理学——物理学专业介绍
作者:赵雨馨
谈及物理,相信大家第一时间就会想到高中时期的滑轮、温度、小车运动,还有令人头疼的电场磁场问题。但是其实这些都是物理的皮毛,也仅仅是进入物理世界的一个“介绍”。物理知识也并不仅仅是力学电学等等,物理的世界细细看来其实是非常丰富多彩的。
(图源:摄图网)
从16-17世纪的科学革命的开始,以哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学应运而生,从此科学便跟随世纪的更替而发展。再到如今随着20世纪的到来,量子论和相对论相继出现将物理带向近代物理时期。
物理这样一个发展已久,古老又进步的专业,在方方面面仍吸引着很多人。很多考生一边憧憬着未来科研的神秘,一边兴致冲冲地填报志愿,但是大家是否真的了解自己将要选择的专业呢?让我们一起来走近物理学专业。
1 什么是物理学类?
物理学属于一级学科——物理学类。
凡属于物理学研究范围的,都可归于物理学类,物理学是物理学类的一种。在我国,大部分学校都设有物理学专业,发展历史中也诞生了许多物理学方向的专家名人,比如诺贝尔奖获得者杨振宁先生就曾经在清华的物理系学习过。
新中国成立后,我国曾进行过大规模专业调整,部分高校的物理学专业与某些工科专业合并,导致一些学校不再开设物理学专业。同时,为了发展我国的原子能科学技术,部分院校开设工程物理学系,其性质相当于如今核工程与核技术专业。
日前,我国鼓励建设双一流综合性大学,很多高校积极响应国家建议,恢复物理学专业。得益于此,既有延续原子研究相关的原子核物理专业又有和计算机技术结合的学习内容,物理学领域近年涌现出大量人才。
在填报高考志愿时,学生及家长可能会发现,部分高校在招生计划上,是以“物理大类”进行招生,待学生入学,进行为期一年的基础课学习后,在大学二年级开始前,确定具体的专业方向。
02 物理学类有哪些分支?
物理学类作为一级学科,专业分支包括:物理学、应用物理学、核物理。
其中,物理学早期称为自然哲学,是自然科学中与自然界的基本规律关系最直接的一门学科。物理学的主要研究有宇宙间物质各层次的结构、相互作用和运动规律,同时也兼具着研究这些理论的实际应用前景的任务。
我国的物理学专业,从来都不是一个纯物理研究的专业。它包括应用物理与技术物理在内的基础研究和应用研究相结合。基础性工作与应用性工作同时并存,相互结合是我国物理学科的特点。
简单来说,基础性的研究就是探索自然界的一些基本规律,中学时代必须学习到的牛顿力学等广为人知的理论就是来自基础性研究,应用性的研究则可以说是在基础理论上的复杂应用,涉及大量运算,这也就要求了学生具有较强的数理基础知识。
物理学是一门基础学科。物理学的研究成为了广大理工类学科的组成部分和理论基础,并且同时推动了这些学科的发展。
3 能力目标和学习内容
物理学是一门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,授予理学学位。
物理学专业培养掌握物理学的基本理论与方法,具有良好的数学基础和实验技能,能在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关的管理工作的高级专门人才。
物理学专业本科生学习内容主要由知识体系和实践性教学环节两部分构成。其中,知识体系涉及数理类核心知识、学科基础知识和专业知识。专业知识又分为专业基本知识和特定专业方向知识。
物理学专业本科生需要掌握数学、计算机、电工电子等方面的基础学科知识,较清楚了解物理学发展历史。数学知识按非数学类专业“大学数学”(或称为“高等数学”“线性代数”等)的最高标准要求。
数理核心类课程:微积分、线性代数、概率统计、常微分方程、数学物理方法等
学科基础课程:力学、热学、光学、电磁学等
物理学类专业核心课程:理论力学、电动力学、量子力学、数据库信号与系统、模拟电子线路、数字电子线路、固体物理、半导体物理等
计算机科学与技术专业注重理论与实践相结合,不少学科都配有相应课程实践。通过“上机”操作,锻炼并检验学生的应用和开发能力。
4 毕业生的去向
物理学专业就业前景明朗:本专业的学生毕业后可到高校从事教学工作,或是到研究所从事理论研究,实验研究和技术开发与应用工作。
我国在物理学方面一直保持稳步发展并且逐渐拥有越来越多自我创新,下图展示的就是由我国自行设计的超高真空四探针扫描隧道显微镜(UHV-Nanoprobe-LTSTM)系统,可用于原位研究纳米体系的表面结构、电子态结构与电子输运性质;另外还可以到企业中从事材料科学与工程,电子信息技术等领域的技术开发及应用研究工作。
(图源百度图片—
超高真空四探针扫描隧道显微镜(UHV-Nanoprobe-LTSTM)系统)
(由我国自行设计,可用于原位研究纳米体系的表面结构、电子态结构与电子输运性质)
物理学专业就业方向广泛。毕业后可在职业院校,中学,教育治理部门等从事教学,科研,治理等方面的工作。物理学专业是一级学科,毕业生可以报考物理学专业的各种二级学科和相关交叉学科(如凝聚态物理,光学等)的硕士和硕博连读研究生,物理学(师范类)。
根据麦可思《2020年中国本科生就业报告》的统计数据,2017至2019届物理学类专业大学生毕业半年后的月收入分别为4597元、4912元和5182元,仅看本科毕业生,其收入水平已经位列中上游,且物理学毕业人才有一部分人会选择继续深造,若能不断提升学历,毕业后会有可观的收入和一定社会地位。
我国每年培养的本科生应用物理专业人才约12000人。和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。
目前,很多物理研究的课题仍旧是基础性的,往往需要大量的政府的政策性投入,难以实现产业化,这对打算毕业后从事应用物理研究的人员来说,应该做好思想准备。
但是近年来,随着科学发展速度的增快,很多物理行业研究出的前沿技术很快便得到了应用,例如中微子通信,就是目前热门课题之一。
随着现在学科交叉与学科细分现象的日益明显,知识的更新程度非常快。像应用物理这样基础性专业的人才,由于其可塑性强,基础知识扎实,反而越来越能得到各个行业的重视。
5 开设院校与专业要求
据金平果《中国大学及学科专业评价报告(2021-2022)》发布的信息,我国截止2021年,共有270所院校开设了物理学专业。以下表格显示了第四轮学科评估(2017年)物理学高校排名前20。
此评估是教育部学位与研究生教育发展中心按照国务院学位委员会和教育部颁布的《学位授予与人才培养学科目录》对全国具有博士或硕士学位授予权的一级学科开展整体水平评估。从师资队伍资源、人才培养质量、科学研究水平、社会服务贡献与学科声誉四个方面进行的全方位考量,具有比较强的参考意义,读者也可多关注排名靠前高校的物理学招生计划。
(信源中国学位与研究生教育信息网)
物理专业目前基本只招收理科生。对于采用新高考模式的省份,不同学校的物理专业招生会有不同的学科学习要求,但基本上都会要求高中学习选择了物理学科。
策 划:方晓义
撰 稿:赵雨馨
编 辑:张寅冰
美 编:王双仪