科教协同培养应用物理学专业创新人才成果总结报告

“科教协同培养应用物理学专业创新人才”成果总结报告大连理工大学应用物理学专业始建于1949年，1978年重建，是教育部高等学校特色专业建设专业，旨在培养具备宽厚的物理学理论基础、扎实的数理逻辑分析能力、很强的科学实践能力和创新能力的应用物理研究型人才，毕业生将在物理学及相关高新技术学科、交叉学科等领域继续深造，成为能够从事物理学基础性研究、应用物理研究和教学的精英人才。

应用物理学属于基础学科，而基础学科的原始创新是“技术创新”的源头，是“创新型国家”建设的关键所在。

2012年教育部、中国科学院联合颁发“科教结合协同育人行动计划”，旨在通过计划的实施，探索高等院校与科研院所联合培养人才的新模式，提高学生的实践能力和增强学生的创新本领，促进我国高等教育人才培养质量的提高。

为了适应这一新形势下的人才培养需要，2013年7月我校与中国科学院大连化物所签署了科教结合“菁英计划”合作协议书，中科院物理所、长春光机所、中科院近代物理所、合肥等离子体物理所等多家院所参与联合培养。

近几年来在辽宁省高等教育教学改革研究项目《科教协同培养应用物理学专业拔尖创新人才》等7项省级项目、教育部和辽宁省高等学校本科教学改革与教学质量工程建设项目《应用物理学专业综合改革》2项，以及大连理工大学2项重大、3项重点、3项面上教学改革项目等大力支持下，依托我校及合作单位的科研优势，科教协同，推动课堂教学与改革，强化实践能力的锻炼与提升，多通道培养学生国际视野，创新精英人才培养的管理机制与体制，从而建立以能力培养为目标的应用物理拔尖人才培养体系，中国科学报以“为本科生打造‘准科研’模式”为题，头版报道了我们的创新人才培养模式。

具体分为以下几个方面1、制定适合科教协同的拔尖人才培养方案为实施科教协同育人，充分发挥研究所和高校的双方优势，由大连理工大学、中科院大连化物所、长春光机所共同参与制定了适合科教协同的培养计划。

这一培养计划的修订与具体实施，旨在培养拔尖人才过程中：夯实物理基础理论知识，重视数学，强化“四大力学”理论课程；拓宽知识视野与交叉，拓展化学基础；注重能力锻炼与提高，培养学生应用知识解决问题的能力，开设《科研实用软件》、《科研实践训练》等课程，接轨物理学院的研究生课程体系，让学生更早地进入前沿。

借助物理学院和科研院所的精良实验设备和研究力量，强化实践能力与研究能力。

这些改革，为拔尖创新人才培养的实施规划了切实可行的技术路线。

2、深化教学改革，狠抓培养方案的实施培养方案的实施是改革成功与否的关键，为此，我们在以下几个方面开展落实工作：（1）以课程群为单位，促进课堂教学改革与建设我们将课程分为专业基础课程群:《力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》、《原子物理学》，团队负责人：丁振峰、王正汹；专业核心课程群：《数学物理方法》、《理论力学》、《电动力学》、《量子力学》、《热力学与统计物理》，团队负责人：王友年、周玲；专业方向课程群：《计算物理学》、《激光原理》、《固体物理学》、《等离子物理学》等，团队负责人：王德真、赵纪军。

这些团队负责人将首先对自己负责的课程开展教学研究与改革，带动相关课程群的建设，从而实现“以点带面”的效果。

经过几年的建设，王友年、宋远红教授教学团队负责的“数学物理方法”取得了骄人的成绩。

积极实施教学改革，承担校教改重点项目1项，教材项目1项教师通过各种教学手段使课堂教学艺术化、生动化，激发学生的学习兴趣；课后作业增加没有标准答案的大作业形式，鼓励学生独立思考、挑战权威，培养学生主动探索精神。

