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应用物理

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应用物理范文第1篇

【关键词】应用物理 试题库 建设与应用

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)12C-0062-02

生活离不开物理,科技离不开物理,整个社会的进步也离不开物理,所以,大学生学习物理具有很重要的现实意义。应用物理这门课程是我院高职高专理工科学生必修的一门基础课程。要培养我们的学生能够跟上今后时代的发展,就要帮助他们打下扎实的物理基础,这样,他们在以后的发展中才具有较强的适应性。这无疑对我院的教学质量提出了更高的要求。为此,我们必须跟上时代步伐,努力推进教育改革。

但是,随着教育改革的进一步深化,传统的不合理的考试模式对提高人才培养质量的制约逐渐显现出来。从素质教育和创新教育的角度考虑,由于我们不重视对考试科学的研究等原因,传统的考试制度存在诸如试题量小,不能覆盖全部课程内容,偏重对知识的考核,缺少对能力的考核等弊端。开发、建立一个适用于不同目的、技能和任务需要,且由大量优质题目组成的试题库已成为教育改革的重要内容。许多专家认为,为了保证试题库的质量,需要根据考生的考试结果,对考试系统生成的每份试卷进行效度、信度分析,对每个试题进行区分度、难度分析,并根据分析结果对试题进行调整,剔除不符合要求的试题。同时根据考试群体的实际情况进行难度调整,这样测试的结果才能科学、准确地评估教师的教学质量和被试的学习水平。

一、应用物理试题库建设内容

本试题库主要由力学、热学、电磁学和光学等四个题库组成。题型共包括六种:选择题、填空题、判断题、简答题、计算题和证明题。每个试题库中的试题内容均覆盖大纲要求内容的90%以上。各部分题库的题量和按章节分布情况如下。

力学部分(含振动与波动):本题库共有623道题,其中单选题197道,填空题211道,判断题70道,简答题12道,计算题129道,证明题4道。

试题按章节分布情况如表1:

热学部分:本题库共有194道题,其中单选题57道,填空题41道,判断题43道,简答题8道,计算题42道,证明题3道。

试题按章节分布情况如表2:

电磁学部分:本题库共有575道题,其中单选题147道,填空题152道,判断题127道,简答题6道,计算题141道,证明题2道。

试题按章节分布情况如表3:

光学部分:本题库共有288道题,其中单选题87道,填空题55道,判断题46道,简答题11道,计算题29道,无证明题。

试题按章节分布情况如表4:

二、试题库的特点

(一)试题的标准化

四个部分的试题库全部按照标准化试题库的要求建立,既有客观题,又有主观题,组题是按随机性原则。

(二)题库的系列化

本试题库系列是由力学、热学、电磁学、光学四个试题库按统一的要求、统一的构思建立的。因此,形成一个从内容到形式都协调统一的试题库系列。

(三)题库适用范围广

本试题库适用于我院高职高专理工科学生的单元测验、期中考试和期末考试。

三、试题库的评价指标

试题库质量的评价指标主要包括试题的难度系数(包括客观题的难度系数和主观题的难度系数)、试题的区分度、试卷的信度以及试卷的效度等几个方面。

从近年的使用情况看,该试题库使用后效果良好:其一,实现了真正意义上的教考分离,促进了教学质量的提高;其二,统一了力、热、电、光四部分的试题要求,保证了四部分的考试质量;其三,实现了题库管理的微机化,提高了制卷的质量和工作效率。但是,随着科学的不断进步,试题库的题型要及时更新,其内容也应随时更新,真正实现与时俱进。

【参考文献】

[1]刘梅,雷超阳.改革考试方式,建立科学的无纸化考试平台[J].长沙通信职业技术学院学报,2003(3)

[2]于向英.教育测量与统计[M].郑州:郑州大学出版社,2004

[3]孙宝志,金魁和.高等医学教育现代考试方式方法[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1996

[4]王孝玲.教育测量[M].上海:华东师范大学出版社,2001

[5]李述刚,薛茜.试题库质量评价指标及应用[J].新疆医科大学学报,2005(12)

