新工科背景下光電專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

李施 尹鈺 王鵬飛

摘? 要：世界形勢在新型冠狀病毒感染疫情影響下發(fā)生翻天覆地的變化，為應對百年未有之大變局，抓住科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略機遇，加速以國內(nèi)大循環(huán)為主、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局，實現(xiàn)“中國制造2025”，保障新工科背景下光電專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，分析目前光電專業(yè)人才的培養(yǎng)現(xiàn)狀，提出“塑造品格、傳授知識、培養(yǎng)能力”的素質(zhì)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)業(yè)需求為導向，探索并構(gòu)建“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。結(jié)果表明，光電專業(yè)人才的培養(yǎng)應從“工程教育”回歸人才本質(zhì)，從品格、知識和能力三方面培養(yǎng)并提高人才的綜合素質(zhì)；以自由發(fā)展轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求為導向，從國家需求出發(fā)，培養(yǎng)專業(yè)人才，增強光電技術(shù)與市場需求的融合度，提高學生在光電產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應用能力；應著重培養(yǎng)學生的學習、創(chuàng)新、工程應用三項能力。

關(guān)鍵詞：新工科；光電專業(yè)；人才培養(yǎng)；產(chǎn)業(yè)需求；創(chuàng)新能力

中圖分類號：C961? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）20-0171-04

Abstract： The world situation has undergone earth-shaking changes with the influence of the COVID-19. In order to deal with the major changes， we should seize the strategic opportunities of technological revolution and industrial transformation to accelerate the new development of domestic and international cycles. In order to achieve "Made in China 2025" and guarantee the training quality of optoelectronic professionals under the background of new engineering， the current situation of optoelectronic professionals training was analyzed， and the quality structure of "shaping character， imparting knowledge， and cultivating ability" was proposed to meet the needs of the industry. As a guide， we have explored and built an innovative talent training system integrating? "industry-university-research". The results show that the cultivation of optoelectronic professionals should return to the essence of talents from "Engineering Education"， cultivate and improve the overall quality of talents from three aspects of character， knowledge， and ability， guiding free development to industry needs， and cultivate professional talents based on national needs. To enhance the integration of optoelectronic technology and market demand， improve students' ability in the field of optoelectronics industry， we should focus on students' learning ability， innovation ability， engineering application.

Keywords： new engineering; optoelectronics; talent training; industrial demand; innovation ability

基金項目：光電教指分委2020年教育教學研究“新工科”項目“面向新發(fā)展格局的新工科人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)探索”（光電教指分委【2021】1號）

第一作者簡介：李施（1992-），男，漢族，吉林白城人，博士，講師，先進激光研究團隊主要成員。研究方向為光纖激光器，大學物理課程講授、本科生專業(yè)教育和研究生產(chǎn)學研培養(yǎng)體系等。

*通信作者：王鵬飛（1977-），男，漢族，吉林通化人，博士，教授，2015年入選“海外高層次人才引進計劃”青年項目（擇優(yōu)批次）。研究方向為激光玻璃材料，中紅外光纖激光器和海洋光學傳感器件等及生產(chǎn)學研培養(yǎng)體系。

現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展對現(xiàn)代化教育理念和模式提出更高的要求。如何在完善基礎(chǔ)教育課程體系的基礎(chǔ)上融入研究型和產(chǎn)業(yè)型學習是目前世界各國教學創(chuàng)新改革的重要特征，也已經(jīng)成為了我國高等教育創(chuàng)新改革的重要方向。傳統(tǒng)的課堂教學更加注重知識的傳授，如何在新時代新背景下實現(xiàn)對學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，是現(xiàn)代創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的重要環(huán)節(jié)。近年來，為了適應日新月異的科技發(fā)展，面對新工科人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新已經(jīng)成為了當前高等教育研究領(lǐng)域的熱門方向?，F(xiàn)代化科技的發(fā)展對于專業(yè)技術(shù)人才的需求越來越多，要求也越來越高[1-2]。僅僅掌握知識，在工作中適應現(xiàn)代化需求和工作技能的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)遠遠無法適應新時代、新市場、新潮流對于專業(yè)人才的要求。剛剛畢業(yè)的研究生甚至本科生進入工作崗位后，立即能夠勝任具有相當專業(yè)程度的實際工作是目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要求，然而這往往是十分困難的。這對于大學生在高校的學習階段，不僅要熟練掌握專業(yè)知識，同時對創(chuàng)新能力和實踐能力提出了更高的要求。

