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新形势下应用物理专业的改革与前景定位
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　　摘 要 本文以高校应用物理学专业国内外的现状、存在的问题与机遇、本校情况调查为基础，确定了本校应用物理专业的办学定位，为专业教学模式改革指出了方向。 中国论文网 /8/view-7084523.htm　　关键词 应用物理学 理工结合 基础教育 　　中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.ki.kjdks. 　　Reform and Outlook on the Specialty of 　　Applied Physics in New Situation 　　GONG Xiaoyang， LI Tongwei， WANG Hui， WEI Ronghui， Cui Hongling 　　（College of Physics and Engineering， He'nan University of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023） 　　Abstract Based on the present situations of domestic and abroad on the specialty of applied physics， the existed problem and opportunities， and the actual situations of our school. In this paper， the courses orientation of applied physics major is determined， and the reforms of teaching model are also given. 　　Key w combination of sc foundational teaching 　　应用物理学是将物理学的原理、方法应用于相关科学技术领域的基础应用型学科。在整个自然科学中，物理学作为重要组成部分，具有基础性及先导性的地位，是众多传统和现代高新技术建立的基础，同时也是未来新技术产生和发展的源泉与动力。纵观近二十年的诺贝尔物理学奖，除以物理学理论的创新和突破获奖外，很多以物理学的理论给予技术上的革新与应用而获奖，而从理论到应用成熟并获奖的周期也呈现越来越短的趋势。光纤传输和电荷耦合器件（CCD）图像传感器理论均提出于上世纪六十年代，获奖是2009年，历时四十多年。1988年“巨磁电阻”效应被发现，2007年因广泛而成熟的应用获诺贝尔物理学奖，历时近二十年。2004年，独立的石墨烯被分离出，2010年获奖，历时六年。华裔诺贝尔物理学奖得主丁肇中教授认为：工业的发展、人民生活水平的提高，最重要的源动力在基础科学，到应用的时候就把整个人类的生活彻底改变了。而杨振宁教授也认为，当前和以后的几十年内物理学的重心在于应用物理学。应用物理学不仅是以古老的物理学为基础建立的，也应是现代和未来物理学专业发展的主流方向。 　　1 高校应用物理学专业的问题与机遇 　　应用物理专业既讲物理理论，又讲应用和实践，就业可在物理和工程两大领域，从业范围广泛，并与多门学科有相互的交叉渗透。全国高校应用物理专业本科毕业生每年约12000人，尽管数量不多，人才需求应该是供不应求的，然而新形势下，应用物理学专业也面临了前所未有的困难和挑战，我们从以下几方面予以分析： 　　1.1 国内外高校开设应用物理学专业的现状 　　全球顶尖知名理工科和综合类学府如美国的麻省理工学院等都设有应用物理专业（Applied Physics），他们针对核物理及核技术、宇航技术、声光电学的基础开发和应用等方面研究处于世界领先地位，他们培养了国际上优秀的物理学应用人才。 　　我国早期的高等教育都设有应用物理专业，使得顶尖工科背景高校的应用物理专业也有比较悠久的历史。许多著名物理学家如叶企孙、吴有训、任之恭、周培源等教授都曾任教于在1926年成立的清华大学物理系。王淦昌、钱伟长、周光召等是清华物理系培养出了的著名科学家。为国家长远的战略计划，开创和发展我国的原子能科学技术，培养理工结合的新型人才，根据国务院的指示，在部分学校成立了工程物理系。应用物理专业的主要研究领域是核专业，它们为我国核技术开发、研究、应用提供大量人才。 　　我国一流的综合性大学都设有应用物理系或者物理系。近10年来，为适应科技发展，国内的应用物理专业如北大物理系等都大力加强了计算机和电子技术方面的基础研究。我国航空航天技术的飞速发展、半导体材料等技术开发工作的深入研究、医学生物科研等仪器研制开发等物理前沿问题的研究和应用，正是这些一流综合性大学输送的一大批理工结合的优秀的应用物理专业人才。 　　