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    关于大学应用物理学科未来发展的新探索

    时间：2023-07-01 08:25:04来源：百花范文网本文已影响人

    王彦博

    (内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014000)

    在所有自然学科中，物理学具备最强的基础性与先导性特征，它是众多其他传统技艺与现代技术的奠定基础，更是未来高新技术产生和发展的原生动力[1]。纵观十九世纪末至今所出的诺贝尔物理学奖，除少有的物理学理论创新及突破奖之外，大多数都是以物理学理论为基础的技术创新应用奖项。从中不难发现，物理已从理论过渡到物理应用的成熟化发展阶段，同时理论研究成果的转化速度也随之在加快。如1988年科学家们发现了巨磁电阻效应，但在2007年就应其被广泛成熟的应用而取得了诺贝尔物理学奖，这其中仅仅不到二十年时间；
    还有2004年有人分离出单独的石墨烯成分，很快历时6年就获得了诺贝尔物理学奖。可以说，当期社会工业的发展、人们生活质量的提升，很多都依托于基础科学的广泛应用，它几乎彻底改变了现代人的生活环境，这也推动着大学应用物理学科必然成为现代及未来专业教学的发展主流。

    1.1 应用物理的起源

    在远古时期，尽管人们对于自然界各种事物的认知是以感官直觉及思辨猜测为主导的，然而此时已存在对物理知识的应用。从刀耕火种年代就能体现出古人对物理力学的基础应用，这也表明了应用物理在古代社会生活中的普遍性及必然性。在此时期，发展最快的就是与劳动生产密切相关的物理力学，如简单机械、杠杆原理等都在农业、狩猎之中获得充分应用，并由此推进了更多经典物理理论的实践。再到后来社会生产力不断提高，人们的认知意识也在逐步提升，电磁学得以在实践生活中投入应用，如指南针的发明就是典型应用的电磁学原理。还有在声学上的应用则重点体现在音律方面，我国唐朝著名的编钟即是应用的声学理论。自古以来，我们总能在日常生活中发现一些对物理学的应用，而这也就是最早应用物理的起源。在应用物理并未正式作为一门专业学科前，其实它早在几千年前便渗透到人类生活生产之中并默默地发挥着应用价值。

    1.2 应用物理的发展

    一直到十五世纪末，伴随社会资本主义市场的形成，社会生产力也随之得到快速提升，在现代科学与技术的快速发展下，自然科学应运而生。此时，物理学作为自然科学中的一个重要部分，对当时社会生产力的提升起到了不可估量的助推作用，并由此进一步形成了由观察实验与数学逻辑相互结合的物理学研究方式，对于后来17 世纪的物理天文学、物理力学取得快速发展起到了明显推动效应；
    而后牛顿建立物理力学体系，从而正是叩响了近代物理的科学之门[2]。再到18 世纪，瓦特发明了气动锤和气压表，并在原有蒸汽机的基础上改良了世界上第一台蒸汽机，推动欧洲资本主义正式步入到机械时代，使之应用物理在工业社会中大展身手。到了19 世纪，不同科学领域之间所产生的紧密作用和联系开始被关注、挖掘、发现并利用。比如数学与物理结合形成了热力学、波动光学、分子运动论、电磁场理论等，并由此创建了较为完整化的物理学理论体系。在这一时期，应用物理也广泛且快速的在社会生产实践中获得应用，世界上第一台电动机随之诞生，继而助推电力技术、电磁技术的明显进步。纵观18、19 世纪，可以说是应用物理学从产生到发展的最关键时期，应用物理从早先的无名小卒一跃成为了历史舞台上的一颗璀璨新星，在推进人类进步、社会发展、科技飞跃方面起到了不可替代的重大价值与意义。

    1.3 大学应用物理学科的产生

    20 世纪以来，应用物理在很多高新科技层面获得了显著成就，如航空航天、电子信息、声和光的开发及应用领域等，而这也进一步确定了应用物理学科的教育地位、表明了应用物理学专业立场，推动大学应用物理学科正式迈入专业化教学领域。

    1.4 应用物理学科的发展现状

    与物理学相比，应用物理学的教学理论性偏弱一些，但不置可否的是其实践应用性更强，而这一学科特征也与当前素质教育更为看重培养人才应用能力的理念相重合。正因于此，应用物理学科在我国大学学科建设中也就备受关注和重视，近年来越来越多的大学相继开设有该门专业。而一些还未设立专业与学科的高校，则应因势利导加快对自身教育资源的大力整合，充分根据自身办学实际情况，创建全新的应用物理学专业，有效推进高校专业学科的完善建设，不断发挥并有效提升高校的人才培养实力，展现其最大化育人价值。

    当前从社会生产生活实际来看，应用物理被广泛应用到了医疗保健、航空航天、新能源开发、计算机技术、自动化控制、邮电通信等诸多领域，而与此同时应用物理的重要性也日趋明显化，我们只有持续不断的加强对应用物理的研究和发展，才能更好地满足现代人对科技创新的生活需求[3]。