出版教材2部，获得大连理工大学校教学成果二等奖1项。

由刘金远教授负责的《计算物理》课程几年来在教材和平台建设等方面取得很大进展。

2015年利用质量工程建设经费专门建设计算物理实验室，以加强学生课程学习的实践应用能力；同时还积极开展计算物理教学的研究，主办高等学校第四次计算物理和第十五次数学物理方法研讨会。

2012年由科学出版社出版的教材《计算物理学》在2014年获得教育部国家十二五规划教材，2015年被辽宁省教育厅认定为辽宁省十二五规划教材；2016年由大连理工大学出版社出版《计算物理学习指导》，形成了计算物理课程系统配套教材。

由梅显秀、赵纪军等老师共同承担《固体物理学》课程，注重教学团队建设与写作，大力推荐课堂教学改革，引入固体物理前沿的新动态、新成果、新概念，介绍涵盖半导体、磁学、光学、纳米、表面以及非晶等专题的前沿知识，拓展学生的视野和知识面，激发起学生运用基础学科理论实现科技创新的兴趣和自信心。

结合近几年的诺贝尔奖，引出石墨烯和准晶等话题，引出新能源材料；介绍鼓舞人心的科学新发现，学生们听得起劲，教师教的用心。

该课程经过几年的建设，承担校教改面上项目1项，成功获批《固体物理学》辽宁省精品资源共享课程建设课程。

由周玲负责的量子力学教学团队，实施创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，注重量子力学概念教学，通过老师课堂讲授、学生课后大作业、课堂讨论等形式，教给学生正确的与日常生活相悖的微观世界基本规律，将前沿与动态的最新进展，引入课堂，激发学生学习积极性，布置自编习题，引导学生学会自主学习、独立思考而不是依赖习题解。

承担校教改面上项目1项，出版《量子力学》教材第三版。

（2）科教协同建设前沿方向课程为开阔学生的视野，激发他们对科学研究的热情,引导学生更早地进入前沿而新开设了系列课程, 如《物理学导论课》、《科研实用软件》、《科技文献阅读与写作》、《科研实践训练》。

《物理学导论》课程由大连化物所以及物理学院各个学科学术带头人承担，力争用通俗的语言向学生介绍各个方向的研究动态以及可能的应用前景。

《科研实践训练》，采用方向固定、动态调整选题的方式开设我院科研主力军承担各个方向的选题，《科研实践训练》，三束材料改性教育部重点实验室主任赵纪军教授担任《科研实践训练》的课程负责人，在校教改重大项目“全面提升王大珩物理科学班科研创新能力的探索与实践”及辽宁省高等教育教学改革研究项目“王大珩物理科学班科研创新体系的全面建设”的支持下，聘任物理学科的一线优秀青年教师负责具体课题模块的指导。

课程设置10个左右模块，每个模块3-4名学生，采用分组讨论、调研、查资料、开展模拟和实验工作、作总结报告、撰写论文等形式，使学生迅速掌握科学研究的一般规律，锻炼学生在科研中的分工协作能力，培养学生的基本学术素养；加强发散型和批判型的创造性思维模式的培养、教会学生如何思考。

通过系统的学术规范训练和在实验室的具体科研实践活动，为部分拔尖创新人才的快速成长创造环境和条件，也为大部分学生未来从事科学研究打下扎实的基础。

另一方面这些课程本身适合在研究所完成，我们借力科研院所，《导论课》、《科研实践训练》、《毕业论文》等一直由大连化物所与长春光机所共同参与教学，充分利用好这些国家级平台的科研人才与设备优势，循序渐进地培养学生开展科学研究的能力。

在实践教学方面，发挥三束实验室的科研优势和在应用技术产业化上多年积累，对实践内容做了较大的改革。

新增真空和放电技术、薄膜和材料生长、等离子体物理诊断技术等应用物理前沿实验中具有共通性的课程模块；并在此基础上，调整和优化了《应用物理实验》的课程结构，紧跟学术前沿和最新研究成果。

