地方院校國家級一流本科專業(yè)建設探索與實踐
——以青島大學應用物理學專業(yè)為例

云茂金，鐘德高，邵渭泉，郝 偉，滕 冰

（青島大學應用物理國家級實驗教學示范中心，山東 青島 266071）

無論是百年未有之大變局下的新發(fā)展格局，還是新一輪科技革命和產業(yè)革命引發(fā)的深刻變革，都對新時代人才培養(yǎng)提出了新要求。而專業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單元，是建設高水平本科教育、培養(yǎng)一流人才的“四梁八柱”。［1］為此，教育部于2019年全面啟動一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”，推動做強一流本科、建設一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才，全面振興本科教育，提高高校人才培養(yǎng)能力，實現高等教育內涵式發(fā)展。［2］［3］“雙萬計劃”面向中央部門所屬高校和地方高校分列名額，向地方高校傾斜，鼓勵支持高校在服務國家和區(qū)域經濟社會發(fā)展中建設一流本科專業(yè)。青島大學應用物理學本科專業(yè)在學科上以物理學一級學科博士點、凝聚態(tài)物理山東省特色優(yōu)勢重點學科和光子學材料與器件山東省高校重點實驗室為基礎；在專業(yè)建設上，以應用物理學國家級一流本科專業(yè)、應用物理國家級實驗教學示范中心和山東省海洋觀測與寬帶通信技術協(xié)同創(chuàng)新中心為支撐，強化建設應用物理學專業(yè)，輻射帶動新能源科學與工程省級一流本科專業(yè)、光電信息科學與工程省級一流本科專業(yè)以及材料物理三個“新工科”專業(yè)，為地方區(qū)域經濟建設培養(yǎng)了大批理工融合新工科的高素質創(chuàng)新人才。青島大學應用物理學專業(yè)于2019年成功入選首批國家級一流本科專業(yè)，在學科建設、專業(yè)建設、師資隊伍建設、課程建設以及產學研協(xié)同育人等方面為地方高校的一流本科專業(yè)建設起到了一定的示范和推廣作用。

一、青島大學應用物理學本科專業(yè)發(fā)展歷程

青島大學應用物理學專業(yè)自1986年成立以來，根植齊魯大地，立足青島而發(fā)展，在多年發(fā)展中形成了物理學科（應用物理學專業(yè)）教育區(qū)域優(yōu)勢明顯，新能源（新能源科學與工程專業(yè)）、新一代信息技術（光電信息科學與工程專業(yè)）、新材料（材料物理專業(yè)）多專業(yè)協(xié)調發(fā)展的新格局。專業(yè)建設上，應用物理學專業(yè)于2008年獲批山東省品牌專業(yè)，2010年獲批國家級特色專業(yè)，2013年獲批應用物理國家級實驗教學示范中心，2019年入選首批國家級一流本科專業(yè)；學科基礎上，在應用物理學本科專業(yè)發(fā)展的基礎上，2003年和2005年先后開始招收凝聚態(tài)物理和理論物理研究生，2010年獲批物理學一級學科碩士點，2018年獲批物理學一級學科博士點、凝聚態(tài)物理山東省特色重點學科，形成了本-碩-博完整的人才培養(yǎng)體系；學科平臺上，建設有應用物理國家級實驗教學示范中心、中央與地方共建高校特色優(yōu)勢學科光電材料與器件實驗室、山東省工程實驗室、山東省中法納米光電技術國際合作中心、山東省高校光子學材料與技術強化重點實驗室、山東省高校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)、山東省研究生聯合培養(yǎng)基地、青島市工程研究中心和青島市科普教育基地，為培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提供了強有力的平臺支撐；產學研協(xié)同育人上，青島大學物理科學學院與山東大學海洋研究院、復旦大學青島研究院、自然資源部第一海洋研究所、山東省計量科學研究院、山東省科學院激光研究所、青島市光電工程技術研究院、青島鐳創(chuàng)光電技術有限公司、青島天寶科技集團有限公司、山東省信息產業(yè)服務有限公司、深圳市海斯比船艇科技股份有限公司等12家省內外高校、科研院所與企事業(yè)單位合作共建山東省高校海洋觀測與寬帶通信技術協(xié)同創(chuàng)新中心。協(xié)同創(chuàng)新中心圍繞海洋觀測與通信、海洋傳感器研發(fā)、多源遙感海洋監(jiān)測技術開發(fā)、水下光通信技術開發(fā)、海上通信網絡建設等方面開展海洋觀測與通信應用基礎研究、產業(yè)化實驗及成果應用推廣等工作，促進了產、學、研三位一體的協(xié)同發(fā)展。在專業(yè)、學科及協(xié)同育人平臺發(fā)展的基礎上，青島大學應用物理學專業(yè)堅持以立德樹人為根本任務，緊緊圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點，構建了本科、碩士、博士完整的應用物理學高水平人才培養(yǎng)體系，為地方區(qū)域經濟建設培養(yǎng)了大批高素質創(chuàng)新人才。

