应用物理学是中国普通高等学校的一个本科专业,属于物理学类,一般修业年限为四年,授予理学学士学位。
主要关注物理基础理论和方法的研究,也包含了电子技术、计算机技术以及光纤通信技术等方面的应用基础知识、实验方法和技术。而在生活中,各种光感技术仪器如红外探测仪、感应识别门和激光笔等多数来自于该专业的研究成果,毕业后可以在科研院所、大型高校、政府机构或其他行业组织,进行科研和创新工作。
专业发展
十九世纪末期,应用物理学作为一个独立的领域,是从整体物理学中剥离出来的。相比于纯粹重视数学结合的理论研究的物理专业,应用物理更注重将理论运用到现实生活中解决问题。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。
1998年,教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表(1998年颁布)》,将原应用物理学(专业代码070202)、原子核物理学及核技术(部分)(专业代码070203)、声学(专业代码071205)、工程物理(专业代码080505W)合并为应用物理学专业,专业代码为070202,可授予理学或工学学士学位,属物理学类专业。
教育部在2012年发布了《
普通高等学校本科专业目录(2012年)》,其中应用物理学专业被归类为理学门类专业,该专业的专业代码为070202,属于物理学类专业。
培养标准
人才培养可分为思想政治和德育方面、业务方面和体育方面三个方向。
参考资料
课程体系
总体框架
物理学类专业本科生知识体系由知识体系和主要实践性教学环节两部分构成。其中,知识体系涉及通识类知识、学科基础知识和专业知识。专业知识又分为专业基基本知识和特定专业方向知识。本标准规定的学科基础知识和专业知识适用于所有高校的物理学类专业本科生培养,而特定专业方向的知识体系则由各高校自主构建。
课程设置
通识类知识
通识类知识按照教育部和各高校有关要求实施。
学科基础知识
应用物理学专业本科生需要掌握数学、计算机、电工电子等方面的基础学科知识,较清楚了解物理学发展历史。数学知识按非数学类专业“高等数学”(或称为“数学分析”“线性代数”等)的最高标准要求,建议最少学时数(不含习题课和讨论课的实际投课学时,下同)不少于224学时(14学分)。对计算机和电工电子等学科基础知识的教学内容和学时数,不单独要求,由各高校根据培养目标自主规定。对于物理学发展历史,可以单独开设课程,也可以在讲授专业基础知识和专业方向知识的同时,穿插讲授并分析物理学的发展历史,加强学生创新思想和创新意识的培养。
专业基本知识
应用物理学专业本科基本知识体系包括7个专业基础知识领域,24个核心知识单元。各专业基本知识领城所包含的知识单元、知识点以及对各个知识点建议的所属课程和最少讲授学时数等的具体规定,参考《高等学校应用物理学本科指导性专业规范》。要求应用物理学专业本科基本知识体系中理论部分教学不少于544学时。由于应用物理学专业本科生培养方向众多,涉及的基础和应用领域都较宽广,各高校可以结合自身的专业方向和办学特点进行选择。
参考资料
专业方向知识
由于应用物理学专业所涉及的专业方向领域众多,各高校的培养目标以及所处地城存在差异,各高校应根据自身的特点和人才需求自行确定所开设的特定专业方向,并为每个专业方向建立相应的专业方向知识体系。
专业方向知识的基本要求是:保证学生获得较扎实的专业基础知识和有特色的专业方向知识。专业方向知识应当能够覆盖该专业方向的基本知识、基本理论、基本方法、学科现状和动态,使学生在所选专业方向上得到比较全面和系统的培养,得到实际技能的训练和能力的培养;使学生除了具备一定的专业知识,还具有较宽的适应面和较强的实践应用能力。
