矢志一流，書寫理科發(fā)展新華章
——北京理工大學物理學科建設(shè)發(fā)展紀實
發(fā)布日期：2022-03-02 供稿：黨委宣傳部 劉曉俏、吳楠 攝影：物理學院
編輯：吳楠 審核：藺偉、姜艷 閱讀次數(shù)：【編者按】2022年是黨的二十大召開之年，是實施“十四五”規(guī)劃關(guān)鍵之年，黨委宣傳部特別推出“喜迎二十大，奮進新征程”專題報道，全面展現(xiàn)學校加強黨的領(lǐng)導黨的建設(shè)取得的成績，生動講好北理工人的奮斗故事，廣泛凝聚學校事業(yè)發(fā)展的磅礴力量，以優(yōu)異成績迎接二十大召開。
“寧拙毋巧，寧樸毋華”。走進北理工良鄉(xiāng)校區(qū)理科實驗樓，由物理學院首任院長、中國科學院院士葛墨林題寫的物理學院院訓躍入眼簾。
大廳里，“物理專業(yè)科學月”活動正在如火如荼進行。“物理的世界紛繁神奇，也許量子糾纏吸引著你，也許電磁場的完美統(tǒng)一打動了你……今天，我?guī)Т蠹夜餐哌M神奇的物理世界。”物理學院院長姚裕貴正與學生們熱烈交流。
從培養(yǎng)理論與實踐相統(tǒng)一的物理人才，到培育胸懷寰宇、追逐科學夢想的領(lǐng)軍領(lǐng)導人才；從設(shè)計制造精確日晷，解決邊區(qū)人民困難，到服務國家戰(zhàn)略……80載光陰走過，北理工物理學科堅守為黨育人、為國育才的初心使命，矢志一流、服務國家發(fā)展的責任擔當歷久彌堅。
物理學院歷史沿革
1941年，物理系作為自然科學院（今北京理工大學）大學部的四個系之一，在延安開始招生。1984年，應用物理系成立。1986年，凝聚態(tài)物理碩士點被評為省部級重點學科。2002年，應用物理系更名為物理系，與數(shù)學系、力學系、化學系共同組建理學院。2005年，獲批物理學一級學科碩士點授予權(quán)。2011年，物理學院成立。2019年，物理學科進入中國內(nèi)地高校軟科排名前7%，位居國內(nèi)高校13名，被學科發(fā)展水平動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺定位為“雄鷹型學科”。2020年，應用物理學本科專業(yè)獲評國家一流專業(yè)。2021年，在QS“物理與天文”學科中進入全球第“201-250”位，位居國內(nèi)高校排名第12名。2022年2月，物理學科進入第二輪“雙一流”建設(shè)名單。
近年來，北理工物理學科秉承“一流物理、理工結(jié)合、特色發(fā)展”的建設(shè)理念，堅持立德樹人根本任務，堅持服務國家重大戰(zhàn)略需求，瞄準世界科技前沿，努力打造國際一流的物理學研究中心和尖端人才培養(yǎng)基地，綜合實力和國際影響力不斷提升。
突破！構(gòu)筑科技創(chuàng)新的新高地
“國家給了我們這么大的支持，我希望能給國家解決一些問題，做有用的物理。”2019年，姚裕貴主持的“固體材料中貝里相位效應的第一性原理研究”項目獲國家自然科學獎物理天文組唯一的二等獎。姚裕貴長期致力于凝聚態(tài)物理、計算物理和材料物理研究，有力推動了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。2018年至2021年，他連續(xù)入選全球“高被引科學家”名單。
做強做深理論研究，建設(shè)原始創(chuàng)新的新高地——
物理學是自然科學、技術(shù)科學的理論基礎(chǔ)，是創(chuàng)新思想的源泉和基礎(chǔ)。北理工的物理學科不斷強化理論研究，除了前文提到的國家自然科學獎二等獎以外，還獲批立項“先進光電量子結(jié)構(gòu)設(shè)計與測量”教育部重點實驗室，參與建設(shè)教育部“高能量物質(zhì)”前沿科學中心，承擔國家重大研究計劃、國家重點研發(fā)計劃、國家重大儀器專項、“863”計劃、“973”計劃和國家自然科學基金等項目100余項，科研經(jīng)費年均達2000余萬，其中，2020年科研經(jīng)費高達4500余萬，年均發(fā)表SCI論文200余篇。
