Changing PhD training to meet the needs of our students and a

EDITORIAL
CHANGING PHD
TRAINING TO MEET THE NEEDS OF
OUR STUDENTS AND A GLOBAL SOCIETY
raduate training in physics has evolved as the
discipline itself evolved over the years, but its
main focus has tended to remain as a training
ground for future academics. In Canada, two
degrees are offered: the MSc and the PhD. Both prepare
the student for research. The PhD is the highest degree
conferred by universities in North America demonstrating
the candidate’s mastery of his/her subject of study. We
will focus our discussion on the PhD, but our comments
are also applicable to the thesis-based MSc. Traditionally
the PhD prepares the candidate for a life of scholarship,
independent research and an academic life. In reality,
most PhDs do not pursue an academic life either by
choice or the lack of opportunity. Openings in academia
have varied over the decades, forcing sometimes even the
worthiest of candidates to readjust their ambitions. They
end up in a broad range of organizations where their skills
are appreciated. In the arts and social sciences in Canada
two-thirds of doctoral grads will not become professors,
heading instead to government or industry [1]. The situation is similar in physics. Lacking Canadian data we quote
US data [2]. The American Physical Society (APS) reports
that only 20% of physics PhD graduates take faculty
positions in colleges and universities, while about 55%
are employed in industry, and the remainder are government employees [3].
G
Yet few physics graduate programs openly recognize that
fact or have adapted their training to accommodate more
interdisciplinary research and interests. It is accepted
practice that PhD training focuses on acquiring the skills
necessary to succeed as independent university researchers. Professors act as role models, in the functions with
which they are the most familiar. This is convenient, as
professors focus their energy on a successful career in
research, teaching and administration.
Although today’s students are not necessarily more aware
of their future prospects, they are less intimidated by
authority and more willing to express their opinion. So,
concerns about future career options are more likely to be
topics of discussion within the student body. Conferences
often hold career-related events with students. At a recent
round-table discussion, participants were asked what their
career aims were. As the vast majority responded
“university professor”, the discussion was limited to that
option. This is indicative of an important fact: within
universities, most parties tend to discuss the career with
which they are the most familiar, namely the academic
career.
For the benefit of students and the health of graduate
programs in physics it is time to reassess our graduate
training and broaden its scope. One aspect that the
Canadian Association of Physicists (CAP) has been aware
of for many years is professional issues. It has fought to
ensure the professional future of physicists and other
natural scientists in a country where engineering rights are
entrenched. It has created a PPhys designation, an
accreditation supplementing the academic record of the
student. The CAP has also sponsored sessions at recent
CAP Congresses on professional issues. At the CAP
Congress in Sudbury, there was a session on “What can
we do to help our students succeed in non-academic
careers” organized by Barbara Frisken (SFU). The APS
has also been preoccupied with such matters but has
broadened the debate to a full re-assessment of graduate
training. It has organized two conferences on Graduate
Education in Physics (2008, 2013) and the American
Association of Physics Teachers (AAPT) has set up a task
force on the subject. The second APS conference led to an
excellent report available on line [3], full of useful ideas,
most of which are relevant to Canada.
Here is a selective list of suggestions arising from the
report with a few added comments:
1. Each graduate program should develop an identity.
Physics departments should define overall goals in
order to develop a coherent program that builds on
The contents of this journal, including the views expressed above, do not necessarily represent the views or policies of the Canadian Association of
Physicists.
Le contenu de cette revue, ainsi que les opinions exprimées ci-dessus, ne représentent pas nécessairement les opinions ou les politiques de l’Association
canadienne des physiciens et physiciennes.
LA PHYSIQUE
AU
Béla Joós is a
Professor of Physics
at the University of
Ottawa. He has
been a member of
the Editorial Board
of Physics in
Canada since
January 1985 and
took over as Editor
in June 2006.
