應(yīng)用型高校中的應(yīng)用物理學專業(yè)課程建設(shè)研究*

王 珩 徐世峰 王利巖 馬 佳 孫景超

(沈陽航空航天大學理學院 遼寧 沈陽 110136)

近年來我國高等教育的毛入學率逐年攀升，已經(jīng)由精英化階段逐漸進入大眾化階段和普及化階段.新的時代背景下，國家制定了中長期教育發(fā)展規(guī)劃綱要，建立了高等院校分類體系，確立了人才培養(yǎng)層次，重點明確了加大應(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、適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢，都將以建設(shè)應(yīng)用型高校為目標，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為社會進步和經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量[1～3].而應(yīng)用物理學專業(yè)作為大部分高等院校理學院或者物理學院普遍開設(shè)的傳統(tǒng)老牌專業(yè)，在新時期下，同樣面臨著如何轉(zhuǎn)型發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn).這既是對高等教育新形勢的積極回應(yīng)，也是對專業(yè)自身發(fā)展的深度思考.課程是實現(xiàn)人才培養(yǎng)的主渠道和主陣地，是教育者教書育人的核心要素，是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4～6].本文以沈陽航空航天大學應(yīng)用物理學專業(yè)為例，針對應(yīng)用物理學專業(yè)現(xiàn)狀，明確課程建設(shè)的指導思想，提出了應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學專業(yè)課程建設(shè)路徑.

1 應(yīng)用型高校應(yīng)用物理學專業(yè)現(xiàn)狀

從招生情況看，近年來隨著高等院校錄取率的不斷增加，由于物理類專業(yè)被家長和學生認為是難學、難就業(yè)的冷門專業(yè)，造成招生規(guī)模逐漸縮小，且生源質(zhì)量不斷下降，專業(yè)中非第一志愿錄取的學生占較大比重，可見應(yīng)用物理學專業(yè)生源質(zhì)量不容樂觀.

從專業(yè)情況看，物理學是一門理論性和邏輯性極強的學科，包括力學、熱學、電磁學、光學和近代物理學等內(nèi)容，各部分聯(lián)系緊密，對學生的培養(yǎng)要求較高.課程設(shè)置過于強調(diào)系統(tǒng)性、邏輯性和完整性，過分重視理論教學，實踐課程環(huán)節(jié)育人效果不明顯.同時面臨著課程內(nèi)容陳舊，教學方法老套的問題.

從就業(yè)出口看，應(yīng)用物理學等物理類專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢不樂觀，就業(yè)面較為狹窄，以考研深造為主，專門招收物理類專業(yè)畢業(yè)生的企業(yè)單位較少，迫使部分學生畢業(yè)后從事與本專業(yè)不對口的行業(yè)，造成專業(yè)口碑差的后果，又反過來影響了物理專業(yè)招生.

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

2 應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學專業(yè)課程建設(shè)的指導思想

進行課程建設(shè)首先要明確課程建設(shè)的指導思想.應(yīng)用物理學專業(yè)是以物理學的基本規(guī)律、實驗方法和最新成就為基礎(chǔ)，來研究物理學在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，屬于物理學與其他工學專業(yè)有機結(jié)合的應(yīng)用型專業(yè)，是現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是多種技術(shù)學科的支柱.應(yīng)用型高校中的應(yīng)用物理學專業(yè)要積極圍繞“地方性、行業(yè)性、服務(wù)性、開放性”的辦學定位，明確專業(yè)方向，更新教學理念，改革教學方法，夯實理論基礎(chǔ)，提升實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高綜合素質(zhì)，塑造職業(yè)精神，培養(yǎng)為地方經(jīng)濟和行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展貢獻力量的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.

筆者所在的沈陽航空航天大學應(yīng)用物理學專業(yè)，偏重于光電子技術(shù)應(yīng)用方向，強調(diào)以扎實的物理學和數(shù)學為基礎(chǔ)，深入學習光學理論及應(yīng)用，同時以良好的創(chuàng)新實踐能力培養(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)國家航空航天等國防工業(yè)和遼寧地方經(jīng)濟建設(shè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.明確的指導思想是專業(yè)課程建設(shè)有效進行的前提，在指導思想的引領(lǐng)下，才能提出專業(yè)課程建設(shè)的路徑方案.

3 應(yīng)用型高校應(yīng)用物理學專業(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)方案是教學工作的基本綱領(lǐng)，反映了專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)及人才培養(yǎng)規(guī)格，是有效組織教學、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，課程體系是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的主要載體和直接途徑.應(yīng)用型高校中應(yīng)用物理學專業(yè)的課程體系的確立和設(shè)置，一方面要遵從學科的邏輯性、科學性和系統(tǒng)性，另一方面要以市場需求、行業(yè)需求為導向，以培養(yǎng)學生的知識、能力和素質(zhì)為目標，培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才.

圍繞人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建由公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和專業(yè)實踐課等模塊組成的課程體系.明確課程與培養(yǎng)目標之間的映射關(guān)系，明確課程與課程之間的銜接關(guān)系，圖1為我校應(yīng)用物理學專業(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)計劃中，將專業(yè)培養(yǎng)計劃的學分由原來的193學分降低至176學分，學分的降低并不意味著對學生培養(yǎng)要求的降低，正相反，這樣可以讓學生將更多的時間和精力投入到各類創(chuàng)新項目、學科競賽等第二課堂中去，有機融合第一課堂和第二課堂，提高學生綜合能力素質(zhì).

