應(yīng)用型高校中的應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)研究*

王 珩 徐世峰 王利巖 馬 佳 孫景超

(沈陽(yáng)航空航天大學(xué)理學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110136)

近年來(lái)我國(guó)高等教育的毛入學(xué)率逐年攀升，已經(jīng)由精英化階段逐漸進(jìn)入大眾化階段和普及化階段.新的時(shí)代背景下，國(guó)家制定了中長(zhǎng)期教育發(fā)展規(guī)劃綱要，建立了高等院校分類(lèi)體系，確立了人才培養(yǎng)層次，重點(diǎn)明確了加大應(yīng)用型人才培養(yǎng)力度.大部分地方性高校和行業(yè)特色型高校為順應(yīng)教育新形勢(shì)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，都將以建設(shè)應(yīng)用型高校為目標(biāo)，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量[1～3].而應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)作為大部分高等院校理學(xué)院或者物理學(xué)院普遍開(kāi)設(shè)的傳統(tǒng)老牌專(zhuān)業(yè)，在新時(shí)期下，同樣面臨著如何轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn).這既是對(duì)高等教育新形勢(shì)的積極回應(yīng)，也是對(duì)專(zhuān)業(yè)自身發(fā)展的深度思考.課程是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的主渠道和主陣地，是教育者教書(shū)育人的核心要素，是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4～6].本文以沈陽(yáng)航空航天大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)為例，針對(duì)應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀，明確課程建設(shè)的指導(dǎo)思想，提出了應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)路徑.

1 應(yīng)用型高校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀

從招生情況看，近年來(lái)隨著高等院校錄取率的不斷增加，由于物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)被家長(zhǎng)和學(xué)生認(rèn)為是難學(xué)、難就業(yè)的冷門(mén)專(zhuān)業(yè)，造成招生規(guī)模逐漸縮小，且生源質(zhì)量不斷下降，專(zhuān)業(yè)中非第一志愿錄取的學(xué)生占較大比重，可見(jiàn)應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)生源質(zhì)量不容樂(lè)觀.

從專(zhuān)業(yè)情況看，物理學(xué)是一門(mén)理論性和邏輯性極強(qiáng)的學(xué)科，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)等內(nèi)容，各部分聯(lián)系緊密，對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求較高.課程設(shè)置過(guò)于強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、邏輯性和完整性，過(guò)分重視理論教學(xué)，實(shí)踐課程環(huán)節(jié)育人效果不明顯.同時(shí)面臨著課程內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法老套的問(wèn)題.

從就業(yè)出口看，應(yīng)用物理學(xué)等物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)不樂(lè)觀，就業(yè)面較為狹窄，以考研深造為主，專(zhuān)門(mén)招收物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的企業(yè)單位較少，迫使部分學(xué)生畢業(yè)后從事與本專(zhuān)業(yè)不對(duì)口的行業(yè)，造成專(zhuān)業(yè)口碑差的后果，又反過(guò)來(lái)影響了物理專(zhuān)業(yè)招生.

由此可見(jiàn)，面對(duì)高等教育的新形勢(shì)、新局面，地方性院校和行業(yè)特色型院校必須更新教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變教育思想，以提高應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合能力素質(zhì)為目標(biāo)，以課程建設(shè)為突破口，培養(yǎng)高素質(zhì)物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才.

2 應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的指導(dǎo)思想

進(jìn)行課程建設(shè)首先要明確課程建設(shè)的指導(dǎo)思想.應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)是以物理學(xué)的基本規(guī)律、實(shí)驗(yàn)方法和最新成就為基礎(chǔ)，來(lái)研究物理學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，屬于物理學(xué)與其他工學(xué)專(zhuān)業(yè)有機(jī)結(jié)合的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)，是現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是多種技術(shù)學(xué)科的支柱.應(yīng)用型高校中的應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)要積極圍繞“地方性、行業(yè)性、服務(wù)性、開(kāi)放性”的辦學(xué)定位，明確專(zhuān)業(yè)方向，更新教學(xué)理念，改革教學(xué)方法，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，提升實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高綜合素質(zhì)，塑造職業(yè)精神，培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)和行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展貢獻(xiàn)力量的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.