Béla Joós est
professeur de
physique à
l’Université
d’Ottawa. Il est
membre du Comité
de réaction de La
Physique au
Canada depuis
janvier 1985 et est
devenu rédacteur en
chef en juin 2006.
CANADA / Vol. 70, No. 3 ( 2014 ) + 145
EDITORIAL
their specific strengths, rather than seek to achieve some
universal model. There is no one-size-fits-all solution.
There is no unique ideal physics department, especially
for medium-sized universities.
2. Achieve diversity in recruitment of graduate students.
Studies are increasingly showing that there is no significant correlation between research success and any quantitative admissions-related measure. The National Science
Foundation in the US has stopped requiring GRE (Graduate Record Examinations) scores for their prestigious
graduate scholarships. Departments should refrain from
rank ordering and focus more on obtaining the appropriate
mix of talents (e.g. theorists, computational scientists,
experimentalists) that their research program requires.
This will have the added benefit of achieving gender and
ethnic diversity.
3. Adopt an evaluation structure that is effective. Exam
goals should be aligned with department goals. For instance
at the University of Ottawa we abandoned the traditional
PhD Comprehensive exam many years ago, and replaced it
with an exam tailored to the research objectives of the
candidate, with study material appropriate to the success of
the planned research program.
4. On a related issue, the graduate curriculum should be
flexible. Although we all want the holder of a PhD in
Physics to be proficient in the key subjects that define it
(Mechanics, Electricity and Magnetism, Thermodynamicsstatistical mechanics, Quantum Mechanics), at the graduate
level we should encourage students to expand the limits of
physics into interdisciplinary subjects and allow them to
take courses outside the department, or focus on their field
of research. Too much rigidity is bad for physics. As has
been argued, a key to career success is an in-depth
knowledge in some areas of physics, broad knowledge
across the discipline, and professional skills as we will
mention later.
5. Mentoring is very important to help the human and
professional development of a student. This means that the
student has to feel free to consult members of the
department other than their supervisors. This can be
formalized, as at the Massachusetts Institute of Technology,
where students have access to a range of faculty members
with different backgrounds, knowledge or experience, or it
could be informal with an effective advisory committee that
is not simply research-based but is there to provide a
sounding board for issues that may preoccupy the student.
6. A focus on career development and professional training.
The success of a graduate student is not guaranteed, even
with excellent grades and a superb thesis. Graduate training
should give all students the opportunity to speak in public
through required talks and participation at conferences.
Departments should organize workshops on professional
issues. Here the report discusses a long list of skills to
prepare students for diverse careers: expert learning and
innovation skills, leadership, project management, communication skills, interpersonal skills, proposal writing, and
industrial research experiences and connections. The proper
climate for providing these skills can emerge if the
department implicitly values a broad range of career paths
as being appropriate for their graduates. In Ontario,
professional training is now a required part of the MSc
and PhD training. Every eight years, graduate programs in
Ontario universities go through quality assurance assessments (in the past it was every seven years). A new feature
in the latest round is the evaluation of learning outcomes
based on pre-defined learning objectives. These now
include professional skills [4]. A simple and effective way
to expose students to this kind of training is keeping in
touch with alumni and inviting them back on campus for
events or as lecturers. We should make better use of our
alumni to guide our graduate students.
In summary, we owe it to our students and to the continued
success of physics graduate programs to broaden graduate
training, make it flexible, and connect our students more
effectively to on-site mentoring and to outside contacts through
our alumni. As an old APS slogan stated, “Physics is the
gateway to multiple career options”. Intellectual agility, a key
strength of physics graduates, should be cultivated, so they can
adapt readily to new situations and a rapidly changing work
environment. We should facilitate the transition from the PhD
program to the workforce to energize our students and
minimize their career anxieties. This should be facilitated in
a funding climate that values increasingly applied research
and interactions with industry. It also helps to increase the
influence of physics in a global science environment which is
becoming more and more interdisciplinary.
Béla Joós, University of Ottawa
Editor-in-Chief
Comments of readers on this editorial are more than welcome.
