摘要：本文讨论了在新时代以及新工科背景下应用物理学专业建设的实践与探索。文章首先通过对应用物理学专业现状介绍和分析，并提出如何进行学科延伸，同时建议加强实践能力培养，以提高学生的综合素质和应用能力。在专业建设方面，我们提出了打破学科壁垒，多学科交叉融合。我们还通过加强学生创新能力培养的策略，如开设创新实践课程等措施。我们提出了一些行之有效的质量提升措施，以确保应用物理学专业在新工科背景下的建设取得良好的效果。本文对于促进应用物理学专业的发展具有一定的借鉴意义。

关键词：应用物理学；建设；探索；实践；学科交叉

人们总可以在自己的日常生活和自然界中发现对物理知识的应用，应用物理学是中国普通高等学校本科专业，属物理学类专业，基本修业年限为四年，授予理学学士学位。据教育部办公厅关于印发《“十四五”普通高等教育本科国家级规划教材建设实施方案》的通知可知，国家目前对基础学科的发展大力支持，鼓励高校联合行业产业部门、科技部门建设一批核心教材，支撑和引领人才培养范式变革。

一、专业发展现状及发展趋势

（一）专业面临现状

应用物理学是当今高新技术发展的基础，是多种技术学科的支柱。其目的是便于将理论物理研究的成果尽快转化为现实的生产力，并反过来推动理论物理的进步。应用物理学是以古老的物理学作为基础建立的，但它属于比较年轻的专业，还在逐步地发展过程中。就目前看来，国家支持高校进行学科改革，促使多学科交叉融合发展，以“理工融合”的发展观念致以培养新型复合型人才，以适应新时代的发展需求，让其朝着多元化的方向发展，推动我国相关行业、领域的发展。

近些年来，应用物理学的发展十分迅速，在很多高新技术层面取得了显著的成就，如生物医学、材料、量子、机械、光学和环境工程等，涉及多个领域。同时，应用物理学的发展为相应领域学科提供助力，这也进一步确定了应用物理学科教育地位。我国知名物理学家杨振宁曾在采访时说过：我国物理学家杨振宁对应用物理的曾用这样的话进行描述：“在今后十年、二十年，很长一段时间中物理学在理论研究方面不会取得很大的突破，应用物理学科的发展是有一定起伏的，但是应用物理字将会在很多新领域出现，并且都大有作为”。故而应用物理要注重于多学科的融合发展，以寻求更大的发展。

（二）发展趋势

应用物理学发展研究现状，多学科交叉融合应用：

①能源技术：太阳能、风能、核能、电池和储能技术等是应用物理在能源领域的热点研究方向。例如，新型太阳能电池的开发、高效能量转换和存储技术的创新等。

②生物物理学：生物物理方法和技术在生物学、医学和药学等领域的应用研究，如生物成像、生物传感器、药物传输系统等。

③材料学：新型功能材料、复合材料和高性能结构材料等领域的研究是当前应用物理的重要方向。例如，磁性材料、超导材料、半导体材料等的制备和应用研究。

在新时代背景下，越来越多的新型融合学科被开发和应用，在电气工程中通过基于改善电力信息-物理系统的脆弱性而探究的计及能量流与信息流的电力信息物理系统关键节点辨识的方法，单纯的拓扑结构分析忽略了CPPS的电气物理特性，需要解决不能充分描述信息流在CPPS的通信系统的物理特性和时延不可忽略性的影响问题。无法辨识二次侧的关键通信线路，可以通过时间语义赋予通信系统对信息流进行建模的方式。在电力系统中往往要对电力系统中的电力网潮流分布进行分析和计算，所谓的潮流分布指的是：电力系统在某一方式运行过程中，可以知道系统各个节点的电压、电流等的分布状况。通过上述的方法可以很好的解决电力网中潮流分布的问题。像这种电气物理的交叉融合可以很好的解决当下很多技术难题。