目前，我國正在實施“中國制造2025”重大戰(zhàn)略規(guī)劃，從事高精尖技術(shù)開發(fā)，渴求知識創(chuàng)新、謀求產(chǎn)業(yè)升級的機構(gòu)和企業(yè)如雨后春筍，對于專業(yè)人才的需求也越來越大。為了應對新形式新發(fā)展，國務院印發(fā)了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，強調(diào)要積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，尤其是以光電產(chǎn)業(yè)為代表的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。攻克核心問題、掌握核心技術(shù)、解決“卡脖子”問題是國家發(fā)展的新方向，也為高校和企業(yè)的未來指明了道路。在這樣的國內(nèi)國際大背景下，教育部于2017年提出了新工科戰(zhàn)略，要求各專業(yè)建立新工科人才培養(yǎng)的新理念、新目標、新模式，培養(yǎng)能夠適應未來、適應工程發(fā)展需求的懂科學、有技術(shù)、干工程的綜合性人才；2018年，教育部辦公廳又發(fā)布了《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》以及《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等通知，大力推進新工科教育的建設與發(fā)展；2020年，教育部又戰(zhàn)略性地在全國各地高等教育學校建設了一批未來技術(shù)學院，面向國際一流的高精尖技術(shù)發(fā)起沖擊，推動高校加快體制創(chuàng)新與人才發(fā)展。

高等院校的各個專業(yè)，尤其是重點建設學科，對于專業(yè)的基礎(chǔ)課程與核心課程都開展了廣泛且深入的教學研究[3-5]。諸如光電、生物技術(shù)、激光技術(shù)等專業(yè)性較強的學科，掌握基礎(chǔ)知識是對學生素質(zhì)的基本要求。然而，這些課程往往理論性很強，抽象概念很多，學生理解具有一定困難，如果沒有相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)或?qū)嶋H操作經(jīng)驗，很難把與工程或產(chǎn)業(yè)需求相關(guān)的技術(shù)工作做好并產(chǎn)生創(chuàng)新想法。只依靠課堂授課，學生很難對基礎(chǔ)知識理解深入，也不利于知識面的拓展。面對新形勢新背景對新型專業(yè)人才的新需求，這就要求高校教學在人才培養(yǎng)的過程中十分重視研究性教學，能夠?qū)⒗碚搶W習和工程實踐有機結(jié)合，建立在工程實踐中學習理論、應用理論、理解理論的渠道，引導學生進行更有實際效力的研究性學習，在學習過程中潛移默化影響學生對專業(yè)的認知，培養(yǎng)對專業(yè)學習的熱情，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，能夠讓學生真正學以致用，學習到的知識和能力能夠適應產(chǎn)業(yè)需求，在未來就業(yè)上表現(xiàn)出更多的靈活性。

光電專業(yè)正是一個十分具有代表性的新工科專業(yè)，這要求相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革和探索越來越深入[6]。探索新工科人才培養(yǎng)模式，需要面向新興產(chǎn)業(yè)和本地區(qū)發(fā)展的需求調(diào)整人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。哈爾濱工程大學在新工科人才培養(yǎng)、課堂教學與專業(yè)實踐相結(jié)合、探索構(gòu)建“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系等方向進行了較為深入的研究探索。這種能夠讓學生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識又懂得學以致用的教學改革是十分有效且必要的。本文結(jié)合光電專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，提出了“塑造品格、傳授知識、培養(yǎng)能力”的素質(zhì)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)業(yè)需求為導向，探索并構(gòu)建了“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，以期能夠為光電專業(yè)建設與人才培養(yǎng)提供指導作用。

一? 光電專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題

（一）? 人才培養(yǎng)理念亟待提高

傳統(tǒng)的光電專業(yè)人才培養(yǎng)都是以學科導向為基礎(chǔ)，以教師講授為主要教學手段，教學過程注重知識傳授，與工程實踐和產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)嚴重。人才培養(yǎng)以學科體系為保障，通過考試成績來考察學生學習情況。而新形勢下新工科專業(yè)人才對人才的專業(yè)水平和實踐能力提出了全新的要求，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)遠遠無法滿足人才培養(yǎng)的需求。新工科專業(yè)人才需要面向新興產(chǎn)業(yè)和本地區(qū)發(fā)展的需求，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實、動手能力強、創(chuàng)新思維活躍的新型人才，應著重強調(diào)綜合能力，適應新型經(jīng)濟發(fā)展。