REFERENCES
1. Simona Chiose, “Universities urged to develop new models of PhD study”, The Globe and Mail, 30 May 2014.
2. Daniel Lametti: “Is a science PhD a waste of time?” National Post, September 5, 2012.
3. Graduate Education in Physics: The Path Ahead. A Conference to Discuss the Status and Future of Graduate Education in Physics.
January 31 February 2, 2013. Report available at http://www.aps.org/programs/education/graduate/conf2013/report.cfm
4. Ontario Council on Quality Assurance: see http://oucqa.ca/
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+
PHYSICS
IN
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ÉDITORIAL
MODIFIER LA FORMATION AU DOCTORAT AFIN DE RÉPONDRE
AUX BESOINS DE NOS ÉTUDIANTS ET D’UNE SOCIÉTÉ
PLANÉTAIRE
a formation des diplômés en physique a évolué au fil
des ans, tout comme cette discipline, mais son
principal objectif a eu tendance à demeurer la formation de la prochaine génération d’universitaires. Au
Canada, on offre deux diplômes, la maı̂trise et le doctorat, qui
préparent tous deux l’étudiant à la recherche. Le doctorat,
diplôme le plus élevé que confèrent les universités nordaméricaines, montre que le candidat possède à fond le sujet de
son étude. Notre discussion sera axée sur ce diplôme, mais nos
observations valent aussi pour la maı̂trise avec thèse. Depuis
toujours, le doctorat prépare le candidat à une vie d’érudition et
de chercheur et à la recherche indépendante. En fait, si la
plupart de ses détenteurs ne poursuivent pas une vie universitaire, c’est par choix ou faute d’occasion. Les ouvertures
en milieu universitaire ont varié au cours des décennies,
forçant parfois même les plus méritoires des candidats à
modifier leurs ambitions, de sorte qu’ils se trouvent emploi
auprès d’un vaste éventail d’organismes qui savent apprécier
leurs compétences. Au Canada, les deux tiers des détenteurs de
doctorats en arts et en sciences sociales ne deviendront pas
professeurs, s’orientant plutôt vers l’administration publique
ou l’industrie [1]. La situation est semblable en physique. À
défaut de données canadiennes nous emploierons des données
américaines [2]. Selon l’American Physical Society (APS),
seulement 20% des diplômés au doctorat en physique acceptent
des postes d’enseignants dans les collèges et universités, alors
que quelque 55% sont employés dans l’industrie et les autres
dans l’administration ou la recherche gouvernementale [3].
L
Pourtant, peu de programmes pour diplômés en physique
reconnaissent ce fait ouvertement ou ont adapté leur formation
pour mieux répondre aux besoins de la recherche et aux intérêts
interdisciplinaires. Il est admis que la formation au doctorat est
axée sur l’acquisition des compétences nécessaires pour réussir à
titre de chercheurs universitaires indépendants. Les professeurs
servent de modèles dans les fonctions qu’ils connaissent le mieux.
Cela est pratique, car ils concentrent leur énergie à la réussite
d’une carrière en recherche, en enseignement et en administration.
Même si les étudiants d’aujourd’hui n’entrevoient pas nécessairement mieux leurs perspectives d’avenir, ils sont moins
intimidés par l’autorité et plus enclins à exprimer leurs
opinions. Aussi, les préoccupations touchant les choix de
carrière sont-elles plus susceptibles de faire l’objet de discussions chez la clientèle étudiante. Les conférences comportent
souvent des activités liées à la carrière pour les étudiants. Lors
d’une table ronde tenue récemment, les participants se sont vu
demander quels étaient leurs objectifs de carrière. La grande
majorité ayant répondu « professeur d’université », la discussion s’est limitée à ce choix. Cela révèle un fait important: dans
les universités, la plupart ont tendance à discuter de la carrière
qu’ils connaissent le mieux, soit la carrière universitaire.
