应用物理专业基础课的设置与优化

　　一、 引言

　　随着社会经济的发展， 1999 年的扩招让原有高校规模大幅度扩张， 加之高校的兼并， 由原来单纯工科院校向综合大学迈进。 这个进程是如此之快， 在差不多十年之内， 走完了有独立优势的两科向大而全的文、 理、 经、 商综合学科的过程。 实事求是地讲， 有点快， 学科的成长和积累不够， 带来一系列的后遗症。 以桂林理工大学为例， 2007 年开办应用物理专业， 沿用的是过去理科物理专业的课程体系， 理论课多， 基础课和公共基础课学时多， 专业课不足， 导致学生不能很好地适应社会的需求而就业质量不高， 进一步影响到近几年的招生， 生源数量不足， 优质生源更少。 针对这种现状和存在的问题， 我们进行了课程体系的思考和优化， 前期对基础课程进行整合， 以达到改善目前状况， 走出困境， 为进一步建设成有特色的优势学科的目的做出改革和调整。

　　二、 应用物理专业基础课程的设置原则与优化内容

　　基础课的设置是为培养基础宽厚， 具有基本逻辑思维和继续学习能力为目的的， 应用物理专业的基础课程在培养具有物理思维和专业技能方面至关重要。 因此， 课程的设置应该在考虑学生的认知规律的前提下， 将经典理论和前沿知识相结合， 将基本技能和现代科技发展的最新理念相贯通， 既要考虑课程体系纵向的相关、 衔接、 继承与因果性， 也要考虑各科目横向的交叉、 渗透于关联， 以社会发展的需求为导向， 结合宏观的科技生产力的发展与微观的区域经济的现有水平， 应用物理基础课程的设置与优化应满足 "厚基础、 宽口径、 高素质" 人才模式的培养， 使我们的学生在本科毕业之后能够成为解决国民经济中与物理相关的问题的开拓性人才。

　　1. 基础课程的优化原则

　　基础课程的优化不仅仅是要改变原有课程的门类和内容的删减， 更是为了在有限的课时内学到继续学习的能力和解决实际问题的能力， 所以优化基础课程内容不是简单地增减相关现有内容， 更是要理顺应用物理专业的基础课和专业基础课的关系，节省时间， 增加相应的物理前沿和新科技的内容，增加对应用物理专业的认识和信心， 吸引学生， 留住学生， 培养学生。 为此， 在课程优化的过程中，我们遵循两个原则， 一是删除原来学科与学科之间重复的内容， 包括大学物理与中学物理中重复的部分和物理基础课各门类中交叉的部分； 二是增加现代物理及现代科技与物理相关的内容， 将经典物理的理论与现代科技的发展前沿的脉络捋顺， 挖掘物理学的魅力与美丽， 增加应用物理的专业吸引力，具体的课程设置体系和内容就是在这样的原则下将原有课程重组、 优化和整合而成的。

