光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)探索

1、 光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)探索 隋國榮 王寧 賈宏志 楊暉 摘 要為了提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效率，教育部成立了全新的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)，以促進(jìn)我國光電及相關(guān)產(chǎn)業(yè)高速、穩(wěn)定發(fā)展，迎接未來的挑戰(zhàn)。文章從研究傳統(tǒng)光學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方式入手，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)認(rèn)證的經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)有的專業(yè)課程類型進(jìn)行梳理，對授課方式進(jìn)行改進(jìn)，對授課內(nèi)容進(jìn)行更新，并提出相應(yīng)的專業(yè)工程和實(shí)踐改革方案。通過四屆為期六年的專業(yè)改革和實(shí)踐，學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量有顯著提高，企業(yè)和科研院所對學(xué)生的滿意度和需求都在持續(xù)增加，同時(shí)學(xué)生和需求方對專業(yè)培養(yǎng)和改革方案的參與熱情也在不斷增加。Key光電信息科學(xué)與工程專業(yè);工程認(rèn)證;實(shí)踐教學(xué) G64

2、2.0 A 2095-3437（2020）09-0090-03引言隨著21世紀(jì)的到來，我國在科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步方面取得了舉世矚目的成就，同時(shí)科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)瓶頸的矛盾逐漸顯露，導(dǎo)致近年相應(yīng)的人才培養(yǎng)計(jì)劃頻出，對高等教育改革和發(fā)展提出了更多更長遠(yuǎn)的要求與規(guī)劃1-4。近年來，高等教育尤其是本科教育開展了卓有成效的改革和建設(shè)，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，并在學(xué)科評估中取得了矚目的成績，開始不斷為用人單位培養(yǎng)和輸送高質(zhì)量、高水平且可塑性強(qiáng)的工程應(yīng)用型人才。光電工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)情況特殊，該產(chǎn)業(yè)覆蓋的專業(yè)面廣，涵蓋的內(nèi)容多，涉及的相關(guān)知識復(fù)雜，學(xué)科交叉性強(qiáng)。傳統(tǒng)行業(yè)希望加深加強(qiáng)基礎(chǔ)和實(shí)踐，并進(jìn)行一定的革新。目前正

3、在快速發(fā)展的新型光電產(chǎn)業(yè)，則希望縮小在關(guān)鍵產(chǎn)品工藝、加工技術(shù)、設(shè)計(jì)仿真和理論研究等方面與高水平發(fā)達(dá)國家的差距。而新興、未來的朝陽行業(yè)，例如光電子學(xué)、集成微納器件和超快光電子等產(chǎn)業(yè)，由于國內(nèi)起步晚，理論和技術(shù)缺乏，人才培養(yǎng)不足，因而產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，與國外差距較大。因此，教育部2012年下發(fā)文件，把原本歸在電子信息科學(xué)大類和電氣信息大類的五個(gè)專業(yè)整合成光電信息科學(xué)與工程專業(yè)。新專業(yè)所培養(yǎng)的人才除了需要具有較好的思想道德和文化修養(yǎng)，較強(qiáng)的敬業(yè)精神和社會責(zé)任感之外，還要具有科學(xué)意識、扎實(shí)理論和創(chuàng)新能力等方面的素養(yǎng)，可從事光學(xué)工程、光通信技術(shù)、光電子學(xué)、光信息技術(shù)、光電子器件與制造以及機(jī)器視覺與圖像處理等

4、眾多相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究，并能勝任相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用以及生產(chǎn)檢驗(yàn)與運(yùn)行管理等方面的工作，成為該領(lǐng)域的高級研究和應(yīng)用人才 5-6。本文通過對以往光信息科學(xué)與技術(shù)和光電信息工程兩專業(yè)進(jìn)行研究，深入學(xué)習(xí)教指委的政策指導(dǎo)和意見，通過與學(xué)生座談，與用人單位對接、溝通和交流，梳理分析已通過的ASIIN和華盛頓工程認(rèn)證的經(jīng)驗(yàn)等多種方式7，提出光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的改革策略。即對現(xiàn)有的專業(yè)課程類型進(jìn)行梳理，對授課方式進(jìn)行改進(jìn)，對授課內(nèi)容進(jìn)行更新，并對培養(yǎng)方式、過程和步驟實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)督控制，以及通過培養(yǎng)過程可溯源等手段來切實(shí)提高培養(yǎng)質(zhì)量。通過四屆為期六年的專業(yè)改革和實(shí)踐，學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量

