人才培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)精細(xì)化考核探索與實(shí)踐

蘆宇，倪曉昌

摘要：目前，我國(guó)光電類專業(yè)人才培養(yǎng)困難，開展針對(duì)性教學(xué)改革十分迫切。文章從光電產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求、教師、學(xué)生、理論及實(shí)驗(yàn)體系等方面，對(duì)應(yīng)用型光電類人才培養(yǎng)方式進(jìn)行了透徹分析，提出合理定位光電類人才需求為導(dǎo)向，創(chuàng)新理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為支撐，提高教師實(shí)踐技能為手段，培養(yǎng)適應(yīng)不同需求的光電類人才為目標(biāo)的培養(yǎng)方法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)施了精細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及完善實(shí)驗(yàn)評(píng)分體制。通過光通信技術(shù)與激光加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程過程考核調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作積極性及對(duì)理論知識(shí)的理解深度，避免了較差學(xué)生無(wú)法融入實(shí)驗(yàn)過程的現(xiàn)象，增強(qiáng)了學(xué)生之間競(jìng)爭(zhēng)與合作意識(shí)。

關(guān)鍵詞：光電產(chǎn)業(yè)；人才培養(yǎng)；精細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

一、 引言

近年來(lái)，光電類產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，尤其光纖通信、激光加工及LED照明等行業(yè)，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)用型光電人才的需求量大幅度增加。光電類行業(yè)屬于中高端產(chǎn)業(yè)，對(duì)人才的需求具有知識(shí)密集型特點(diǎn)，對(duì)就業(yè)專業(yè)人員準(zhǔn)入門檻要求高，這就要求高校培養(yǎng)過程中建立多種交叉融合的知識(shí)體系及與其社會(huì)需求相適應(yīng)的培養(yǎng)方案。但是，應(yīng)用型高校學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，很難大范圍掌握多種理論知識(shí)，同時(shí)專業(yè)知識(shí)與未來(lái)就業(yè)崗位對(duì)口度差，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中目標(biāo)不明確，出現(xiàn)厭學(xué)情緒。因而，高校急需改革理論課程與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生把知識(shí)與實(shí)際行業(yè)需求緊密聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)建立完善的激勵(lì)措施與考核體制，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

2000年以前，光電產(chǎn)業(yè)受制于設(shè)備成本貴、產(chǎn)品市場(chǎng)需求量小、儀器使用復(fù)雜及壽命短等短板制約，相關(guān)行業(yè)發(fā)展速度緩慢、人才需求量小。因而，很多高校不設(shè)立該類學(xué)院，僅在相關(guān)學(xué)院內(nèi)結(jié)合本校特點(diǎn)設(shè)立相關(guān)的光電專業(yè)。21世紀(jì)，國(guó)內(nèi)光電信息產(chǎn)業(yè)在材料與技術(shù)等方面有所突破，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高、成本大幅度下降、光電類應(yīng)用方向不斷擴(kuò)展、相關(guān)產(chǎn)業(yè)形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈、人才需求量大幅度增加。但是，應(yīng)用型高校光電類人才的培養(yǎng)從數(shù)量與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面完全與市場(chǎng)需求脫節(jié)，很多從事該行業(yè)的人才沒有經(jīng)過光電專業(yè)體系培養(yǎng)，嚴(yán)重限制該行業(yè)儀器設(shè)備使用效率及效能，尤其復(fù)雜知識(shí)結(jié)構(gòu)支撐的中高端設(shè)備效能發(fā)揮不足50%，導(dǎo)致企業(yè)購(gòu)買的光電類設(shè)備生產(chǎn)效率低下。

二、 應(yīng)用型光電人才培養(yǎng)困難

應(yīng)用型校光電人才培養(yǎng)根據(jù)不同高校設(shè)定專業(yè)方向制定培養(yǎng)方案、課程體系到具體相關(guān)課程，這些方面大部分學(xué)校已經(jīng)比較成熟了。但是，僅有這些還不能夠培養(yǎng)出適合社會(huì)市場(chǎng)需求的應(yīng)用型光電人才。針對(duì)應(yīng)用型高校學(xué)生的自身情況，不能進(jìn)行開放式的培養(yǎng)模式，必須有針對(duì)性的突出關(guān)鍵點(diǎn)的培養(yǎng)模式，不能過于強(qiáng)調(diào)核心技術(shù)創(chuàng)新，應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)。目前存在五個(gè)相互制約的因素：第一，如何充分了解光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及成熟產(chǎn)業(yè)鏈中對(duì)人才需求層次；第二，如何把培養(yǎng)方案中課程體系設(shè)置與某一光電行業(yè)或交叉融合的行業(yè)無(wú)縫對(duì)接；第三，如何不斷提高教師理論與實(shí)踐能力，不斷更新交叉行業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高工程應(yīng)用與理論體系銜接能力；第四，如何培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)不同層次光電類行業(yè)人才需求，掌握光電類行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)體系以及產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣；第五，如何提高光電類教學(xué)設(shè)備使用效率及學(xué)生主動(dòng)動(dòng)手效率，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)性。由圖1體現(xiàn)了五個(gè)因素相互制約的關(guān)系，針對(duì)上述因素歸納如下四方面問題。

