關(guān)于大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科未來(lái)發(fā)展的新探索

王彥博

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

0 引言

在所有自然學(xué)科中，物理學(xué)具備最強(qiáng)的基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性特征，它是眾多其他傳統(tǒng)技藝與現(xiàn)代技術(shù)的奠定基礎(chǔ)，更是未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的原生動(dòng)力[1]。縱觀十九世紀(jì)末至今所出的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，除少有的物理學(xué)理論創(chuàng)新及突破獎(jiǎng)之外，大多數(shù)都是以物理學(xué)理論為基礎(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用獎(jiǎng)項(xiàng)。從中不難發(fā)現(xiàn)，物理已從理論過(guò)渡到物理應(yīng)用的成熟化發(fā)展階段，同時(shí)理論研究成果的轉(zhuǎn)化速度也隨之在加快。如1988年科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，但在2007年就應(yīng)其被廣泛成熟的應(yīng)用而取得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這其中僅僅不到二十年時(shí)間；還有2004年有人分離出單獨(dú)的石墨烯成分，很快歷時(shí)6年就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?？梢哉f(shuō)，當(dāng)期社會(huì)工業(yè)的發(fā)展、人們生活質(zhì)量的提升，很多都依托于基礎(chǔ)科學(xué)的廣泛應(yīng)用，它幾乎徹底改變了現(xiàn)代人的生活環(huán)境，這也推動(dòng)著大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科必然成為現(xiàn)代及未來(lái)專業(yè)教學(xué)的發(fā)展主流。

1 應(yīng)用物理的起源和發(fā)展

1.1 應(yīng)用物理的起源

在遠(yuǎn)古時(shí)期，盡管人們對(duì)于自然界各種事物的認(rèn)知是以感官直覺(jué)及思辨猜測(cè)為主導(dǎo)的，然而此時(shí)已存在對(duì)物理知識(shí)的應(yīng)用。從刀耕火種年代就能體現(xiàn)出古人對(duì)物理力學(xué)的基礎(chǔ)應(yīng)用，這也表明了應(yīng)用物理在古代社會(huì)生活中的普遍性及必然性。在此時(shí)期，發(fā)展最快的就是與勞動(dòng)生產(chǎn)密切相關(guān)的物理力學(xué)，如簡(jiǎn)單機(jī)械、杠桿原理等都在農(nóng)業(yè)、狩獵之中獲得充分應(yīng)用，并由此推進(jìn)了更多經(jīng)典物理理論的實(shí)踐。再到后來(lái)社會(huì)生產(chǎn)力不斷提高，人們的認(rèn)知意識(shí)也在逐步提升，電磁學(xué)得以在實(shí)踐生活中投入應(yīng)用，如指南針的發(fā)明就是典型應(yīng)用的電磁學(xué)原理。還有在聲學(xué)上的應(yīng)用則重點(diǎn)體現(xiàn)在音律方面，我國(guó)唐朝著名的編鐘即是應(yīng)用的聲學(xué)理論。自古以來(lái)，我們總能在日常生活中發(fā)現(xiàn)一些對(duì)物理學(xué)的應(yīng)用，而這也就是最早應(yīng)用物理的起源。在應(yīng)用物理并未正式作為一門(mén)專業(yè)學(xué)科前，其實(shí)它早在幾千年前便滲透到人類生活生產(chǎn)之中并默默地發(fā)揮著應(yīng)用價(jià)值。