青島大學應用物理學專業(yè)建設過程中立足青島，瞄準地方區(qū)域經濟發(fā)展，主動對接國家戰(zhàn)略新興產業(yè)和山東省新舊動能轉換中所涉及的新材料、新能源和新一代信息技術三個方向，實施“物理學”大類招生和“通識+專業(yè)+多元/實踐”的人才培養(yǎng)模式。通過通識強基為通才打基礎、專業(yè)固本為專才長技能、繼續(xù)深造和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的多元發(fā)展實現全方位、高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)。新生入校首先接受一年通識強基教育，大二開始根據個人興趣和特長自主選擇進入“通才（應用物理學）、理工融合（新能源科學與工程、光電信息科學與工程、材料物理）、卓越（應用物理創(chuàng)新班）”三類教育體系，最終實現“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的理工融合新工科育人特色。

二、應用物理學一流本科專業(yè)建設的具體舉措及實施

1、聚焦課程思政，踐行立德樹人，推動一流本科專業(yè)內涵發(fā)展

應用物理學專業(yè)建設過程中堅持以學生發(fā)展為中心，以立德樹人為根本任務，結合學校辦學定位、應用物理學專業(yè)培養(yǎng)目標，圍繞“為誰培養(yǎng)人，培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”這一教育的根本問題，［4］［5］重構課程體系和課程教學內容，從物理學基本知識的過去、現在和未來挖掘課程蘊含的思政元素，合理設計思政教學切入點。如：學習原子物理這門專業(yè)課時，在掌握書本理論的基礎上（過去），組織學生了解我國大科學裝置——上海光源（現在），并介紹其在生命科學、凝聚態(tài)物理、材料科學、能源等多個學科前沿基礎研究和高新技術研發(fā)領域取得的具有國際影響力的研究成果。通過這一科學裝置，老師既要把基礎知識與學科前沿動態(tài)和社會發(fā)展需求緊密聯系起來，還要用心把科學家獻身科學事業(yè)所蘊含的道理講深、講透、講活，讓學生用心領悟，達到溝通心靈、啟智潤心、激揚斗志的目的。在此基礎上，進一步啟發(fā)學生思考屢被“卡脖子”的光刻機等未來的事情，使學生站在民族發(fā)展的高度進行自我規(guī)劃。由此將物理學基本知識的傳授與社會主義核心價值觀相融合，在講授專業(yè)知識的同時潤物無聲地將知識傳授、價值塑造和能力培養(yǎng)三者融為一體，踐行為黨育新人，為國育良才的使命。在“物理光學”省級課程思政示范課程、“材料物理”校級課程思政示范課的引領下，應用物理學專業(yè)的課程思政建設取得顯著成效、立德樹人的根本任務得以落實、專業(yè)內涵發(fā)展得以推進。如應用物理學專業(yè)學生自發(fā)組織了科普教育學生志愿服務宣講團，利用應用物理國家級實驗教學示范中心對全市中小學生開展科普教育，不僅提升了青少年的科學素質、激發(fā)科學興趣，還于2020年獲批青島市科普教育基地。應用物理學專業(yè)學生黨支部于2019年獲批全國高校黨建工作“樣板支部”培育創(chuàng)建單位。

