西电新闻网讯（记者 唐羽琴）量子力学有多难？波函数、薛定谔方程……这些听起来让人头疼的概念，曾经让无数理工科学生“望而生畏”。在传统的“填鸭式”教学模式下，面对这些抽象深奥的理论，很多同学只能选择死记硬背，陷入“教师单向灌输、学生被动接收”的困局。这种教学困境在电子材料相关的“硬核”课程中尤为突出。

“以前面对波函数、量子态叠加这些概念，只能死记硬背课本表述，理解错了也没人纠正。现在通过课堂讨论，和老师、同学碰撞思路，比如分析电子双缝干涉实验时，波粒二象性的概念一下子就清晰了”，这是材料科学与工程专业23级本科生张璐的感慨。

今年春季学期，一门让很多学生头疼的“硬核”课程——《电子材料理论物理Ⅱ》，迎来了史无前例的“逆袭”！

1+1＞2的破局

电子材料创新水平是衡量国家科技实力的核心指标，更是我国突破“卡脖子”技术的关键。这给电子材料人才培养提出了新的要求——既要开展基础研究，又要推进技术转化。

为进一步强化课程体系与学科发展的深度适配，西电先进材料与纳米科技学院依托学校“电子信息特色鲜明、国防军工背景深厚”的优势，在2023级学生培养中正式启用全新培养方案，对课程进行优化升级：

将原《电动力学》与《统计物理》整合为《电子材料理论物理I》；原《量子力学》调整为《电子材料理论物理Ⅱ》；原《固体物理》与《半导体物理》整合为《固体物理与半导体物理》。

这样的课程整合实现了“1+1>2”的效应。重新设计的课程体系能夯实理论根基、培养学生科学思维，使学生们逐渐告别了材料研发中“经验试错”的传统路径，开始迈向“精准设计”的新阶段。如今，这套课程体系发挥着桥梁作用，推动科研成果从实验室走向实际应用。

课程整合只是第一步，教学方法的革新更为关键。传统“灌输式”教学存在明显局限——学生习惯接受标准答案，面对“无唯一解”的复杂问题时，既不敢质疑，也不会多角度拆解，批判性思维与创新意识难以培养。

“师－生－研”三元联动的创新突破

如何让抽象的量子力学概念变得“可讨论、可拆解”？如何激发学生从“要我学”到“我要学”的转变？

先进材料与纳米科技学院在原有“师－生”交互式讨论教学法基础上，创新性地引入“研学学长”作为第三元角色，构建起“师－生－研”三元交互式教学模式。

简单来说，“师－生－研”三元交互式教学法就是让教师、学生和研学学长三方深度互动，打破传统课堂的单向传输模式。

在这个模式中，教师不再是知识的唯一输出者，而是讨论的引导者；学生不再是被动的接收者，而是知识的共同建构者；研学学长则发挥着独特的“桥梁”作用，他们刚完成课程学习，对重难点、认知误区及学习规律的理解更贴近当前学生视角，能够精准“踩点”。且研学学长与学生年龄相近，沟通更为顺畅。相比面对严肃的老师，学生在同龄人面前更敢于表达观点，讨论氛围更加活跃。

《电子材料理论物理Ⅱ》课堂

“师－生－研”三元交互式模式的具体实施分为三个层次。

第一层是师生互动打基础。教师依据课程大纲、课本内容和学生认知水平设计讨论框架，通过层层设问引导学生聚焦理论逻辑梳理等关键内容，实现从“知识传授者”向“讨论的引导者和启发者”的转变；学生主动参与讨论，提出疑问并分享理解视角，实现从“被动接受”向“主动思考”转变。

第二层是师长协同做保障。教师和研学学长提前沟通，针对学生的共性问题与知识薄弱点，明确讨论课的核心目标；研学学长基于自身学习经验提出具体方案，从学生视角提出具体方案，实现课程从“枯燥乏味”向“趣味横生”转变。

第三层是长生互动促深化。研学学长每两周组织一次讨论课，与课程同步推进。课上采用单人或2-3人协作的方式抽签领题，进行三十分钟讨论。课堂氛围轻松自由，学生可随意走动、提问。讨论结束后，学生上台讲题，研学学长给予精准点评与细致补充。在这种平等的互动中，研学学长帮助学生巩固核心知识点，并通过引入前沿案例与科研场景，引导学生将书本知识与科研实践相结合，实现从“疑难困惑”到“融会贯通”的转变。

讨论课课堂

两大“法宝”：科学思维与情感赋能并重

在教学实践中，学院摸索出了这种教学模式的两大“制胜法宝”。第一个法宝是贯穿课堂的科学思维训练。无论是常规课程还是讨论课，教师都会引导学生完成总结科学规律、用数学语言表达、验证科学规律以及发现新的科学问题这四个关键步骤。

以波粒二象性为例，教师首先引导学生从经典物理实验现象与量子世界观测结果的对比入手，归纳出波粒二象性的本质特征；接着，教师现场演示了如何将这一物理规律转化为具体的数学形式。随后，结合电子双缝干涉等经典实验，师生共同阐释理论预测与实验结果的对应关系。最后教师提出“如何利用量子相位描述铁电相变问题”等前沿开放性问题，点燃学生们的探究热情。