高校在对基础发展现状的认知下，加强师资力量，对学生的培养重心进行修改，应用物理重在应用的实践化，更倾向于改造世界。保证课程体系在夯实物理和数学基础的同时，提升强化学生的社会适应性，以产出为导向，强化实践创新能力培养，多开展学科实验课程，鼓励学生进行创新开发。应用物理与机械、电气等行业也密切结合，如何向这些工科方向延伸也是未来发展探究的问题。

二、如何向工科方向延伸

物理学专业，尤其是应用物理领域，在新工科人才培养中发挥着关键作用。学科交叉成为趋势，工科与物理学的结合为新一轮科技革命提供了重要支持。一些大学的工程与应用物理系开设了国家一级重点学科，旨在培养具备物理学基础的工程技术人才。在应用物理专业中，学生可选择不同方向，如核科学与技术、等离子物理等，为工程领域提供了多样化的专业人才。同时，一些研究表明，新工科建设仍面临框架不足、理论体系待更新等问题，需要进一步完善。

新时代与工科融合要求学生具备八大能力，分别为：第一，学科专业知识；第二，知识运用能力；第三，信息运用能力；第四，人文科学素养；第五，职业道德；第六，合作能力；第七，沟通与交流能力；第八，社会调查能力。

地方高校积极响应工科融合趋势，华北理工大学是一所省属重点高校，学校积极优化学科专业布局，特别是在应用型学科专业群方面，建设了一批具有地方产业背景的专业。自2016年院校理学院应用物理学创立以来，为顺应新工科融合发展，推出多种交叉融合课程。如原子物理与核物理学、模电、电工学及实训，和医工融合课程人体解剖学、医学影像物理学、医学影像检查技术、肿瘤放射物理学、肿瘤学等。专业课程涵盖了应用物理学的多个方面，从原子物理到医学影像技术，使学生能够在医疗机构从事物理技术支持工作，同时培养思维能力和解决实际问题的能力。

华北理工大学近年来在应用物理学领域取得显著进展。其中，应用物理学专业以医用物理为培养方向，注重培养学生在理学和工学方面的知识基础，同时使其具备一定的临床医学知识和实践能力。这有助于毕业生在医疗机构从事物理技术支持工作。

此外，华北理工大学的应用物理学专业也与地方产业需求紧密结合，为地方工业提供了专业人才支持。学校的努力使得应用物理学专业在服务地方产业和社会发展方面发挥了重要作用。

同时，如何加强理学生实践探究能力也非常重要。在新工科背景下，基础理论的学习对于应用型专业来说是重要的，但也要将侧重点向实践应用倾斜。华北理工大学通过：

1、校企合作优化课程体系：学校加强与企业的合作，通过校企合作优化课程体系，使课程更贴近社会的需求。同时要不断更新课程教材，走在最前沿。

2、重构实践教学体系：学校致力于重构实践教学体系，强化技能实践，提高学生实践能力，以培养适应经济社会发展需要的高素质工程技术人才。

3、强化专业素养和动手能力培养：学校注重强化学生的专业素养和动手能力培养，使学生在实际工程项目中能够灵活应用所学知识。

4、实践能力指导;学校通过专业指导导师为学生提供相应的实践能力指导，激发学生的研究性学习、主动实践和科技创新的兴趣。

三、特色课程体系，夯实基础面向应用

应用物理学专业的特色课程体系是在新工科背景下建设和实践的产物。这一体系的建设主要聚焦于夯实基础知识，以应用为导向的教学理念贯穿其中。通过引入一系列特色课程，应用物理学专业为学生提供了更加广泛、实践性更强的学习机会，帮助他们建立牢固的基础，并提升未来的应用能力。

特色课程体系中的核心课程有《量子物理学》、《光电子学》等其他课程。这些课程作为物理学中的重要组成部分，同时也是应用物理学的基础。通过学习这些课程，学生可以更加深入了解其中的基本原理，从而为今后研究和探索新兴技术如：近些年来光电子技术发展迅速，应用物理学在光电子技术中具有重要作用。同时光电子技术中应用物理学与电气工程相结合应用，例如：激光器基于量子物理原理，而光纤则利用光的全息反射性质进行传输，除此之外还有很多地方的应用。另外，通过这些课程的学习还可以培养了学生的动手能力和实践能力。总之，益处是非常多的。