【基金项目】防灾科技学院教学研究与教学改革项目(201141)。

应用物理范文第2篇

【关键词】应用物理学;发展

1 应用物理的起步和发展

在古时候,虽然人们对自然界中事物的认识只依靠直觉和思辨性猜测,但是此时已经有了物理知识的应用。从刀耕火种之中就能看到物理力学的基本应用,由此可见应用物理在生活中的普遍性,以及应用物理发展的必然性。这个时期,得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学,诸如静力学中的简单机械、杠杆原理等在农业和狩猎之中有广泛的应用。在该过程中很多的经典物理理论得到实践。而后的时期中更是有了电磁学在实际生活中的应用和发展,指南针就是电磁学方面应用于实际生活的重要代表作。声学方面,唐朝的编钟闻名世界,优美的音律让人们能更好的享受生活。自古时候到近代,总可以在现实生活中看到物理学的应用,这就是最初期的应用物理的起步和发展。在应用物理没有成为专门化的学科时,它早已经融入了人们生活的点点滴滴,贯穿于生活的每个角落。

2 应用物理在经典物理学时期的发展和贡献

15世纪末,在资本主义生产关系发展的过程中,生产和技术得到了更大的发展。近代自然科学在该时期特定历史需求下诞生了。物理学增加了系统的观察实验和严密数学演绎相结合的研究方法。引发了17世纪在物理天文学和力学方面的大发展。牛顿建立力学体系,开启了近代物理学的大门。到了18世纪时期,应用物理在资本主义生产关系中有了突破性的进展,瓦特改良的蒸汽机大大的提升了工业革命的进程,出现了发明和使用机械大时代。如尔顿于1814年英国人史蒂芬孙发明蒸汽机车;玻尔兹曼,吉布斯等创建了统计物理学,使得热机的效率得到了很大的发展,结束了二类永动机的辉煌时期。在18世纪应用物理的发展也使机械论的自然观成为当时物理学的主导思想。19世纪,物理学得到了快速和重大的进展,不同领域之间的联系不断被挖掘出来。如新数学方法与物理研究不断联系,并建立了热力学、分子运动论、波动光学、经典电磁场理论等完整的理论体系。从奥斯特发现在实验中发现了电流的磁效应,到安培提出分子电流假设,再到电磁感应定律的发现,最终麦克斯韦总结出的位移电流假定,创建一套完整的电磁理论体系。同期的应用物理也取得了重大的发展,从第一台电动机的制作,到电力工程、电磁通讯的迅速发展。无疑是应用物理在历史中的逐步登台,应用物理正从现在中的平民角色变为更为人们熟知的明星形象。应用物理的重要性正在不断的凸显,在历史的科技生产和日常生活中占有了更加重大的地位。

3 物理应用指出了近代物理的不完备性

18世纪在统计力学和热力学及麦克斯韦电磁场理论的建立后,经典物理学发展达到一个历史的至高点。经典物理学取得了比之历史看来十分突出的成绩,令不少当时的物理学家萌生了一种错误的认知:物理学的知识已经完备,物理学最基本的、核心的问题都得到了应有的解决,只有需要更深层次细化和需要深入研究的问题在细节上需要作出一小部分的补充和修整,从而令已有的公式更加的贴近最真实的物理本质。但在19世纪,生产技术的发展,随着各种精密、大型仪器的制作,研究对象由宏观到微观、从低速到高速,并不断的触及到神秘的宇宙和物质内部的结构。让人们对宏观世界的认识,发生了巨大的转变。在物理应用于现实的过程中,在进行科学实验时发现了一些不能用当时经典物理学解释的现象。从开始的电子、X射线和放射性现象被人们所发现。到黑体辐射的“紫外灾难”和无结果的“以太漂移”。此类与经典物理学的基本理论和基本概念有强烈的冲突的实验,使传统的经典物理学观念受到了重大的质疑,这正是物理应用引起的物理学的一场新的历史进程。在矛盾被提出后爱因斯坦提出了相对论;相继的薛定谔、海林堡等物理学家提出了量子力学的观点,由此结束了经典物理学深受质疑的局面,将理论物理学提升到了一个新的高度。在该物理学理论性提升的过程中,物理应用起着不可忽略的作用。正是将理论付诸于应用才将理论深层次的不完备性挖掘出来,进一步推动物理学的理论化进程。

