通常而言，在大学本科教学过程中，每一门课程都会以绪论课的讲授开始。这是因为绪论课一般会介绍该课程的主要内容，及其在整个学科中的地位等，从而让学生对这门课程有一个整体性的认识，进而帮助学生在接下来的学习中能更好地掌握相关知识、建立信心、激发兴趣[1-3]。
对于物理学本科专业来说，其专业课程尤其是核心专业课程通常是关于一个领域的一整套理论体系的综合，而这其中又包含了许多较为复杂的理论，学习的难度非常高。因此，学生在学习的过程中，往往只知道一个个单独的理论，而无法将这些理论放到整个课程中去进行理解，缺乏一种系统化、整体化的认识，非常容易陷入一种“不识庐山真面目”的窘境。那么，绪论课的教学就显得尤为重要，因为如果绪论课的教学效果好，就能够使得学生对该课程形成较为清晰的整体化认识，在接下来的学习中，只需将所学的知识点“对号入座”即可。这样既可以帮助学生更好地掌握相关知识，同时也能使学生建立学习信心、激发学习兴趣。本文将以物理学本科专业中理论性较强的一门课——《固体物理学》为例，介绍该课程绪论课教学的思考和设计，为本专业教师的教学工作提供一定的参考和借鉴。
一、找准目标，认清“山头”——从研究对象谈起
物理学本科专业课程往往理论性较强，理解较为困难，这就导致许多学生在花了许多精力去理解和掌握某些具体的理论之后，却又顾此失彼，不知道这些理论到底有什么意义，能够解决什么问题。因此，在课程伊始就应帮助学生找准目标，让他们认清该课程研究的对象和要解决的问题是什么。以《固体物理学》为例，可以首先以设问的方式提出以下3个问题：1.什么是物理学？2.什么是固体？3.什么是固体物理学？这三个问题循序渐进，引导学生通过回答问题的方式了解本课程的研究对象，从而加深其印象。
针对第一个问题，我们要牢牢抓住物理学研究的是物质的三个基本要素：结构、相互作用、运动规律。并由此展开进行具体介绍，如物理学对物质结构的研究所包含的时间、空间尺度；四大基本相互作用以及由此所衍生的各种作用；典型的运动及其规律等。
针对第二个问题，可以分类列举一些实物，包括固体、液体、气体和等离子体等等。然后从存在状态上找出它们的区别，进而说明是组成这些物质的粒子排列结构的不同而导致它们状态上的差别。最后说明固体的结构特征，即在固体中，各种粒子（包括原子、分子或离子等）紧密地结合在一起，粒子无法自由移动，只能在平衡位置附近作微小振动。
回答了前面两个问题，第三个问题就顺理成章了，可以请学生自己来进行概括，即固体物理学是研究固体的结构及其组成粒子（原子、离子、分子、电子等）之间相互作用与运动规律，以阐明其性能和用途的学科。需要注意的是，这里我们仍然要强调三个基本要素，即固体的结构、其组成粒子的相互作用和运动规律。
二、建立知识框架，制定“登山路线”——从研究对象到课程安排
基于前面的讨论，我们首先围绕固体的结构进行展开。考虑到该课程针对本科学生，依据教学大纲，关于固体的结构本课程仅针对单晶体的结构进行讨论。因此，要说明根据结构的不同，固体的分类情况，并可以适当配合相应的图片或模型进行演示，以激发学生的兴趣。随后说明本课程的第一部分即讨论单晶体的结构及其相关的问题，包括晶体的几种基本结构、对称性特征、描述方法（点阵、格矢、晶列、晶面、倒格子等）以及测量方法（X射线衍射）等。
第二个方面即固体的组成粒子的相互作用，其根本起源仍然是电磁相互作用，即各原子最外层电子间，或它们与带电离子间的相互作用。这些相互作用又可以分为金属键、共价键、离子键、范德瓦尔斯键和氢键等，而这些作用又会导致晶体结合能的变化。上述相关内容会在课程的第二部分“晶体的结合”中讨论。
课程的第三个部分即要讨论这些组成粒子的运动规律，它决定着固体的力、热、电、磁和光等宏观物理性质，主要包括晶格的运动和电子的运动。晶格的运动方面主要讨论晶格的热振动及晶体的热力学性质，这部分内容将以几种晶体结构模型为例，将晶格振动用波来描述，讨论其色散关系和由此所决定的热力学性质。而电子的运动方面主要讨论电子的能带理论，以及该理论对绝缘体、半导体和导体中电子运动规律的描述。此外，还会介绍金属中自由电子的运动规律及其性质。上述这些内容都将在本课程中分章节进行讨论。
