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国防科技大学物理学科发展启示 如何让传统学科焕发生机

2012-08-04 16:21 来源:【考文考理网 对此文章感兴趣的有:

  6月底,教育部本科教学评估专家组来到国防科技大学,对该校的物理学科评价为:物理学科建设成绩突出,特色鲜明,学生的数理基础扎实,其经验值得借鉴。
  全军唯一的博士学位授权一级学科,原子与分子物理入选国家重点学科,获准设立物理学博士后流动站,《大学物理》被评为全军优质课程并遴选为国家精品课程……几年来,国防科大的物理学科取得了累累硕果。
  物理,一个传统学科,为何能焕发出如此的生机活力?
  培育新的学科生长点提升学科整体实力
  国防科大的物理学科建设于上世纪50年代,曾为我国“两弹一星”事业培养了大批优秀人才。20世纪末,我国政府宣布暂停核试验后,该学科的发展也一度受到制约,仅有的1个二级学科硕士点,两年才招1个研究生。正当他们思考谋划学科发展时,一直关心该校建设的著名科学家钱学森给学校写信,建议组建“量子通信与量子计算”研究中心,开展量子信息基础理论研究。
  钱老的建议让该校物理学科建设的思路豁然开朗:立足现有特色和优势,瞄准前沿,拓宽发展思路,培育新的学科生长点,让传统学科焕发出新的生机。
  世纪之交,面对风起云涌的军事变革,该校紧贴军事应用需求,从零起步,组织精兵强将开展量子信息学研究,逐步形成了一个以量子物理为基础,融入计算机科学、经典信息论的新兴交叉学科,为物理学这一传统学科培育了一个新生长点。在“量子信息技术研究”等国防预研基金项目研究中,取得多项基础研究成果,组织编写出版了国内第一本《量子通信和量子计算》学术著作,并获得解放军第四届图书奖。同时,该校还在国内率先为研究生、本科生开出“量子通信和量子计算”课程,创建了“将经典信息论和量子信息论融为一体”的教学内容体系,为部队信息化建设培养出一批精通量子通信和量子计算的人才。该课题组负责人李承祖教授被遴选为国家973项目“量子通信与量子信息技术”专家组成员。
  量子信息技术研究的丰硕成果,为该校物理学科建设注入新的活力。此后,他们又相继开辟出等离子体光谱和辐射不透明度等6个处于学科交叉前沿、军事特色鲜明的学科方向,突破一系列关键技术,取得一批对国家“863”高技术具有重要支撑意义的基础理论成果,有效提升了学科整体实力。2006年,物理学科获得博士学位授权一级科学,2007年,原子与分子物理入选国家重点学科,实现了该校理科国家级重点学科零的突破。
  不断深化教学改革,着力打造精品课程
  长期以来,物理学是自然科学的基石,也是高校各专业本科生必修的一门核心基础课程。该校在“哈军工”时期,就将《大学物理》与《高等数学》称之为“霸王课”,其地位与作用可见一斑。
  面对新军事变革挑战与军队建设的转型,大学物理如何为培养高素质新型军事人才发挥更大作用,成为摆在他们面前的一个紧迫课题。为此,他们围绕提高人才培养质量实施了一系列教学改革——
  构建新的教学模式与内容体系。针对军队人才多样化需求,他们建立起不同专业不同层次的5种教学模式,运用系统学中的层次分析的方法,将教学内容分为3个层次,对课程内容进行整合、创新、优化,实现“从现象引出概念,由实验总结出规律”的普物风格,使学生由浅入深、从理论到应用,逐步迈入奇妙的物理学殿堂。学生熊炎说:“物理课的教学改革带给我们的最大好处就是,让我们真正感到物理课不再枯燥乏味,不再高深莫测,通过老师深入浅出的讲解,直观形象的演示实验和计算机辅助教学,使我们能够透过现象看本质,抓住物理学的核心,为以后的专业学习和科技创新拥有了扎实的物理基础。”
  开展《大学物理》双语教学。2002年,该校率先在全军院校本科物理教学中,采用英文原版教材、实施全程英语教学,借鉴国外物理教学的先进经验和教学模式,采用欧美教育和科技发达国家的教学内容及国际通用的表述方法,实现了教学模式和教学内容与国际接轨。