　　2. 应用物理专业基础课优化内容

　　应用物理专业目前的课程设置基本沿用传统物理专业的课程结构。 专业基础课包括力、 热、 光、电、 原五门普通物理课和理论力学、 电动力学、 热力学统计物理与量子力学四门经典力学， 时间上贯穿大一至大三的三个学年， 内容上有重复和不足，部分课程在基础部分重复达三分之一， 在现代前沿部分因课时限制介绍不够。 针对这种情况， 我们将力学和理论力学整合为一门课， 整合后的基础力学内容包括普通物理力学课中的基本概念、 规律与理论力学中的基本原理、 规律及处理方法， 精减经典力学中包含在中学物理中的基础概念部分， 比如位移、 路程的概念可以直接给出定义， 平面曲线运动则只保留平面圆周运动部分， 删掉力学中前沿部分和理论力学中包含在力学中的基本概念和知识， 将力学的前沿知识放在基础力学中每一章节之后或者整本教材的最后章节。
　　
　　教师在讲课过程中将前沿的知识和最新的相关技术与基础知识原理有机结合，增加经典力学理论的实用性和新颖性， 这样整合之后两门课程变为一门课程， 在不忽略基础知识的前提下， 节省五分之一的课时， 同时可以使学生的学习更加顺畅有效。 将热学与热力学统计整合为基础热力学与统计， 将热学中与热力学统计部分中重复的内容合并在一起， 热力学第一定律、 第二定律和熵增原理部分安排在分子热力学内容之后， 调整后的基础热力学内容主要包括微观分子热动学， 宏观热力学和统计力学的基本原理， 这样的安排可以节省约三分之一的课时， 另外增加现代科技中与热相关的最新内容介绍， 需要大约十分之一课时， 综合结果能够节省原来传统热学和热力学与统计两门课程总课时的大约五分之一多的课时。 电学与电磁学及狭义相对论整合为电磁理论， 删掉原来电动力学中与电磁学相重复的基本理论部分， 增加狭义相对论部分的实例内容和现代电子技术中与电磁理论相关的部分， 这一部分是学生有兴趣且与通信、 电讯等现代科技发展结合比较紧密的内容， 增加和删除内容的学时数相当， 这样就可以在原有学时不变的情况下， 增加学生感兴趣又与现代科技息息相关的内容， 有效地提高学习的有效性、 趣味性和实用性， 可以极大地激发应用物理专业学生对自身专业的认同感和归属感。 原子物理与量子力学整合为基础量子力学， 删除量子力学中与原子物理部分重复的量子力学基础即氢的波尔理论部分， 节约大约两门课程总课时的五分之一， 但不减少量子力学学科的要求， 便于学生继续深造考研。 光学与后续课程激光原理合并成为现代光学， 保留原来光学中波动光学及激光原理中光与物质的相互作用的内容， 包括激光的泵浦， 产生和放大， 删除光学中几何光学与现代光学简介及激光原理中激光器的种类性能简介等， 将几何光学和现代成像、 摄影技术相结合，激光器件和现代通信技术相结合， 分别可以搞少学时的专题讲座， 重在帮助学生扩大知识面， 增加学生对物理和现代科学技术发展关系的认知， 增长物理学习和日常生活的关联感知。

　　整合的结果可以从十门基础课和专业基础课下降到五门， 内容涵盖了原有的基础课和专业基础课的核心部分， 时间的安排可以从第二学期到第六学期， 每学期一门， 这样的安排可以省出大约 100 学时左右， 可以在第三、 四、 五学期安排两到三门结合当前市场发展需求的实训课， 比如微电子类和电子、 电器类或者光学设计类课程， 也可以是语言程序类或者常用设计类软件的使用等等， 具体内容我们另有专题讨论确定， 这样的调整可以极大地提高应用物理专业本科毕业生的专业素质和实训技能，不仅提升了学生对专业和自身的信心， 而且在就业时可以有更多的机会进入高技术、 高收入的行业，从而提升就业质量和数量， 而良好的就业前景会有益于专业的招生质量和数量， 最终促进学科专业的良性循环。

　　三、 基础课优化对人才培养目标的影响

　　高校最重要的职能是培养社会发展需要的高素质人才， 提升人的自我认知， 实现人生的价值。 工科背景下地方高校的应用物理专业既有培养创新性的应用物理人才的需求， 又有工科背景下理科型人才基础宽厚的特点。 因此， 我们应在培养创新人才的目标下， 加强课程内容的优化整合， 增强创造性人才实现的机制。 既要重视基础课程的学习， 培养具有物理思维和物理方法的人才， 同时又要注重实训课程的训练， 使我们的学生适应国民经济发展和社会进步的需求， 具有创新精神和实用技能， 这样的考量既满足 "厚基础， 宽口径， 高创新" 的人才培养模式， 同时又能提高专业的综合实力， 改善目前本科学生就业所面临的巨大挑战。 从课程体系着手， 主动适应市场需求， 提升学生综合素质和实践能力， 使我们的学生既掌握深厚的物理知识和物理思维方法， 也有灵活全面的动手和实践能力， 既能有长期发展的能量， 也能有面临市场随时开发新项目的信心和能力。 而合理有效的课程设置和教学内容是达这一目标的最基础方法， 也是最有效和便捷的手段， 这是高等教育本科教学的首要任务， 也是创新人才培养最重要的途径之一。

　　四、 结论

　　本文从目前工科背景下高校应用物理专业存在的问题出发， 提出在课堂一线调整课程设置和内容优化的改革方案。 在基础课程的调整方面保留了应用物理专业的核心基础内容， 精简、 删除了重复和陈旧的部分， 增加了学科前沿与现代科学技术相关内容， 优化后课程的设置和内容将在随后的一线教学中进行实践操作， 其实际效果将得到评估， 最终的优化方案将会在实际使用中不断优化修正， 达到效益最大化， 使得优化后的课程门类和内容能够更好地适应目前社会发展对应用物理专业人才的需求， 对实现创新人才培养目标起到促进作用。

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