为了让学生更直观地了解这三个要素对固体性质影响，可以列举以下几个典型的示例进行说明。首先，以石墨和金刚石为例，它们虽然是由同种粒子组成，但由于其结构和相互作用方式不同，从而导致其宏观物理性质有较大差异（硬度、导电性等）。然后，以金刚石和单晶硅为例，尽管它们的结构和相互作用方式都相同，但其运动规律不同（禁带宽度不同，导致电子从满带跃迁至空带从而形成导带的难易程度不同），也会导致其性质的不同（导电性）。综上所述，固体的宏观物理性质是由上述三个基本要素共同决定的。
三、回顾丰硕成果，欣赏“绝顶风光”——固体物理学地位及相关应用研究简介
了解本课程在整个学科中的重要地位，以及大师们的相关工作，不仅能开拓学生的视野，同时也能极大地激发他们的学习兴趣。基于此，可以在绪论课的最后一个部分介绍固体物理学在整个物理学科中的地位以及相关的应用和研究工作，尤其是获诺贝尔奖的工作进行简单介绍。
关于固体物理学的地位，由于在自然界的矿物中，晶态物质占到98%以上，因此固体物理学的研究范围非常的广泛，包括：金属、半导体、电介质、磁性物质、发光材料等的各种性质；发展新材料新器件，及制备材料和器件的新工艺和新理论；承担着许多重要的理论课题，如超导理论、多体理论、非晶态理论、表面理论、催化的微观理论、断裂微观理论、强光与物质相互作用理论等等。
此外，以固体物理学为基础，还发展出了许多分支学科，比如金属物理学、半导体物理学、超导物理学、电介质物理学、铁磁性物理学等等。并且固体物理学在该某些领域的应用，也使得这些领域得以蓬勃发展，如：大批新型合金的制备（耐高温高压、耐辐射材料）促使了航空、航天和原子能工业的发展；半导体的发现（晶体管、集成电路的基本组成）促使电子计算机和电子技术的发展，从而造就了今天的信息时代。因此可以说，固体物理学不论是在理论还是在应用方面都有着举足轻重的地位。
通常而言，诺贝尔奖获奖工作都是该领域具有里程碑意义的工作，下面将其中与固体物理学相关的获奖工作进行简单介绍如下：
1.1996年诺贝尔化学奖，罗伯特·柯尔、哈罗德·克罗托爵士和理查德·斯莫利因发现富勒烯而获奖（固体结构和性质）。
2.1997年诺贝尔物理奖，朱棣文、克洛德·科昂-唐努德日和威廉·菲利普斯因发展了用激光冷却和捕获原子的方法而获奖（使原子以一种新的方式作用而结合的方法）。
3.1998年诺贝尔物理奖，罗伯特·劳夫林、施特默和崔琦因发现了电子在强磁场中的分数量子化的霍尔效应而获奖（粒子新的运动规律所致的奇异性质）。
4.2000年诺贝尔物理奖，若雷斯·阿尔费罗夫和赫伯特·克勒默因发展了用于高速电子学和光电子学的半导体异质结构而获奖，以及杰克·基尔比因在发明集成电路中所做的贡献而获奖（固体中电子的运动规律所致的奇异性质及其应用）。
5.2003年诺贝尔物理奖，阿列克谢·阿布里科索夫、维塔利·金兹堡和安东尼·莱格特因对超导体和超流体理论做出的先驱性贡献而获奖（电子的运动规律所致的奇异性质）。
6.2007年诺贝尔物理奖，艾尔伯·费尔和彼得·格林贝格因发现巨磁阻效应而获奖（电子的运动规律所致的奇异性质）。
7.2009年诺贝尔物理奖，高锟和威拉德·博伊尔因在光学通信领域光在纤维中传输方面的突破性成就而获奖，以及乔治·史密斯因发明半导体成像器件电荷耦合器件CCD而获奖（电子的运动规律所致的奇异性质及应用）。
8.2010年诺贝尔物理奖，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在二维石墨烯材料的开创性实验而获奖（固体的结构和性质）。
9.2014年诺贝尔物理奖，赤崎勇、天野浩和中村修二因高亮度蓝色发光二极管而获奖（固体结构及其电子的运动规律）。
因为课程时间的关系，上述内容仅选择了近20年的获奖工作进行介绍。通过这样的设计，可以给学生一种“绝顶风光无限好”的感觉，从而激发他们的学习热情和进取心。
总的来说，尽管物理学本科专业课程理论性较强，学习难度较大，但在绪论课讲授过程中，通过合理的设计，必将能够帮助学生将知识形成体系，并激发学习的兴趣，让学生体会物理学之美[4]。
参考文献：
[1]郝延明.发挥绪论课的作用提高“大学物理”教学质量[J].中国轻工教育，2011，（1）：95-96.
[2]母小云，etal.应用型本科院校大学物理绪论课教学探讨[J].青年与社会·中外教育研究，2010（3）：60-61.
[3]殷勇.大学物理绪论课教学的重要性及其设计方案[J].学理论，2010（32）：345-346.
[4]张晋鲁，etal.物理学中的美育和人文文化[J].伊犁师范学院学报：自然科学版，2009（1）：17-19.
（作者单位：伊犁师范学院物理科学与技术学院）