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建筑类院校应用物理学专业方向和实践
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
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）49-0215-02
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,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,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：
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[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.
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