筆者所在的沈陽(yáng)航空航天大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)，偏重于光電子技術(shù)應(yīng)用方向，強(qiáng)調(diào)以扎實(shí)的物理學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，深入學(xué)習(xí)光學(xué)理論及應(yīng)用，同時(shí)以良好的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為依托，突出光電子技術(shù)和應(yīng)用的培養(yǎng)，著力培養(yǎng)服務(wù)國(guó)家航空航天等國(guó)防工業(yè)和遼寧地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.明確的指導(dǎo)思想是專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)有效進(jìn)行的前提，在指導(dǎo)思想的引領(lǐng)下，才能提出專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的路徑方案.

3 應(yīng)用型高校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)路徑

3.1 優(yōu)化培養(yǎng)方案 完善課程體系

培養(yǎng)方案是教學(xué)工作的基本綱領(lǐng)，反映了專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)及人才培養(yǎng)規(guī)格，是有效組織教學(xué)、合理配置教育資源以及課程的依據(jù).培養(yǎng)方案是建立在課程體系基礎(chǔ)之上的，課程體系是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的主要載體和直接途徑.應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程體系的確立和設(shè)置，一方面要遵從學(xué)科的邏輯性、科學(xué)性和系統(tǒng)性，另一方面要以市場(chǎng)需求、行業(yè)需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)為目標(biāo)，培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.

圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建由公共基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)方向課和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課等模塊組成的課程體系.明確課程與培養(yǎng)目標(biāo)之間的映射關(guān)系，明確課程與課程之間的銜接關(guān)系，圖1為我校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程體系流程圖，清晰地顯示了課程之間的流程關(guān)系.在新版的培養(yǎng)計(jì)劃中，將專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)分由原來(lái)的193學(xué)分降低至176學(xué)分，學(xué)分的降低并不意味著對(duì)學(xué)生培養(yǎng)要求的降低，正相反，這樣可以讓學(xué)生將更多的時(shí)間和精力投入到各類(lèi)創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽等第二課堂中去，有機(jī)融合第一課堂和第二課堂，提高學(xué)生綜合能力素質(zhì).

圖1 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系流程圖

同時(shí)要注意將專(zhuān)業(yè)發(fā)展充分融入學(xué)校的大環(huán)境之中，緊密?chē)@學(xué)校特色學(xué)科，在專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容中有機(jī)融入學(xué)校的行業(yè)特色元素.比如在力學(xué)中的流體力學(xué)章節(jié)加入與我校航空航天特色相關(guān)的飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)案例，在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中增加航空部件激光制造項(xiàng)目等.

科學(xué)的培養(yǎng)方案和課程體系，解決了以往存在的人才培養(yǎng)綜合素質(zhì)不高、人才培養(yǎng)質(zhì)量參差不齊、人才培養(yǎng)過(guò)程缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問(wèn)題.專(zhuān)業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提高，有兩名學(xué)生在校期間獲評(píng)為“沈陽(yáng)市優(yōu)秀大學(xué)生”和“沈陽(yáng)市優(yōu)秀共青團(tuán)員”；還涌現(xiàn)出因創(chuàng)業(yè)成果突出而受到省市領(lǐng)導(dǎo)接見(jiàn)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)典型；在高層次人才培養(yǎng)方面，專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生考研錄取率近年來(lái)一直在30%以上.

3.2 更新教育理念 改革教學(xué)方法

面對(duì)新時(shí)代環(huán)境下成長(zhǎng)起來(lái)的大學(xué)生，高等教育工作者不應(yīng)一味固守傳統(tǒng)的教育理念和教學(xué)方法，應(yīng)該不斷推陳出新，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展.在應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的教授中，要善于利用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)和工具，比如多媒體、仿真軟件等，將復(fù)雜、晦澀的物理理論、物理模型等向?qū)W生展示清楚；要善于采用雨課堂、超星爾雅等教學(xué)軟件工具，有效組織課堂，調(diào)動(dòng)學(xué)生上課積極性，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，提升課程教學(xué)質(zhì)量；要善于利用優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程資源，采用MOOC，SPOC和其他形式在線課程等實(shí)行“線上+線下”混合模式的教學(xué).

