1、建筑类院校应用物理学专业方向的思考与实践 郭玉献 张学勇 李义宝 黄凤 冯艳 吴徐平 安徽建筑大学数理学院 摘 要： 针对建筑类院校的特点, 对所开设的应用物理学专业的人才培养方向进行了思考, 确立了物理学与建筑学交叉融合的培养方向, 编写并实施了具体的应用物理学专业人才培养方案, 并对这种人才培养模式进行了积极的实践与探索。关键词： 应用物理学; 专业方向; 建筑类院校; 作者简介：郭玉献 (1971-) , 男 (汉族) , 安徽阜阳人, 教授, 博士, 主要从事材料物理与建筑节能技术的研究。收稿日期：2017-07-18基金：安徽省 2014 年省级质量工程项目“应用物理专业综合改革试点
2、” (项目编号:2014zy052) Thoughts and Practices on Applied Physics Specialty in Architectural CollegesGUO Yu-xian ZHANG Xue-yong LI Yi-bao HUANG Feng FENG Yan WU Xu-ping School of Mathematics and Physics, Anhui Jianzhu University; Abstract： According to the characteristics of architectural colleges, some
3、thoughts on the training direction of applied physics majors are offered. By establishing the direction of the intersection of physics and architecture, we have written and implemented specific training programs for applied physics majors, and have practiced and explored this kind of talented person
4、 training pattern positively.Keyword： applied physics; professional direction; architectural colleges and universities; Received： 2017-07-18一、引言应用物理学专业属于理学专业, 要求学生具有扎实的理论功底, 系统地学习物理类基础课程;该专业具有课程任务重、专业方向较多等特点。目前, 在很多高校都开设应用物理学专业, 具体专业方向与学校的办学定位相关, 都是基于物理学理论知识与技能在某一具体领域的应用。与同方向的工科专业相比, 该专业所学应用类专业课程偏少,
5、 但物理理论知识比较系统;因此, 在就业过程中存在发展潜力大, 但开始时上手慢的特点。建筑类院校是以建筑类专业为依托, 围绕土建的专业特色形成的高等院校。通常, 数学、物理类课程是该类高校工科专业的基础课程。我校应用物理学专业2004 年开始招生, 起初的办学方向定位于传感器检测与工程应用, 在近年来的专业发展过程中, 越来越发现:该方向较难与学校的“大土建”特色高效融合, 凸显学校办学特色, 从而也导致本专业的发展受到限制。目前, 多数本科院校根据自身的特色, 把应用物理学专业的方向限定在光电检测、太阳能利用、微电子或者传感器技术等领域1-4。一个专业如果能与学校的办学定位有机结合, 那对于
6、专业的发展无疑是非常有利的。然而, 由于现代物理学主要研究的是物质的微观结构, 而建筑领域通常面对的却是宏观的物体。因此, 作为建筑院校的应用物理学专业面临着巨大挑战, 如何使其与建筑类专业有机结合是需要重点思考并解决的问题。二、应用物理学专业方向的思考本专业现有物理教师多为公共物理课的教师, 研究方向多集中为凝聚态物理、材料物理等, 把这些领域的研究在建筑相关领域进行应用, 不是一件容易的事情。通过院系专业教师多次研讨, 最终, 把专业方向的落脚点集中在建筑声、光、热的环境上。一方面, 对于建筑环境的研究仍然属于物理学的范畴, 另一方面, 一个舒适的建筑, 其声、光、热环境的实现与提升, 往