2、構建一流師資隊伍，助推一流本科專業(yè)建設

習近平總書記在全國教育大會上指出，教師是人類靈魂的工程師，是人類文明的傳承者，承載著傳播知識、傳播思想、傳播真理，塑造靈魂、塑造生命、塑造新人的時代重任。［6］百年大計，教育為本；教育大計，教師為本。高素質師資隊伍是一流本科專業(yè)建設和全面提高人才培養(yǎng)能力的保證。［7］［8］師資隊伍建設上，青島大學應用物理學專業(yè)圍繞國家級一流本科專業(yè)建設目標，以物理學學科建設為基礎，聚焦構建一流師資隊伍，通過“高端引領、引育并舉、整體推進”多措并舉的原則，構建了一支由國家“萬人計劃”、全國模范教師、省級教學名師、省級課程思政示范團隊、中科院“百人計劃”、教育部“新世紀優(yōu)秀人才培養(yǎng)計劃”、山東省泰山學者、青島市教學名師領銜的教學水平高、科研能力強、實踐經驗豐富的教學科研團隊；教學研究上，團隊成員近年來主持應用物理學國家級一流本科專業(yè)、教育部產學合作協(xié)同育人項目、山東省本科高校教學改革重點研究項目、山東省一流本科專業(yè)和山東省一流本科課程等教研項目，團隊的教學研究能力得到大幅提升，2014年獲山東省高等教育省級教學成果三等獎2項、2018年獲山東省高等教育省級教學成果獎一等獎2項、“物理光學”課程教學團隊于2021年入選山東省課程思政示范教學團隊；科學研究上，團隊成員近年來主持國家自然科學基金聯合基金項目、國防科技創(chuàng)新特區(qū)重點項目、國家重點研發(fā)計劃子課題、國家自然科學基金、山東省聯合基金、山東省重大基礎研究等多項國家、省部級項目，獲教育部自然科學二等獎1項、山東省自然科學二等獎3項、三等獎1項。教學團隊圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)和區(qū)域經濟發(fā)展，主動對接國家戰(zhàn)略新興產業(yè)和山東省新舊動能轉換，圍繞新一代信息技術、新能源材料開展的一系列高水平科研、教學研究，獲得了一系列支撐物理學科建設的高水平的教學、科研成果，彰顯了應用物理學專業(yè)特色，反哺了教師教學、科研，為全面提高人才培養(yǎng)質量提供了優(yōu)越的教學、科研平臺。

3、打造一流本科課程，賦能一流本科專業(yè)建設

課程是教育教學和人才培養(yǎng)的核心要素，課程體系的建設，是夯實人才培養(yǎng)、落實“立德樹人”根本任務的有力保障。［9］［10］為了進一步堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，提升本科課程教學質量和專業(yè)辦學水平，教育部于2019年實施一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”之后，全面開展一流本科課程建設。青島大學應用物理教學團隊以“學生中心、產出導向、持續(xù)改進”的理念和“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”的課程標準，對課程教學進行了全面深入的改革。課程改革以學生發(fā)展為中心，以立德樹人為根本任務，以提升學生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力為目標，對課程教學內容和課程體系進行優(yōu)化。課程體系設置上，強化數理相關基礎課程，借助于高水平師資隊伍、國家級規(guī)劃教材、先進實用的教學方法，切實提高應用物理學專業(yè)的“五大基礎”、“四大力學”等核心課程的教學水平和學習效果，夯實學生的專業(yè)基礎功底，激發(fā)探究物理的興趣。在此基礎上，通過應用物理專業(yè)先導課、模塊化課程（應用物理學模塊、光電信息科學與工程模塊、新能源科學與工程模塊、材料物理模塊）、物理學前沿講座、高端學術報告等課程激發(fā)學生科學精神與科研潛力；課程內容上，在講授課本內容的基礎上通過教師科研的融入做到科教協(xié)同，通過學科競賽的融入做到以賽促學、以賽促教、以賽促建，通過建模仿真的融入做到變抽象的物理原理為直觀、清晰的物理圖像，通過課程論文及課堂討論做到學生參與度的大幅提高；考核方式上，實施全過程學業(yè)評價和非標準答案的考核方式，通過課程論文、建模仿真、學科競賽、專題討論等“非標準答案”的考核方式，重點考查學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力，最終實現基礎扎實，富有創(chuàng)新精神，堪當大任的“高階性”人才培養(yǎng)目標；課程思政與教學內容有機融合，貫穿所有教學環(huán)節(jié)，起到有意無形、潤物無聲地育人作用。團隊成員圍繞課程建設分別于2019年獲批“物理光學”省級一流課程、2020年獲批“物理光學”省級課程思政示范課程、2021年獲批“基于光學方法的寬譜太赫茲波產生和應用”省級虛擬仿真實驗項目，這不僅為應用物理學專業(yè)的課程建設起到示范作用，還為全面提高人才培養(yǎng)能力、建設應用物理學國家級一流本科專業(yè)提供了強有力的支撐。