与此同时，针对计算编程和高性能计算在科学研究和生产生活各个领域日益增长的重要性，新建计算物理终端实验室，配合《计算物理学》、《科研实践训练》、《科研实用软件》等课程的实践要求，培养适应科研和社会需求的计算物理人才。

邀请国内外知名专家学者在前沿领域举办科普讲座，开阔学术视野。

以学术大师为榜样，培养学生献身科学的热情、成为科学家的理想和志向。

2014年6月起，设立“王大珩讲坛”，先后邀请成会明院士、李建刚院士、孙昌璞院士、王晓钢教授（美国物理学会会士）、刘玉鑫教授（杰青、物理学类教指委秘书长）等知名学者主讲关于物理学与人类文明、量子物理前沿、碳材料、核聚变等各方面内容。

这些报告拓宽了同学们的知识面，帮助他们了解学术前沿动态，也向同学们介绍一些科学的思考方法和研究经验，为将来进一步学习和从事相关研究奠定一定的基础。

（3）打破课程管理体系壁垒，推进本硕博打通课程。

对于学有余力的拔尖学生，我们开设了本硕打通课程。

根据物理学院现有的物理学二级学科分布情况，将硕士阶段的重要必修课程，如《高等量子力学》、《等离子体理论》、《固体物性》等设为四年级的专业方向课程。

有助于已经锁定研究方向的学生更早地夯实专业基本理论，实现本科与研究生课程体系的无缝衔接，减少重复课程，为推进本硕博打通的人才培养模式做好准备。

3、科技协同创新，培养拔尖人才的创新能力与实践能力立足本学科和学院现有的教学科研资源，协同中科院合作研究所的高水平科研平台，我们构建了逐层递进的应用物理学实践教学新体系。

主要包括以下具体改革内容：（1）利用校内实践教学资源，培养学生综合能力物理学院拥有国家级实验示范中心“基础物理实验中心”，为创新实验教学改革提供了系统的训练基地。

以“全国大学生物理实验竞赛”，“中国大学生物理学术竞赛”等教育部支持的重要赛事为牵引，开设“物理实验强化班”，由实验能力突出的教师担任班导师，选拔成绩突出、动手能力强、渴望在实验方面有所创造的本专业学生，通过自主设计完成实验，锻炼了学生综合运用所学物理知识分析解决实际问题的能力，提高了学生的创新能力和协作精神，激发了学生勇于探索、勇于创新的精神。

参赛学生经过校内初赛到省赛，最后参加国赛的近一年的锻炼，通过亲自实验和辩论，综合能力获得了极大的提高。

2013年以来，应用物理专业本科生参加国家级大学生创新项目14项、省级创新性项目3项、校级创新项目102项；获得国际级竞赛奖项8项，国家级竞赛奖19项、省级奖53项、市级12项、校级奖36项。

（2）利用学科优势，助推学生科研能力提升依托物理学院拥有国家重点学科和教育部重点实验室的学科优势，在学生完成《物理学导论课》以后，可以进入教师科研团队，一些学生从二年级开始即进入科研团队，通过“大学生创新计划”、“科研实践训练”、“毕业论文”等各种方式在导师带领下开展物理学前沿研究。

物理基础科学班参与“大学生创新计划”的比例达到50%以上，自2015级开始大珩班为100%。

经过系列实践性课程的训练，学生的创新能力大为提升，取得了可喜的成绩，本科生发表论文20篇，其中SCI收录论文11篇；本科生获得软件著作权4项。

（3）.推进科教协同创新，建立校外科研实践基地。

2013年以来，我院分别与大连化物所、长春光机所、兰州近物所、北京物理所签署学生实践基地合作协议，由这些研究所在夏季学期或暑假期间，承担学院一部分本科生夏季学期的《科研实践训练》、《认识实习》等实践类课程或暑期科研实践活动，每年约有50名本科生通过此种方式获得相应学分，《王大珩物理科学班》的每个学生利用课余时间到大连化物所，长春光机所参观学习。