4 应用物理专业化的正式确立

4.1 正式确立

在十九世纪末期,二十世纪初期随着物理学的不断发展,核技术的逐步崛起,此时应用物理作为一个领域从整体物理中被专门挑选出来,相对于更加注重结合数学的理论研究的物理专业而言,应用物理更注重理论在现实生活中的实际运用。确立了应用物理的地位,表明了对应用物理态度的改变。是应用物理正式走向专业化的标志。在20世纪以来应用物理在航空航天、电子电信、声、光等基础开发和应用中取得了巨大成就。

4.2 独立化意义

应用物理在现在的应用面不断拓宽,在医疗、宇航、新能源开发等方面都有广泛应用,在人们生活水平不断提高的当代,在发展新型能源的今天,人们对医疗条件和能源供应有了更深层次的要求。应用物理的重要性日益明显,只有不断发展应用物理才能满足当代人们的生活需求。曾经的蒸汽机极大程度的解放了劳动力,电子通信的发展拉近了人们的距离,让一个个新兴娱乐产业萌芽,极大的加速了经济的发展。在现有的科技水平上不断的发展应用物理才能加速一个时代的进步。

5 应用物理学未来发展展望

就应用物理的发展来说在这里引用物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁前辈的一句话来说:“今后二十物理学的成就会远远不及100年前,每一门学科的发展都是有起伏的。未来相当一段时间,物理学不会在理论上有大的突破,此时的物理学很多新领域出现了,为我们打开了很多门,每一个门走进去都能大有作为。”无疑应用物理就是这样的一个新领域,在理论无法取得重大突破的现在,应用物理在各方面取得的成绩是可喜的。在物理理论近乎停滞的近些年,各国相继在应用物理的指导下将各种航天器送入太空,不断的探索宇宙的奥秘。在信息传递方面不断的革新,将信息的传递变得简单化和便捷化。从巨型的计算机到mini iPad,每一次的进步都带来了更大的惊喜。应用物理的研究方向是顺应历史需求的,就应用物理今后的进程很多学者有自己的理解,就当前时代的需求:对宇宙的开发。新型航天器的研发将会是每一个国家努力的方向。再次应新时代能源的需求,核反应进一步的可控化也将是一个研究的大方向,同时新型能源开发必不可少。

6 总结语

本文通过分析应用物理学的发展历程,总结了应用物理学发展过程中出现的比较重要的几个时期,我们要不断的回顾和总结应用物理学的发展历史,从历史中吸取发展经验,为应用物理学的日后发展提供经验。

【参考文献】

应用物理范文第3篇

知识目标

1、知道什么是机械运动,什么是参考系,知道运动和静止的相对性.

2、理解质点的概念,知道质点是用来代替实际物体的有质量的点,是一种理想化的物理模型,知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定.

3、知道时间和时刻的区别与联系.

4、理解位移的概念,知道位移是表示质点位置变化的物理量,是矢量,能够区别位移和路程.

能力目标

1、培养学生自主学习的能力,训练学生发现问题,提出问题,解决问题的能力.

2、培养学生的实验能力,学会使用打点计时器,并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论.

情感目标

1、激发学生学习兴趣,培养学生良好的意志品质.

教学建议

教材分析

本节教材主要有以下一些概念:机械运动,参考系,质点,时刻和时间间隔,位移和路程,重点是质点和位移的概念,难点是位移概念.教材在本章开始处列举了大量的实例,给出机械运动的概念,在本节一开始,也是通过生动的实例,给出参考系的概念,接着从研究对象的角度,学习质点的概念,渗透理想化思维方法;再进一步学习时刻与时间,位移和路程等概念.每一小节重点突出,又相互关联,实例鲜明,配图恰当,便于学生的接受,是进一步学习的基础.

教法建议

本节教材的特点是概念较多,很多知识初中时学过,并且这些知识与生活实际密切相关,建议让同学自学讨论的方法进行,可让同学提前预习或课上给出时间看书,教师提出一些问题,或让同学看书后提出问题,展开讨论,达到掌握知识,提高能力的目的,并结合多媒体资料加深理解和巩固.

教学设计示例

教学重点:质点和位移的概念

教学难点:位移概念的引入与理解

主要设计:

一、参考系:

(一)提出问题,引起思考和讨论.

1、什么叫机械运动?请举一些实例说明.

2、描述物体是否运动,先要选定什么?看什么量是否在改变?什么叫参考系?为什么说运动是绝对的,静止是相对的?

3、同一运动,如果选取的参考系不同,运动情况一般不同,请举例说明.