我国的普通（二本、地方性）高校中，工科、师范和综合大学多数设有物理系或者应用物理系。其面临的极大问题就是学生就业。据麦克思2010年度主要本科专业失业率调查数据显示，毕业半年后的应用物理学失业率高居第三位。在目前“就业难”这个问题上，应用物理学专业显得特别突出。调查显示，因各高校应用物理学专业偏重方向不同，就业方向也不同。但一次就业签约率均偏低。毕业生到对口单位工作、做基础物理学教育、考研考博等继续深造、到国外继续学习物理学等几个主要就业去向所占的总人数相比于毕业总人数的比例明显偏低于工科专业，很多有特色的普通高校工科专业大三的学生已预订了工作岗位。所以，应用物理学专业毕业生待岗、转岗、空挡等现象非常严重，毕业生毕业后到计算机、材料、电子，金融等岗位就业，甚至从事的是销售等与物理学完全不沾边的工作，这与当今社会“重工轻理”、“重技轻道”以及受就业趋紧、社会评价越来越功利等大背景有关，应用物理学专业兼具基础性与综合性，以及课程的高难度使得应用物理学这样的基础学科专业面临了就业难、招生也难的两难境地。学生在选择地方性高校时，更多的是选择容易就业的专业。再加上社会大环境的影响，学生对选择应用物理学专业的积极性不高，兴趣不大。造成这个专业在地方高校的生源量不足，因此对专业建设的发展蒙上阴影。
　　1.2 我国应用物理学专业的症结与机遇 　　如上阐述，既然应用物理学专业的毕业生供不应求，为什么普通高校又面临就业难的问题呢？分析原因有几个方面： 　　（1）应用物理专业因课程开设范围广，应用面比较广，导致竞争力不够强，比如虽然开设了数电模电、半导体材料等课程，但是学生学习和研究的深度比起计算机专业和材料专业的人才又有一些差距。相比而言，在竞争最好公司的研发部门中，往往处于下风。其实，应用物理学专业设置时涉及了各方面应用类课程，但比起同名专业工科类来说，不够深、不够精。学习了材料学的部分课程，远不及材料学工科学生学得多;学习了数字电子技术和模拟电子技术课程，远不及计算机类学生学习的多。广而不专，面临尴尬。 　　（2）基础性研究的的课题仍旧是需要大量的政府的政策性投入，同时不能立刻见效益，也难以实现产业化;很多地方性高校是由地方出资建设的高校，其建设资金来源与当地的经济发展有着很密切的关系，这就给高校投建应用物理专业带来资金问题。创办一个应用物理学专业，需深入掌握物理学原理继以投入应用，需大量物理学基础与近代实验和实践的训练，意味着需精密昂贵的实验设备，需实验实训环境建设投资，这种严谨而系统的训练需大量资金的投入，这是很多学校达不到的。 　　（3）大学生就业愿意到高端企业、高新技术开发部门，但作为国家基础教育的重要组成部分的初高中物理教师岗位，则少有人问津，这与中学教师的整体现状有关。但我国实际上急需一批应用物理专业的人才从事中学物理教育事业，虚位以待，无人问津。 　　但困难与机遇是并存的，我们也应看到，应用物理学专业同样存在着很多机遇： 　　（1）在很多工程技术领域，工科专业学生对知识是知其然并用之，应用物理学专业的学生是知其然并知其所以然，即兼具应用方面的经验和坚实的理论基础，对技术的研发是根本性的和革命性的，从而成为很多IT产业的公司如IBM、华为等的技术骨干。 　　（2）与以往不同，随着科学发展速度的增快，应用物理的研究成果和前沿技术的应用也越来越快。例如石墨烯发现后6年获诺贝尔物理学奖，如今已引起了一浪高过一浪的研发热潮。这给应用物理专业人才就业提供更多的机遇。 　　（3）改革开放三十多年，我国东部沿海地区中的某些经济行业，对人才的需求从简单劳动型正在逐渐向技术型过渡，尤其是做基础研究的技术人才，他们需要与国际接轨，需要掌握国外的先进技术，需要操纵进口国外的先进机器。一方面这种人才缺口增加，另一方面，随着新一轮的技术革命，企业向内地的发展，将促进应用物理专业的研究继续向纵深方向发展。 　　1.3 我校应用物理学专业情况调查 　　为适应我国高等教育的发展和我校建设综合性大学的需求，我们河南科技大学应用物理学专业2001年开始招生。起初培养方向是材料物理，2010年起应用物理学培养方向转向光电信息科学与技术。十余年来，尽全院之力对学生的培养，出现一批优异的学生，如北大博士并留校任教、企业家等，2011年因“案例式培养”等特色被获批河南科技大学特色专业。然而，每年招生报考的结果是48%左右，即一半以上的学生是调剂的，当然不可避免的是学生对专业存在着迷茫，学习被动等局面。对刚刚大一的学生调查显示，有88%的同学有考研意向，其中接近30%的同学考研要转专业。从2013届学生就业情况看50%的学生选择考研，上线率30%左右。就业集中在光伏和太阳能企业。 　　2 我校应用物理学专业定位 　　通过对国内外高等教育人才培养现状的分析研究，又基于我校已有材料物理学和光电信息科学与工程专业，我们确定了培养具有扎实的数理基础、理工结合、宽口径、复合型人才为目标的应用物理学专业定位。