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国防科大:让传统学科生机勃发
来源:科学时报      2008-8-5 10:29:00
 
今年6月中旬,国家教育部本科教学评估专家组对国防科大本科教学水平进行评估时,专家组对该校物理学科建设取得的成绩给予充分肯定。近年来,国防科大物理学科建设硕果累累:建成全军唯一的博士学位授权一级学科,原子与分子物理入选国家重点学科,获准设立物理学博士后流动站,《大学物理》被评为全军优质课程并遴选为国家精品课程。
 
一个传统学科何以焕发出如此盎然的生机活力?这一现象引来了军内外学者的关注。

在教学中,国防科大物理系要求夯实学员基础,抓好教学环节。图为教员与学员在课间交流。何书远/摄影 

 
培育新的学科生长点提升学科整体实力
 
国防科技大学的物理学科建设始于上世纪50年代,曾为我国“两弹一星”事业培养了大批优秀人才。上世纪末,我国宣布暂停核试验,在这之后,该学科的发展也一度受到制约。在那段时间,该学科仅有的一个二级学科硕士点,在两年之内才招收了一名研究生。而正当人们思考如何谋划学科发展的时候,一直关心该校建设的著名科学家钱学森给学校写信,建议组建量子通信与量子计算研究中心,开展量子信息基础理论研究。
 
钱学森的建议,让该校物理学科建设的思路豁然开朗:立足现有特色和优势,瞄准前沿,拓宽发展思路,培育新的学科生长点,让传统学科焕发出新的生机。
 
世纪交替,世界各国普遍兴起了一场新军事变革,面对这一转化,该校物理学科建设者紧贴军事应用需求,从零起步,组织精兵强将开展量子信息学研究,逐步形成了一个以量子物理为基础,融入计算机科学、经典信息论的新兴交叉学科,为物理学这一传统学科培育了一个新生长点。
 
经过几年不懈努力,在“量子信息技术研究”等国防预研基金项目研究中,他们取得多项基础研究成果,并组织编写出版了国内第一本《量子通信和量子计算》学术著作,该书也获得了解放军第四届图书奖。与此同时,国防科大还在国内率先为研究生、本科生开出“量子通信和量子计算”课程,创建了“将经典信息论和量子信息论融为一体”的教学内容体系,为部队信息化建设培养出一批掌握和精通量子通信和量子计算的人才。课题组负责人李承祖教授被遴选为国家“973”项目“量子通信与量子信息技术”专家组成员。
 
量子信息技术研究的丰硕成果,为该校物理学科建设注入新活力。此后,他们又相继开辟出等离子体光谱和辐射不透明度等6个处于学科交叉前沿、军事特色鲜明的学科方向,突破一系列关键技术,取得一批对国家“863”高技术具有重要支撑的基础理论成果,有效提升了学科整体实力。2006年,物理学科获得博士学位授权一级科学,2007年,原子与分子物理入选国家重点科学,实现了该校理科国家级重点学科零的突破。
 
不断深化教学改革着力打造精品课程
 
长久以来,物理学始终是自然科学的基石,也是高校各专业本科生必修的一门核心基础课程。该校早期就将《大学物理》与《高等数学》称之为“霸王课”,其地位与作用可见一斑。
 
面对新军事变革挑战与军队建设的转型,大学物理如何为培养高素质新型军事人才发挥更大作用,成为摆在他们面前的一个紧迫课题。为此,他们围绕提高人才培养质量实施了一系列教学改革。
 
第一,构建新的教学模式与内容体系。针对军队人才多样化需求,他们建立起不同专业、不同层次的5种教学模式,运用系统学中的层次分析的方法,将教学内容分为3个层次,对课程内容进行整合、创新、优化,实现“从现象引出概念,由实验总结出规律”的普物风格,使学员由浅入深、从理论到应用,逐步迈入奇妙的物理学殿堂。
 
第二,开展大学物理双语教学。2002年,该校率先在全军院校本科物理教学中采用英文原版教材、实施全程英语教学,借鉴国外物理教学的先进经验和教学模式,采用欧美教育和科技发达国家的教学内容及国际通用的表述方法,实现了教学模式与教学内容与国际接轨。
 
第三,融入军事高科技知识内容。军事技术和武器装备的发展,大都依赖于物理学的创新与进步,为此,他们在“大学物理”教学中大胆融入军事高科技知识,架设起物理学和高新技术之间桥梁。如在“位置、位移和速度”的教学中,介绍了全球定位系统和双星定位知识;在“多普勒效应”的教学中,介绍军用多普勒雷达等,有效扩展学员的科技视野,提高了军事科技素质。
 
第四,建立多元化的物理教学手段。研制开发出覆盖整个课程教学内容的全套计算机辅助教学课件,并建设了由综合演示实验、电化教学系统、计算机辅助教学课件与网络系统等构成的现代教学手段系列设施,实现教学全过程的多媒体教学,使大学物理教学效果与质量获得大幅度提升。
 
除此之外,随着课程建设与教学改革的推进,该校大学物理这门传统基础课,逐步显示出它的独特魅力,学员满意度达到了96.8%,先后获得军队和国家教学成果奖二等奖,2007年被评为全军优质课程并入选国家精品课程。
 
加强基础研究促进学科可持续发展
 
科学研究是支撑学科发展的基础。然而,承担着全校各专业大学物理系列课程教学任务的物理系,每年授课对象达3000多人,教员年平均授课量在240课时以上。如此繁重的教学任务,教员还有多少时间和精心开展科学研究呢?
 
然而实际情况却令人惊讶。目前,该校物理系承担了包括1项重点项目在内的11项国家自然科学基金项目,平均3人一项,还承担了3项国家“863”课题和2项“973”一级子项目课题。近5年来,在国内外核心期刊发表论文200多篇,被人引用超过600多次,这一数字在全校系、所中名列前茅。
 
“这是走活教学科研一盘棋带来的可喜局面。”物理系主任、博士生导师袁建民介绍说,只有实现教学与科研相互促进的良性循环,才能促进学科的可持续发展。”
 
长期以来,物理系有一个传统,就是博士生导师坚持为本科生上公共基础课。这样既能保证教学质量,培养年轻的教学骨干,又让年轻人有一定的时间从事前沿性基础研究,对年轻教员申报国家自然科学基金等科研课题起到了支持鼓励作用,在过去两年中,全系承担的各类科研课题达到20余项,是过去总数的3倍。
 
为了提高教员的基础研究水平,他们还先后选送8名年轻教员出国攻读博士学位和做访问学者,与多所大学及科研院所建立了学术交流机制,还邀请了诺贝尔物理学奖获得者、美国哈佛大学教授格劳伯,俄罗斯功勋科学家波斯特尼科夫以及杨福家、陈佳洱等国内外知名科学家来校作报告。同时,申请主办国际物理学术会议、实验天体物理国际研讨会和世界物理年等一系列高水平学术会议,有效拓宽教员的学术视野,提高了学校的学术声誉。近年来,该校物理学科入选全国百篇优秀博士论文1篇,1篇获得提名奖,获军队科技进步奖二等奖等科技奖励4项,为国防科技和先进武器装备发展提供了有力的理论与技术支持。
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