段智勇， 馬劉紅， 李夢珂， 鐘英輝， 路書祥

(鄭州大學 物理工程學院， 河南 鄭州 450001)

0 引言

物理學作為一級學科，在國內很多大學中都單獨作為一個學院、系的形式存在。其中有些高校的物理類院系中同時開設有工科專業(yè)，如湖南大學物理學院中的電子科學與技術專業(yè)；鄭州大學物理工程學院的電子科學與技術、測控技術及儀表等專業(yè)；哈爾濱理工大學應用科學學院(前物理系)的電子科學與技術專業(yè)。這些工科專業(yè)在物理院系中發(fā)展，很多都與該學院特殊的發(fā)展歷史密切相關，尤其是電子科學與技術。在1998年以前,當電子元器件及材料存在于中國大學的招生目錄中時，由于其科學研究、教學涉及到半導體物理、固體物理、熱力學統計等多門物理相關課程，放在物理學院發(fā)展似有天然的學科優(yōu)勢[1]。

近年來，在這些高校物理院系中發(fā)展的工科專業(yè)都遇到了一些新問題，概括起來說，從事電子科學與技術、測控技術及儀表這些工科專業(yè)教學、科研的物理院系教師的科研進展緩慢、學術研究平臺缺乏、人才引進和評價體系受限等等。但這些工科專業(yè)畢業(yè)的學生的就業(yè)和升學情況卻優(yōu)于物理學大類其它專業(yè)的學生，這些物理院系中的工科專業(yè)，從學院發(fā)展、教師待遇、院系聲譽及招生資源等方面來看很難舍棄[2]。因此，如何在物理院系中健康、全面地發(fā)展工科專業(yè)是當前亟待解決的一個問題。

1 問題的討論與分析

1.1 教師隊伍發(fā)展思路

工科專業(yè)的教師隊伍有其天然的特點，其工程、應用性質十分明顯，若都按照物理類的人才評價體系和引進方案，如高影響因子論文發(fā)表、前沿研究熱點研究等，物理院系中的工科專業(yè)就很難引進優(yōu)秀人才。如，以IEEE系列雜志為代表的電類學術雜志很少有超過10分以上評價的期刊，機械電子和MEMS領域中著名的Mechatronics雜志，連4分都不到。因此，物理院系中工科專業(yè)的教師人才引進和評價體系，應該將理、工區(qū)別對待，工科這部分教師在發(fā)展SCI論文、授權專利、科研項目基礎之上，更應該關注其實際工作中的實驗動手能力和解決復雜工程問題的邏輯思維能力。而不是簡單的關注其有多少高分論文，是不是研究最新熱點等。

1.2 科研平臺和學科交叉支持

在物理類院系中，工科專業(yè)一般都處于弱勢，很難有大筆資金專門發(fā)展工科專業(yè)的科研平臺。這種情況下，大部分任課教師都在做一些簡單的電子器件應用研究，以企業(yè)小型橫向項目為主，很難形成長期的、穩(wěn)定的、具有前瞻性的科研方向。長此以往，學科專業(yè)有職教化、功利化、平庸化的發(fā)展趨勢，以參加種類繁多的各種層次的競賽、比賽成為學生的科研能力訓練的主要手段，學風浮躁。學科影響力的逐漸消失，學生的基礎理論儲備缺乏，難以適應企業(yè)、深層次科研的需要，并進而惡性循環(huán)。

為了促進物理類院系中工科教師隊伍的健康發(fā)展，從學院層面上需要鼓勵和幫助工科教師充分利用物理優(yōu)勢學科的科研平臺發(fā)展物理與電子、物理與儀器、物理與測量等與工科交叉的研究方向。鼓勵教師申請國家、省部級科研項目，并政策性傾斜于工科教師科研項目的配套資金。對工科方向采取扶一把、送一程的辦法。例如：在有限資金支撐情況下，對集成電路器件、MEMS器件、特色儀器儀表、光電器件等工科研究方向給予一定的支持，這些方向的發(fā)展需要物理基礎、電子技術、儀器基礎且對學生畢業(yè)的就業(yè)、升學能夠形成良性循環(huán)[3]。