4、“兩個平臺、四個層次、全程開放式”產教研協(xié)同育人實踐教學體系，夯實一流本科專業(yè)建設

實踐教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)，也是全面提高人才培養(yǎng)能力的有效途徑。［11］［12］教育部一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”中明確指出要積極集聚優(yōu)質教育資源，優(yōu)化人才培養(yǎng)機制，著力推進與政府部門、企事業(yè)單位合作辦學、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展，強化實踐教學，不斷提升人才培養(yǎng)的目標達成度和社會滿意度。青島大學應用物理學專業(yè)緊扣理工融合新工科育人特色，強力打造“兩個平臺、四個層次、全程開放式”產教研協(xié)同育人實踐教學體系。平臺建設上，依托應用物理國家級實驗教學示范中心、山東省海洋觀測與寬帶通信技術協(xié)同創(chuàng)新中心、山東省高校光子學材料與技術重點實驗室、中央與地方共建光電材料與器件特色優(yōu)勢學科實驗室、山東省高校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)等校內教學平臺和青島市光電工程技術研究院、自然資源部第一海洋研究所、青島海信等校企協(xié)作育人平臺構建基礎實驗和專業(yè)實驗兩個平臺；實驗內容上，把實踐教學內容分為基礎類、專業(yè)類、綜合設計和研究創(chuàng)新類四個層次實驗?；诨A實驗和專業(yè)實驗兩個平臺儀器的開放性和組合性，針對不同的物理學學術方向和現代前沿技術方向，在每個平臺上增設具有開放性、探究性、挑戰(zhàn)度的實驗項目，激發(fā)學生實驗探究的興趣和內在動力。學生根據自己的興趣和特長自主選擇和設計實驗，實現其科學思維和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)；教學組織上，協(xié)調各個平臺的師資、儀器等資源，做到實驗室、實驗內容、實驗儀器的全程開放，保證學生能根據自己的時間、興趣和特長來自由選擇實驗時間、實驗項目，為培養(yǎng)多樣化、個性化、高素質創(chuàng)新人才提供實踐平臺。自“兩個平臺、四個層次、全程開放式”產教研協(xié)同育人實踐教學體系實施以來，學生的創(chuàng)新能力、技術產業(yè)開發(fā)能力、經濟社會管理能力和社會發(fā)展適應能力得到了明顯提升。近三年，應用物理學專業(yè)學生100余人次在國家級、省級以上學科競賽中獲獎。如：學生曾獲全國大學生數學建模競賽一等獎、全國大學生光電設計競賽二等獎、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術競賽三等獎等。還有多名本科生獲國家發(fā)明專利、以第一作者在《實驗室科學》、Optics Express等期刊發(fā)表高水平論文。

5、以大創(chuàng)項目、學科競賽為驅動，提升學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，創(chuàng)建一流本科專業(yè)