Pour le bien des étudiants et la santé des programmes d’études
supérieures en physique, il est temps de réexaminer la
formation de nos diplômés et d’en élargir la portée. Un
élément dont l’Association canadienne des physiciens (ACP)
est consciente depuis de nombreuses années est celui des
questions professionnelles. Elle s’est battue pour assurer
l’avenir professionnel des physiciens et des autres experts en
sciences naturelles dans un pays où les droits en génie sont
reconnus. Elle a créé l’appellation « Phys. » pour compléter le
dossier universitaire de l’étudiant. L’ACP a aussi tenu des
séances sur les questions professionnelles à ses derniers
congrès. À celui de Sudbury, elle en a tenu une, intitulée «
Comment aider nos étudiants pour des carrières non académiques », organisée par Barbara Frisken (SFU). L’APS s’est aussi
préoccupée de questions telles que l’élargissement du débat de
façon à réévaluer entièrement la formation des diplômés. Elle a
tenu deux conférences sur les études supérieures en physique
(Graduate Education in Physics) (2008, 2013) et l’American
Association of Physics Teachers a établi un groupe travail sur
la question. La deuxième conférence de l’APS a donné un
excellent rapport, accessible en ligne [3], qui est plein d’idées
utiles et pertinentes pour le Canada, pour la plupart.
Voici une liste sélective de suggestions tirées de ce rapport,
accompagnées de quelques observations supplémentaires :
1. Chaque programme d’études supérieures devrait développer une identité. Les départements de physique devraient
définir les objectifs globaux afin d’élaborer un programme
cohérent, misant sur leurs forces particulières, au lieu de
tenter de concevoir un modèle universel. Il n’existe pas de
solution unique, ni de département de physique unique
idéal, surtout pour les universités de taille moyenne.
2. Atteindre la diversité dans le recrutement d’étudiants aux
cycles supérieurs. Les études montrent que, de plus en plus,
il n’y a pas de corrélation significative entre le succès de la
recherche et les mesures quantitatives liées au nombre
d’admissions. Aux États-Unis, la National Science Foundation n’exige plus la note obtenue au test GRE (Graduate
Record Examinations) pour ses prestigieuses bourses offertes aux étudiants des cycles supérieurs. Les départements
devraient éviter d’établir les rangs des candidats et
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ÉDITORIAL
s’attacher davantage à obtenir la gamme de talents appropriée (p. ex. théoriciens, expérimentalistes et spécialistes de
l’informatique) que requiert leur programme de recherche.
Cela permettrait en outre d’atteindre la diversité ethnique et
l’équilibre hommes-femmes.
3. Adopter une structure d’évaluation qui soit efficace. Les
objectifs des examens devraient coı̈ncider avec ceux du département. Ainsi, à l’Université d’Ottawa, nous avons abandonné depuis bien des années le traditionnel examen général
au doctorat et l’avons remplacé par un examen adapté aux
objectifs de recherche du candidat, avec du matériel didactique approprié au succès du programme de recherche prévu.
4. Dans un domaine connexe, le programme d’études
supérieures devrait être flexible. Même si voulons tous
que le détenteur d’un doctorat en physique connaisse à fond
les sujets clés qui le définissent (mécanique, électricité et
magnétisme, thermodynamique-mécanique statistique, mécanique quantique), nous devrions encourager les étudiants
aux cycles supérieurs à étendre les limites de la physique
aux sujets interdisciplinaires et leur permettre de suivre des
cours hors du département, ou de se concentrer sur leur
domaine de recherche. Trop de rigidité est mauvais pour la
physique. Comme on l’a fait valoir, un élément clé de la
réussite en carrière est une connaissance approfondie de
certains domaines de la physique, une vaste connaissance de
l’ensemble de la discipline et des compétences professionnelles, comme nous le verrons plus tard.