7、往与新型建筑功能材料的应用是分不开的5, 而对不同材料的制备与物性研究, 恰恰是材料物理学擅长的内容。基于上述考虑, 我们确立了新型人才培养方案的思路, 即在专业方向上, 物理学与建筑学并重;同时, 努力挖掘两学科之间的结合点。通过材料物理的研究, 可以带动专业教师的积极性, 基于材料在建筑环境领域的应用, 可以实现应用物理学与建筑学科的有机融合。新版的应用物理学专业培养方案要求学生, 在学习好物理类课程的基础上, 熟悉建筑环境研究的相关背景知识;通过功能材料的制备与研究, 把建筑与物理两个领域有机地结合起来。新方案中, 在学习完作为专业基础的物理类课程后, 逐渐学习如建筑环境学、热工基础、传
8、感器原理及应用等课程, 使学生对建筑环境的研究领域有一个大体的了解。在此基础上, 专业方向分为三个, 即建筑热环境、建筑声环境与建筑光环境。建筑热环境主要研究建筑物内部热环境的特点, 通过模拟与分析, 并根据建筑节能的要求对建筑热环境进行合理设计与检测。建筑声环境主要研究建筑物内部的声响效果, 以及吸声材料的合理应用与室内声环境的设计等;具体如何构造新型的声学材料, 这与应用物理学的专业知识是密不可分的。至于建筑光环境领域的研究, 主要是针对近年来逐渐加剧的城市光污染, 加强光检测与新型光学材料的研发, 从而为人们打造一个柔和、舒适、节能的光环境。同时, 近年来, LED 灯的大量使用, 使人
9、们对光环境的设计更加自由, 而 LED 的核心部分则是物理材料研究中人们广泛关注的半导体材料与技术。总之, 通过研究物理材料的声、光、热特性, 可以把物理学的理论、技能与建筑环境有机结合起来, 从而使学生同时受到物理学与建筑学的双重熏陶, 在其交叉领域能有所作为。在这个前提下, 物理材料的研究也不再局限于基础研究, 其研究成果能很快在生活中得以应用。三、应用物理学特色培养方案的撰写基于上述思路, 我们以新编应用物理学人才培养方案为抓手, 对建筑学与物理学结合给出了具体的方案。整个方案实行“2+2”的教学模式, 即大学本科前两年, 主要学习物理类的基础课, 包括物理专业的四大力学等。在此基础上,
10、 学生已经形成了关于物理学的知识框架, 为以后物理学知识在建筑环境领域的应用奠定基础。后两年, 开始介入专业和专业方向课程的学习, 以建筑热环境方向为例, 即先学习建筑环境学、热工基础、热工检测技术、建筑节能等课程, 再学习固体物理、半导体物理、纳米材料与结构等课程。最后, 通过实践类课程与毕业设计的训练, 加深学生对两者关系的了解。从专业培养目标来看, 该方向主要培养具有扎实的数理基础和综合实验技能, 能适应社会主义现代化建设需要, 同时, 在建筑环境检测与建筑声学、照明工程、建筑节能设计, 以及相关技术开发等应用领域从事科研、教学、技术应用开发和管理工作的复合型应用人才。其主干包括物理学与
11、建筑学, 即在两者的结合领域进行研究;核心课程主要包括物理类与建筑环境类课程, 如:力学、热学、光学、电磁学、理论力学、热力学与统计物理、传热学、热工基础、传感器与检测技术、建筑节能、电气照明设计、建筑光学材料、声学基础、建筑声环境。为进一步拓宽学生的知识面, 我们开设了大量的专业选修课与公共选修课。同时, 为加强对学生创新能力的训练, 我们增开了 7 个学分的专业创新创业实训的内容, 具体包括创业基础课、大学生就业创业课, 以及创新创业教育与实践等。另外, 我们还对大学生参加社会实践与课外创新学分进行认定, 通过对诸如科技成果、学术论文、专利等的认定, 大大激发了学生运用所学知识进行创新的热
12、情。四、结语总之, 我们针对建筑类院校应用物理学专业的人才培养方向进行了思考, 在物理学与建筑学的结合领域确立了专业发展方向, 形成了具有鲜明建筑特色的应用物理学专业人才培养方案, 可以为社会培养具有扎实的数理功底, 在建筑声、光、热环境方向有所作为的应用复合型人才。参考文献1宋昭远, 张雷, 张磊磊.应用物理学专业特色建设及实践能力培养探索J.教育教学论坛, 2017, (2) :139-141. 2朱桥, 张鹏, 闫友房.应用物理学专业建设的思考J.教育教学论坛, 2014 (7) :3-4. 3王长昊, 路大勇, 王严东, 杨雪.应用物理学专业微电子特色方向人才培养的探索与实践J.吉林化工学院学报, 2015, 32 (10) :45-47. 4朱桥, 符林军.浅议本科应用物理专业开设太阳能光伏技术方向J.大学教育, 2014, (6) :91-92. 5邹钰.我国建筑节能材料的发展现状J.房材与应用, 2006, 34 (3) :59-61.