1.3 理工結合的課程體系建設

物理學院的工科專業(yè)，在課程設置上不能照搬純粹工科院系的工科專業(yè)設置。需要兼顧理、工兩個學科的交叉，將物理學院理論基礎深厚的優(yōu)點充分發(fā)揮出來。在專業(yè)基礎科中多設置如數學物理方程、半導體物理、固體物理、測試計量基礎、電磁學及電磁兼容、熱力學統計、理論力學等等基于物理大類的工科應用性課程，在此基礎上，二年級下到三年級期間再開設電子、儀器儀表、信息等方向的工科專業(yè)課，有了堅實的基礎理論支撐，專業(yè)課即使開設多一點，學生學習也不會吃力。這對培養(yǎng)基礎理論扎實的工科人才，具有可操作性。其實，這種思路在中國科技大學上世紀80-90年代的課程體系中相當風行，培養(yǎng)出了目前各個領域的不少領軍人物，只是后來在各種因素的作用下，課程逐漸減少、深度降低?，F在看來這種思路還是非常有值得借鑒的地方。

促進本科生進科研實驗室。其實，在很多985重點高?；蛘咧麌獾母咝＃究粕M科研實驗室進行科學研究并不鮮見。很多物理院系在經過多年的發(fā)展后，其實已經擁有讓本科生進入科研實驗室的硬件條件，但更多的是考慮讓物理類學生進入，實驗平臺設計更多傾向物理類方向。讓理科院系的工科本科生進入有一定理論深度的、具備國際前沿性研究的科學實驗室，能夠激發(fā)工科學生從理論層面去考慮問題，而且對工科中的部分實驗加強理論分析，改變目前很多工科學生在科研工作中出現的簡單、重復、創(chuàng)新性差的局面。

鼓勵理科學生和工科學生之間交叉選課，這種院系開設了很多理論深度較高的課程，工科方向也不可能開全所有這些課程。在不以考分、學分為誘惑前提下，鼓勵工科學生選擇理科課程旁聽。建設大課程平臺，尤其是應用、理論相結合的課程，如經典的數學物理方程，對工科學生極為有用，但考慮到難度，目前很多理科院系還只面向物理、應用物理專業(yè)的學生開設。

2 改變及探索

2.1 課程體系及硬件平臺建設

我校物理工程學院作為最早創(chuàng)校三個系之一，很早就開設有工科專業(yè)，早期的自動化專業(yè)在院系調整中撤除后，后續(xù)又開設了測控技術及儀表、電子科學與技術、電子信息科學技術等專業(yè)。但在20多年的發(fā)展過程中，三個本科專業(yè)特色并不鮮明、和物理類專業(yè)協調不好、沒有長期的科學研究方向。在一批老教授逐漸退休后，人才隊伍出現青黃不接，甚至排課都產生困難。

近年來，學院開始關注工科三專業(yè)的改革與試點。在科研方向和平臺建設方面，改變過去長期集中于橫向項目、應用型項目的趨勢，鼓勵教師申請國家自然科學基金、省自然科學基金、人才培育性項目等，截止2017年，學院已經完成2項國家自然基金面上項目，在研國家自然科學基金2項，省自然科學基金3項。學院多方籌集資金，投資2000余萬元，建立了微納加工與微納器件科研平臺，100級潔凈室面積達300余平米，制備與表征實驗能力達到國內同類高校前列。同時物理類的材料物理教育部重點實驗室、離子束省重點實驗室設備也面向工科教師開放。工科方向明確了以微納加工和微納器件(MEMS)研究作為重點學術研究方向，將電科、儀器、電信都調整到該學術方向和學術平臺上。以此平臺和團隊為基礎，2017年6月獲得2018年省高?？萍紕?chuàng)新團隊資助100萬元支持。

