王正岭



个人简介

王正岭,物电学院教授,江苏省六大人才高峰高层次人才,获教育部高等学校科学研究自然科学二等奖(排名第五)。获批2138太阳诚娱乐官网研究生精品课程《固体理论》、研究生“课程思政”示范课培育课程《固体理论》、一流课程培育项目《力学》、“842T工程”精品课程《电磁学》等教改项目。5年来承担《固体理论》、《力学》、《大学物理》、《普通物理学课程设计》等9门课程的教学工作。获校教学成果一等奖2项(排名第四),获校教学质量评价A级课程5门次。指导本科生获省优秀毕业论文1篇、推荐在评省优秀毕业论文1篇、校优秀毕业论文4篇,指导本科生完成国家级大创项目1项,指导本科生参加省教学基本功大赛获奖8项。主持省自然科学基金面上项目、省高校自然科学重点项目等6项,在国内外期刊上发表论文 50余篇,获授权发明专利3项。曾获得2138太阳诚娱乐官网优秀教师、优秀共产党员、三全育人先进个人、优秀学业导师等荣誉称号。

 

事迹详述

《固体理论》综合育人的教学案例

《固体理论》围绕知识传授、能力提升、价值观塑造“三位一体”的课程建设目标,明确体现课程内容的“思政元素”,在综合育人方面进行课程教学改革与建设。


一、对教学内容与教学大纲修订,体现“课程思政”的知识点与育人环节。

修订后的课程教学目标,不但使学生掌握固体物理的基础知识、定理和定律,还培养学生运用固体物理的知识、定理和定律来分析与解决问题的能力,并且要求能较深刻地分析生产、生活中、科学研究领域的固体物理问题,熟练运用数学工具解决固体物理问题。此外,还要体现课程教学育人目标:了解固体理论在物理学科及工程领域中的地位,理解中国科学家在固体物理研究中的作用与贡献,感受固体物理学发展中蕴含的抽象思维和逻辑推理能力、探究能力及科学质疑和批判精神。采用让学生参与的互动式教学,可以加深学生对固体物理的理解,可以直观地解释许多复杂的物理模型及概念,同时也有利于提高学生的实践能力与探究能力,提高其构建物理模型、解决实际问题的能力,促进自我学习与终身学习的能力。


二、针对《固体理论》课程的特点,在综合育人方面,开展典型案例教学活动。

1、中国科学家的重要研究成果融入教学

针对有较多中国科学家有影响的重要研究成果在固体理论课程中体现的特点,把中国科学家在固体物理方面重要研究成果作为思想政治教育的融入点,结合到课程的教学中去。如黄昆方程融入到晶格振动与晶体热学性质的教学中去;吴有训的康普顿散射融入到晶体的X射线衍射的教学中去;冯端的金属物理学、钱临照的金属晶体范性形变融入到金属的电导率的教学中去;汤定元、谢希德的半导体理论融入到导体、半导体和绝缘体的教学中去;赵忠贤的高温超导研究融入到纯金属电阻率的统计模型的教学中去;师昌绪的高温合金理论融入到晶体的结合的教学中去,等等。

下面以黄昆方程融入到晶格振动与晶体热学性质的教学过程为例来说明。

在回顾三维格波的一般规律、晶格振动的非简谐效应的基础上,提出一维双原子链长声学波的问题进行启发式授课,接着介绍离子晶体的长光学波,讨论两种不同离子组成的一维复式格子,再推导出黄昆方程。讲授过程中有机融入思政元素,从黄昆的生平,回顾黄昆方程产生的历史背景,突出几个代表性成果的节点:“1947年5月,黄昆在英国爱丁堡大学物理系与当代物理学大师、诺贝尔奖获得者M玻恩(Born)合作,共同撰写《晶格动力学理论》专著”;“1950年,黄昆与合作者首次提出多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论,即“黄—佩卡尔理论”;“1951年,黄昆在研究固体物理中的晶格动力学时,对格波与宏观极化电场进行耦合提出的两个基本方程,即黄昆方程”;“1956年,黄昆在北京大学物理系任教授期间,参与创建了中国第一个半导体物理专业,在北京大学任教期间,黄昆还主持本科生教学体系的创建工作,并著有《固体物理学》教材。”最后总结说明,这两个方程得到了海内外学者的一致赞誉,简洁实用。这两个方程为以后的电磁波与声子进行耦合的科学研究奠定了理论基础,这是我国科学家首次在理论物理方面做出的重大贡献。

授课过程中,就黄昆方程在科学研究领域有哪些体现与应用、黄昆方程及其产生过程体现了怎样的理性思维及科学精神、在我们学习过程中怎样提高自己的科学质疑和探究精神等问题与同学互动,提高了学生思考问题及解决问题的能力。通过黄昆在固体理论中作用与贡献的介绍,结合黄昆方程的重要应用与意义,使学生增强民族自豪感,增加文化自信,促进学生专业发展意识,初步掌握反思方法。