应用物理学专业方向知识体系由若干门专业课程体现。每个专业方向至少应开设8~10门的专业必修和选修课程,要求学生所修学时总数不少于240学时,其中包括1~2门的专业实验课程(不少于64学时)。专业方向知识体系中应有2~3门必修课程,这些课程中应包含本专业方向的核心知识单元。
实践教学
应用物理学专业本科生培养的实践环节包括:实验教学、科研训练或专业实践、毕业论文(设计)、创新训练等环节,旨在培养并提高学生的基本实验技能、知识应用能力、社会实践能力、创新研究能力和科学素养等。实践教学应注重物理内涵,激发学习兴趣,适应专业特点,突出科学和应用前景,启发探索创新。指导思想是:“重基础、重能力、重应用、重创新。”
实验教学要求
应用物理学专业实验教学可以分为基础物理实验(包括普通物理实验和近代物理实验)和专业实验。基础物理实验知识体系及实验基本选题可参考《高等学校应用物理学本科指导性专业规范》。各高校可根据各自不同专业的培养目标设计具有自身特色的专业实验。这些专业实验内容应反映科学前沿,反映交叉等特点,反映先进的科学技术和测量技术,反映该专业社会需求的实际应用技术。专业实验的课时一般不少于64学时。
科研训练或专业实践
科研训练与专业实践应采用以下方式:学生提前进入本专业科研实验室,了解本专业的科研方向,在教师指导下参加科研实践活动,接受科研和创新能力训练;各高校应根据专业特点,与企业和科研单位合作,建立与专业相关、相对稳定的实践基地,以便学生进行科研训练和专业实践。
毕业论文(设计)
物理学各专业的毕业生都应完成毕业论文(设计)工作。毕业论文(设计)应安排至少12周的时间集中进行,相应学分为必修学分(具体学分数由各高校自定,建议6~10学分)。毕业论文(设计)的选题应体现应用物理学专业的特点。
创新训练
创新训练是培养学生创新与实践能力的有效措施,各高校可根据自身的条件和具体情况,开展大学生创新训练,培养学生的以下能力:敢于和善于提出问题的能力;独立思考和批判精神;创新意识和创新思维;物理学的思维方法和研究方法的领悟和运用;团队合作精神与组织协调领导能力;交流表达能力。
创新能力培养不仅应渗透到所有课程的教学和实践环节中,并且应体现在课程设计、课程小论文、本科生创新研究计划、创新性实验和毕业论文(设计)等各个环节中,也可以在专题讲座的基础上,学生通过阅读中国国内外有关文献,提出问题,完成某一主题的调研报告。创新训练应作为课程教学中的一基本内容,纳人课程教学大纲,逐步形成创新训练的导师制,逐步建立和完善对学生参与创新训练的评价与激励机制。
应用物理学的课程体系主要分为实验课程和理论课程两大类,实验课程主要包括力学、热学、电磁学、光学实验课等,理论课程主要包括原子物理学、理论力学、电动力学、量子力学、固体物理学等。
教学条件
教师队伍
师资队伍数量和结构要求
高等院校应用物理学专业应当拥有一支规模适当、结构合理、相对稳定、水平较高的师资队伍。应用物理学专业专任教师数量和结构应确保该专业人才培养需要,生师比应不高于18:1(折合在校生数在1500人以上者,应不高于16:1)。新开办该专业至少应有15名专任教师,年招生量在30人以上者,招生人数每增加10名,须至少增加1名专任教师。专任教师中具有硕士及以上学位的比例应不低于50%(不含在读者),35岁以下专任教师必须具有硕士及以上学位,具有高级职称的教师比例不低于30%。所有专任全职教师必须取得教师资格证书。在编的主讲教师中90%以上应具有讲师及以上专业技术职务或具有硕士、博士学位,并通过岗前培训;兼职教师人数不超过专任全职教师总数的25%。35岁以下实验技术人员应具有相关专业本科及以上学历。