1.2 應(yīng)用物理的發(fā)展

一直到十五世紀(jì)末，伴隨社會(huì)資本主義市場(chǎng)的形成，社會(huì)生產(chǎn)力也隨之得到快速提升，在現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展下，自然科學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。此時(shí)，物理學(xué)作為自然科學(xué)中的一個(gè)重要部分，對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)生產(chǎn)力的提升起到了不可估量的助推作用，并由此進(jìn)一步形成了由觀察實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)邏輯相互結(jié)合的物理學(xué)研究方式，對(duì)于后來(lái)17 世紀(jì)的物理天文學(xué)、物理力學(xué)取得快速發(fā)展起到了明顯推動(dòng)效應(yīng)；而后牛頓建立物理力學(xué)體系，從而正是叩響了近代物理的科學(xué)之門(mén)[2]。再到18 世紀(jì)，瓦特發(fā)明了氣動(dòng)錘和氣壓表，并在原有蒸汽機(jī)的基礎(chǔ)上改良了世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)，推動(dòng)歐洲資本主義正式步入到機(jī)械時(shí)代，使之應(yīng)用物理在工業(yè)社會(huì)中大展身手。到了19 世紀(jì)，不同科學(xué)領(lǐng)域之間所產(chǎn)生的緊密作用和聯(lián)系開(kāi)始被關(guān)注、挖掘、發(fā)現(xiàn)并利用。比如數(shù)學(xué)與物理結(jié)合形成了熱力學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、分子運(yùn)動(dòng)論、電磁場(chǎng)理論等，并由此創(chuàng)建了較為完整化的物理學(xué)理論體系。在這一時(shí)期，應(yīng)用物理也廣泛且快速的在社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中獲得應(yīng)用，世界上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)隨之誕生，繼而助推電力技術(shù)、電磁技術(shù)的明顯進(jìn)步?？v觀18、19 世紀(jì)，可以說(shuō)是應(yīng)用物理學(xué)從產(chǎn)生到發(fā)展的最關(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)用物理從早先的無(wú)名小卒一躍成為了歷史舞臺(tái)上的一顆璀璨新星，在推進(jìn)人類進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展、科技飛躍方面起到了不可替代的重大價(jià)值與意義。

1.3 大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科的產(chǎn)生

20 世紀(jì)以來(lái)，應(yīng)用物理在很多高新科技層面獲得了顯著成就，如航空航天、電子信息、聲和光的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域等，而這也進(jìn)一步確定了應(yīng)用物理學(xué)科的教育地位、表明了應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)立場(chǎng)，推動(dòng)大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科正式邁入專業(yè)化教學(xué)領(lǐng)域。

1.4 應(yīng)用物理學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀

與物理學(xué)相比，應(yīng)用物理學(xué)的教學(xué)理論性偏弱一些，但不置可否的是其實(shí)踐應(yīng)用性更強(qiáng)，而這一學(xué)科特征也與當(dāng)前素質(zhì)教育更為看重培養(yǎng)人才應(yīng)用能力的理念相重合。正因于此，應(yīng)用物理學(xué)科在我國(guó)大學(xué)學(xué)科建設(shè)中也就備受關(guān)注和重視，近年來(lái)越來(lái)越多的大學(xué)相繼開(kāi)設(shè)有該門(mén)專業(yè)。而一些還未設(shè)立專業(yè)與學(xué)科的高校，則應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)加快對(duì)自身教育資源的大力整合，充分根據(jù)自身辦學(xué)實(shí)際情況，創(chuàng)建全新的應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)，有效推進(jìn)高校專業(yè)學(xué)科的完善建設(shè)，不斷發(fā)揮并有效提升高校的人才培養(yǎng)實(shí)力，展現(xiàn)其最大化育人價(jià)值。

當(dāng)前從社會(huì)生產(chǎn)生活實(shí)際來(lái)看，應(yīng)用物理被廣泛應(yīng)用到了醫(yī)療保健、航空航天、新能源開(kāi)發(fā)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制、郵電通信等諸多領(lǐng)域，而與此同時(shí)應(yīng)用物理的重要性也日趨明顯化，我們只有持續(xù)不斷的加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用物理的研究和發(fā)展，才能更好地滿足現(xiàn)代人對(duì)科技創(chuàng)新的生活需求[3]。

