從光電子方向談弱勢(shì)學(xué)科的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)設(shè)置

李雷+劉海+張勝+張祥軍

摘要：針對(duì)礦業(yè)院校電子科學(xué)與技術(shù)這一弱勢(shì)學(xué)科的發(fā)展，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證，以光電子方向相關(guān)課程設(shè)置為典型，討論了課程教學(xué)改革的具體思路并給出了相應(yīng)的做法，包括教學(xué)原則、課程結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)和實(shí)踐訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；弱勢(shì)學(xué)科；工程教育專業(yè)認(rèn)證

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）20-0092-02

一、我校電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展背景

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的教育呼喚適應(yīng)“寬口徑，厚基礎(chǔ)”的教育觀和學(xué)習(xí)觀[1]，而工科專業(yè)直接面向工礦企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，尤其是包括光電子在內(nèi)的電子科學(xué)與技術(shù)這類支撐現(xiàn)代社會(huì)信息科技的前沿學(xué)科，具有專業(yè)知識(shí)更新快、理論基礎(chǔ)要求高、實(shí)踐應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，對(duì)社會(huì)高新技術(shù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，因而培養(yǎng)涵蓋光電子專業(yè)基礎(chǔ)的復(fù)合應(yīng)用型人才，也成為社會(huì)發(fā)展的迫切需要[2，3]。

近年來許多高校先后開設(shè)了與光電子相關(guān)的專業(yè)或?qū)I(yè)方向，但受客觀辦學(xué)條件和主觀重視程度的影響，各個(gè)院校的光電子專業(yè)（方向）發(fā)展參差不齊，專業(yè)課程設(shè)置各有差異。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)作為以礦業(yè)為特色的高等院校，電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科起步較晚且基礎(chǔ)薄弱。本文以礦業(yè)院校背景下本學(xué)科從無到有至目前近500在校生規(guī)模的發(fā)展為例，以光電子方向相關(guān)課程為切入點(diǎn)，探討如何更好地設(shè)置和發(fā)展弱勢(shì)學(xué)科的本科專業(yè)課程，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、偏應(yīng)用”的符合社會(huì)需要的專業(yè)人才培養(yǎng)。

二、合理規(guī)劃“光電子”專業(yè)課程設(shè)置

（一）課程設(shè)置要兼顧人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)所涵蓋學(xué)科范圍極廣，是以信息處理為目的，以電子、光電、光子器件為核心，包含物理理論、材料工藝、器件系統(tǒng)等研究?jī)?nèi)容的完整學(xué)科體系。目前我國(guó)大部分高校的電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)以“微電子”和“光電子”作為主要專業(yè)方向，相對(duì)于微電子方向的課程內(nèi)容比較固定單一、本科階段無需配套硬件實(shí)驗(yàn)等情況，光電子方向所面臨的問題要復(fù)雜困難得多，其研究領(lǐng)域“廣”、相關(guān)課程“雜”、所需硬件儀器“多”，因而合理規(guī)劃“光電子”專業(yè)課程設(shè)置，既可實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)，又可推動(dòng)弱勢(shì)學(xué)科發(fā)展。人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展二者密不可分，人才培養(yǎng)是最終目標(biāo)，而學(xué)科發(fā)展是必要途徑，合理地設(shè)置和建設(shè)專業(yè)課程，是學(xué)科發(fā)展的主要內(nèi)容，學(xué)科發(fā)展好了，才有實(shí)力更好地實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)而利用人才優(yōu)勢(shì)和影響，又可更好推動(dòng)學(xué)科發(fā)展，形成良性循環(huán)。

（二）課程設(shè)置以“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、偏應(yīng)用”為指導(dǎo)

針對(duì)光電子方向“廣、雜、多”的特點(diǎn)，將其作為電子科學(xué)與技術(shù)弱勢(shì)學(xué)科發(fā)展的重點(diǎn)方向，從人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展兩方面考慮，制定了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力、偏應(yīng)用”的教學(xué)原則，同時(shí)也作為光電子技術(shù)相關(guān)課程設(shè)置的指導(dǎo)思路。這一指導(dǎo)思路，既是遵循國(guó)家高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才的指導(dǎo)方針并面向工程教育專業(yè)認(rèn)證[4]，更是適應(yīng)包括光電子技術(shù)在內(nèi)的電子信息科學(xué)發(fā)展迅速與交叉融合的特點(diǎn)，同時(shí)考慮本學(xué)科方向?qū)嵙^薄弱的現(xiàn)狀和發(fā)展解決面臨困難的實(shí)際需要。