4、选择参考系的原则是什么?(虽然参考系可以任意选取,但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取)

(二)展示多媒体资料,加深理解(穿插在讨论问题之间进行)

1、太阳系资料:行星绕太阳运转情况.

2、银河系资料:星系旋转情况.

3、电子绕原子核运转情况.

4、飞机空投物资情况.

二、质点:

(一)提出问题,引起思考和讨论:

1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离?把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高?汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离?以上几种情况用不用考虑这些物体的形状和大小?

2、什么叫质点?

3、小物体一定能看成质点吗?大物体一定不能看成质点吗?请举例说明?

4、什么叫轨迹?什么叫直线运动?什么叫曲线运动?

(二)展示多媒体资料,加深理解.

1、火车(200米长)穿山洞(100米长)情况.

2、地球公转及自转情况.

(三)总结提高:

1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题,关键在于对物体的运动情况进行具体分析,在我们研究的问题中,物体的形状、大小,各部分运动的差异等,如果对我们研究的问题影响不大,就可以把该物体看成一个质点.

2、学习质点概念时,要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法,我们抓住问题中物体的主要特征,简化对物体的研究,把物体看成一个点,这是实际物体的一种理想化模型,是实际物体的一种近似.

三、时刻和时间间隔

提出问题,引起思考和讨论.

1、“上午8时开始上课”,到“8时45分下课”,这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么?“每一节课45分”的含义又是什么?

2、“现在是北京时间8点整”中“8点”的含义是什么?

3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么?

四、位移和路程

(一)提出问题引起思考和讨论:

1、说“物体由A点移动500米到达B点”,清楚吗?

2、如何描述物置的变化?

3、什么叫位移?为什么说位移是矢量?

4、位移和路程有什么区别?它们之间有关系吗?

(二)展示多媒体资料,加深理解.

1、从天津到上海,海、陆、空三种路线抵达情况.

2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况.

探究活动

应用物理范文第4篇

材料物理实验 应用物理学 教学改革

一、引言

2006年,中国科技创新大会提出:2020年前使我国进入创新型国家行列。因此,为国家培养大批自主创新型人才成为社会发展的迫切需要。据此,许多高等院校将人才培养定位为培养高级应用型创新人才,而高级应用型创新人才的培养不能离开实践教学环节这一教学体系重要组成部分,实践教学在培养学生实践应用能力、分析和解决问题能力、创新精神等方面具有不可替代的作用。

为适应社会对应用型创新人才需求,湖南工业大学构建了以“三实一创”(实训、实验、实习、创新)为核心的专业实践教学新体系。《材料物理实验》课是理学院应用物理学专业材料物理方向一门实践性很强的必修课,其教学目的是让学生熟悉科研全部过程,在实验中逐步了解科学研究方法,课程在培养学生分析问题与解决问题的能力,提升学生科学思维方法以及综合科研素质方面有举足轻重的作用。

二、《材料物理实验》教学内容改革

湖南工业大学理学院材料物理实验室在实验教学新理念指导下,充分了解和贯彻实验教学在教学工作和培养高素质创新型人才中的重要地位,按照培养目标将实验教学内容进行分类、归纳、更新与整合,并遵循由浅入深、由简到繁、由单纯模仿到学生独自综合创新的顺序,逐步推进,分层次按阶段履行的原则,把《材料物理实验》课划分为下面三个实验项目:

1.材料科学基础实验

此基础实验是根据材料物理专业方向课程要求学生学会的材料科学方面基本实验技能所开设的,规定每个学生都会动手操作且分析实验结果,如金相试样的制备、金相显微镜的使用、金属和非金属材料的拉伸、压缩与弯曲实验等。

2.材料分析测试实验

以材料表征和材料性能测试为目的,让学生了解材料研究前沿所需的新型材料合成与测试方法,拓宽学生知识面。有针对性地设置了以下实验:材料的紫外光谱测试、薄膜厚度、折射率及消光系数测试、功能薄膜特性测试、材料热重/差热分析、电化学工作站的使用等,这些实验帮助学生学习材料表征的基本方法和材料性能测试的一般技巧,激发学生科学思维。