应用物理学专业的特色课程体系中还设置有《数字电路技术基础》和《模拟电路技术基础》等其他工科课程。这些课程虽然被学生视为“挥之不去的噩梦”。但是，这些课程学习价值是相当之高的。就以电气工程及其自动化为例：通过内嵌物理知识卷积神经网络可以对电力系统暂态稳定性进行评价，电力系统分析中的暂态稳定性说的是系统在受到大干扰之后，能否不失同步地过渡到新的稳定运行状态或恢复到原来稳定运行状态的能力，是维持系统安全平稳运行的基础。通过该种方法可以快速准确的进行判断，尤其是判断多机组暂态稳定性的问题之中；在医疗辅助器械中应用单片机和物理知识。之所以采用单片机，一方面是因为在电气工程中应用比较广泛，另一方面是因为它的体积小，易于操作，抗干扰能力强等优点。通过相关物理学的知识设计相应的医疗辅助器械，在通过使用单片机进行操作，从而达到使用目的。除此之外，像这样例子还有很多，这里就不一一说明了。

特色课程体系的建设不仅为学生提供了更加丰富的学习内容和实践机会，也更好地培养了学生的综合素质和应用能力。通过学习这些特色课程，我们能够很好的夯实基础知识，同时不断地全面提升自己的实践能力和解决问题的能力。这些基础的夯实和能力的提升为我们以后的工作和研究奠定了坚实的基础。同时，这些特色课程的学习还有助于我们对应用物理学领域的前沿动态和发展方向有更加深入的了解。应用物理学专业的特色课程体系在新工科背景下的建设和实践中发挥着重要作用，为培养具有应用能力和创新精神的应用物理学专业人才提供了坚实的基础平台。

特色课程体系的建设为我们提供了更加广阔的学习内容和实践机会。这些特色课程不仅使我们收获了丰富的知识，还培养了我们的综合素质和实际应用能力。通过系统学习这些课程，我们能够扎实掌握基础知识，同时提高我们的实践操作技能、实验设计能力和问题解决能力。使得我们在未来的工作和研究中更加具备竞争力。

四、总结及展望

应用物理学专业作为一门以物理学为基础，主要应用于工科方面，正面临着一些发展问题和挑战。其中包括专业知识与实践之间的脱节、学科发展滞后等问题。为了适应新工科的发展趋势，应用物理学专业需要积极打破学科壁垒，引入多学科交叉融合的理念。通过引入这些学科，可以极大的拓宽应用物理学专业研究领域，满足社会发展的需求。

将各学科融合到应用物理学专业可以拓宽研究领域，提高专业发展水平，满足社会对多学科复合型人才的需求。在新工科背景下，应用物理学专业需要积极引入多学科交叉融合的理念，加强与其他相关专业的合作与交流，促进专业发展与社会需求的紧密结合。

随着科技进步的加速，社会对应用物理学专业人才的需求日益增长。因此，应用物理学专业需要紧密结合实际，深入挖掘学科内在的潜力和优势，并与其他相关学科进行无缝衔接。一方面，应用物理学专业可以与电气工程及其自动化、材料学等学科进行深入合作，共同攻克科技创新中的难题，提升技术应用的能力。另一方面，应用物理学专业也应积极引入经济学、管理学等学科的思维和方法，加强创新思维和市场意识的培养，从而更好地适应社会对多学科复合型人才的需求。

应用物理学专业的发展必须与社会需求相紧密结合。在新工科背景下，应用物理学专业将继续积极响应科技创新和社会发展的需求，为推动经济发展和社会进步做出更大贡献。在未来，应用物理学专业将面临着新的机遇和挑战，需要继续不断地创新和进化。我们有信心，在专业发展的道路上不断追求卓越，致力于培养更多具有应用能力和创新精神的应用物理学专业人才，为构建创新型国家和美好未来而不懈努力。

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