應用物理學專業(yè)建設過程中，以學生為中心，以一流的師資隊伍為主導，以應用物理國家級實驗教學示范中心和山東省海洋觀測與寬帶通信技術協(xié)同創(chuàng)新中心等優(yōu)勢資源為平臺，以大創(chuàng)項目、學科競賽為驅動，［13］以提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標，將大創(chuàng)項目、學科競賽融入課堂教學之中。讓學生根據自己的興趣、特長、結合老師的研究方向，自主申報大創(chuàng)項目和學科競賽。學院安排學業(yè)導師對大創(chuàng)項目、學科競賽的申報要點進行講解，引導學生盡早走進實驗室、盡早熟悉課題、盡早融入科創(chuàng)團隊，盡力讓每一位學生參與到大創(chuàng)項目、學科競賽中。對于專業(yè)而言，通過強化應用物理學國家級教學示范中心、山東省協(xié)同創(chuàng)新中心等實踐教學平臺，為學生備賽、參賽提供硬件支持，實現專業(yè)內涵的提升發(fā)展；對于學生而言，我們始終堅持通過大創(chuàng)項目、學科競賽來提高學生的自主學習能力和主動創(chuàng)新能力的根本導向，牢牢抓住全面提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力這個目標，將大創(chuàng)項目、學科競賽過程切實轉化為提升學生的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、合作意識、綜合素質的過程；對于教師而言，承擔課程教學任務的同時，通過指導學生參與大創(chuàng)項目、學科競賽，不僅做到了寓教與研、教研相長，還使我們守住了立德樹人的初心。例如：在學習雙折射晶體的電光效應之后，結合老師在透明壓電陶瓷材料方面的科研項目，指導學生自主開發(fā)了基于透明陶瓷的多功能電光調制教學實驗裝置，該實驗裝置獲得國家發(fā)明專利，并在全國光電設計大賽中獲二等獎。

三、小結

在教育部實施一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”的背景下，青島大學應用物理學專業(yè)建設過程中立足山東、服務全國，以物理學科發(fā)展為基礎，以應用物理學國家級一流本科專業(yè)、應用物理國家級實驗教學示范中心和山東省海洋觀測與寬帶通信技術協(xié)同創(chuàng)新中心等國家級、省部級優(yōu)勢教學資源為平臺，以一流的師資隊伍為支撐，瞄準區(qū)域經濟發(fā)展，主動對接戰(zhàn)略新興產業(yè)和山東省新舊動能轉換中的新材料、新能源和新一代信息技術三個方向，構建了“通識+專業(yè)+多元/實踐”的人才培養(yǎng)模式，對地方院校應用物理學一流本科專業(yè)建設展開了探索和實踐。

通過聚焦課程思政，傳授專業(yè)知識的同時，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，推動了應用物理學本科專業(yè)內涵發(fā)展；通過“高端引領、引育并舉、整體推進”的舉措構建一流師資隊伍，助推了應用物理學本科專業(yè)建設；通過打造《物理光學》省級一流本科課程、《基于光學方法的寬譜太赫茲波產生和應用》省級虛擬仿真實驗項目，賦能應用物理學本科專業(yè)建設；通過搭建“兩個平臺、四個層次、全程開放式”產教研協(xié)同育人實踐教學體系，夯實了應用物理學本科專業(yè)建設；通過“以賽促學，以賽促教，教學相長”，促進了學生的創(chuàng)新能力和教師的教學能力的提升；這一系列舉措使得“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的理工融合新工科育人特色得以實現，人才培養(yǎng)成效得到顯著提升。在繼續(xù)深造和就業(yè)上，近三年應用物理學專業(yè)考研率高達56%，其中超過80%的學生到雙一流大學及中科院系統(tǒng)繼續(xù)深造，學生初次就業(yè)率達95%，并得到用人單位高度認可；在學科競賽上，近三年應用物理學專業(yè)學生在國家級、省級學科競賽中獲獎100余人次，曾獲全國大學生數學建模競賽一等獎、美國大學生物理競賽一等獎、全國大學生光電設計競賽二等獎、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術競賽二等獎、山東省光電設計大賽一等獎等多項獎勵；在科研上，近三年應用物理學專業(yè)本科生在Physical Review A、Optics Express、Journal of Physics：Condensed Matter等期刊發(fā)表論文5篇，申請國家發(fā)明專利10余項，學生的創(chuàng)新能力得到明顯提升；在專業(yè)及課程建設上，應用物理學專業(yè)于2019年入選首批國家級一流本科專業(yè)、“物理光學”于2020年入選省級一流課程、“基于光學方法的寬譜太赫茲波產生和應用”于2021年入選省級虛擬仿真實驗項目、“物理光學”于2021年入選省級課程思政示范課程。青島大學應用物理學專業(yè)在課程建設、師資隊伍建設、專業(yè)建設、學科建設、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、以及產學研協(xié)同育人等方面取得了顯著的成效，為地方高校應用物理學一流本科專業(yè)乃至物理學科的建設起到一定的示范推廣作用。