（二）? 課程設計方案存在缺陷

光電專業(yè)是一門涉及數(shù)學、物理、光學和工程的綜合性學科，其應用范圍涉及到了人類生活、生產(chǎn)的各個方面，從民生產(chǎn)業(yè)到高精尖科技無處不在。這就要求光電專業(yè)培養(yǎng)的人才既需要掌握領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時也要具備交叉學科的學習能力、實踐應用能力，并能夠交叉運用。然而，傳統(tǒng)的光電專業(yè)課程體系主要由基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)知識和實踐創(chuàng)新構(gòu)成。專業(yè)知識體系主要由學科知識體系構(gòu)建而成，不僅缺乏對當前形勢當前背景下的思考，也缺少多學科知識的交叉融合。在光電人才培養(yǎng)方面，僅僅學習了基礎(chǔ)理論知識，缺乏當前科技發(fā)展，光電材料，激光技術(shù)等高精尖專業(yè)技術(shù)學習和應用。

（三）? 實踐能力與創(chuàng)新能力不足

光電專業(yè)人才培養(yǎng)最終的目的是利用知識和能力來解決光電領(lǐng)域的實際問題，推動企業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)進步，最終實現(xiàn)國家在光電領(lǐng)域的長足進步。因此在教學過程中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力是目前亟待解決的重要問題。目前光電專業(yè)知識點復雜繁多，涉及知識門類十分廣泛，各高校普遍根據(jù)自身辦學特色編制教材，內(nèi)容機械重復且質(zhì)量不高，導致經(jīng)典教材較少，編寫難度也很大。而且在實際教學過程中，由于經(jīng)費限制，多數(shù)高校無法建立完善的實驗實踐體系，導致學生很少接觸設計型和實踐型教學課程，創(chuàng)新能力和實踐能力較弱。同時未能與本地企業(yè)建立良效的校企聯(lián)合培養(yǎng)機制，不僅導致學生現(xiàn)場實訓水平不足，應用能力較弱，也導致學生畢業(yè)后基礎(chǔ)知識無法轉(zhuǎn)化為實際應用能力，無法達到本地用人單位要求，影響學生就業(yè)發(fā)展。

二? 光電專業(yè)人才培養(yǎng)培養(yǎng)模式的探索

為了培養(yǎng)符合新工科建設的光電專業(yè)人才，提出了“塑造品格、傳授知識、培養(yǎng)能力”的素質(zhì)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)；建立全方位立體的專業(yè)課程體系，傳授學生并培養(yǎng)學生的光電專業(yè)知識體系，保證學生在光電科學與工程等相關(guān)領(lǐng)域形成職業(yè)競爭力；以產(chǎn)業(yè)需求為導向，探索并構(gòu)建 “產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系（圖1）。

（一）? 素質(zhì)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)

新時代大學生是社會主義事業(yè)的建設者和接班人，這對高校素質(zhì)教育提出了更高的要求。專業(yè)人才的培養(yǎng)不僅要注重知識和技能的掌握應用，還要重點關(guān)注人才品格和新年的培養(yǎng)。一個人的品行直接決定了其社會價值。因此面向新時代的素質(zhì)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)應該是先樹人，再授業(yè)，品德與能力并重，通過“塑造品格、樹立信念、傳授知識、培養(yǎng)能力”四位一體的全新培養(yǎng)模式，培養(yǎng)符合新工科要求的光電專業(yè)人才。

1? 塑造品格

“教師是立教之本、興教之源”。習近平總書記在2014年提出，做好老師，是每一個老師應該認真思考和探索的問題，也是每一個老師的理想和追求。高校教師是新工科專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要一環(huán)，是新時代新背景下立德樹人和綜合人才培養(yǎng)的關(guān)鍵所在。以教師為引導者，以愛國主義教育為導向，培養(yǎng)學生的自我認知、責任意識、求是精神，鼓勵學生誠實守信、團隊合作，是實現(xiàn)塑造專業(yè)人才品格的新路徑。針對新工科背景下專業(yè)人才的具有高尚道德情操的品格塑造，提出并構(gòu)建了新工科人才品格培養(yǎng)方案，如圖2所示。

2? 傳授知識

隨著新時代的發(fā)展，新工科背景下的光電專業(yè)人才不僅需要掌握基礎(chǔ)理論知識，同時需要多學科交叉學習，構(gòu)建全方位的知識體系才能適應產(chǎn)業(yè)升級與產(chǎn)業(yè)變革的需求，更好地服務工作崗位，推動社會發(fā)展，回饋國家。加強光電專業(yè)知識學習的同時也要注重數(shù)學、歷史、社會等多學科知識培養(yǎng)。

3? 培養(yǎng)能力

新工科時代背景下，專業(yè)人才不僅要具有專業(yè)知識能力，同時對技能應用的掌握提出更高的要求。智能與技能是解決工程難題、企業(yè)難題的專業(yè)基礎(chǔ)。智力往往由人的先天所決定，而技能的掌握、對知識的運用和創(chuàng)新等能力則大多依賴于后天培養(yǎng)。培養(yǎng)專業(yè)人才實踐能力，應避免因傳統(tǒng)教學中重知識、輕能力導致學生缺乏創(chuàng)新思維、應用能力、自主學習等客觀能力。

