1、“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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、。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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、。（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。大连化物所每年指派具有丰富经验的科研人员，担任学院本科生毕业论文的指导教师。物理学院与国内各物理研究所的科教协同，拓展了学院的科研实践环境条件，开拓了学生的学术视野，为学生提升创新意识和科研能力搭建起广泛平台。4、人
16、才培养国际化，拓展学生国际视野(1)与国外著名大学联合培养拔尖人才2011年5月,我院与加拿大滑铁卢签署2+2联合培养协议, 2013年4月与英国杜伦大学签署2+2，3+2联合培养协议；2014年6月与比利时根特大学签署3+2联合培养协议。上述欧美国家名校，分别在基础物理研究、应用物理技术研究方面各具优势，为学生提供了多重选择，也为学生的继续深造打开了便捷通道。2013年以来，先后有23名本科生赴上述三校联合培养。在此基础上，物理学院还积极建立与白俄罗斯、俄罗斯的科研和人才培养合作，2017年教育部正式批准成立大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院（简称中白学院），并已招收40名应用物理专业本科
17、生。(2)开展短期交流访问，扩大学生受益面为进一步提高国际化水平，我学院自2015年正式启动“物理学子海外学术交流专题项目”，得到大连理工大学国际化基金支持，学院同时划拨专项资助经费。截至目前，学院已成功开展四期海外短期交流访学活动，从2015年赴英国、2016年赴瑞典的每年一期，发展至2017年先后赴瑞典、英国的一年两期，共计惠及79名本科生。由学院各年级优秀本科生组成的各期团队，已在牛津大学、帝国理工大学、伦敦大学学院、杜伦大学、瑞典皇家理工学院等国际知名学府留下访学身影：与访问学校的学生共同听讲物理课程，在知名教授的指引下参观高水平物理实验室，聆听著名学者的专场学术报告，两次亲历诺贝尔物
18、理学奖成果说明报告会。深度的交流体验与珍贵的访学记忆，让参与项目的本科生极大地拓宽了学术视野，增进了对物理学科的兴趣与热情；与各海外高校基于访学项目的顺利互联，也在一定程度上促进了物理学院放眼国际的科研交流与学科发展。（3）邀请国外教授走入课堂教学韩国济州大学前校长崔致圭教授在教育部直属高校外国文教专家聘请计划海外名师项目的支持下，于2014年、2015年秋季分别两次来华工作期间，参与了专业课程等离子体技术与应用的部分教学工作，采用纯英文授课方式为应用物理学专业本科生讲授了等离子体技术在微电子、医疗等领域的应用前沿，介绍了国际上特别是韩国低温等离子体应用领域的研究现状，激发了学生对等离子体物理
19、方向的学习兴趣。此外，崔教授在工作访问期间，还做了两次专题学术报告，并被我校聘为客座教授。5、创新物理精英人才培养机制和管理机制(1)教学相长会助推师生互动定期组织教学相长会议，由学院副院长、辅导员、任课教师与学生共同参加，师生面对面交流，及时反馈课程内容与设置等教学过程中存在的问题，共同探讨如何改进教学方式与教育方法，进一步推进课程建设、专业建设改革。定期组织高年级学生与教学管理人员座谈会，听取学生意见，掌握培养方案实施过程中存在问题和学生们的感受，及时更新改进培养计划。(2)学术带头人担任班主任，引领学生健康成长为每个班分别配备一名思政班主任和一名学术班主任，学术班主任由物理学院优秀骨干教