5、有顯著提高，企業(yè)和科研院所對學(xué)生的滿意度和需求持續(xù)增加，而且學(xué)生和需求方對專業(yè)培養(yǎng)和改革方案的參與熱情也不斷增加，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。一、專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃改革（一）實(shí)行小班授課制，將課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相配套在以往的專業(yè)理論教學(xué)中，學(xué)生存在理論基礎(chǔ)較扎實(shí)但知識面相對狹窄且實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用能力相對較弱的問題。2013年，我們通過了德國ASIIN認(rèn)證。在這個(gè)認(rèn)證過程中，我們分析學(xué)習(xí)了國外的專業(yè)理論和實(shí)踐的培養(yǎng)要求、思路和方法。對原有培養(yǎng)計(jì)劃中的課程體系進(jìn)行了全面改革。對課時(shí)進(jìn)行改革和統(tǒng)一，所有專業(yè)課程統(tǒng)一理論授課學(xué)分，以理論基礎(chǔ)知識為主，配合各種習(xí)題和訓(xùn)練，使學(xué)生的理論基礎(chǔ)和自學(xué)能力都得到增強(qiáng)。同時(shí)將相關(guān)課程模塊

6、化，學(xué)生可根據(jù)自己的需求和未來的發(fā)展選擇模塊中的不同專業(yè)課程。同時(shí)加強(qiáng)小班化授課制度改革，原則上有學(xué)生選課就開課，實(shí)際操作是一般超過三人就會開課。整個(gè)學(xué)期的教學(xué)安排非常飽滿，所有教室和教學(xué)設(shè)備利用率大幅提升。小班化授課可以在參照大綱的基礎(chǔ)上兼顧授課靈活度。如果是相同課程，學(xué)生可以試聽不同教師的課程后再做選擇，以提高學(xué)生的積極性，也增強(qiáng)教師的責(zé)任心。同一門課程安排統(tǒng)一出題、考試和閱卷，在保證了基本授課秩序和要求的前提下實(shí)現(xiàn)了小班授課靈活性，得到了學(xué)生和教師的一致認(rèn)可。此外，所有專業(yè)課程都由任課教師牽頭開展課程實(shí)驗(yàn)，單獨(dú)分配學(xué)分和學(xué)時(shí)，由實(shí)驗(yàn)師配合任課教師完成實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。通過配套課程實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了

7、學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和運(yùn)用能力，也提高了任課教師對課程的認(rèn)知和實(shí)踐能力，使實(shí)驗(yàn)課和理論課有機(jī)結(jié)合起來。這種課程改革，對任課教師和實(shí)驗(yàn)師都提出了更高的要求。通過這種舉措，學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)知度顯著提高，對未來的發(fā)展方向有了更為明確的認(rèn)識和思考，其知識基礎(chǔ)和實(shí)踐能力都得到了相應(yīng)的增強(qiáng)。（二）加強(qiáng)課程類設(shè)計(jì)與競賽僅僅依靠與專業(yè)理論授課所配套的實(shí)驗(yàn)課程，不足以充分提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、科學(xué)意識和創(chuàng)新能力。因此，我們結(jié)合本校本專業(yè)的特殊情況，開展了豐富多樣的實(shí)踐活動。首先加強(qiáng)了校內(nèi)創(chuàng)新和實(shí)踐活動，專門設(shè)立創(chuàng)新學(xué)分，要求每個(gè)學(xué)生在四年學(xué)制內(nèi)修滿一定的創(chuàng)新學(xué)分，其學(xué)分的相關(guān)課程和活動主要分為課程類和設(shè)計(jì)競賽類

8、。課程類主要包括實(shí)踐類公選課、實(shí)踐類短學(xué)期課程和專有實(shí)踐類創(chuàng)新訓(xùn)練課程，設(shè)計(jì)競賽類主要包括畢業(yè)設(shè)計(jì)，各類系、院、校和國家級競賽。在課程類中實(shí)踐類公選課面向全校所有專業(yè)學(xué)生開放。這類課程考試形式通常以實(shí)物作品、實(shí)際操作和選題操作等實(shí)踐方式為主，再配合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)踐類短學(xué)期課程屬于傳統(tǒng)課程，要求在開展好傳統(tǒng)課程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提高對學(xué)生的要求，加強(qiáng)對學(xué)生的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)競賽類包括從系、學(xué)院、學(xué)校到國家的各種豐富的競賽。對于系級、院級競賽，所有學(xué)生均可報(bào)名參賽，不設(shè)門檻但最終會評出三級獎(jiǎng)項(xiàng)并給予相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)。校級和國家級競賽則會根據(jù)學(xué)生平時(shí)成績、實(shí)踐課程的成績以及系、院級競賽成績等信息進(jìn)行資格篩選，配備