5. Le mentorat est très important pour favoriser le développement humain et professionnel d’un étudiant. Cela
signifie que celui-ci doit se sentir libre de consulter d’autres
membres du département que leurs superviseurs. Cela peut
être formalisé, comme au Massachusetts Institute of
Technology, où les étudiants ont accès à un éventail de
membres du corps professoral ayant divers antécédents,
connaissances ou expériences, ou peut être informel au sein
d’un comité consultatif efficace qui ne soit pas uniquement
axé sur la recherche mais qui soit là pour rétroagir sur les
questions pouvant préoccuper l’étudiant.
6. Un accent sur le développement de carrière et la
formation professionnelle. La réussite d’un étudiant au
cycle supérieur n’est pas garantie, même avec d’excellentes
notes et une thèse superbe. La formation des diplômés
devrait donner à tous les étudiants la chance de parler en
public dans le cadre de causeries obligatoires et de
participations à des conférences. Les départements devraient organiser des ateliers sur les questions professionnelles.
À cet égard, le rapport présente une longue liste de
compétences préparant les étudiants à des carrières diverses:
compétences d’expert en apprentissage et innovation,
leadership, gestion de projets, capacité de communiquer,
entregent, rédaction de propositions ainsi qu’expériences et
relations en recherche industrielle. Le département peut
susciter un climat propice à l’acquisition de ces compétences
s’il apprécie implicitement une vaste gamme de carrières
comme étant appropriée pour ses étudiants diplômés. En
Ontario, la formation professionnelle est maintenant un volet
obligatoire de la formation à la maı̂trise et au doctorat. Tous
les huit ans, les programmes d’études supérieures des
universités ontariennes subissent des évaluations d’assurance de la qualité (c’était dans le passé tous les sept ans).
Un nouvel élément de ces dernières est l’évaluation des
résultats d’un apprentissage fondé sur des objectifs
d’apprentissage prédéfinis, qui englobent maintenant les
compétences professionnelles [4]. Un moyen simple et
efficace d’exposer les étudiants à ce type de formation est
de demeurer en rapport avec les anciens élèves et de les
inviter à revenir sur le campus à titre de conférenciers ou
de participants à des événements. Nous devrions faire un
meilleur usage de nos associations d’anciens pour guider
nos étudiants aux cycles supérieurs.
En résumé, nous avons une obligation envers nos étudiants et,
pour assurer le succès constant des programmes d’études supérieures en physique, d’élargir la formation des diplômés, de
l’assouplir, de fournir du mentorat sur place et des contacts
à l’extérieur. Ainsi va le vieux dicton de l’APS : « la physique est
la voie d’accès à de multiples choix de carrière ». Il faut cultiver
la souplesse intellectuelle, une force clé des diplômés en
physique, afin qu’ils puissent s’adapter facilement aux situations
nouvelles et à un milieu de travail en constante évolution. Nous
devrions faciliter la transition entre le programme du doctorat et
le marché du travail afin de stimuler nos étudiants et d’atténuer
leurs inquiétudes liées à la carrière. Cela devrait être facilité par
un climat de financement qui valorise de plus en plus la recherche
appliquée et les interactions avec l’industrie. Cela aide aussi à
accroı̂tre l’influence de la physique dans un environnement
scientifique mondial qui devient de plus en plus interdisciplinaire.
Béla Joós, Université d’Ottawa
Rédacteur-en-chef
Les commentaires de nos lecteurs (ou lectrices) au sujet de
cette éditorial sont bienvenus
NOTE: Le genre masculin n’a été utilisé que pour allléger le texte.
RÉFÉRENCES
1. Simona Chiose, “Universities urged to develop new models of PhD study”, The Globe and Mail, 30 mai 2014.
2. Daniel Lametti : “Is a science PhD a waste of time?”, National Post, 5 septembre 2012.
3. Graduate Education in Physics: The Path Ahead. A Conference to Discuss the Status and Future of Graduate Education in Physics,
31 janvier 2 février 2013. Rapport affiché sur le site http://www.aps.org/programs/education/graduate/conf2013/report.cfm
4. Ontario Council on Quality Assurance: voir http://oucqa.ca/
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