（三）构建了以创新能力培养为内核的材料物理学科教学体系
课程设置上，注意教学过程中理论基础知识与实践动手操作的统筹协调，如课时比例、教学进度等；
教学内容安排上注意分层次，体现因材施教；
教学的内容也要不断更新。在现代科学技术迅猛发展的今天，教学内容要有一定比例的不断更新，它们既可以来自教师科研成果的提炼，也可以是学科前沿的介绍以及工程和实践应用技术所引入的内容。瞄准教学的全新目标，提供给学生的是自主式、合作型、研究性的学习方式，教学方法的改革涉及教师指导方式方法、学生思考和操作方式的变革，鼓励材料物理老师在教学过程中展开开放式精品示范课程的教学尝试，引入交互式教学方法，倡导以学生为主体的教学方法改革。提倡材料物理教师结合本学科交叉性强的特点，合理地引导学生学习和了解除了材料专业相关的课程外，对物理和化学的相关知识以及研究前沿也要有所涉猎。
二、中南大学材料物理学科创新人才培养过程中还存在的问题
（一）创新意识的培养任重道远
物理研究性学习材料范文第5篇
关键词：工程材料学 教学体会 教学方法
Fundamental teaching combined with frontier research：
teaching experiences in engineering materials
Yuan Guangyin
Shanghai jiao tong university， Shanghai， 200240， China
Abstract：
The article introduces a teaching method and experiences in engineering materials education. The course will be better understood if students learn basic theories along with the introduction of latest research progress in relevant area. Also， students will learn to think independently when applying theories to practice by finishing certain surveys and reviews in engineering materials.
Key words：
engineering materials；
teaching experiences；
teaching method
凡与工程有关的材料都称为工程材料。工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以力学性能为主，兼有一定的物理、化学性能；
功能材料以特殊的物理化学性能为主。工程材料主要应用于机械制造、航空、航天、化工、建筑及交通运输等部门，对社会经济的发展起到不可替代的作用。
工程材料学作为高校工科材料类和大机类本科生专业基础课，在目前宽口径复合型人才培养中发挥着越来越重要的作用。笔者在工程材料学课程中运用基础理论与前沿研究相结合的教学方法获得了不错的教学成果。
1 工程材料学课程内容与目标
工程材料学课程属于材料科学与工程类专业的技术基础课。材料科学与工程类专业的学生在学完材料科学基础和材料加工原理等基础理论课后，头脑中堆满了有关材料科学的概念和现象，但是在遇到实际问题时往往不知从何处下手。工程材料学就是从材料科学和实际使用的角度出发，根据学生已有的材料科学的基础理论、概念和现象，建立整体统一的概念和体系，阐明它们之间的内在联系，帮助学生学会分析问题和解决问题的方法，培养在实际工程中正确地选择材料和使用材料的能力。
通过该课程的学习，学生需要掌握各类金属材料的基本特征，改善材料性能的技术途径以及合理地选择材料、使用材料的原则和方法，具备能根据零部件实际服役条件正确合理地选用材料、安排其大致的加工工艺路线，制定其相应的热处理工艺的能力，为今后实际科研和生产奠定技术基础。
2 基础理论与前沿研究相结合的教学方法
工程材料学课程重点讲授常规工程材料的组织结构特征和性能特点，改善性能的热处理工艺以及常规工程材料的选用等方面的内容。采用课堂讲授、课堂讨论以及有关材料热处理、加工等工厂实际情景录像、现场观摩等多种教学方式加强学生对课程基本知识的掌握和理解。
2.1 理论与科研实际相结合提升学生的认知程度
仅通过文本、图片、声音及图像等多种形式来向学生传达课程信息，并不能让学生对工程材料学这一应用型课程具有直观与深刻的理解与体会。因此，为了使课程内容多样化，增加学生学习兴趣，提高工科材料类和大机类本科生对工程材料学课程的认知程度，加强基础课程理论与前沿科研信息的衔接，笔者在授课过程中将自己相关的科研工作与体会灵活地穿插在课堂内容中加以介绍。
如在第一章讲解“非晶”与“准晶”的概念时，笔者用一节课时间介绍自己在该领域的研究工作以及国际上在非晶、准晶材料领域研究的最新进展和非晶、准晶材料的应用现状。这一做法在唤起了一些学生对非晶和准晶材料的研究兴趣的同时，多层次深入的介绍让学生对非晶的理解不仅仅停留在“非晶是一种没有原子的三维周期性排列的金属或合金固体”的概念上，而是对非晶这一特殊结构材料的发展及应用价值有了较为直观的了解。不仅如此，通过对特殊原子排列结构的理解与学习更能促进学生对金属结构相关内容的联想与反思。这样，对于工程材料学课程中其他相关内容的理解也起到较大帮助作用。
又如，在《有色金属》章节介绍“镁合金材料”时，笔者将自己在镁合金材料领域多年的研究积累浓缩在一节课中对学生做了生动的介绍，特别注重高性能镁合金材料研究思想的介绍。可降解镁合金材料作为生物医用材料有着巨大的发展潜力，笔者在课程中向学生介绍了由上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心自主研发的JDBM可降解生物医用镁合金的研究现状。在丰富课程理论内容的同时，也向学生传达了前沿的研究思想与发展趋势，不仅有助于学生对工程材料领域的认识，也有助于学生建立材料科学整体的宏观认知与理解。
2.2 理论联系实际促进学生独立思考
“学而不思则罔，思而不学则殆”，在教学过程中还应注重学生被动学习与主动思考的结合。因此，在基础理论与前沿研究相结合的教学方法中，笔者针对提高学生主动思考这一问题，通过启发学生完成在工程材料领域中的相关调研加深学生对工程材料行业的思考与了解。
笔者针对所讲授的主要工程材料的最新研究及应用现状布置了以下调研题目：
（1）民用建筑用钢的研究现状和发展趋势。
（2）汽车用超高强度钢板的研究现状和发展趋势。
（3）核电用钢的研究现状和发展趋势。
（4）大型飞机关键结构用先进钢铁材料的研究现状和发展趋势。
将学生分成4个小组，每个小组从以上4个调研题目中选择一个专题，通过网络或者查阅文献等方法了解相关的知识。每个组员要求提交一份不少于2 000字的专题综述报告，不仅仅要求学生撰写文献综述，而且鼓励学生在综述中大胆发表自己的观点，同时每个小组制作PPT并合作完成一个15分钟的专题报告展示。
这一做法不仅能调动学生学习的主动性和积极性，也能提高学生检索文献及团队合作的能力。
此外，本课程成绩的考核强化了平时学习效果的考核。课堂讨论、调研报告、考勤等占总成绩的50%，期末考试成绩占总成绩的50%。所以，学生对这门课程一直保持着较高的学习热情，很好地实现了本课程教学大纲的目标。笔者前后对7届学生讲授工程材料学课程，学生网上评教结果均为优秀，本门课程的教学方式和效果受到了学生的充分肯定。
3 结束语
总体看来，采用基础理论与前沿研究相结合并辅助多种教学手段的教学方式取得了显著的成效。通过该课程的学习，学生较好地掌握了各类常见金属工程材料的组织、结构特点、改善性能的基本途径和相应的工程材料的选用。通过7届学生的期末试卷完成情况来看，大部分学生可自主完成基本工业零部件的选材、加工与热处理工艺，很好地实现了本课程教学大纲的目标。