9、相應(yīng)的指導(dǎo)教師，利用專門的地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)后參賽。在最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)即傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，積極邀請企業(yè)和企業(yè)導(dǎo)師把企業(yè)實(shí)際需求作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，并由企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師同時(shí)指導(dǎo)課題和把關(guān)課題質(zhì)量。來自工程實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題比例不斷增加，并對教師指導(dǎo)工程實(shí)踐類畢業(yè)設(shè)計(jì)課題給予適當(dāng)?shù)墓膭?lì)。二、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)措施除了修改本科專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，還制定相關(guān)的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)措施，并結(jié)合相關(guān)的教輔措施，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。（一）在企業(yè)內(nèi)開展畢業(yè)實(shí)習(xí)活動與校內(nèi)實(shí)踐活動對應(yīng)的是學(xué)制的改革。通過ASIIN認(rèn)證，系和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)真考察了國內(nèi)外高水平學(xué)校的培養(yǎng)方略，在培養(yǎng)計(jì)劃中引入了畢業(yè)實(shí)習(xí)課程。大四上半學(xué)期不再開

10、設(shè)任何課程，學(xué)生可以自由選擇市內(nèi)外的相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，畢業(yè)實(shí)習(xí)要求總計(jì)三個(gè)月，學(xué)生由輔導(dǎo)員和學(xué)術(shù)導(dǎo)師共同負(fù)責(zé)。對于市內(nèi)實(shí)習(xí)單位，要求導(dǎo)師與企業(yè)方確定企業(yè)導(dǎo)師、實(shí)習(xí)崗位、實(shí)習(xí)目標(biāo)、實(shí)習(xí)內(nèi)容以及實(shí)習(xí)條件和保障等相關(guān)內(nèi)容。之后每周走訪企業(yè)與企業(yè)導(dǎo)師溝通交流，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)、工作和生活情況。對于市外的單位，則需要通過電話、視頻等方式完成上述工作。學(xué)生在選擇實(shí)習(xí)單位和崗位以及確定實(shí)習(xí)內(nèi)容時(shí)，要求優(yōu)先考慮與本專業(yè)相關(guān)的技術(shù)崗位和實(shí)習(xí)內(nèi)容，但不限于此，也可以是和本專業(yè)相關(guān)的運(yùn)營、維護(hù)、營銷、管理等崗位和內(nèi)容。學(xué)生在實(shí)習(xí)期間，需要按規(guī)定格式撰寫實(shí)習(xí)周報(bào)，最后還要撰寫規(guī)定字?jǐn)?shù)的實(shí)習(xí)報(bào)告。學(xué)術(shù)導(dǎo)師需要根據(jù)自己

11、的實(shí)際觀察情況，認(rèn)真如實(shí)填寫學(xué)生的實(shí)習(xí)意見表，同時(shí)由企業(yè)方對學(xué)生的實(shí)習(xí)情況進(jìn)行考評，并詳細(xì)填寫企業(yè)實(shí)習(xí)考評表。學(xué)院統(tǒng)一組織開展實(shí)習(xí)答辯，對每個(gè)實(shí)習(xí)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)答辯考核，最終評判學(xué)生是否完成了畢業(yè)實(shí)習(xí)，進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)評分并記入檔案。（二）實(shí)行教授治學(xué)和學(xué)術(shù)導(dǎo)師制度在以往的專業(yè)辦學(xué)中，教師重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)象普遍存在。為了切實(shí)提高本科教學(xué)的質(zhì)量和效率，專業(yè)改革將教授授課也放在了重要的位置，要求教授每年至少單獨(dú)或聯(lián)合完成一門本科課程授課。此外，通過專業(yè)理論課程和對應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的改革，使教授對每個(gè)學(xué)生都有了更為深入的了解和認(rèn)識，從而使教授在研究生選拔中可以按需選擇，而不像以往只能依靠分?jǐn)?shù)、學(xué)校和專

12、業(yè)等信息進(jìn)行選擇。改革后的選擇更為主動與合理。在開設(shè)理論課程的同時(shí)，為了加深學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)知，從學(xué)生進(jìn)校開始就為其開設(shè)了專業(yè)導(dǎo)論課程，每位教授就自己的研究領(lǐng)域結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)要求為新生進(jìn)行專業(yè)知識介紹。一方面，提高本專業(yè)學(xué)生對專業(yè)的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展的認(rèn)知水平，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣;另一方面，引領(lǐng)學(xué)生開展自主思考，為未來的研究方向選擇打下基礎(chǔ)。為了更好地配合專業(yè)工程實(shí)踐教育的開展，學(xué)院制定了學(xué)術(shù)導(dǎo)師制度，從大二開始為每位本科學(xué)生配備相應(yīng)的學(xué)術(shù)導(dǎo)師。學(xué)術(shù)導(dǎo)師的選擇采取學(xué)生和導(dǎo)師雙向選擇的方式。大二下學(xué)期期末，學(xué)生可根據(jù)每位教師的研究方向和成果選擇自己的學(xué)術(shù)導(dǎo)師，導(dǎo)師也可根據(jù)學(xué)院提供的相關(guān)信