為了提升教師教學(xué)技能，應(yīng)鼓勵(lì)教師積極參加各類(lèi)教育教學(xué)比賽，以比賽為牽引提升教學(xué)水平.我校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)教師近年來(lái)積極參加各級(jí)各類(lèi)教學(xué)競(jìng)賽，先后獲得教指委舉辦的遼寧省物理課程青年教師講課比賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，東三省物理課程青年教師講課比賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，教育部在線教育“智慧教學(xué)之星”稱(chēng)號(hào)等.

課程建設(shè)要以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)為目標(biāo)，探索過(guò)程化、多元化、形成性的課程考核評(píng)價(jià)方式，改變一張?jiān)嚲頉Q定成績(jī)的評(píng)價(jià)機(jī)制，建立課程成績(jī)反映知識(shí)掌握、技能提升和素質(zhì)養(yǎng)成的考核方式.例如，在光電子學(xué)專(zhuān)業(yè)課程中，改變以往主要靠試卷分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)成績(jī)的方式，引入光學(xué)仿真軟件模擬和小論文撰寫(xiě)等考核環(huán)節(jié).訓(xùn)練學(xué)生使用TracePro，Lighttools等光學(xué)軟件完成器件設(shè)計(jì)等模擬仿真過(guò)程，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力；通過(guò)小論文的撰寫(xiě)提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力，也鍛煉了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).通過(guò)這些方式，全面、客觀、深入地考察學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握，提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量.

3.3 重視實(shí)踐教學(xué) 提升綜合能力

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)課程體系的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力、協(xié)作精神的過(guò)程中起到不可替代的關(guān)鍵作用.應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括：專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，以及各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽等.

專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等可以在學(xué)校的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室由專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師指導(dǎo)完成，也可以依托行業(yè)企業(yè)，建立校外實(shí)踐教學(xué)基地，在校外企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下高質(zhì)量完成，這更加有助于學(xué)生接受企業(yè)文化熏陶，為后續(xù)步入工作崗位奠定基礎(chǔ).近年來(lái)我校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)高度重視實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建了支撐專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)；物理實(shí)驗(yàn)中心獲批遼寧省虛擬仿真教學(xué)中心；依托遼寧激光產(chǎn)業(yè)園建設(shè)的實(shí)踐基地獲批成為遼寧省大學(xué)生校外實(shí)踐教學(xué)基地，該基地可以承擔(dān)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，還兼有人才定向培養(yǎng)和科研合作功能；我們還與卡西歐公司合作共建了校企合作育人基地.

此外，專(zhuān)業(yè)教師還要鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和各種學(xué)科競(jìng)賽等，比如大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽、大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽等等.這些競(jìng)賽是實(shí)施第二課堂育人的重要平臺(tái)，能有效彌補(bǔ)第一課堂在育人方面的不足，培養(yǎng)綜合素質(zhì)過(guò)硬的應(yīng)用型人才.以我校應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)為例，學(xué)生在校期間積極參加各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽，近5年專(zhuān)業(yè)學(xué)生全員參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，包括多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)項(xiàng)目；近5年獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽等省級(jí)以上競(jìng)賽獲獎(jiǎng)135人次，2019年獲得了全國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽國(guó)賽二等獎(jiǎng)，取得了歷史性突破，同時(shí)學(xué)生也發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利.

通過(guò)這些實(shí)踐教學(xué)，不但使學(xué)生夯實(shí)了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提升了專(zhuān)業(yè)技能，養(yǎng)成了專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，也培養(yǎng)了學(xué)生的跨學(xué)科視野、合作交流能力等，同時(shí)還塑造了青年人正確的價(jià)值取向和人生態(tài)度.

構(gòu)建培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系是一項(xiàng)復(fù)雜的、持久的工程，需要社會(huì)、學(xué)校、專(zhuān)業(yè)、教師等多方面的共同努力.面對(duì)新形勢(shì)和新環(huán)境，應(yīng)用型高校的應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè)必須打破傳統(tǒng)、凝聚共識(shí)、凝煉特色、服務(wù)社會(huì)，才能為地方經(jīng)濟(jì)和行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展作出突出貢獻(xiàn).