方莉俐

(中原工學院理學院，河南鄭州450007)

0 引言

應用物理專業(yè)培養(yǎng)具有堅實的物理基礎(chǔ)理論知識、基本的實驗方法和技能、理工結(jié)合的高級復合型工程技術(shù)人才.為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》(2010－2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》，深化教育改革，充分體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式，適應更寬口徑的專業(yè)需要和人才需求的變化，根據(jù)應用物理專業(yè)培養(yǎng)目標和基本要求，著力培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應社會發(fā)展需要的應用物理類卓越工程創(chuàng)新人才，已經(jīng)成為高等院校應用物理專業(yè)教學的重中之重.應用物理專業(yè)從專業(yè)性質(zhì)上屬于理科專業(yè)，是自然科學中的基礎(chǔ)學科——物理學與其他應用學科相結(jié)合的學科，隨著國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施，工科院校應用物理專業(yè)培養(yǎng)模式的改革探索和實踐已勢在必行.

本文分析了工科院校應用物理專業(yè)的招生、培養(yǎng)和就業(yè)現(xiàn)狀，以培養(yǎng)卓越工程創(chuàng)新人才為目標，從應用物理專業(yè)培養(yǎng)模式入手，圍繞專業(yè)特長培養(yǎng)與現(xiàn)代化教學、實踐動手能力培養(yǎng)與實驗教學工作、科學研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與畢業(yè)論文工作、就業(yè)能力的培養(yǎng)與跨學科問題等幾個方面的問題，提出了一種工科院校應用物理專業(yè)培養(yǎng)模式.

1 工科院校應用物理專業(yè)現(xiàn)狀

1.1 招生現(xiàn)狀

目前，我國許多高等院校都設(shè)有應用物理系，或者在物理系內(nèi)設(shè)應用物理專業(yè).應用物理專業(yè)方向十分廣泛，可以說涉及應用學科的各個方面，目前主要的研究方向有:光學、半導體科學、材料科學、核技術(shù)應用、生物物理等，其中每一個方向又可以細分為一些具體的分支.國際上最著名的學府如美國麻省理工學院、美國賓夕法尼亞大學、英國劍橋大學、日本的東京大學等都設(shè)有應用物理專業(yè)，主要研究的課題包括核技術(shù)、宇航技術(shù)、固體物理、凝聚態(tài)物理，聲、光、電學的基礎(chǔ)開發(fā)和應用等.我國的北京大學物理系、中科大的應用物理專業(yè)、上海交通大學應用物理系、西安交通大學理學院的應用物理專業(yè)、北京科技大學應用物理專業(yè)、中科院物理所等，在國內(nèi)應用物理專業(yè)領(lǐng)域都具有較高的知名度.

但是，工科院校中的應用物理專業(yè)招生狀況一直令人擔憂，大多數(shù)的工科院校中，應用物理專業(yè)的學生是通過專業(yè)調(diào)劑錄取的，學生來源較其他工科專業(yè)差，甚至有的院校存在生源不足的現(xiàn)象.

1.2 培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，大多數(shù)工科院校中的應用物理專業(yè)培養(yǎng)模式基本相同，課程設(shè)置主要分為三部分:公共基礎(chǔ)課程(包括英語、思想政治、計算機基礎(chǔ)等本科專業(yè)公共課程)、物理基礎(chǔ)理論課程(包括力學、光學、電磁學、熱學、量子力學、固體物理等)、專業(yè)方向拓展課程(不同院校設(shè)置不同)等.在課程設(shè)置方面，如果理論課程偏多，影響學生實踐能力的培養(yǎng);而如果專業(yè)方向課程偏多，又將不可避免地傾向某個工科專業(yè)，使應用物理專業(yè)變得不倫不類.雖然理論知識的學習比較扎實，但在實踐動手能力培養(yǎng)、科學研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、就業(yè)能力的培養(yǎng)等方面，應用物理專業(yè)明顯遜色于其他工科專業(yè).而且，由于學生來源問題，大多數(shù)調(diào)劑的學生對本專業(yè)不感興趣，學習積極性不高，甚至有的學生存在一定的怨氣，使得教學效果不夠理想.

1.3 就業(yè)現(xiàn)狀

就業(yè)是所有學生和家長以及培養(yǎng)單位最為重視的問題，也是我們高等院校的首要任務(wù).從目前的就業(yè)情況來看，應用物理專業(yè)就業(yè)率很低，畢業(yè)分配走向復雜，大部分學生選擇與物理相關(guān)的其他專業(yè)如微電子、自動化、計算機等就業(yè).其專業(yè)特點和傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式與工科專業(yè)的培養(yǎng)模式有著很大的差別，學生的理論知識學習較工科專業(yè)學生強，但在工程實踐能力方面訓練較少，尤其是在具體的實訓方面較為欠缺，學生動手能力和創(chuàng)新能力不夠強，就業(yè)競爭能力較差.從考研情況看，工科院校中的應用物理專業(yè)中繼續(xù)選擇物理專業(yè)的學生寥寥無幾，絕大部分都選擇了其他相關(guān)工科專業(yè)，這是一個值得我們物理教育工作者認真思考并亟待解決的問題.