13、息和自身情況對學(xué)生進(jìn)行選擇，兩輪雙向選擇后確定最終學(xué)術(shù)導(dǎo)師。在校期間，學(xué)生要積極聯(lián)系自己的學(xué)術(shù)導(dǎo)師，學(xué)術(shù)導(dǎo)師也要保持與學(xué)生的聯(lián)系和溝通。學(xué)術(shù)導(dǎo)師不僅要對學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)的輔導(dǎo)，還要利用自己的科研環(huán)境為學(xué)生提供科研和工程實(shí)踐訓(xùn)練的便利，同時(shí)還需要關(guān)心學(xué)生的生活和思想動態(tài)發(fā)展。學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)需要學(xué)術(shù)導(dǎo)師直接引導(dǎo)，以保證學(xué)生安全、高效、保質(zhì)保量地完成畢業(yè)實(shí)習(xí)。（三）組織開展企業(yè)教學(xué)活動校企聯(lián)合共建本科專業(yè)實(shí)踐基地，同時(shí)確立相關(guān)的企業(yè)指導(dǎo)教師制度。在此基礎(chǔ)上，我們組織開展企業(yè)教學(xué)。企業(yè)教學(xué)的內(nèi)容包括與專業(yè)相關(guān)的工程實(shí)踐、科研設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、工藝檢驗(yàn)和運(yùn)營管理等方面的相關(guān)知識。課程開設(shè)地點(diǎn)靈活，有企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)

14、入高校配合課堂實(shí)際授課，也有學(xué)生組隊(duì)到企業(yè)進(jìn)行課程授課學(xué)習(xí)和生產(chǎn)參觀。課程內(nèi)容和課時(shí)安排相對較為靈活，這是充分考慮到企業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)的特殊性。與專業(yè)緊密相關(guān)的工程實(shí)踐、科研設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造方面的課程可以更好地幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識提供更為直觀的認(rèn)識。工藝檢驗(yàn)和運(yùn)營管理等方面的知識則通常是高校和科研院所所不具備的，這恰恰是企業(yè)的長項(xiàng)，同時(shí)是未來企業(yè)發(fā)展過程中人才需求環(huán)節(jié)不可或缺的部分，也是對學(xué)校本科專業(yè)教學(xué)的有益補(bǔ)充。此外，除了專業(yè)技術(shù)知識培訓(xùn)外，企業(yè)還需要為學(xué)生提供就業(yè)培訓(xùn)工作，這也是多年來高等教育的短板。通過這些措施縮小培養(yǎng)出的學(xué)生與企業(yè)實(shí)際需求的差距，包括心理素質(zhì)、能力水

15、平、精神面貌和行為規(guī)范等多個(gè)方面。由于大多數(shù)教師和在校學(xué)生對企業(yè)的人才需求和規(guī)劃缺乏認(rèn)識，因此由共建企業(yè)出面對未來將要走上工作崗位的學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化、深層次的培訓(xùn)，可以提升我國光電專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，為我國的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)光電專業(yè)實(shí)用型人才。三、結(jié)論綜上所述，隨著近年國家對科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要求的不斷提高，光電工程產(chǎn)業(yè)對高水平專業(yè)人才的需求量會大幅增加。為了更好地配合國家相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級要求，為企事業(yè)單位培養(yǎng)出更多合格的高水平專業(yè)人才，對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行全方位的改革具有很強(qiáng)的必要性和重要的意義，也是專業(yè)未來發(fā)展的趨勢。本文通過對理論課程、實(shí)踐培養(yǎng)、教學(xué)輔助等不同措施的引入，提高

16、專業(yè)本科教育教學(xué)的質(zhì)量和效率。通過四屆為期六年的專業(yè)改革和實(shí)踐，教師對改革措施的認(rèn)可度超出預(yù)期，學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高，企業(yè)和科研院所對學(xué)生的滿意度和需求持續(xù)增加，同時(shí)學(xué)生和需求方對專業(yè)培養(yǎng)和改革方案的參與熱情也不斷增加。這就為光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的改革提供了寶貴的素材和經(jīng)驗(yàn)，為光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)做出了積極努力。 參 考 文 獻(xiàn) 1 薛巧巧， 吳援明. 光電信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的探索與實(shí)踐J. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2008（8）：101-103+143.2 楊澤青， 肖艷軍， 劉麗冰，等. 基于華盛頓協(xié)議的測控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化重構(gòu)J. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2017（3）：176-180+192.3 張志偉， 趙冬娥， 王高，等. 適應(yīng)工程教育認(rèn)證的光電培養(yǎng)方案探討與實(shí)踐J. 大學(xué)教育， 2018（4）：134-136.4 魏勇， 李宏