    2.1 学科专业的定位不清晰

    综上可知，应用物理学科强调“应用性”，它是一门与生产生活紧密结合的学科。然而，目前一些大学在专业或学科建设中，更为突出其理论性教学，学生能够参与到实践实验的机会并不多，所教学知识理论与之对应产业方向的结合性也不强，学生在大学期间所学的应用物理学科内容十分冗杂，明显缺乏针对指向性。基于此种含糊不清的教学定位，让应用物理学科在理学与工学之间变得摇摆不定，专业发展阻力随之加大。与此同时，由于在专业学科中不仅含有大量物理理论知识，又包括很多工程专业内容，学生必须要在学习时间和精力不足的情况下达到两头兼顾的效果，这也让很多学生对该学科逐渐产生畏难情绪并存在学而不精的实际问题，最终使得应用物理学毕业生其就业竞争实力反而被削弱，较难在本科毕业后快速融入社会并创造出专业职业价值。

    2.2 专业生源质量参差不齐

    大学应用物理学科对生源的要求较高，他们必须是一群对物理学有着浓厚兴趣并具备很强动手实践能力的学生，而一些仅仅善于做学科纯理论研究的学生则并非适合该领域，尤其是在高中时期物理课程基础薄弱、动手实践能力不足且对物理学本就兴趣不高的学生来说，他们都不适合学习该专业。然而在高校招生环节中，却有很多学生在并非深入了解该专业之后草率做出就读选择，后来入学接触专业课程之后才逐渐发现自身存在的学习缺陷及不足之处。其次，也有个别学生是通过志愿调剂而被选入应用物理专业的，其自我意愿本身较低，学习该门专业也是无奈之举。因此，当前大学应用物理学专业生源质量参差不齐，也成为了专业发展困难的一个主要成因。

    2.3 学生就业竞争力不强

    大学应用物理学专业学生的就业范围十分广，几乎涵盖了整个物理科学和工程技术相关领域，单从这方面来看其专业就业问题应该不用发愁。然而事实上，由于应用物理学的毕业生所学知识范围太广、内容过于宽泛，从而使得他们在单一研究领域的深广度不够，因此与专业研究领域的人才对比而言，其自身的专业核心竞争力则较为欠缺[4]。比如，在应用物理学科中有涉及半导体材料的有关知识，然而本专业学生与专门的半导体材料专业学生相比，在就业竞争上则不具备较强优势性，这是因为他们对半导体材料的学习深度还有实践能力都与专业人才相比要更薄弱一些。

    3.1 学科的专业发展趋势

    应用物理作为一门基础学科的应用专业，其中含有很多工科教学内容，如信息科学、材料科学、能源及环境科学、生命科学等等[5]。近些年，我国在普通高等教育事业上不断加大办学投入及政策指导，未来定会产生更多的应用物理学专业科研成果并获得广泛投入应用，为国家产出更多经济效益与社会效益。比如，当前应用物理学科中的单晶硅技术的研究，推动我国硬件产业在国际相关领域中实现超越性发展提供了技术与成果的支撑；
    还有关于材料研究领域的科研成果，对我国材料相关领域尤其是电磁性能、光性能方面提供了强大的技术支持。

    3.2 人才的就业发展趋势

    当前，大学应用物理学毕业生以从事应用物理学有关的高新技术开发领域工作为主，也有很多会选择再继续攻研读博、持续在该专业中进行学业深造，还有一些选择留校任教的，但他们极少有会选择投身于教育这一领域，他们会认为师范专业的人才会更适合从事教育类工作，还有就是教师这一行业的薪资水平不具备很强吸引力。然而现实中，很多高校在应用物理学专业师资上存在人才匮乏的问题，还有初高中教育阶段的物理课程教师也明显不足。相比于师范生而言，应用物理学毕业生从事物理专业领域教学，能更好的为学生提供物理学知识的应用思维，尤其是初高中物理与实际生活密切相关，这更有利于培养初高中生对物理课程的学习和研究兴趣，帮助他们建立学科探索精神及实践能力。基于此，未来学科基础教育领域也应成为大学应用物理学毕业生的主要就业方向之一。

    3.3 应用物理学科未来发展趋势

    作为高校，需要从学科专业定位、学生未来就业、专业师资建设等层面开展优化改革，继而全面推进应用物理学科建设与发展。首先，要明确科学专业的定位，应用物理学具备极强的应用型、跨学科性特征，所以在建设课程体系的同时应全面考核其跨学科的横向广度以及专业的纵向深度，合理分配学科理论教学与实践实验教学的课时比例，强调应用物理学科的“应用”特征。其次，在学生就业方面，要立足于实际情况，主动从未来就业视角开展专业教学活动，尽量打造多方位的就业方向，帮助学生提高未来就业的多元化选择，使其树立明确的学习信心、坚定未来职业实践的目标。

    总而言之，应用物理学对于经济社会的发展起到不可估量的推进作用，并在大学很多专业学科中占据着重要地位，未来与国家高新科技领域直接挂钩，尤其以航空航天、新能源、计算机学科等结合紧密。与高校人才培养方面来说，更需在应用物理学专业上开展学科建设与改进，推动大学应用物理学可最大化发挥其育人作用，为加快社会现代化进程、促进社会发展培养更多优秀的应用物理学人才。

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