（一）光電行業(yè)人才需求與應(yīng)用型高校理論與實(shí)驗(yàn)課程體系銜接問題

光電類產(chǎn)業(yè)屬于高端朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，所包含的行業(yè)為光通信行業(yè)、激光加工行業(yè)、光學(xué)精密測(cè)量及檢測(cè)行業(yè)、LED照明行業(yè)—OLED照明、激光醫(yī)療行業(yè)等。行業(yè)發(fā)展前景廣闊，但每個(gè)行業(yè)國(guó)內(nèi)知名企業(yè)都欠缺核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈不完善導(dǎo)致盈利模式不穩(wěn)定。其中國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈比較完備的行業(yè)為光纖通信行業(yè)及LED照明行業(yè)，激光加工行業(yè)增長(zhǎng)速度最快。上述行業(yè)屬于知識(shí)密集型，不同光電行業(yè)技能交叉度小，不同行業(yè)集中區(qū)域差別很大，對(duì)應(yīng)用型高校學(xué)生提出了很大的挑戰(zhàn)。首先，學(xué)生培養(yǎng)理論知識(shí)儲(chǔ)備起點(diǎn)高；其次，為擴(kuò)展就業(yè)面進(jìn)行多技能培訓(xùn)。這兩個(gè)問題可以通過教學(xué)改革進(jìn)行化解。第一個(gè)問題：學(xué)生培養(yǎng)知識(shí)儲(chǔ)備是指需要積累大量光電類知識(shí)才能適應(yīng)光電類行業(yè)人才需求標(biāo)準(zhǔn)，解決這一問題需要從學(xué)生培養(yǎng)層次定位及全產(chǎn)業(yè)需求定位入手，確定不隨行業(yè)技能需求變化而改變的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，確定行業(yè)中端層次人才需要具備的專業(yè)核心知識(shí)，應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、激光原理等；第二個(gè)問題：充分調(diào)研完備產(chǎn)業(yè)鏈及發(fā)展迅猛光電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及人才需求層次，精細(xì)制定培養(yǎng)方案，集中優(yōu)勢(shì)資源突破一點(diǎn)輻射一面的方式，核心課程理論與實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)學(xué)時(shí)分開，增加實(shí)踐學(xué)時(shí)比例，以任務(wù)、課程設(shè)計(jì)、課程項(xiàng)目等教學(xué)方法加深原理性知識(shí)的理解，采用多角度、多維度實(shí)踐技能訓(xùn)練強(qiáng)化知識(shí)的理解深度。但是，上述問題的解決必須要求教師資源足夠豐富，才能具有可行性，執(zhí)行后的效果才能很明顯。

（二）應(yīng)用型高校光電類教師理論知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)踐技能相統(tǒng)一問題

教師的資源在教學(xué)環(huán)節(jié)中決定教學(xué)質(zhì)量的高度。如果該專業(yè)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，與實(shí)踐技能脫節(jié)，則學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解不夠深，甚至無(wú)法運(yùn)用到實(shí)踐技能中。目前，應(yīng)用型高校招聘的教師多為博士學(xué)歷的研究型人才，應(yīng)用背景較弱，企業(yè)經(jīng)驗(yàn)缺乏，短期內(nèi)自我意識(shí)較強(qiáng)，無(wú)法及時(shí)轉(zhuǎn)型，而且職稱的評(píng)定需要科研的支撐，這就導(dǎo)致這類研究型人才無(wú)法把專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際市場(chǎng)應(yīng)用專業(yè)技能有機(jī)結(jié)合起來(lái)。尤其實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，僅是采用簡(jiǎn)單的教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱對(duì)學(xué)生講授基本原理的驗(yàn)證過程，無(wú)法擴(kuò)展到實(shí)際應(yīng)用中可能遇到或解決的問題。因此，此類教師必須要有本專業(yè)方向企業(yè)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，了解企業(yè)對(duì)于技能人才需求的方向，更深層次上需要了解整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，清楚該產(chǎn)業(yè)鏈所涉及的不同關(guān)鍵技能需求，并掌握該技能難易程度與不同層次學(xué)生進(jìn)行對(duì)接。