2 以培養(yǎng)卓越工程創(chuàng)新人才為目標的工科院校應用物理專業(yè)培養(yǎng)模式改革初探

卓越工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)，要求強化學生工程能力與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù).作為工科院校中的應用物理專業(yè)，雖然是理科專業(yè)，但又傾向于應用，兼顧了理、工雙重特性，必須以強化工程能力與創(chuàng)新能力為重點改革人才培養(yǎng)模式.

2.1 專業(yè)特長培養(yǎng)與現(xiàn)代化教學［1］

“合格+特長”是一種科學的大學生素質(zhì)培養(yǎng)模式.一個合格的大學畢業(yè)生應當達到“合格+特長”的培養(yǎng)目標，在各種素質(zhì)都必須合格的前提條件下，注重專業(yè)特長發(fā)展，努力使學生的專業(yè)素質(zhì)達到優(yōu)秀標準;同時，還要正確引導學生的個性發(fā)展，不斷挖掘每個學生的個人潛力，發(fā)揮個人長處，努力使每個學生發(fā)展成為具有專業(yè)特長、個性突出、全面發(fā)展的優(yōu)秀人才.

通過正確分析應用物理專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和就業(yè)現(xiàn)狀，明確了應用物理專業(yè)的具體特色在于培養(yǎng)的學生具有較高的物理綜合素質(zhì)，能夠充分利用現(xiàn)有資源、很快學會并進行實踐，進而分析、解決相關(guān)技術(shù)問題.將專業(yè)方向定位為前景較為看好的具體方向，通過優(yōu)化整合專業(yè)課程設(shè)置、開放實驗室、應用物理專業(yè)學生參與輔導工科大學物理學生實驗、上好緒論課等手段，讓學生主動說“我要學”.

教學過程中注重現(xiàn)代化教學手段與傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合.在互聯(lián)網(wǎng)時代更好地應用現(xiàn)代信息技術(shù)，對物理專業(yè)學生專業(yè)特長培養(yǎng)，提高物理課程教學質(zhì)量，提高物理專業(yè)學生擇業(yè)能力起著至關(guān)重要的作用.傳統(tǒng)的“語言+板書”的形式特點是敘述清楚、銜接自然、邏輯嚴密，集形體語言、書寫藝術(shù)于一體，有利于教學內(nèi)容的理解和教師與學生的交流互動，適宜做理論分析和演算.電化教學能充分運用聲、像教學手段，使教學過程豐富多彩，加大信息量，有利于某些物理概念、定律的講解.推廣和應用多媒體技術(shù)，廣泛采用電子教案，使用動態(tài)圖形，運用電腦模擬和動畫合成，使物理概念和演算過程更加形象逼真，極大地增加學習興趣.除了課堂講授，還應加強答疑環(huán)節(jié).教師每周安排一定的面對面輔導答疑時間，對學生學習中出現(xiàn)的問題及時予以解決，做到教、輔同步.另外，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，將相關(guān)的教學資料、教學文件、教學課件以及教師的教學研究論文在網(wǎng)上公布，實現(xiàn)教學資源的共享，學生可以隨時在網(wǎng)上瀏覽教學信息，并進行網(wǎng)上答疑，教師也可以隨時了解學生的學習情況.以上幾種方法結(jié)合運用，真正做到教學相長，使現(xiàn)代教育技術(shù)在教學改革中發(fā)揮越來越大的作用.

2.2 實踐動手能力培養(yǎng)與實驗教學工作［2］

物理學是一門理論和實驗高度結(jié)合的精密科學.物理學中幾乎所有的定律和規(guī)律都來自實驗事實.應用物理專業(yè)的學生必須具備很強的實際動手能力和實驗操作技能.我們在專業(yè)基礎(chǔ)課程(力學、電磁學、光學)課內(nèi)實驗開設(shè)方式上，改變傳統(tǒng)的分組上實驗課的方法，實驗室對學生完全開放，學生可以在工作日的任何時間進行預約實驗，并在考試方式上進行了大膽改革，讓學生輔助實驗教師完成一次工科學生大學物理實驗的教學全過程，讓學生轉(zhuǎn)變角色，由學轉(zhuǎn)變成教，極大地激發(fā)學生的積極性和責任感，同時在與學生之間的互動過程中，動手能力得到了加強，取得了非常滿意的效果.為了推廣這一實驗教學改革成果，應加大實驗室開放力度，包括演示實驗、近代物理實驗、設(shè)計性實驗、教師的科研項目都要對學生開放，全方位加強學生實踐動手能力的培養(yǎng)，并對一些與實際應用結(jié)合比較緊密的實驗項目進行進一步的深化改造.