“建立量子實驗室，可謂是北理工物理學科推進理工交叉深度融合的應時之舉和創(chuàng)新之舉！”2019年11月8日，向濤院士、段文暉院士、龔新高院士、徐紅星院士和林海青院士等多位物理學領(lǐng)域的“大咖”齊聚北理工，共同為先進光電量子結(jié)構(gòu)設(shè)計與測量教育部重點實驗室（以下簡稱量子實驗室）“坐診把脈”。量子實驗室是物理學科面向物理、材料、光電、信息交叉領(lǐng)域建設(shè)的又一個高水平實驗平臺，實驗室建成后匯聚了劉鋮鋮、馬杰、王剛、周家東、李翔等一批青年教師，產(chǎn)生了具有國際影響力的論文50余篇。
理工交叉，實現(xiàn)學科發(fā)展新突破——
基礎(chǔ)研究是科技進步的先導和源泉，推進跨學科交叉融合，是實現(xiàn)科技創(chuàng)新的必由之路。近年來，物理學科堅持“四個面向”，圍繞關(guān)鍵科學與技術(shù)問題，深入推進跨學科交叉融合。2016年，由葛墨林院士領(lǐng)銜，成立了面向前沿、注重交叉、水平先進、特色鮮明的小型研究機構(gòu)——量子技術(shù)研究中心。5年來，中心快速匯聚了趙清、尹璋琦等多位青年骨干，在量子技術(shù)微弱信號探測、蛋白質(zhì)分析等方面取得了豐碩成果。
2019年以來，張向東教授團隊與信息學院孫厚軍課題組強強聯(lián)合，相關(guān)研究成果相繼在《Nature Communications》、物理學頂級期刊《Phys. Rev. Lett》等重要刊物上發(fā)表， 打造了理工交叉融合研究的典范。
開展天體物理研究，利用多波段觀測數(shù)據(jù)研究天體高能輻射性；運用一些低能量子系統(tǒng)探測暗物質(zhì)，……近年來，張晉、孫斯純等幾位青年教師的加入，推動了高能物理成為物理學科理論研究的又一新方向。
突破技術(shù)瓶頸，填補產(chǎn)業(yè)應用空白——
在線煤質(zhì)檢測激光光譜系統(tǒng)展示
堅持“頂天立地”，物理學科在產(chǎn)出原始創(chuàng)新成果的同時，還積極面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場，不斷深化科學研究的廣度和深度。2016年，由劉瑞斌教授牽頭研制的國內(nèi)首套產(chǎn)業(yè)化激光煤質(zhì)在線檢測光譜系統(tǒng)在華電國際集團鄒縣、章丘等電廠裝機投入使用，為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)值2000余萬元，有效填補了國家智能制造快速全元素檢測技術(shù)的空白，該系統(tǒng)還將大規(guī)模應用于海關(guān)、土壤、醫(yī)藥等領(lǐng)域，服務國家重大戰(zhàn)略。
此外，物理學科的專家學者還牽頭制定了《煙花爆竹作業(yè)場所接地電阻測量方法》等多項國家行業(yè)標準，合作研制“雙防工作服”，降低靜電事故傷亡率；設(shè)計極低功耗、提高靈敏度的光電探測器，擁有廣闊的市場應用前景和可觀的經(jīng)濟效益。
拓新！打造更具魅力的物理教學
陽光午后，物理課上，教師石宏霆為了講好“力學”，正坐在一把轉(zhuǎn)椅上進行教學演示，隨著雙手雙腳向四周延展，椅子轉(zhuǎn)速變慢，隨著雙手雙腳向身體中心蜷縮，椅子轉(zhuǎn)速加快……歡聲笑語充滿課堂。“抖空竹”“轉(zhuǎn)椅子”“打乒乓球”等豐富多彩的“活動”讓北理工的物理課堂成為學生們喜愛的“網(wǎng)紅課堂”。
“抓住學生的興趣點，聯(lián)系實際講授理論，讓學生樂于學習、易于學懂。”課堂上愛放科幻電影的“魔幻”物理教師尹璋琦談道。“為了講好一門課程，我用了整整一年的時間來備課，從教材的解讀、PPT制作再到課程試講，精益求精，千錘百煉。”談及教學，《凝聚態(tài)理論》課程主講教師江兆潭感觸尤深。