把中国科学家在固体物理方面有影响的重要研究成果作为思想政治教育的融入点,使学生产生民族自豪感,增加文化自信,促进学生专业发展意识,初步掌握反思方法。

2、学生参与的互动式教学活动

针对固体理论课程中复杂微观结构比较抽象的特点,让学生参与互动式教学活动。利用计算机辅助技术,查阅相关文献资料,结合研究生的科研方向与参与的研究项目,完成研究报告,在课堂上汇报、交流、研讨。

下面以固体结构空间图像的教学过程为例来说明。

针对固体结构的复杂性,学生很难理解晶胞、晶面、波矢等的空间图像,通过学生参与的互动式教学活动,一方面可以加深对固体结构的理解,直观地解释许多复杂的物理模型,另一方面有利于提高学生的实践能力与探究,提高其构建物理模型解决实际问题的能力。

(1)教师讲授式教学

固体物理课程主要是研究晶体材料的微观结构和宏观物理性能,微观结构比较抽象,为了使学生能较好地理解,自己制作多媒体课件,将晶体的各种微观结构直观地展示给学生,如简单立方结构和体心立方结构等。主要内容包括:固体的分类、晶体的共性、晶体的各向异性(双折射、解理性、外形)、晶体的宏观特性、晶体的分类、布喇菲空间点阵、原胞、晶胞等。

(2)学生参与式教学

提前布置任务,让学生学习、应用相关计算机软件,如 Matlab软件、Mathmatics软件、Comsol软件等,查阅相关文献资料,绘出晶体的各种微观结构图与布喇菲空间点阵、原胞、晶胞图,准备PPT,在课堂上汇报、交流、研讨。根据上课内容与学生参与式教学的内容,完成一篇研究报告,根据PPT汇报表现与研究报告确定成绩。

引入互动式教学活动,加深了学生对固体理论的理解,可以使学生直观地解释许多复杂的物理模型,有利于提高学生的实践能力与科研探究能力,提高其构建物理模型解决实际问题的能力。图1为20级研究生汇报现场图。

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图1 20级研究生汇报现场图

三、合理采用课程考核方式,培养全面发展的学生

从知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等方面全面评估学生的进步与发展。采用灵活多样、具有开放性的考核方式,在课程进程中组织多次的课程考核,以实现对学生的整体发展评价。以学生全面发展的状况来评价教师的教学效果,促进教师在课程建设中的专业成长与发展,促进教师教育教学反思能力,使教师的教学能真正服务于以学生为中心的学,从而实现学生的专业成长与全面发展。

课程取得进步的同时,学生也取得了优秀的成绩。近三年,在学习、科研、综合育人等方面取得了优秀的成绩,且学生平均成绩达到优秀。电子科学与技术专业2018级研究生朱建飞在SCI期刊发表学术论文4篇,申请国家发明专利1项。同时,该同学将理论与实践相结合,积极参与相关学术竞赛,努力实现科研成果转化,曾获得2138太阳诚娱乐官网“科研八分钟”科研组三等奖、2138太阳诚娱乐官网节能减排社会实践与科技竞赛三等奖、江苏省研究生先进材料学术创新论坛三等奖。该同学多次参加相关学术会议,如江苏省物理协会年会、2019华人光催化会议等。该同学积极参与社会服务,先后组织和参加“垃圾分类 我先行”、“行走在阡陌,攻坚在基层”、“研1801党支部南山环保行”、“‘理’所应当 ‘疫’起行动”等社会实践活动,获“2138太阳诚娱乐官网2019年大学生暑期‘三下乡’社会实践活动先进个人”、校优秀共青团员、校研究生会优秀干事及院优秀研究生干部等荣誉称号。物理学专业2019级研究生薛润玉在EI期刊《光学学报》发表学术论文1篇,在投1篇,参与科研立项“调制对称结构长程表面等离子激元广场模式特性的研究”。同时,该同学将理论与实践相结合,积极参与相关学术竞赛,曾获得2138太阳诚娱乐官网研究生模拟国际学术会议交流大赛三等奖。该同学多次参加相关学术会议,如光电物理与器件学术研讨会、机器学习在凝聚态物理中的应用研讨会等。该同学积极参与社会服务,先后组织和参加“物电学院学术沙龙”、“研究生跨文化园地交流活动”、“走进镇江市南徐小学、迎接环境日”等社会实践活动,获校学业奖学金二等奖、2138太阳诚娱乐官网优秀研究生社会工作者等荣誉称号。

通过几年的改革与建设,该课程取得了较大的进步,获批2138太阳诚娱乐官网研究生精品课程、研究生“课程思政”示范课培育课程。在2020年10月开展“思政元素融入专业课程”的校级公开课,成为理科专业实现“课程思政”的优秀案例。课程团队将继续践行立德树人使命,提升课程育人水平,充分挖掘课程蕴含的综合育人元素,打造成高水平的精品课程。


 

 

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