信息科學大類招生下物理專業人才培養方案改革

范志強 姚靜

摘 要：文章對近年來物理專業的人才需求狀況及物理專業發展現狀進行分析，結合長沙理工大學在信息科學大類招生下物理專業人才培養的實際情況，闡明了信息科學大類招生下分類培養的必要性，對應用型本科物理專業人才培養模式、培養方案進行了有益的研究與探索，可以為今后工科院校物理專業人才培養的改革與實踐提供有益借鑒。

關鍵詞：應用型本科；大類招生；物理專業；培養方案

中圖分類號：C961 文獻標識碼：A 文章編號：2096-000X（2018）20-0070-03

Abstract： This paper analyzes the talent demand situation and development status of physics majors in recent years. Combined with the actual situation of physics professional talents training under the enrollment of information science in Changsha University of Science and Technology， it clarifies the necessity of classification and training under the enrollment of information science. The research and exploration of the training program can provide useful reference for the reform and practice of the training of physics professionals in engineering colleges.

Keywords： applied undergraduate； cultivating students in large category； physics major； training program

一、概述

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標準，它是當今最精密的一門自然科學學科。物理學專業學生主要學習物質運動的基本規律，接受運用物理知識和方法進行科學研究和技術開發訓練，獲得基礎研究或應用基礎研究的初步訓練，具備良好的科學素養和一定的科學研究與應用開發能力。目前，我國每年培養本科物理專業人才約12000人。該專業的學生畢業后可到高校從事教學工作，或是到研究所從事理論研究、實驗研究和技術開發與應用工作。另外還可以到企業中從事材料科學與工程、電子信息技術等領域的技術開發及應用研究工作。科研工作包括物理前沿問題的研究和應用，技術開發工作包括新特性物理應用材料如半導體等，應用儀器的研制如醫學儀器、生物儀器、科研儀器等。物理專業的就業范圍涵蓋了整個物理和工程領域，融物理理論和實踐于一體，并與多門學科相互滲透。物理學專業的學生如具有扎實的物理理論的功底和應用方面的經驗，能夠在很多工程技術領域成為專家。

二、信息科學大類招生下物理專業本科生培養現狀

長沙理工大學物理學專業可以追溯到長沙電力學院1984年開設的基礎物理學，2006年獲得了凝聚態物理學碩士學位授予點，2011年入選學校“十一五”重點學科和湖南省重點預備學科，是學校辦學方向較早、師資力量與辦學積累比較雄厚的學科方向之一。但是在近年來大類招生背景下，學科的學生轉出比率較高，學生的就業方向比較分散，從事單一物理學專業的就業比率非常低，已經成為學校亮黃牌的專業之一。筆者分析了2010年到2018年本校物理專業的本科就業情況，發現目前物理專業的就業分成三種情況：第一，考研。由于物理學專業學生主要學習物質運動的基本規律，接受運用物理知識和方法進行科學研究和技術開發訓練，因此開設的課程都是比較偏于理論且晦澀難懂的。要想繼續從事物理專業的深入學習，只有考研一條出路。筆者所在的學院每年的物理專業考研率為50-60%，最終錄取比率為20-30%。然而考研成功的學生中有相當一大部分是考取了物理學相關的專業例如電子類，信息類甚至機械類，考取物理專業的研究生的比率非常低。第二，轉專業。由于物理專業的就業面比較窄且起始薪資普遍比較低，在大一的第二學期以及大二的第二學期末，50%的物理專業本科生申請轉入其他專業，其中本院電子類信息類專業的轉入門檻比較低導致轉入的物理專業學生比較多。其次，其他學院的電信類，機械類甚至管理類專業也有學生轉入。這些學生盡管學習了兩年的物理的專業課程但是轉入其他專業后便徹底與物理專業分離，造成了很大程度上的學時浪費。第三，輔修第二專業。未能實現轉專業的學生很多都申請了輔修第二專業例如電子類，土木類和管理類。這些學生盡管大四時候找到了工作實現了100%就業率，但是就業的行業與物理專業相去甚遠。綜上所述，在大類招生背景下，加強物理專業的分類培養，增強學科的時效性與應用性，增加物理專業本科畢業的職業競爭力，是確保物理專業可持續發展的重要手段。

三、信息科學大類招生下物理專業培養方案改革

培養方案，又稱“培養計劃”“人才培養方案”等，是指在一定的現代教育理論、教育思想指導下，按照特定的培養目標和人才規格，以相對穩定的教學內容和課程體系，管理制度和評估方式，實施人才教育的過程的總和。培養方案是高等學校各學科專業有關專業人才培養目標、規格要求、課程設置、教學安排等內容的指導性文件，是學校進行專業人才培養的基本依據。科學合理的培養方案是培養合格優秀人才的核心所在，是人才培養規格的基本要求，是合格人才培養的基本依據。

（一）培養目標改革

長沙理工大學信息科學類專業包含物理學、電子信息科學與技術、光電信息科學與工程、電子科學與技術四個專業，授予理學學位。遵循“德育為先、知識為本、能力為重、全面發展”的育人理念，主動適應行業與區域經濟社會發展需求，該大類培養學生具有高尚品德、社會責任感、寬闊的科學視野和國際視野，良好的科學素養，較強的工程應用能力和一定的科學研究能力，理論基礎扎實，知識、能力、素質協調發展，智商情商同步提高，創新意識強、專業素質高、職業素養好的信息科學類高端研究人才和行業精英。其中物理學專業的培養目標規定的比較籠統寬泛，沒有具體目標性。因此，依托信息科學大類的背景，結合筆者所在學院的師資結構，我們將物理學專業的培養目標凝練為凝聚態與材料物理和微電子器件物理兩個方向。具體培養目標為：培養學生系統掌握物理學的基本理論與方法，具有良好的數學與信息科學基礎、了解物理與信息科學前沿知識和研究方法，創新意識好、研究能力強，能在微型半導體、微型芯片、物理學及信息學科等技術領域中從事科學研究、技術開發和管理等工作的應用型高級專門人才和行業精英。