深入淺出、妙趣橫生的課堂背后，是北理工物理課教師們對教學的極致追求和對育人的獨具匠心。
《大學物理》MOOC主講教師團隊
2020年初，新冠肺炎疫情突然爆發(fā)，《大學物理》課程教學帶頭人、北京市教學名師胡海云帶領(lǐng)團隊第一時間開展線上教學，并面向社會開放高質(zhì)量慕課，系列慕課被西南交通大學、西北師范大學等55所學校使用，覆蓋學生約2.3萬名。“堅持求實、求活、求變，以學生為本，用心用情點亮每一節(jié)精彩課堂。”胡海云說。
《大學物理》是全校理工類非物理專業(yè)學生的必修課，每年全校3300名學生的教學工作學時達到9600個。在教學團隊多年的深耕之下，《大學物理》不僅成為北京市精品課程、國家精品課程在線課程、國家級線上一流課程、國家級線上線下混合式一流課程，其中《物理之妙里看“花”》還獲評國家級精品視頻公開課，《大學物理（上、下）》被評為北京高等教育精品教材，iCourse教材成為國內(nèi)唯一一套配套大學物理慕課的新形態(tài)教材。目前，《大學物理》在線選課人數(shù)累計超70萬人次，位居全國物理學類之首。
“物理實驗中心是我們的創(chuàng)新夢工廠。在準備各類創(chuàng)新競賽時，不論遇到什么問題，老師們都會第一時間給予耐心細致的指導。”求是書院2018級學生羅睿鵬說道。成立于1999年的大學物理實驗中心，承擔著全校理工類專業(yè)每年3300余名學生、22余萬學時的實驗教學任務，為學生基礎(chǔ)實驗、創(chuàng)新實驗和科學研究提供了廣闊的空間。
在物理實驗課程負責人劉偉看來，物理是一門“基于實驗基礎(chǔ)，忠于實驗數(shù)據(jù)”的學科，物理實驗是砥礪學生學術(shù)品格、培養(yǎng)學術(shù)能力提升科研能力的重要渠道。2018年，以物理實驗教學為基礎(chǔ)凝練的“兩目標三階段”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，獲評北京市高等教育教學成果二等獎。
“傳道授業(yè)，教學相長。我愿用我有限知識的一線之光，去激發(fā)學生們追尋絢爛光譜中，屬于他們的燦爛！”談及教學，物理教師王菲有感而發(fā)。2019年7月，演繹“大物傳奇”、曾三獲北京理工大學“我愛我?guī)煛弊钍軐W生喜愛的教師、北京市首屆青年教學名師的王菲，憑借出色的課堂教學和豐碩的教學成果晉升為教授。
近年來，物理學科以教學為牽引，持續(xù)推進“德教雙馨”教師隊伍建設(shè)，中青年教師成長快速，“立師德、樹師風、強師能”的氛圍日益濃厚。形成了由葛墨林院士、姚裕貴教授、胡海云教授、王菲教授等為代表的老中青“三代物理人”“北京市教學名師”不斷涌現(xiàn)。五年來，物理學科教師累計獲評國家一流課程、國家精品課程、北京市教學成果獎等各類榮譽100余項。
李佳霖等同學制作的書簽
“一地沈朱秋雨急，江南路過朝陽西。京城樹木多桃李，不問春風常盛期。”這是2018級物理專業(yè)本科生李佳霖在2021年教師節(jié)前夕，以《致敬吾師》為題寫下的一首詩，并將這首詩制作成精美的書簽，寫字、刻章、拓印、剪裁，全部手工完成，極致用心。教師節(jié)當天，李佳霖和同學們走遍了物理學院的每一個房間，將最真摯的祝福送給敬愛的老師們。“無論我有沒有緣分把這枚書簽親手交給老師，這首詩都是我送給老師們的誠摯心意。”
雕琢！合力培育一流人才
飄浮的地球儀、懸空的水龍頭、分區(qū)振動的魚洗盆……在物理實驗中心，配合著王菲教授的講解，一個個有趣的實驗設(shè)備被同學們團團圍住。2021年5月，第四屆“天地之美，萬物之理”科學傳播活動在良鄉(xiāng)校區(qū)面向全校學生開放，“咖啡沙龍”“物理密室逃脫”“物理大電影”“物理集市”“圖書展會”五大版塊為學生提供了豐富多彩的科普活動，更貼心、更細致、更接地氣的教育方式，將物理學習潛移默化到融入到了學生的成長中。