課程體系設置方面，改變過去三個專業(yè)區(qū)別度不大，課程雷同較多的問題，在大二下學期到大三期間開設專業(yè)特色課程，如“微納電子學”、“計量學”、“自動檢測技術”、“集成電路設計”、“集成電路測試與封裝”等，而在大一至大二上這三學期多開設“半導體物理”、“半導體器件”、“固體物理”、“微納制造”等基礎理論課程。針對教師短缺的情況，基礎課更多地傾向邀請物理類教師承擔。逐漸實現以理促工并朝著培養(yǎng)具備理論基礎扎實的工科人才方向前進。

鼓勵本科生進入科研實驗室，學院層面頒布了《鄭州大學物理工程學院關于本科生進入科研實驗室的規(guī)定(試 行)》等文件，制定了本科生進入科研實驗室的規(guī)章制度，引領工科學生在大二、大三階段就及早進入科研實驗室，促進工科科研人才培養(yǎng)。

為健全人才引進及評價體系，我校單獨設置工科引進博士人才的詳細規(guī)定，注重論文發(fā)表但不以論文、研究課題前沿一刀切，強調求學期間完成的項目內涵、實際動手能力測試等工科特色的評價方法，近3年來依據該規(guī)定已經引進中科院大學(聲學所、半導體所)、北京理工大學、西安電子科技大學等單位畢業(yè)的優(yōu)秀博士6人，有效緩解了教師短缺、人才梯隊斷檔的嚴重問題。

2.2 專業(yè)定位及培養(yǎng)目標的優(yōu)化

我院的工科方向如果要完全脫出大物理的限制，最優(yōu)方法就是獨立建院、獨立發(fā)展。盡管有包括老院士在內的不少先見人士提出該動議，但這牽扯到各方利益平衡、人員平衡、硬件平臺分割等最后都不了了之。但是如果僅僅將工科定位于物理的輔助性學科、解決院就業(yè)率提升的學科顯然是不合適的且相互牽扯也拖累物理學科的提升。

在我校建設的新的學科體系中，我們強調的是工科專業(yè)和物理專業(yè)具有同等重要的定位，工科專業(yè)不再局限于培養(yǎng)學生熟悉電子元器件的應用、簡單軟件編寫、電路板的布圖與調試等等專科性、職業(yè)化教育，而是強調科研、學術性人才隊伍的梯隊培育，引導學生接觸微納電子技術、測控技術等方向的世界性前沿問題，鼓勵本科生大二進入專業(yè)實驗室參與指導教師的基礎性、基礎與前沿性課題研究；強調在借助物理學科優(yōu)勢基礎理論教育打好專業(yè)基礎的同時，更多地向微納米電子技術、測控及儀器技術等特色專業(yè)上拓展。

經過近年的調整和優(yōu)化，物理學院工科專業(yè)的本科畢業(yè)生名列在前20%的都可以保送進985高校、中科院研究生院攻讀碩士學位或碩博連讀；70%的畢業(yè)生可以通過考試進入到211以上的大學和科研院所繼續(xù)深造，就業(yè)學生也大多能夠進入國內500強企業(yè)從事消費電子、自動控制、儀器儀表方面的研發(fā)工作，就業(yè)率穩(wěn)居全校前列。更可喜的是，每年有10%左右的本科畢業(yè)生能夠在核心刊物上發(fā)表學術論文和獲得授權發(fā)明專利，對學院的科研成果積累貢獻了重要力量。目前工科專業(yè)已經呈現學術前沿研究、基礎應用研究、工程技術研究并重的格局。

3 結語

物理類院系發(fā)展工科專業(yè)，本身具有得天獨厚的學科優(yōu)勢，但如果政策、學科不合理、僵化，反而會限制工科專業(yè)的發(fā)展進而拖累本身主流的理科專業(yè)。從學科課程上設置強調理工結合，以理促工，可以培養(yǎng)理論知識扎實的工科應用型、工科學術型人才。

其實，在理科院系中開展工科專業(yè)，并不只有物理一家。如化學一級學科院系中存在的部分化工專業(yè)、生物醫(yī)藥方向等；數學院系中有不少金融、統計方面的專業(yè)方向；生命科學學院不少也在做BioMEMS器件；本文的研究同樣適用于這些院系以資借鑒。