總之，隨著行業(yè)融合度的不斷加深，對(duì)教師具有復(fù)合型知識(shí)、技能及企業(yè)經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)備要求越來(lái)越高，才能夠培養(yǎng)出適合市場(chǎng)與企業(yè)需要的應(yīng)用型技能人才。

（三）應(yīng)用型高校光電專業(yè)知識(shí)抽象性與學(xué)生理解層次存在跨度問題

學(xué)生資源在教學(xué)環(huán)節(jié)中決定教學(xué)過程中采用何種教學(xué)方法及能達(dá)到怎樣的教學(xué)效果。學(xué)生在涉及光學(xué)知識(shí)時(shí)都會(huì)有一種抽象甚至難以理解的困惑，主要原因有兩個(gè)方面：第一，應(yīng)用型高校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，而光的描述采用抽象的數(shù)學(xué)函數(shù)給出；第二，與傳統(tǒng)時(shí)空角度描述物理問題不同，需要學(xué)生具有光傳播K矢量空間的想象力，并且能夠把兩者空間有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)分析問題，也就是光的波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一。除了光學(xué)知識(shí)外，還需要學(xué)習(xí)電學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)及控制等多個(gè)層面的知識(shí)。因?yàn)閱为?dú)應(yīng)用光學(xué)知識(shí)解決市場(chǎng)需求的行業(yè)面比較窄，與電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制緊密結(jié)合形成一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用。而應(yīng)用型高校學(xué)生面對(duì)過于廣泛的知識(shí)體系很難全面理解所學(xué)知識(shí)導(dǎo)致厭學(xué)情緒上升。解決這一問題必須充分了解學(xué)生能力，并且精細(xì)化分解光電產(chǎn)業(yè)鏈中不同行業(yè)對(duì)專業(yè)知識(shí)需求層次，才能合理制定培養(yǎng)方案，讓不同能力層次的學(xué)生吸收不同難易度知識(shí)，適應(yīng)不同層次崗位。

（四）應(yīng)用型高校光電類實(shí)驗(yàn)課程實(shí)戰(zhàn)性受到教學(xué)儀器特征制約問題

實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中硬件資源在教學(xué)環(huán)節(jié)中起到平臺(tái)支撐作用，沒有此類資源就無(wú)法實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)想?？梢罁?jù)該環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)邏輯關(guān)系對(duì)其問題進(jìn)行分析。其一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中演示教學(xué)缺乏。每一門課程都應(yīng)該針對(duì)具體章節(jié)關(guān)鍵原理、技術(shù)及結(jié)果等設(shè)計(jì)感性化的演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生理解提高學(xué)生興趣，但該類實(shí)驗(yàn)季度缺乏主要是儀器設(shè)備體積大、成本高等缺點(diǎn)無(wú)法進(jìn)入教室，不過可以通過引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)手機(jī)APP或計(jì)算機(jī)方式對(duì)原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬仿真演示，而且學(xué)生課下加載軟件進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)。其二，由于光電器件成本高、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，光電元器件、檢測(cè)器件及測(cè)試工具的識(shí)別與操作幾乎沒有納入實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生對(duì)光電類工具的使用認(rèn)知太少。其三，光電實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配套臺(tái)數(shù)不足以支撐2～3個(gè)同學(xué)完成一臺(tái)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常4人左右，而且多以實(shí)驗(yàn)箱的形式展現(xiàn)，內(nèi)部封閉僅通過連線、調(diào)節(jié)按鈕等簡(jiǎn)單動(dòng)手操作來(lái)完成，按照實(shí)驗(yàn)步驟即使不懂得實(shí)驗(yàn)原理也可以獲得完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了提高學(xué)生動(dòng)手能力及對(duì)原理的理解，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中不應(yīng)該具有非常詳細(xì)的操作步驟，應(yīng)該重點(diǎn)突出原理、可能出現(xiàn)的關(guān)鍵問題及實(shí)驗(yàn)操作思路，才能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析及解決問題的能力。其四，實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)分機(jī)制落后。目前實(shí)驗(yàn)箱設(shè)備主要負(fù)責(zé)動(dòng)手操作的僅1人，輔助操作并記錄的僅1人，2人完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可，如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱有4個(gè)人操作，合理考評(píng)就是一個(gè)非常困難的問題。有限的資源下強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手問題成為一個(gè)必須解決的課題。

三、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)考核機(jī)制改革

充分考慮學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)課程資源，才能采用精細(xì)化方式來(lái)制定不同難度實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。應(yīng)用型高校學(xué)生資源存在相關(guān)理論知識(shí)背景經(jīng)驗(yàn)缺乏、主動(dòng)參與能動(dòng)不強(qiáng)、沒有良好預(yù)習(xí)習(xí)慣及團(tuán)隊(duì)協(xié)作較差、沒有團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)感等問題。以上問題必須在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中充分考慮，否則實(shí)驗(yàn)教學(xué)就變成流水作業(yè)，學(xué)生無(wú)法獲得與其能力對(duì)應(yīng)的收獲。針對(duì)應(yīng)用型高校動(dòng)手能力提升的特點(diǎn)，應(yīng)細(xì)分考核比例，加強(qiáng)動(dòng)手環(huán)節(jié)考核權(quán)重，教師僅用5～10分鐘在實(shí)驗(yàn)前講解操作原理、思路、注意事項(xiàng)及難點(diǎn)，剩余35～40分鐘由學(xué)生自主動(dòng)手完成。實(shí)驗(yàn)過程中遇到困難，教師給予指導(dǎo)原則不超過3次，因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)難易程度及評(píng)分方案需要細(xì)化。實(shí)驗(yàn)分組考核方案如圖2所示，實(shí)驗(yàn)難易設(shè)計(jì)方案如表1所示，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

依據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，可以精細(xì)化實(shí)驗(yàn)過程考核，而且考核結(jié)果可以通過APP軟件系統(tǒng)直接顯示出來(lái)，讓學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)更有主動(dòng)性積極參與。針對(duì)光電類實(shí)驗(yàn)多樣性復(fù)雜化的特點(diǎn)，可以由專家組或者教研室相關(guān)成員討論不同實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及考核。

四、 實(shí)驗(yàn)考核成果

分別在光通信技術(shù)與激光加工技術(shù)兩門實(shí)驗(yàn)比重較大的課程中進(jìn)行考核，獲得成果如下。

1.主動(dòng)動(dòng)手意識(shí)提升，認(rèn)真測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基礎(chǔ)較差的學(xué)生對(duì)課程不感興趣，幾乎沒有預(yù)習(xí)習(xí)慣，習(xí)慣依靠其他能力強(qiáng)的學(xué)生操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理基本不理解。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等級(jí)設(shè)定后，學(xué)生跟據(jù)自身基礎(chǔ)自主選擇實(shí)驗(yàn)難度，避免了實(shí)驗(yàn)抄襲現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)前要選擇實(shí)驗(yàn)題目，教師要充分了解實(shí)驗(yàn)難度，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)。光通信技術(shù)課程有30%的學(xué)生選擇A類實(shí)驗(yàn)，40%的學(xué)生選擇B類實(shí)驗(yàn)，30%的學(xué)生選擇C類實(shí)驗(yàn)；激光加工技術(shù)有40%的學(xué)生選擇A類實(shí)驗(yàn)，20%的學(xué)生選擇B類實(shí)驗(yàn)，40%的學(xué)生選擇C類實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)題目自主選擇，實(shí)驗(yàn)過程參與積極性明顯獲得提高。

2.團(tuán)隊(duì)協(xié)作及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)被強(qiáng)化

實(shí)驗(yàn)前需要組隊(duì)對(duì)選擇實(shí)驗(yàn)難度進(jìn)行討論，實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容進(jìn)行分工，實(shí)驗(yàn)后撰寫報(bào)告及總結(jié)。以上不同難度實(shí)驗(yàn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不同，不同負(fù)責(zé)內(nèi)容給分的系數(shù)不同，重點(diǎn)突出動(dòng)手能力及思維能力。為了獲得較高的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，每個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)主要操作人都不同，幾乎每個(gè)學(xué)生在4次以上實(shí)驗(yàn)后都擔(dān)任過所有角色。通過實(shí)驗(yàn)過程觀察及最終給定成績(jī)可知，只有分工明確、合作融洽成績(jī)很高。當(dāng)然，會(huì)有個(gè)別團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)較差，動(dòng)手操作成績(jī)高，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫不認(rèn)真，導(dǎo)致該組總體成績(jī)不高，因此個(gè)體成績(jī)也不會(huì)太好。

五、 結(jié)論

應(yīng)用型光電專業(yè)教學(xué)改革必須以市場(chǎng)人才需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)引導(dǎo)鞏固專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程考核尤為重要，因此要采用精細(xì)化方法，設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)及合理化的考核辦法，讓不同層次學(xué)生都可以從實(shí)驗(yàn)中獲得知識(shí)，進(jìn)而提升學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣?？己朔椒ǖ脑O(shè)計(jì)必須讓學(xué)生有團(tuán)隊(duì)合作及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，以適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)對(duì)應(yīng)用型光電人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜旭日.光電人才培養(yǎng)與地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的探索與實(shí)踐[J].物理與工程，2011（21）6：89-92.

[2] 李敏，郭永彩，鄒建 .光電信息專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2014（12）5：175.

[3] 張海明，尚可可，高貴，等. 地方高校工程應(yīng)用型光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].物理與工程，2015（25）2：40-42.

編輯/岳鳳