  融入军事高科技知识内容。军事技术和武器装备的发展,大都依赖于物理学的创新与进步。为此,他们在《大学物理》教学中大胆融入军事高科技知识,架设起物理学和高新技术之间桥梁。如在“位置、位移和速度”的教学中,介绍了GPS定位和双星定位知识;在“多普勒效应”的教学中,介绍军用多普勒雷达等,有效扩展学生的科技视野,提高了军事科技素质。
  建立多元化的物理教学手段。研制开发出覆盖整个课程教学内容的全套CAI教学课件,并建设了由综合演示实验、电化教学系统、计算机辅助教学课件与网络系统等构成的现代教学手段系列设施,实现教学全过程的多媒体教学,使《大学物理》教学效果与质量获得大幅度提升。学生章治宇说:“以前总认为物理概念深奥抽象,难以理解。现在老师采取CAI教学课件,并配合综合演示实验,使原本深奥、抽象物理概念变得直观生动,好学易记,我对物理课更有兴趣了。”
  随着课程建设与教学改革的推进,《大学物理》这门传统基础课,逐步显示出她的独特魅力,学生满意度达到了96.8%,先后获得军队和国家教学成果二等奖,2007年被评为全军优质课程,并入选国家精品课程。
  加强基础研究,促进学科可持续发展
  每年授课对象达3000多人,教师年平均授课量在240课时以上,国防科大的物理系老师承担着繁重的教学任务。他们还有多少时间和精心开展科学研究呢?
  实际情况令人惊讶:目前,物理系承担了包括1项重点项目在内的11项国家自然科学基金项目,平均3人1项,还承担了3项国家“863”课题和两项“973”一级子项目课题。近5年来,在国内外核心期刊发表论文200多篇,被人引用超过600多次,这一数字在全校系、所中名列前茅。
  物理系主任、博士生导师袁建民告诉记者:“只有实现教学与科研相互促进的良性循环,才能促进学科的可持续发展。”
  博导坚持为本科生上公共基础课,这在许多学校是几乎不可能的。而这却是长期以来物理系的传统。这样既能保证教学质量,培养年轻的教学骨干,又让年轻人有一定的时间从事前沿性基础研究,大力支持鼓励年轻教师申报国家自然科学基金等科研课题。过去两年中,全系承担的各类科研课题达到20余项,是过去总数的3倍。
  为了提高教师的基础研究水平,物理系先后选送8名年轻教师出国攻读博士学位、以访问学者身份交流,与多所大学及科研院所建立了学术交流机制,还邀请了诺贝尔物理奖获得者、美国哈佛大学教授格劳伯,俄罗斯功勋科学家波斯特尼科夫以及杨福家、陈佳洱等国内外知名科学家来校作报告。同时,申请主办国际物理学术会议、实验天体物理国际研讨会和世界物理年等一系列高水平学术会议,有效拓宽教师的学术视野,提高了学校的学术声誉。近年来,该校物理学科入选全国百篇优秀博士论文1篇,1篇获得提名奖,获军队科技进步二等奖等科技奖励4项,为国防科技和先进武器装备发展提供了有力理论与技术支持。(王握文 汪莹) 
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  2001年,教育部在《关于做好普通高等学校本科学科专业结构调整工作的若干原则意见》中,要求高等学校加强传统学科专业的改革和改造,同时表示:传统学科专业的改革、改造是高等学校学科专业建设的重点和难点。在发挥传统学科专业师资力量强、办学经验丰富、教学资源充裕等优势的同时,要不断更新其教学内容、改革课程体系。鼓励高等学校加大使用信息科学等现代科学技术提升、改造传统学科专业的力度,实现传统学科专业新的发展。
  物理学作为一门传统学科,是人类文明、技术进步、社会发展的基础,而天文、信息、电子等现代社会发展所必备的学科,都以物理为根基。中国科学院院士、全国政协常委、北大物理学院教授甘子钊先生曾说:“要把物理学发展成为实践科学发展观的一个重要的、真正解决问题的科学基础。”而就是这样一门传统学科,似乎走向了无人问津的尴尬境地。几年来,国防科技大学立足自己的特色,将这一传统学科推向新的发展高度。


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