圖1 沈陽航空航天大學應(yīng)用物理學專業(yè)課程體系流程圖

同時要注意將專業(yè)發(fā)展充分融入學校的大環(huán)境之中，緊密圍繞學校特色學科，在專業(yè)課程內(nèi)容中有機融入學校的行業(yè)特色元素.比如在力學中的流體力學章節(jié)加入與我校航空航天特色相關(guān)的飛機機翼設(shè)計案例，在專業(yè)實驗中增加航空部件激光制造項目等.

科學的培養(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)過程缺乏系統(tǒng)設(shè)計等問題.專業(yè)學生綜合素質(zhì)明顯提高，有兩名學生在校期間獲評為“沈陽市優(yōu)秀大學生”和“沈陽市優(yōu)秀共青團員”；還涌現(xiàn)出因創(chuàng)業(yè)成果突出而受到省市領(lǐng)導接見的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)典型；在高層次人才培養(yǎng)方面，專業(yè)畢業(yè)生考研錄取率近年來一直在30%以上.

3.2 更新教育理念 改革教學方法

面對新時代環(huán)境下成長起來的大學生，高等教育工作者不應(yīng)一味固守傳統(tǒng)的教育理念和教學方法，應(yīng)該不斷推陳出新，適應(yīng)時代發(fā)展.在應(yīng)用物理學專業(yè)課程的教授中，要善于利用現(xiàn)代化教學技術(shù)和工具，比如多媒體、仿真軟件等，將復雜、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、超星爾雅等教學軟件工具，有效組織課堂，調(diào)動學生上課積極性，實施翻轉(zhuǎn)課堂，提升課程教學質(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行“線上+線下”混合模式的教學.

為了提升教師教學技能，應(yīng)鼓勵教師積極參加各類教育教學比賽，以比賽為牽引提升教學水平.我校應(yīng)用物理學專業(yè)教師近年來積極參加各級各類教學競賽，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2項，東三省物理課程青年教師講課比賽二等獎1項、三等獎1項，教育部在線教育“智慧教學之星”稱號等.

課程建設(shè)要以培養(yǎng)學生的知識、能力和素質(zhì)為目標，探索過程化、多元化、形成性的課程考核評價方式，改變一張試卷決定成績的評價機制，建立課程成績反映知識掌握、技能提升和素質(zhì)養(yǎng)成的考核方式.例如，在光電子學專業(yè)課程中，改變以往主要靠試卷分數(shù)評價成績的方式，引入光學仿真軟件模擬和小論文撰寫等考核環(huán)節(jié).訓練學生使用TracePro，Lighttools等光學軟件完成器件設(shè)計等模擬仿真過程，提高學生創(chuàng)新意識和實踐能力；通過小論文的撰寫提升學生的專業(yè)能力，也鍛煉了學生的科學素養(yǎng).通過這些方式，全面、客觀、深入地考察學生對課程內(nèi)容的掌握，提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量.

3.3 重視實踐教學 提升綜合能力

實踐教學環(huán)節(jié)是應(yīng)用物理專業(yè)課程體系的重要組成部分，在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、實踐能力、協(xié)作精神的過程中起到不可替代的關(guān)鍵作用.應(yīng)用物理學專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)主要包括：專業(yè)實驗、專業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計，以及各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和學科競賽等.

專業(yè)實驗、實習和畢業(yè)設(shè)計等可以在學校的專業(yè)實驗室由專業(yè)指導教師指導完成，也可以依托行業(yè)企業(yè)，建立校外實踐教學基地，在校外企業(yè)導師的指導下高質(zhì)量完成，這更加有助于學生接受企業(yè)文化熏陶，為后續(xù)步入工作崗位奠定基礎(chǔ).近年來我校應(yīng)用物理學專業(yè)高度重視實踐教學平臺建設(shè)，構(gòu)建了支撐專業(yè)實驗等實踐教學環(huán)節(jié)的實驗室平臺；物理實驗中心獲批遼寧省虛擬仿真教學中心；依托遼寧激光產(chǎn)業(yè)園建設(shè)的實踐基地獲批成為遼寧省大學生校外實踐教學基地，該基地可以承擔專業(yè)實驗、專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計等實踐教學環(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，專業(yè)教師還要鼓勵和支持學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和各種學科競賽等，比如大學生物理學術(shù)競賽、大學生物理實驗競賽等等.這些競賽是實施第二課堂育人的重要平臺，能有效彌補第一課堂在育人方面的不足，培養(yǎng)綜合素質(zhì)過硬的應(yīng)用型人才.以我校應(yīng)用物理學專業(yè)為例，學生在校期間積極參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和學科競賽，近5年專業(yè)學生全員參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，包括多項國家級和省級項目；近5年獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學生物理實驗競賽、全國大學生數(shù)學建模競賽、全國大學生物理學術(shù)競賽等省級以上競賽獲獎135人次，2019年獲得了全國大學生物理學術(shù)競賽國賽二等獎，取得了歷史性突破，同時學生也發(fā)表了多篇學術(shù)論文，申請了國家發(fā)明專利.

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

構(gòu)建培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的應(yīng)用物理學專業(yè)課程體系是一項復雜的、持久的工程，需要社會、學校、專業(yè)、教師等多方面的共同努力.面對新形勢和新環(huán)境，應(yīng)用型高校的應(yīng)用物理學專業(yè)必須打破傳統(tǒng)、凝聚共識、凝煉特色、服務(wù)社會，才能為地方經(jīng)濟和行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展作出突出貢獻.