比如，把力學實驗中規(guī)則物體密度的測定，深化改造成不規(guī)則物體密度的測定及顆粒狀材料密度的測定.改造后雖然所依據(jù)的基本原理相同，但在實驗的設(shè)計上學生要應用更多以前學過的知識，同時實驗中要用到一些生產(chǎn)和科研中常用的儀器設(shè)備.通過實驗，學生可以了解實際檢測中測量不確定度的大小，并學習分析實際檢測中產(chǎn)生測量不確定度的因素，以及減小測量不確定度的方法，充分體現(xiàn)活學活用、理論聯(lián)系實際，對學生是一次全方位的訓練.本實驗由具有實際工作經(jīng)驗的教師重點負責，使學生在實驗過程中體會如何發(fā)揮自己的智慧，把理論應用到實際工程領(lǐng)域，達到真正鍛煉實際動手能力的目的.

2.3 科學研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與畢業(yè)論文工作

在鼓勵科技創(chuàng)新方面，從教師和學生兩方面著手.一方面，鼓勵教師搞科研;另一方面，通過教師帶動和影響學生參與到科研活動當中，尤其是要發(fā)揮博士、教授的科研優(yōu)勢，以科研項目為平臺，加強學生科學研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng).積極開辟第二課堂，教師的科研項目適時向本科學生公開，通過吸收學生參與科研課題，鞏固和深化培養(yǎng)專業(yè)思想，孕育學生的創(chuàng)新精神，從加強學生專業(yè)興趣入手，逐漸提高學生的科學研究能力.重點在大三和大四學生中，吸納部分學生參與到教師的科研項目中來，并在畢業(yè)論文階段讓學生承擔部分科研內(nèi)容的實驗分析工作，使學生在具體參與中得到科學研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng).

在大四畢業(yè)實習階段，盡可能多地與校外實習實訓基地相結(jié)合，并在畢業(yè)論文的實踐環(huán)節(jié)中，實行師生雙向選擇，師生科研協(xié)作.將全體教師的科研方向和在研項目向全體學生通報，并由項目負責人向?qū)W生詳細介紹項目內(nèi)容，廣泛激發(fā)學生的科研興趣，將有能力的學生吸納到科研項目中來.

將學生參與教師科研項目的具體內(nèi)容物化，尤其是在畢業(yè)論文階段所做的課題內(nèi)容物化，開發(fā)成學生實驗項目，充實到物理實驗當中，作為專業(yè)物理實驗的研究型實驗項目，在全體學生中開放實驗，實現(xiàn)科研——教學——科研的良性循環(huán)，真正做到科研與教學相結(jié)合，為培養(yǎng)卓越工程創(chuàng)新人才打下良好的基礎(chǔ).

2.4 就業(yè)能力的培養(yǎng)與跨學科問題

從學生考研和就業(yè)情況來看，工科院校應用物理專業(yè)的大部分學生選擇了微電子、自動化等相關(guān)專業(yè)攻讀碩士研究生，就業(yè)方向大部分為以物理學為基礎(chǔ)的其他相關(guān)專業(yè).這種跨學科就業(yè)現(xiàn)象，一方面反映出了本專業(yè)的就業(yè)劣勢，另一方面也反映出了應用物理專業(yè)基礎(chǔ)厚、就業(yè)面寬的專業(yè)特點.可以通過廣泛調(diào)研相關(guān)專業(yè)特點和用人單位對往屆畢業(yè)生的反饋意見，合理安排校內(nèi)專業(yè)實驗和課程設(shè)計，適當開設(shè)跨學科專業(yè)選修課，加強學生跨學科就業(yè)能力的培養(yǎng).

3 結(jié)論與展望

為了改善工科院校應用物理專業(yè)的招生、培養(yǎng)和就業(yè)現(xiàn)狀，培養(yǎng)卓越工程創(chuàng)新人才，通過現(xiàn)代化教學手段與傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合、專業(yè)實驗開設(shè)模式改革、與實際應用結(jié)合比較緊密的傳統(tǒng)實驗項目的深化改造、畢業(yè)實習和畢業(yè)論文的實踐環(huán)節(jié)中師生科研協(xié)作、科研成果物化與研究型實驗開設(shè)、合理增設(shè)專業(yè)相關(guān)選修課等一系列具體問題的思考和嘗試，應用物理專業(yè)學生的實踐動手能力、科研意識、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力一定會得到加強，專業(yè)前景一定會越來越廣闊.

［1］ 方莉俐.物理專業(yè)學生專業(yè)特長培養(yǎng)與現(xiàn)代化教學［C］//大學物理課程報告論壇組委會.大學物理課程報告論壇文集2009.北京:高等教育出版社，2010:129－131.

［2］ 方莉俐.《力學》課程教學方法的探索與實踐［C］//大學物理課程報告論壇組委會.大學物理課程報告論壇文集2010.北京:高等教育出版社，2011:10－12.