实验教学中,对普通物理实验,每名教师每次指导学生数不超过30人;对近代物理实验和专业类实验,每名教师每次指导学生数应适当减少,以保证学生得到较充分的具体指导。必须配备有专职实验技术人员(实验工程技术人员或实验员),其人数应满足实验教学运行及实验室管理等的需要。
科研训练与实践中,每名教师每年指导毕业论文(设计)的学生数原则上不超过5人,每年指导的接受科研训练(参与科研实践)的学生数应不超过6人。
教师背景和水平要求
教师必须忠实履行教书育人职责,主动承担教学工作,积极推动教学研究、教学改革和课程建设及教材建设,积极推动教师专业发展,不断更新教育理念,改进教学方法,按照教育教学规律开展教学工作。教师必须具有物理学科的教育背景,熟练掌握课程教学内容,能够根据人才培养目标、课程教学的内容与特点、学生的特点和学习情况,结合现代教学理念和教育技术,合理设计教学过程,做到因材施教、注重效果。必须关心学生成长,加强与学生的沟通交流,对学生的学业生涯、专业发展取向、业务学习及人生发展规划等提供必要的指导。教师应该教研结合,积极开展科学研究,不断加深学术造诣,提高科学素质,积极了解并掌握物理类学科发展动态,不断更新教学内容,指导学生的课外学术探究和其他实践活动,培养学生的创新意识和实践能力。
教师发展环境
应用物理学专业应建立课程组或教研组等形式的基层教学组织,健全教学研讨、集体备课和教学重点难点研讨等机制。实施青年教师培养计划,建立高效的青年教师专业发展机制,使青年教师能够尽快掌握教学技能,传承优良教学传统。学校应对教师加强教育理念、教学方法和教学技术培训,提高专任教师的教学能力和教学水平。建立教师学术休假和学术进修机制,为教师在教学和科研中不断自我提高提供保障。
设备资源
物理教学实验室
物理实验教学实验室使用面积及相邻实验台间距应足够大,以保证学生进行实验操作和教师指导。实验室水、电、气管逍及数据网络线等布局应安全、合理,并且照明、通风设施良好,实验台应具有防
漏电、防水和阻燃等性能。实验室消防安全符合国家标准,具有应急处理预案。具有符合国家环保要求的三废收集和处理设施及噪声控制措施。物理实验器材设备、元器件、材料制备所用药品以及具有放射性的特殊材料的购置、存放和管理应符合国家有关规定。
物理教学实验仪器
常用仪器与设备应以元器件和通用仪器(设备)为主,从而使学生学会根据测量目标自主组装成满足需要的设备,以培养其实际动手能力和创新能力。仪器(设备)台套数的要求:普通物理(基础物理)实验的常用仪器至少应满足教学过程中不超过2人1组的需要;近代物理实验、综合实验、专业实验及创新性训练实验的台套数,应满足实验教学过程中不超过4人1组的需要。元器件和通用仪器(设备)数量的要求:教学实验室拥有的元器件和通用仪器(设备)的数量,应保证随时组装出满足上述要求的实验仪器(设备)台套数的需要。
实践基地
应用物理学专业应根据专业特色和学生的就业去向,与科研院所、学校、行业、企业加强合作,建立各具特色的实践基地,以满足相关专业人才培养的需要。
信息资源
参考资料
教学经费
参考资料
质量保障
教学过程质量监控机制
应对主要教学环节(包括理论课程、实验实践课程等)建立质量监控机制,使主要教学环节的实施过程处于有效监控状态;各主要教学环节应有明确的质量要求;应建立对课程体系设置和主要教学环节教学质量的定期评价机制,评价时应重视学生与校内外专家的意见,尤其是校外专家和社会行业的意见。