光電子方向?qū)I(yè)課程設(shè)置需要滿足“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的教學(xué)原則。所謂的“光電子”專業(yè)方向，廣義上是電子科學(xué)與技術(shù)之下除微電子學(xué)與固體電子學(xué)之外的多個(gè)二級(jí)學(xué)科（方向），甚至還包括與其他學(xué)科交叉衍生出的學(xué)科方向，既要與微電子一起承擔(dān)本學(xué)科“厚基礎(chǔ)”的教育任務(wù)，更要肩負(fù)更多的“寬口徑”任務(wù)，同時(shí)也是著眼于學(xué)科長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的必然選擇。光電子方向?qū)I(yè)課程設(shè)置還應(yīng)遵循“重能力、偏應(yīng)用”的教學(xué)原則。這尤其適于弱勢(shì)學(xué)科的實(shí)力現(xiàn)狀和發(fā)展要求。以我校為例，學(xué)科專業(yè)體系的基本格局是以工科為主，以礦業(yè)為特色，理、工、文、管等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展，優(yōu)勢(shì)學(xué)科集中在煤炭能源相關(guān)的礦建、安全、測(cè)繪等領(lǐng)域，在59個(gè)本科專業(yè)中，2002年首次招生的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是典型的弱勢(shì)學(xué)科，在所屬的信息與電氣工程學(xué)院的4個(gè)一級(jí)學(xué)科中，發(fā)展落后于電氣工程、信息與通信工程、控制科學(xué)與工程等其他3個(gè)學(xué)科。在本專業(yè)設(shè)置初期，部分專業(yè)課程由其他學(xué)科的教師承擔(dān)甚至直接采用其他專業(yè)的課程，而隨著師資力量的增強(qiáng)和專業(yè)課程的調(diào)整，目前已形成較為完整的微電子和光電子專業(yè)課程體系，但就現(xiàn)階段來看，本專業(yè)學(xué)生就業(yè)后直接從事光電子技術(shù)研發(fā)的人數(shù)很少，絕大多數(shù)還是作為光電子技術(shù)直接或潛在的使用者?？梢哉f，“重能力”是促進(jìn)學(xué)生就業(yè)的實(shí)際需要，而“偏應(yīng)用”是學(xué)科基礎(chǔ)薄弱與實(shí)力有限的務(wù)實(shí)之選。

（三）課程體系宜采用多層次三位一體結(jié)構(gòu)且內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣

針對(duì)本專業(yè)光電子方向相關(guān)專業(yè)課程的設(shè)置，面向工程教育專業(yè)認(rèn)證，兼顧人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展，遵循“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、偏應(yīng)用”的原則，并廣泛借鑒國(guó)內(nèi)外高校課程設(shè)置經(jīng)驗(yàn)，采用了核心課程、專業(yè)選修/限選課程、其他相關(guān)課程的多層次三位一體的課程體系。核心課程包括激光原理與技術(shù)（48學(xué)時(shí)）、半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)（40學(xué)時(shí)）和光電子技術(shù)（40學(xué)時(shí)），專業(yè)選修/限選課程包括光電檢測(cè)技術(shù)（40學(xué)時(shí)）、半導(dǎo)體光電子器件（32學(xué)時(shí)）、微波技術(shù)（48學(xué)時(shí)）等，其他相關(guān)課程包括電子信息學(xué)科概論、學(xué)科講座和專業(yè)綜合實(shí)踐II（微波與光電子）。

本專業(yè)學(xué)生在第一、二學(xué)年已系統(tǒng)學(xué)習(xí)了通識(shí)教育課程、專業(yè)大類課程，打下了較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，具有一定的“厚基礎(chǔ)、寬口徑”專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)體系，且在第一學(xué)年開設(shè)了《電子信息學(xué)科概論》，為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)提供了方向指引。第三學(xué)年學(xué)生通過自主選擇由專業(yè)類轉(zhuǎn)入具體專業(yè)學(xué)習(xí)，開設(shè)的專業(yè)核心課程《激光原理與技術(shù)》、《半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)》繼續(xù)夯實(shí)“厚基礎(chǔ)”，而《光電子技術(shù)》側(cè)重“寬口徑”。第四學(xué)年則加入與光電子相關(guān)的《光電檢測(cè)技術(shù)》、《半導(dǎo)體光電子器件》、《微波技術(shù)》、《學(xué)科講座》，這些課程全部或部分承接了《光電子技術(shù)》，進(jìn)一步加深和拓寬了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)體系，從學(xué)科實(shí)力和學(xué)生就業(yè)兩方面進(jìn)行考量，教學(xué)原則圍繞“重能力、偏應(yīng)用”；同時(shí)依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科加強(qiáng)專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)，設(shè)置2周時(shí)間的《專業(yè)綜合實(shí)踐II（微波與光電子）》，采用師生雙向選擇和分組形式，自主選題并完成較綜合的設(shè)計(jì)，所需設(shè)備依托利用國(guó)家修購(gòu)專項(xiàng)等經(jīng)費(fèi)而建立的光電子、微電子、微波等實(shí)驗(yàn)室。

三、結(jié)論

綜合以上我校專業(yè)在光電子方向本科教學(xué)改革實(shí)踐中的做法和成果，主要有以下心得和建議：（1）在弱勢(shì)學(xué)科發(fā)展中要兼顧人才培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展，以“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、偏應(yīng)用”的教學(xué)原則和思路為指導(dǎo)；（2）課程體系設(shè)置，宜采用核心課程、專業(yè)選修/限選課程、其他相關(guān)課程的多層次三位一體的結(jié)構(gòu)；（3）課程內(nèi)容設(shè)置，符合教學(xué)原則，做到環(huán)環(huán)相扣，課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)相輔相成。

參考文獻(xiàn)：

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