希望愿意从事科学研究和继续深造的学生在校期间，能学习高等物理学的理论专业知识和实验方法，受到严格的工程实训和计算机方向的培训，同时培养创新思维和科学素养，为继续深造打好基础。希望愿意尽早就业的学生主要学习高等数学、物理学、光电信息和现代检测技术的基本理论， 在实验动手能力和工程实训方面加强训练，更注重对技术的掌握和对知识更新的适应。 　　3 应用物理学专业教学模式改革方向 　　应用物理学要有自己鲜明的特色与优势，是一个应用型复合型的专业，而非学术型、单一型专业。人才的培养也是介于物理学基础性人才和工科技术性人才之间，兼取两头的优点，科技在飞速进步，不同学科的渗透和交叉日益增加，在应用物理学的培养方向上，应适应科技发展的综合趋势和市场经济对人才的要求，着力于培养物理学与其他学科交叉领域以及不同物理方向交叉领域的应用型人才。 　　（1）光伏材料为新一代环保节能型材料，非常符合国家经济的发展战略需求。然而其材料生产的高成本、低转换率强调企业要不断革新，这就需要光伏材料类高等层次人才。单晶硅技术的研究，为我国硬件产业的赶超提供了很好的支持。2014年诺贝尔物理学奖奖励给三位日籍物理学家发现的“蓝光二极管”，颁奖词“让LED照亮世界”标志着物理学在光电信息材料和器件领域的卓越成就，也对应用物理学专业的人才培养指出又一个明确的方向，即光学领域的应用――照明工程和显示技术方面，对属于对应用物理学专业的信息显示与光电技术方向的人才需求。应用物理专业可以围绕在光信息和电子信息技术领域来发展和培养有强大后劲和基础的高级研究人才。 　　（2）物理学对材料的研究，更注重材料内在的机理研究，对材料各方面如材料的电磁性能，光性能等的提高提供理论支持，对材料的研究是根本的，对材料性能的改进是有理有据的。这些使得应用物理专业的人才在从事具（下转第75页）（上接第64页）体的材料科研工作时更得心应手。 　　（3）计算机技术与应用物理专业相结合将为应用物理在新世纪迅速发展插翅添翼。计算机模拟物理实验，节省了大量的人力物力。虚拟仿真实验室的建立，计算机软件进行模拟和数值计算，能使学生在学习理论的同时加深印象，形象直观，活跃了学生的思维，提高学生物理基础理论和计算机两方面的能力，使学生利用好计算机这个工具，能够熟练掌握计算机应用技能，充分发挥应用物理专业人才的优势打好基础。 　　4 结语 　　应用物理学专业是最盛产发明家的专业，爱因斯坦、丁肇中等大科学家的实例告诉我们，我们的改革一定要为对物理学有浓厚兴趣，热爱物理学，有严谨的学习态度，同时具有较强的动手和实践能力的学生插上创新的翅膀。应用物理学专业是培养技术工程师的摇篮，也是我国物理学教育领域的人才库，那些对国富民强、振兴教育有抱负的应用物理专业学生，要敢于投身于基础教育领域，为未来培养人才。总之，应用物理专业的办学需要研究的课题还很多，如何实现培养具有扎实的数理基础、理工结合的、宽口径、复合型的创新人才培养模式，还需要我们在实践中进一步探索。
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【名师论坛】施大宁：教学发展与改革 物理学科与课程建设
　　报告人：施大宁　南京航空航天大学教授报告一　　主　题：若为人师　享受教学——教师发展与教学改革之体会　　时　间：日（周二）15:30—17:00　　地　点：长江路校区多功能报告厅&　　报告人简介：施大宁，南京航空航天大学教授，国家级教学名师，获政府特殊津贴。从事大学物理教育和凝聚态物理研究工作，曾在美国依利诺斯大学、辛辛那提大学和香港大学作访问研究。在凝聚态物理研究领域发表SCI学术论文100余篇，出版著作《物理与艺术》和《文化物理》，并在国内率先开设文理交融的“物理与艺术”课程。2002年获国家自然科学二等奖，2011年获江苏省教学成果特等奖，2014年获国家级教学成果一等奖。曾被授予江苏省优秀教育工作者、江苏省优秀科技工作者等荣誉称号。　　参与对象：原则上要求近3年入职的新教师和学院35周岁以下的年青教师必须参加，其他教师欢迎报名参加。　　报名地址：　　友情提醒：指定参会人员请各单位根据通知要求直接通过OA系统报送统计名单，其他人员请通过上述地址报名。报告二　　主　题：物理学科建设与课程建设的几点体会　　时　间：日（周二）下午2:00　　地　点：图书馆第一会议室　　主　办：科技处　　　　　　物电学院　　　　　　省现代检测技术与智能系统重点建设实验室　　报告内容简介：报告分成两个部分：第一部分汇报南航凝聚态物理科研实验室建设的经验，并介绍近期部分科研成果；第二部分根据教育部在线开放课程建设的意见精神，结合国家级精品课程“物理与艺术”建设的经验，介绍目标导向下国家级在线开放课程群建设的理念和思考。
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题名: 数理科学部学科发展调研－物理科学II领域
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