20、师担任。特别是，王大珩物理科学班的每一届学术班主任均从物理学院的优秀中青年学术带头人中挑选。2013级班主任由教育部重点实验室主任赵纪军教授担任；2014级班主任是物理学院教学副院长、理论物理学科带头人、“宝钢教育奖”获得者周玲教授；2015级是973首席科学家、国家基金委优青王正汹教授；2016级是教育部新世纪人才、应用物理学专业负责人宋远红教授。在辅导员的配合下，两位班导师从思想品德、心理健康、学习学风、日常生活、文体活动等各方面全方位地关心学生的生长，并针对学生遇到的问题，及时与任课教师、相关各部门沟通，对个别后进生关怀督促，确保全班学生在德智体的健康成长，也能够及时将学生的意见反馈回来
21、，进一步完善学院的人才培养体制与教育教学方式。学风建设取得佳绩，连续8年获得校优良学风标兵班，10年内8次获得学风建设先进单位。更有闻名遐迩的全国各大媒体包括“人民日报”进行广泛宣传报道的“大连理工大学兄弟寝”，4人3年揽117项奖项。2017届第四代学霸寝，六个寝室24名毕业生（其中应用物理学专业14人）全部深造。他们用成绩完美诠释了“优秀是一种习惯”。一个人优秀不算优秀，寝室100%优秀才叫优秀，这是物理学院“学霸寝”的集体特征。从2014届的“兄弟寝”到2015届第二代“学霸寝”4个，2016届第三代“学霸寝”5个，2017年第四代“学霸寝”6个，不单单数量上增加，更是物理学院学风建设工
22、作的成果凝练。(3)率先开展流动制管理，调动学生学习积极性为了调动学习积极性，落实基础学科拔尖人才培养目标，对2013级王大珩物理科学班率先实施淘汰机制。2015年制订了王大珩物理科学班选拔与淘汰机制实施细则，分别在第一学年末和第二学年末实行物理学院内选拔与淘汰流动。凡是学年学习成绩排名在年级排名前20%且一考无不及格者，可提出申请转入王大珩物理科学班，由物理学院根据该学年学习成绩排序，并组织面试，择优录取，转入到王大珩物理科学班。而对于受到纪律处分、有一门必修课程成绩不及格或是本人提出申请转出意愿的学生，必须从王大珩物理科学班转出到物理大类普通班。这一举措有效地激励学生不断前行，培养竞争意识
23、，养成良好习惯。6、 注重教学团队建设和师资梯队的培养（1）制定激励政策，推进教材建设教材是课堂教学的基础，先进前沿的教材是实现拔尖创新人才培养的关键保障。结合课程内容改革，注重英文原版教材使用与教材建设相结合。对于部分主干课程，如电动力学、固体物理学、激光原理等，使用国际通用的英文原版教材，并采用英文作业和考试，在教学过程中潜移默化地加强学生阅读英文文献的能力和对英文专业词汇的掌握。学院于2012年7月19日颁布了物理与光电工程学院教材及学术著作出版基金条例，对于出版教材的教师给予资金资助，激励教师撰写反映学科前沿、适应现代要求的教材。近年来，先后组织编写了数学物理方法、基础光学、计算物理学
24、习指导、量子力学、计算物理学等7部教材。其中计算物理学2014年获得国家十二五规划教材，2015年获得辽宁省十二五规划教材。2016年由机械工业出版社出版的基础光学，入选普通高等教育光电信息科学与工程规划教材。承担教改项目17项，发表教学论文22篇。(2)注重师资队伍建设，激励青年教师快速成长以课程群为单位组建专业基础、专业核心、专业方向三大教学团队。由长江学者王友年等资深教授担任团队负责人，以课程内容建设、教学方法研讨、中青年教师培养为目标，采取听课、研讨、观摩等多种形式，促进教学水平的整体提高和师资梯队的培养。对于物理学主干课程，实行课程负责人制度。由课程负责人全面负责本门课程的课程建设、教学环节执行、师资梯队的培养等工作。健全中青年教师培训机制，要求青年教师积极参加教育部、辽宁省组织的各种青年教师培训活动，并将此纳入青年教师业绩考核、职称评定体系。结合学院青年教师讲课竞赛，经过评选，给予每个青年教师一定的课程建设经费，激励青年教师快速成长。