（二）培養規格改革

我們在知識儲備和能力培養兩方面提出了契合培養目標的實際要求。在知識儲備方面我們提出以下四點：1. 學科專業性知識方面，要求系統掌握信息類各專業的基礎理論知識和實踐技能，并能熟練應用相關理論知識解決實際工程問題。了解本學科的理論前沿和發展動態。2. 工具性知識方面，具備外語、計算機及信息技術應用、文獻檢索、科研方法和科研論文寫作等方面的知識。3. 具備人文社會科學、自然科學和相關的工程技術知識結構。4. 具備相關的管理與法律知識。掌握從事信息專業所需的法律、法規、標準及工程管理、經濟決策知識。在能力培養方面我們提出以下六點要求：1. 獲取知識的能力：具有較強的語言與文字表達、人際溝通以及分析和自學能力。2. 應用知識能力：通過相關基本訓練，具有分析和解決實際工程問題的基本能力。包括綜合應用知識解決問題能力、實踐能力、計算機技術應用能力。3. 創新能力：具有較強的創新意識、創造性思維能力、創新實踐技能。4. 具有較強的業務溝通和工作協調能力，能較好地適應團隊工作。5. 終身學習能力。具有自主學習和終身學習的意識，具有拓展知識領域的學習能力，有不斷學習和適應發展的能力。6. 具有較強的英語應用能力，能閱讀本專業英文文獻。

四、信息科學大類招生下物理專業特色提升與實現途徑

（一）物理專業特色提升

信息科學類專業包含物理與電子科學學院的物理學、電子信息科學與技術、光電信息科學與工程、電子科學與技術四個專業。電子信息科學與技術、光電信息科學與工程、電子科學與技術專業是工程實踐能力強的信息類專業，加強了數理基礎的培養，強調學生的后續發展和創新、創業能力。物理學專業是一門理論性很強的理學專業，為使學生掌握信息技術研究方法、了解信息學科前沿理論和研究手段，加強了信息科學工程訓練，培養高端信息科學理論研究人才。為了切實提升專業特色，近年來我們做了以下工作：1. 依托電子科學與技術一級學科博士點、電子科學與技術湖南省重點學科和湖南省高校科技創新團隊平臺，學院充分發揮優質辦學資源，實行“按專業招生，大類培養”的信息科學類人才培養模式改革，培養基礎扎實、實踐能力強的信息科學類高級專門人才。2. 在長期的辦學過程中，學院實現了理工交融、互為促進，形成了較好的信息科學大類專業培養模式。3. 為實現加強學生理論基礎、提高工程應用能力的培養目標，物理學專業開設了“物理建模與科學計算”，其它專業開設了普通物理系列課程和專業綜合訓練；為更好地對接電力行業需求，各專業增設了“電力工程基礎”選修課程。4. 在培養學生創新創業能力方面，開設了創新創業案例分析、創新創業綜合實踐等系列課程，并在教學過程中注重創新創業指導。在第三、四學年各專業均開設了各類實習、課程設計和專業綜合訓練。

（二）物理專業特色實現途徑

由于是大類招生，所以培養方案包括物理學、電子信息科學與技術、光電信息科學與工程、電子科學與技術四個專業，學生按專業招生進校，入學后按大類培養，前兩個學期學習公共平臺課程。為強化基礎，在課程設置上用普通物理課程替代了傳統的大學物理課程。在第二學期開始根據學生志愿和第一個學期的表現進行專業調整工作，允許學生根據學習情況和個人特點在電子信息科學與技術、光電信息科學與工程、物理學、電子科學與技術四個專業中申請專業調整。從第三學期開始，按專業培養，畢業時按所學專業畢業。此外，大學一年級和二年級以加強基礎訓練為主，三年級和四年級以創新能力和動手能力培養為主，全天候開放實驗室，與企業建立聯合實驗室、在企業建立產學研基地，為學生開展科學研究、實踐實習、創新創業等活動提供優越的條件和氛圍，組織物電杯電子設計大賽和各類專業競賽，促進大學生的創新能力、動手能力和專業綜合能力的提高。

為了進一步保障物理專業特色，依據大類培養的特點，物理專業學生在前五個學期的課程是一致的。但是在第六個和第七個學期，選擇不同專業方向的學生將分別選修對應的課程，從而達到分類培養的目標。具體的課程設置如表1。

五、結束語

大類招生、分類培養是高校教學改革的方向。大類招生既給物理專業的建設帶來了機遇也帶來了挑戰。在新形勢下，如何在分流中更好地吸引優質學生決定了本專業將來是否能更好地發展壯大。本文結合長沙理工大學在信息科學大類招生下物理專業人才培養的實際情況，闡明了信息科學大類招生下分類培養的必要性，對應用型本科物理專業人才培養模式、培養方案進行了有益的研究與探索，可以為今后工科院校物理專業人才培養的改革與實踐提供有益借鑒。

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