“第一次短時間內(nèi)了解了這么多物理知識，很受啟發(fā)，物理真是一門千變?nèi)f化的學問。”眾多參加活動的學生發(fā)出感慨。
博約社區(qū)
春風化雨，潤物無聲。近年來，物理學科堅持以黨建為統(tǒng)領(lǐng)，科教融合、以教為先，在推進“三全育人”綜合改革中，以“加強物理基礎(chǔ)研究，培養(yǎng)一流創(chuàng)新人才”為目標，打造了“物理·博約”育人品牌。
2021年下半年，由博約書房、博約咖啡等多個文化功能區(qū)組成的“博約”社區(qū)正式開放，“物理即生活”、愛因斯坦頭像徽章、理學樓下“薛定諤”的流浪貓、中秋的一張手工卡片……“物理”浸潤在學生學習生活的點滴之中，涵育著“小物院、大家庭”的氣質(zhì)。此外，物理學院在書院社區(qū)內(nèi)還設(shè)立了黨員先鋒崗，組織開展“博約”系列師生黨日活動、經(jīng)典導讀、育人研討等。在充滿濃郁學科文化、人文氣息的特色空間中，一場場蘊含著黨建思政、啟智潤心的精神文化盛宴接連開展。
兩獲國家獎學金、四獲最高學業(yè)獎學金、獲工信部創(chuàng)新獎學金，兩獲北京理工大學優(yōu)秀研究生標兵，在國際頂級期刊發(fā)表SCI學術(shù)論文14篇，多次在國際會議上作海報展示和口頭報告……2019年，物理學科2015級博士研究生張蔚暄憑借勤奮刻苦與篤行求知獲得了學校最高級別、最高榮譽獎學金——徐特立獎學金。2020年，2016級博士研究生張閏午憑借優(yōu)異成績，登上了徐特立獎學金領(lǐng)獎臺。2021年，2016級本科生李靖、2018級碩士研究生劉舟慧、2016級博士研究生馬大帥分別獲得徐特立獎學金。“徐獎三年不斷線”只是物理學科人才培養(yǎng)的一個縮影。
2020年7月26日，北理工“學生雙創(chuàng)實踐基地”在江蘇省溧陽市長三角物理研究中心掛牌成立。
一流大學，一流學科，必須要培養(yǎng)出一流人才。近年來，物理學科遵循拔尖人才成長規(guī)律，以國家發(fā)展需求為導向，致力于培養(yǎng)“胸懷寰宇、追求科學夢想、具備深厚物理基礎(chǔ)并善于理工融合”的領(lǐng)軍領(lǐng)導人才。聚焦這一目標，物理學科著力構(gòu)建“創(chuàng)新課程+雙創(chuàng)競賽+科研訓練+學術(shù)講堂”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建立學生自主運行的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)夢工廠，與長三角物理研究中心共建學生雙創(chuàng)實踐基地，把物理前沿和工程前沿以小課題形式融入科研實訓課程，多措并舉培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。
2011年以來，物理專業(yè)學生獲國家級獎20項、省部級獎105項、發(fā)表論文66篇，并在2018年和2019年連續(xù)獲得中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽北京一等獎和全國銅獎等獎項。一批以美國工程院院士李明軍、地震預警四川省重點實驗室主任王暾、微光夜視技術(shù)國家重大需求領(lǐng)域科技重點實驗室主任石峰、國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎獲得者崔嵬為代表領(lǐng)軍領(lǐng)導人才在行業(yè)嶄露頭角。
“物理學既是科學技術(shù)的‘源頭水’，也是創(chuàng)新研究的‘發(fā)動機’。80載厚積薄發(fā)，鐫刻著濃濃紅色基因的物理學科，在新時代必將勇立潮頭、奮楫篤行，創(chuàng)造一流、書寫一流！”物理學院黨委書記姜艷說。