应实施教师上岗资格制度、青年教师助教制度、青年教师任课试讲制度,保证任课教师具有与所在学校和专业相适应的教学与学术水平。建立教授为本科生上课制度,专业必修课主讲教师必须由教授或副教授担任;建立教学研讨交流机制,促进教师提高教学水平和教学质量。
毕业生跟踪反馈机制
应建立毕业生跟踪反馈机制,及时掌握毕业生就业去向和就业质量、毕业生职业满意度和工作成就感、用人单位对毕业生的满意度等信息;应采用科学的方法对毕业生跟踪反馈信息进行统计分析,形成分析报告,作为质量改进的主要依据。
专业的持续改进机制
应及时了解中国国内外的专业发展现状和动态,吸纳科研院所和行业专家定期开展专业评估,针对教学质量存在的问题和薄弱环节,采取有效的纠正与预防措施,进行持续改进,不断提升教学质量。
培养模式
教学科研协同,准导师制培养
建立教学团队,制定科研服务于教学的探讨式教学方法,探索形成“科研嵌入”理论教学内容、“科研反哺’实践教学环境的创新人才培养的教研统一机制。“科研嵌入”理论教学是将教师的科研项目分模块进课堂、进实验、进毕业设计部分,实现科研成果进课堂,利于讨论式教学,提高学生的创新意识和创新能力;“科研反哺”实践教学环境是及时总结项目研究经验和成果,凝练科研案例,撰写为讲义或教材,将其融入教学课堂,丰富教学内容,拓宽学生视野。
学校企业协同,项目驱动式培养
学校建立
校企合作,深度拓展教学实践环节,完善创新人才培养体系。学校与企业签订认知实习、生产实习、毕业实习等教学实习基地,学生在不同阶段到企业中了解与专业相关的产业知识,学会运用知识解决实际问题、提升能力,以更好地满足社会与经济发展对应用型创新人才的能力需求。
创新研究实践,自主提升式培养
成立大学生物理协会、电子协会等学生团体,定期开展校园文化活动和课外科技活动,提升学生的创新能力。举办大学生校园科技文化节、数理节。积极组织学生参加全国大学生数学建模竞赛、“挑战杯”科技作品竞赛、电子设计竞赛等,组织学生积极申报各类课外科技项目,大力支持探索、创新类的毕业生的毕业设计,为学生提供更多的参与创新活动机会和实施创新活动的平台。
研究型课程教学,兴趣式培养与提升
教师将一些与专业结合紧密的科研项目设置成“应用研究型课程”,开课内容要求紧扣学科、科研前沿,与应用物理学专业紧密相关;选题必须是省级以上在研课题,同一课题内容不得重复开课;课程讲述要求从专业知识宏观入手,逐渐深入;任课教师必须具有高级职称或博士以上学位。
优化培养方案、构建更加合理的课程体系
以体现学校特色、突出学科交叉优化专业培养方案。以适应社会需求,提高学生适应不同工作岗位能力为目标,更新专业课程体系。构建物理实验教学新体系,更新实验内容。
以科研促教学、以学科建设带动专业建设
以科研促进专业师资队伍建设;以科研提高
课堂教学质量,促进新知识、新理论在教学中的传播;以科研提高实践教学质量。
发展方向
深造方向
该专业的学生在研究生阶段可以在物理学、凝聚态物理、光学、光学工程等领域继续深造。
就业方向
学生毕业后可以在各类高科技公司担任研发人员、工程师、技术支持、销售等职位,或者加入一些光学仪器制造厂、电子产品公司、新能源企业、飞行器制造公司等,开展与应用物理学相关的工作,也可以在科研院所、大型高校、政府机构或其他行业组织,在该领域进行科研和创新工作,包括电子器件、半导体材料、通信和信息技术、太阳能电池等从事相关工作。
开设院校
参考资料
专业排名
2023年软科中国大学专业排名评级A+的学校共有3所,评级为A的学校共有16所,其中3所A+高校的专业排名依次为:
中国科教评价网2023-2024年应用物理学专业排名中的中国大学本科教育专业排行榜中等级5★+的学校2所,等级5★的学校6所,其中等级5★+及5★的学校的排名依次为: