面向多學(xué)科交叉融合的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

鄭培超 羅 元 胡章芳 王金梅

（重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 重慶 400065）

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)研究的深入發(fā)展，傳統(tǒng)學(xué)科要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性突破的成果需要進(jìn)行橫跨多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的合作，需要新的觀念和新的理論。通過(guò)多個(gè)學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性、相融性和互補(bǔ)性，可以使得相關(guān)學(xué)科之間產(chǎn)生更多的知識(shí)的融合，碰撞出新的方法和思想，通過(guò)多學(xué)科之間耦合互動(dòng)可以促進(jìn)多個(gè)學(xué)科發(fā)展和繁榮。因此，弱化專業(yè)界限、強(qiáng)化學(xué)科間交叉成為當(dāng)今高等教育發(fā)展的趨勢(shì)。

近年來(lái)，我國(guó)光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了令人矚目的成績(jī)，光通信和激光領(lǐng)域某些技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，初步具備與國(guó)外大公司競(jìng)爭(zhēng)的能力，同時(shí)光顯示、光存儲(chǔ)、數(shù)字影像等領(lǐng)域已形成了較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。光電信息行業(yè)對(duì)人才需求大，但對(duì)所需人才的多學(xué)科交叉融合能力有相當(dāng)高的要求。因此，目前光電行業(yè)急需大量高層次的創(chuàng)新人才。

光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是為了培養(yǎng)能夠滿足光電信息領(lǐng)域?qū)Ω呒?jí)工程技術(shù)人才、促進(jìn)光電信息工程的可持續(xù)發(fā)展而設(shè)立的專業(yè)[6]。自該專業(yè)設(shè)立之初，就具有非常鮮明的多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)。本專業(yè)學(xué)生不僅具有光電信息的獲取、傳遞、處理及應(yīng)用等方面堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)還需要具有光電信息處理、光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光電技術(shù)及其應(yīng)用等專業(yè)領(lǐng)域扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)踐技能，內(nèi)容涉及光子技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科、控制學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科、通信學(xué)科和微電子學(xué)科。因此，光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)過(guò)程對(duì)多學(xué)科交叉的創(chuàng)新能力培養(yǎng)有更高的要求。光電信息科學(xué)與工程專業(yè)與其他學(xué)科融合發(fā)展是必然趨勢(shì)，這對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出新挑戰(zhàn)、新要求。因此，面向光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊迫需要，對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行多學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐是迫切需要解決的重要問(wèn)題之一。

二、光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

（一）凝練“兩維度、三層次、多模塊”的人才培養(yǎng)理念，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)體系

確立多學(xué)科滲透交叉人才培養(yǎng)的教育理念，有意識(shí)地構(gòu)建多學(xué)科滲透交叉人才培養(yǎng)的體制機(jī)制，著眼于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然要求，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的整體化和綜合化，努力使學(xué)生在有限的在校專門(mén)學(xué)習(xí)時(shí)間里，從知識(shí)的內(nèi)在統(tǒng)一性上和相對(duì)完整性上掌握和運(yùn)營(yíng)最有效的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)更廣泛的通才教育。從教學(xué)理念、課程體系建設(shè)、新課程開(kāi)設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等多方面緊扣產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)方案，堅(jiān)持強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程能力為導(dǎo)向，構(gòu)建“兩維度、三層次、多模塊”人才培養(yǎng)體系，推動(dòng)多學(xué)科交叉融合建設(shè)觀念的轉(zhuǎn)變，形成大力推進(jìn)多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)模式的共識(shí)[1]。

設(shè)置光電行業(yè)發(fā)展過(guò)程和學(xué)術(shù)技術(shù)培養(yǎng)“二維度”的培養(yǎng)模式，分別從“材料器件-設(shè)計(jì)制造-系統(tǒng)集成-行業(yè)應(yīng)用”和“基礎(chǔ)技能-專業(yè)能力-科研訓(xùn)練”兩個(gè)維度進(jìn)行訓(xùn)練，設(shè)置“側(cè)重基礎(chǔ)技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)層次-側(cè)重專業(yè)技能訓(xùn)練的拓展層次和側(cè)重綜合能力提高的創(chuàng)新層次”三層次的分層次培養(yǎng)目標(biāo)，按照“標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)化和方向化”目標(biāo)需求采用多模塊化的方式進(jìn)行培養(yǎng)。

（二）創(chuàng)新大類培養(yǎng)模式，構(gòu)建三節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的專業(yè)課程體系

大類培養(yǎng)具有“有利于寬口徑人才培養(yǎng)”“有利于改善學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)”“有利于挖掘?qū)W生內(nèi)在潛能”的優(yōu)勢(shì)。采用電子工程大類培養(yǎng)方案，優(yōu)化完善大類培養(yǎng)模式。電子工程大類，包括光電信息科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電磁場(chǎng)與無(wú)線技術(shù)四個(gè)專業(yè)，在入學(xué)的第1～2學(xué)年中，四個(gè)專業(yè)一起進(jìn)行電子工程大類培養(yǎng)，強(qiáng)化英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、物理的教學(xué)，重視電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)和軟件能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)能力；3～4學(xué)年進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)，注重學(xué)生的光電專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技能培養(yǎng)，為學(xué)生提供到國(guó)內(nèi)外知名光電企業(yè)、研究所進(jìn)行實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)，到境內(nèi)外知名大學(xué)學(xué)習(xí)等個(gè)性化培養(yǎng)方案，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生將來(lái)的職業(yè)發(fā)展提供多種選擇。

由于采用大類培養(yǎng)，在入學(xué)、專業(yè)分流、畢業(yè)三個(gè)重要的培養(yǎng)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)不同形式及課程，強(qiáng)化學(xué)生多學(xué)科交叉融合概念，構(gòu)成三節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。三節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的初始點(diǎn)是在新生入學(xué)之初。通過(guò)新生入學(xué)指導(dǎo)、基地實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立多學(xué)科交叉融合的大類工程目標(biāo)概念；三節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的中樞點(diǎn)在二年級(jí)下學(xué)期和三年級(jí)上學(xué)期。在二年級(jí)下設(shè)置學(xué)科基礎(chǔ)導(dǎo)論課程，并在二年級(jí)結(jié)束時(shí)專業(yè)分流的節(jié)點(diǎn)處通過(guò)專業(yè)分流宣講共同完成多學(xué)科交叉的學(xué)科基礎(chǔ)培養(yǎng)，完成分流時(shí)對(duì)學(xué)生多學(xué)科交叉融合發(fā)展需求的第一次保證；在三年級(jí)上學(xué)期的專業(yè)培養(yǎng)階段，通過(guò)光電領(lǐng)域前沿技術(shù)課程，建立本專業(yè)的前沿交叉研究的進(jìn)一步指導(dǎo)。在完成該課程之后，安排專業(yè)分流宣講和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室參觀交流，進(jìn)行專業(yè)分流，強(qiáng)化學(xué)生多學(xué)科交叉融合發(fā)展需求的保證；三節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的第三個(gè)節(jié)點(diǎn)，是在四年級(jí)，主要內(nèi)容是畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)相關(guān)課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，對(duì)一個(gè)有一定難度的專業(yè)課題完整地展開(kāi)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)用，進(jìn)一步讓學(xué)生從解決工程問(wèn)題的角度學(xué)習(xí)和應(yīng)用專業(yè)知識(shí)，并初步掌握工程思維方法[2]。

在大類培養(yǎng)期間，主要是數(shù)理類和電工電子類的課程，并有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，解決學(xué)生基本的數(shù)理和電工電子工具問(wèn)題和工具的初步應(yīng)用問(wèn)題。到專業(yè)課環(huán)節(jié)，通過(guò)系列的專業(yè)基礎(chǔ)類、專業(yè)方向類課程及綜合性創(chuàng)新性項(xiàng)目，運(yùn)用數(shù)理、電工電子等基本工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí)，邀請(qǐng)業(yè)界知名企業(yè)專家共同制定教學(xué)方案、課程體系、專業(yè)方向，并開(kāi)設(shè)專業(yè)課程，動(dòng)態(tài)追蹤業(yè)界需求，克服以往學(xué)校教學(xué)沒(méi)有大企業(yè)共同參與的弊端，優(yōu)化完善大類培養(yǎng)模式，制訂出既著重培養(yǎng)學(xué)生國(guó)際化視野與眼界，又兼顧社會(huì)與企業(yè)需要，滿足不同層次需求的培養(yǎng)方案。

（三）構(gòu)建縱向分層能力遞進(jìn)的光電專業(yè)核心課程群，探索多學(xué)科交叉滲透的課程內(nèi)容

以學(xué)科專業(yè)一體化思想為指導(dǎo)，構(gòu)建即“文理學(xué)科通識(shí)課程群、學(xué)科通識(shí)課程群、專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群”的四級(jí)課程體系課程群，根據(jù)大類-專業(yè)-專業(yè)方向的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)學(xué)科專業(yè)特色，通過(guò)準(zhǔn)確定位“最近發(fā)展區(qū)”，形成“縱向分層、能力遞進(jìn)”的課程群，凸顯人文通識(shí)、學(xué)科通識(shí)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程之間的縱向聯(lián)系和能力層次遞進(jìn)關(guān)系[3]。

為使學(xué)生適應(yīng)光電技術(shù)發(fā)展的高要求，確立“圍繞光電系統(tǒng)從光源、光信息處理及傳輸、探測(cè)和顯示全過(guò)程的基本設(shè)計(jì)、分析處理和檢測(cè)能力”的培養(yǎng)目標(biāo)，做好學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)方向課程、專業(yè)任選課程、專業(yè)前沿課程等課程體系的科學(xué)規(guī)劃。

通過(guò)學(xué)科交叉融合實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的合理整合，樹(shù)立綜合性交叉課程教學(xué)體系的目標(biāo)，突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)在課程體系中的地位。采用涉及多門(mén)課程的模塊化的實(shí)踐環(huán)節(jié)，取消隨課實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，有效強(qiáng)化學(xué)生的解決工程問(wèn)題能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，明確設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合性大實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)在課程教學(xué)體系中的作用，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。適當(dāng)調(diào)整必修課程和選修課程的比例，可以讓學(xué)生有更多的自主學(xué)習(xí)時(shí)間、為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。增設(shè)反映專業(yè)特色和最新應(yīng)用進(jìn)展的微課及慕課；加強(qiáng)雙語(yǔ)課程建設(shè)；充分發(fā)揮本專業(yè)已建成的市級(jí)精品課程的輻射和帶動(dòng)作用，以點(diǎn)帶面，建設(shè)信息光學(xué)與光信息處理、光電子技術(shù)及應(yīng)用等一批校級(jí)精品課程，制訂出既強(qiáng)化學(xué)生工程素質(zhì)，又兼顧理論基礎(chǔ)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的多學(xué)科交叉滲透課程體系[4，5]。

三、結(jié)束語(yǔ)

多學(xué)科交叉融合是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要源泉之一。通過(guò)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)多學(xué)科交叉融合的人才培養(yǎng)模式探索，構(gòu)建了以專業(yè)能力培養(yǎng)為主線、人文素養(yǎng)并舉的人才培養(yǎng)模式，形成了系統(tǒng)的光電人才培養(yǎng)課程體系。通過(guò)深入地探索和實(shí)踐，推動(dòng)了光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

注：本文系重慶郵電大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：XJG18202）：多學(xué)科交叉融合的光電信息科學(xué)與工程人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐、重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：203394）：新工科背景下光電信息科學(xué)與工程專業(yè)跨學(xué)科人才培養(yǎng)體系改革研究與實(shí)踐、教育部高等學(xué)校光電專業(yè)教指分委教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：gdyljs25）：光電專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索、重慶市研究生教育優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)計(jì)劃《光電檢測(cè)理論》、重慶市研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：yjg193068）：大數(shù)據(jù)智能化背景下高水平校校合作的研究生培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐的研究成果。