3.综合设计性实验

综合设计性实验是一种新型实验教学模式,目的是促进学生提出疑问-综合研究-解决问题的能力,所以,实验选题主要注重发展创新。在学生业已掌握相关材料领域知识前提下,综合设计性实验鼓励学生自我发展创新,督促学生查阅文献资料,帮助学生探索和了解新知识、新方法,根据综合实验的教学要求,提出可行实验方案,按照既定目标,选择实验配方和实验条件,制备出符合实验性能要求材料,对材料进行合理表征,完成性能测试,并根据实验现象和实验结果,探索材料体系结构-制备方法-物质特性的相互关系,判断较好的配方和制备技术,在学生自主选择中培养创新能力。实验包括溶胶凝胶法制备纳米材料及其结构测试、陶瓷材料的成型和烧结、称重法测量材料腐蚀速率等。

三、《材料物理实验》教学方法改革

教学方法直接影响实验教学效果,培养创新人才,教师选择合理的教学方法是关键。传统实验教学通常采用填灌式、验证式的教学方法,实验时老师先讲述实验原理、方法等,然后要求学生按照实验讲义给出的固定实验步骤机械式完成实验,仪器、实验药品等都是教师事先准备好的,最后学生再按照教师要求的固定形式撰写实验报告,学生在这个过程中仅仅是个被动参与者,有很多学生在上课时依葫芦画瓢地照搬别人的实验做法,在完成实验后还不知道为什么要做这个实验,这种教法削弱了学生对实验课程的兴趣和创作激情,学生的动手实践能力没能得到应有的训练,自然难以保证好的教学效果。材料物理实验室通过以下方式改进传统实验教学方法:

1.开放式实验教学

将传统的“教师讲授-演示实验-学生实验”的教学方法改为“学生预习-自己查阅资料-提问与集体讨论-仪器操作-教师指导-综合评价”形式,教师首先给出命题,学生据此查阅有关文献资料,通过提问与讨论设计实验方法,然后自己选择实验装置、手段及实验工序,实验结束后,必须自己经过思考,分析实验结果,总结规律,给出实验结果综合评价,撰写实验报告。

2.实验教学导师制

一般的材料物理实验室只在日常实验教学中才对学生开放,既造成实验室仪器设备的浪费,也无法满足现代实验教学对学生创新意识与能力培养的要求。采用导师制可以克服这个弊端,学生自主选择导师,充分利用实验室的资源优势,在导师的指导下,自行设计创新性实验,参与科研型开放实验或自选课题实验等,方便教师和学生开展科研活动。

四、《材料物理实验》考核方法改革

为了建立全面、客观、公正地评价学生实验操作技能掌握程度、科学态度与综合素质的实验课程考核体系,材料物理实验室从学习态度、理论测试、实际操作能力(包括动手能力、调试能力和创新能力)以及实验结果相结合的办法全面考评学生成绩。对于基础性与材料测试实验,重点考查学生的基本理论和基本动手实践能力,其中平时成绩(包括预习报告、平时实验中独立操作能力及实验报告)占50%,操作考试成绩占50%。对于综合设计性实验,考核方式分为方案设计(合理性、完整性、经济性)、综合操作能力(独立、熟练、创新)、实验报告(清楚、规范、完整)和答辩几个部分来全面评测学生的实践操作能力和分析应用能力。这种多元化的考核方式,从不同角度综合考查学生综合能力,充分调动了学生学习和探索的积极性。

五、结语

我们提出了一个比较符合湖南工业大学理学院实际的材料物理专业人才培养的实践教学改革方案,通过对当前实验教学现状进行分析,对实验教学内容、教学方法、考核方式等不同角度进行探讨和改革,改变传统中实验课附属于理论课的教育方法。经过3年的教学实践,证实教学改革卓有成效,学生动手实践能力明显改善,学生对于科研活动越来越感兴趣,多名学生在学校举办的大学生创新杯竞赛中取得良好成绩。《材料物理实验》教学改革,将是注重学生实践创新和充分发挥学生自主探索研究的一种崭新实验教学模式。

参考文献:

[1] 杨金山.改革实验工作模式 促进应用型创新人才培养[J].实验室研究与探索,2010,29(2).

[2]郭永利,梁工英,卢学刚.在材料物理专业实验教学中培养学生的创新能力[J].陕西师范大学学报,2009,(37).

应用物理范文第5篇

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:10.16400/ki.kjdks.2015.09.030

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 words applied physics; combination of science and technology; 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。