2 大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科中存在的不足

2.1 學(xué)科專業(yè)的定位不清晰

綜上可知，應(yīng)用物理學(xué)科強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用性”，它是一門(mén)與生產(chǎn)生活緊密結(jié)合的學(xué)科。然而，目前一些大學(xué)在專業(yè)或?qū)W科建設(shè)中，更為突出其理論性教學(xué)，學(xué)生能夠參與到實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)并不多，所教學(xué)知識(shí)理論與之對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)方向的結(jié)合性也不強(qiáng)，學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)的應(yīng)用物理學(xué)科內(nèi)容十分冗雜，明顯缺乏針對(duì)指向性。基于此種含糊不清的教學(xué)定位，讓?xiě)?yīng)用物理學(xué)科在理學(xué)與工學(xué)之間變得搖擺不定，專業(yè)發(fā)展阻力隨之加大。與此同時(shí)，由于在專業(yè)學(xué)科中不僅含有大量物理理論知識(shí)，又包括很多工程專業(yè)內(nèi)容，學(xué)生必須要在學(xué)習(xí)時(shí)間和精力不足的情況下達(dá)到兩頭兼顧的效果，這也讓很多學(xué)生對(duì)該學(xué)科逐漸產(chǎn)生畏難情緒并存在學(xué)而不精的實(shí)際問(wèn)題，最終使得應(yīng)用物理學(xué)畢業(yè)生其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力反而被削弱，較難在本科畢業(yè)后快速融入社會(huì)并創(chuàng)造出專業(yè)職業(yè)價(jià)值。

2.2 專業(yè)生源質(zhì)量參差不齊

大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科對(duì)生源的要求較高，他們必須是一群對(duì)物理學(xué)有著濃厚興趣并具備很強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力的學(xué)生，而一些僅僅善于做學(xué)科純理論研究的學(xué)生則并非適合該領(lǐng)域，尤其是在高中時(shí)期物理課程基礎(chǔ)薄弱、動(dòng)手實(shí)踐能力不足且對(duì)物理學(xué)本就興趣不高的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們都不適合學(xué)習(xí)該專業(yè)。然而在高校招生環(huán)節(jié)中，卻有很多學(xué)生在并非深入了解該專業(yè)之后草率做出就讀選擇，后來(lái)入學(xué)接觸專業(yè)課程之后才逐漸發(fā)現(xiàn)自身存在的學(xué)習(xí)缺陷及不足之處。其次，也有個(gè)別學(xué)生是通過(guò)志愿調(diào)劑而被選入應(yīng)用物理專業(yè)的，其自我意愿本身較低，學(xué)習(xí)該門(mén)專業(yè)也是無(wú)奈之舉。因此，當(dāng)前大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)生源質(zhì)量參差不齊，也成為了專業(yè)發(fā)展困難的一個(gè)主要成因。

2.3 學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)范圍十分廣，幾乎涵蓋了整個(gè)物理科學(xué)和工程技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域，單從這方面來(lái)看其專業(yè)就業(yè)問(wèn)題應(yīng)該不用發(fā)愁。然而事實(shí)上，由于應(yīng)用物理學(xué)的畢業(yè)生所學(xué)知識(shí)范圍太廣、內(nèi)容過(guò)于寬泛，從而使得他們?cè)趩我谎芯款I(lǐng)域的深廣度不夠，因此與專業(yè)研究領(lǐng)域的人才對(duì)比而言，其自身的專業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力則較為欠缺[4]。比如，在應(yīng)用物理學(xué)科中有涉及半導(dǎo)體材料的有關(guān)知識(shí)，然而本專業(yè)學(xué)生與專門(mén)的半導(dǎo)體材料專業(yè)學(xué)生相比，在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)上則不具備較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)性，這是因?yàn)樗麄儗?duì)半導(dǎo)體材料的學(xué)習(xí)深度還有實(shí)踐能力都與專業(yè)人才相比要更薄弱一些。

3 大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)科的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 學(xué)科的專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