第二个法宝是情感赋能的有效运用。在课堂教学中，教师以饱满的教学热情，运用生动的表达方式和贴近学生生活的实例来激发学习兴趣，对学生的正确思路给予及时肯定，对出现的思维偏差进行耐心引导。研学学长在讨论环节中着力营造轻松而活跃的学习氛围，当学生思维受阻时，以肯定代替批评，随后提供针对性的指导建议。通过“课堂激情引导+讨论温情护航”的情感支持模式，学生在思维交流碰撞中持续感受到关注与尊重，从而保持积极自信的学习状态。

《电子材料理论物理Ⅱ》讨论课堂合影

“我看到了一个明显的转变，”研学学长廖丽说道，“以前，学生们总是等着老师给出标准答案，现在他们会主动去分析问题、寻找解决思路。特别是那些基础相对薄弱、平时比较内向的同学，在小组讨论中也开始积极发言，学习成绩也有了明显进步。”

成效显著：从“听天书”到“真理解”

2025年春季学期，《电子材料理论物理Ⅱ》这门课程的内容相比往年大幅扩展，从原来的6章内容增加到15章，学习的广度和深度都前所未有。

更改后的《电子材料理论物理Ⅱ》课程内容

但本学期末，《电子材料理论物理Ⅱ》交出了一份亮眼的成绩单。90位学生的课程考核成绩均分为77.1分，相较于2022-2024年间该课程65分左右的平均成绩，提升了12分，提升幅度达19%！

《电子材料理论物理Ⅱ》近4年平均分

更令人惊喜的是，以往学生普遍“丢分重灾区”的综合应用题，得分率从往届平均35%大幅提高至58%。这反映出学生在知识运用、逻辑分析和实践应用等核心能力方面的全面提升。

课堂“活”了，学生“动”了。现在，翻开学生的笔记本，密密麻麻的“疑难标注”和“思路备注”笔记占到了65%，而过去这个比例仅为20%；课后作业的独立完成率也从60%提高到85%。如今再走进课堂，不再是“死气沉沉”，提问声此起彼伏，提问频次比往届增加了2.5倍，问题的质量也从单纯的“公式是什么”的公式记忆类问题转向了“为什么这样推理”的逻辑质疑类问题。

这种积极的学习氛围还“溢出”了课堂边界。学生们在寝室里讨论学术问题的次数从每周半次增到每周近3次，无形中打造出一条“课堂－宿舍”的学习生态链。

《电子材料理论物理Ⅱ》各类情况数据对比

这段课程改革并非一帆风顺。起初，不少学生课堂参与热情不高，讨论往往浮于表面。面对这些挑战，教学团队没有退缩，而是精准“把脉”，对症下药——提前发布讨论提纲，帮助学生预习，并根据学习基础和性格特点重新分组，设计包含“基础问题－延伸问题－前沿问题”的进阶式问题链。这些改进带来了显著变化：课堂参与率从55%跃升至85%，学生的综合应用题得分率进一步提高了27%。春季学期，三个授课班级总计开展21次讨论课，累计时长达60小时。这种因材施教的精细化安排，有效打破了“硬核”课程的教学困境。

任课教师周益春惊喜地发现，课堂上出现了学生“反驳式提问”的声音。“这说明孩子们真的开始独立思考了！”听课教师也纷纷点赞：“这一模式终于告别了‘硬核’课程‘老师讲得累、学生听得懵’的尴尬局面！”

而学生们也兴奋地分享着自己在这门课程学习中的变化：“以前碰到量子力学难题就头疼，现在会自然而然地像课堂讨论那样去拆解、去找依据，思路一下就清晰多了！”

从点到面：向更多“硬核”课程推广

基于《电子材料理论物理Ⅱ》的成功实践，学院正着手将这一创新教学模式向其他“硬核”课程推广，涵盖《电子材料理论物理I》和《固体物理与半导体物理》等课程。

要推广这一模式，核心在于抓住三个关键：老师引导、学生参与、研学学长助力。具体而言，可以从三个方面推进：第一，打造一支过硬的师资队伍和研学学长团队，让教学有“硬支撑”；第二，紧盯学生的真实需求，哪里有学习痛点就在哪里设计讨论话题；第三，深挖每门课程的特色，针对各科重难点，量身定制讨论主题和问题设计，让每堂课都有针对性突破。

在教育改革的大潮中，每一次创新都是对未来的投资。正如量子世界的无限可能，教育的未来也充满着无限想象。西电这场教学改革的成功实践表明，找准方法，“硬核”课程也可以变得生动有趣。更重要的是，这一模式探索出了从“被动接收”到“主动求索”的育人新路径，为培养具备创新思维的高端电子材料人才提供了有益借鉴。

面向未来，学院将继续继续围绕电子材料人才培养实际需求，优化课程设置和教学内容，将理论知识传授和创新思维培养有机融合，深化“师－生－研”三元交互式教学实践，加快拔尖创新人才培养步伐，形成可复制推广的教学经验，为建设高水平电子材料人才队伍做出贡献。

注：首届采用交互式讨论式教学法的《电子材料理论物理Ⅱ》课程团队由周益春教授、李培咸教授、张东岩副教授、王浩林讲师组成，此次课程由周益春教授全程负责开展。