應(yīng)用物理作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科的應(yīng)用專業(yè)，其中含有很多工科教學(xué)內(nèi)容，如信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源及環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)等等[5]。近些年，我國(guó)在普通高等教育事業(yè)上不斷加大辦學(xué)投入及政策指導(dǎo)，未來(lái)定會(huì)產(chǎn)生更多的應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)科研成果并獲得廣泛投入應(yīng)用，為國(guó)家產(chǎn)出更多經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。比如，當(dāng)前應(yīng)用物理學(xué)科中的單晶硅技術(shù)的研究，推動(dòng)我國(guó)硬件產(chǎn)業(yè)在國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)超越性發(fā)展提供了技術(shù)與成果的支撐；還有關(guān)于材料研究領(lǐng)域的科研成果，對(duì)我國(guó)材料相關(guān)領(lǐng)域尤其是電磁性能、光性能方面提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

3.2 人才的就業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)畢業(yè)生以從事應(yīng)用物理學(xué)有關(guān)的高新技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域工作為主，也有很多會(huì)選擇再繼續(xù)攻研讀博、持續(xù)在該專業(yè)中進(jìn)行學(xué)業(yè)深造，還有一些選擇留校任教的，但他們極少有會(huì)選擇投身于教育這一領(lǐng)域，他們會(huì)認(rèn)為師范專業(yè)的人才會(huì)更適合從事教育類工作，還有就是教師這一行業(yè)的薪資水平不具備很強(qiáng)吸引力。然而現(xiàn)實(shí)中，很多高校在應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)師資上存在人才匱乏的問(wèn)題，還有初高中教育階段的物理課程教師也明顯不足。相比于師范生而言，應(yīng)用物理學(xué)畢業(yè)生從事物理專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)，能更好的為學(xué)生提供物理學(xué)知識(shí)的應(yīng)用思維，尤其是初高中物理與實(shí)際生活密切相關(guān)，這更有利于培養(yǎng)初高中生對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)和研究興趣，幫助他們建立學(xué)科探索精神及實(shí)踐能力?；诖耍磥?lái)學(xué)科基礎(chǔ)教育領(lǐng)域也應(yīng)成為大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)畢業(yè)生的主要就業(yè)方向之一。

3.3 應(yīng)用物理學(xué)科未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

作為高校，需要從學(xué)科專業(yè)定位、學(xué)生未來(lái)就業(yè)、專業(yè)師資建設(shè)等層面開(kāi)展優(yōu)化改革，繼而全面推進(jìn)應(yīng)用物理學(xué)科建設(shè)與發(fā)展。首先，要明確科學(xué)專業(yè)的定位，應(yīng)用物理學(xué)具備極強(qiáng)的應(yīng)用型、跨學(xué)科性特征，所以在建設(shè)課程體系的同時(shí)應(yīng)全面考核其跨學(xué)科的橫向廣度以及專業(yè)的縱向深度，合理分配學(xué)科理論教學(xué)與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)比例，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用物理學(xué)科的“應(yīng)用”特征。其次，在學(xué)生就業(yè)方面，要立足于實(shí)際情況，主動(dòng)從未來(lái)就業(yè)視角開(kāi)展專業(yè)教學(xué)活動(dòng)，盡量打造多方位的就業(yè)方向，幫助學(xué)生提高未來(lái)就業(yè)的多元化選擇，使其樹(shù)立明確的學(xué)習(xí)信心、堅(jiān)定未來(lái)職業(yè)實(shí)踐的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，應(yīng)用物理學(xué)對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展起到不可估量的推進(jìn)作用，并在大學(xué)很多專業(yè)學(xué)科中占據(jù)著重要地位，未來(lái)與國(guó)家高新科技領(lǐng)域直接掛鉤，尤其以航空航天、新能源、計(jì)算機(jī)學(xué)科等結(jié)合緊密。與高校人才培養(yǎng)方面來(lái)說(shuō)，更需在應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)上開(kāi)展學(xué)科建設(shè)與改進(jìn)，推動(dòng)大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)可最大化發(fā)揮其育人作用，為加快社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的應(yīng)用物理學(xué)人才。