（二）? 科學化立體化的課程體系

科學構(gòu)建的課程體系，能夠為學生成長打下堅實的基礎(chǔ)。哈爾濱工程大學物理與光電工程學院探索了一套以專業(yè)導論為課程底層設計，綜合物理、數(shù)學等多學科的專業(yè)課程體系。該套課程體系以光電信息科學與工程專業(yè)導論為學科建設基礎(chǔ)，激發(fā)學生對光電專業(yè)的學習興趣；以大學物理、大學英語、高等數(shù)學等公共核心課程為主，哲學、歷史、自然類公共課程為輔鍛煉學生的邏輯思維能力和多學科學習能力，公共核心課程是人才能夠綜合發(fā)展、自我學習的關(guān)鍵基礎(chǔ)；以數(shù)學物理方程、電動力學、光學、電子技術(shù)、光纖理論與技術(shù)、激光原理、光電檢測技術(shù)、光電子材料與器件、光電信息綜合實驗、光纖技術(shù)實驗、光電系統(tǒng)設計及光電系統(tǒng)集成等專業(yè)核心課構(gòu)建專業(yè)課程體系，全方位培養(yǎng)學生的專業(yè)知識，為應用實踐打好堅實的基礎(chǔ)，核心課程體系保證了畢業(yè)生能夠從事光電信息設備與系統(tǒng)設計、開發(fā)、應用和集成等方面的工作，能夠勝任項目經(jīng)理職責或教學科研工作，在光電科學與工程及相關(guān)領(lǐng)域形成職業(yè)競爭力。

（三）? “產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系

光電專業(yè)人才最終的目的是利用知識和能力來解決光電領(lǐng)域的實際問題，推動企業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)進步，最終實現(xiàn)國家在光電領(lǐng)域的長足進步。傳統(tǒng)教學過程中的實習實踐往往存在校企合作不足、方向不明、動力不足等問題，學生所學的專業(yè)知識與技能無法得到有效鍛煉，很難在未來的就業(yè)與發(fā)展中形成核心競爭力。探索新工科人才的培養(yǎng)模式，尤其是專業(yè)人才實踐培養(yǎng)模式，需要面向新興產(chǎn)業(yè)和本地區(qū)發(fā)展的需求調(diào)整人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。哈爾濱工程大學與創(chuàng)新型企業(yè)對接，在學科發(fā)展上主動布局謀劃，探索建立跨學院和學科的專業(yè)合作機制，探索構(gòu)建“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。哈爾濱工程大學煙臺研究院創(chuàng)新性地建立了“雙師指導＋課程學習＋企業(yè)和校企聯(lián)合實驗室專業(yè)實踐＋學位成果”企校雙師聯(lián)合培養(yǎng)研究生的培養(yǎng)模式。高校和企業(yè)老師共同指導，針對性地引導學生專業(yè)學習，將專業(yè)學習與專業(yè)實踐緊密結(jié)合，在學習過程中解決問題，在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題并加以針對性學習，最終使學生的學習緊緊扎根應用的土壤，培養(yǎng)能夠獨立思考，解決企業(yè)、產(chǎn)業(yè)甚至社會實際問題的專業(yè)人才。“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的推廣受到了學生、老師和企業(yè)的好評，在實際新工科背景下光電專業(yè)人才培養(yǎng)工作中得到了寶貴的實踐經(jīng)驗。在“產(chǎn)學研”一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系基礎(chǔ)上，筆者所在學院將繼續(xù)探索并優(yōu)化該創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，力爭培養(yǎng)出適應新時代背景下的新工科光電專業(yè)人才，適應國家發(fā)展需求，能夠為產(chǎn)業(yè)升級、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和高精尖技術(shù)創(chuàng)新貢獻人才力量。

三? 結(jié)束語

光電信息科學與工程專業(yè)屬于新工科專業(yè)，培養(yǎng)的光電專業(yè)人才屬于新工科人才，開展光電專業(yè)人才課程和實踐培養(yǎng)對于新工科人才建設和教學模式探索具有重要意義。通過人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建，課程體系的構(gòu)建和“產(chǎn)學研”一體化專業(yè)人才實踐培養(yǎng)體系的構(gòu)建，該培養(yǎng)模式適用于理論性較強的專業(yè)課程，對于培養(yǎng)學生知識轉(zhuǎn)化、知識運用等能力有較好的借鑒效果。目前，該培養(yǎng)模式效果較好，但仍應做好對教師工作量的安排和學生學習積極性的保護，未來還會持續(xù)探索將該人才培養(yǎng)與教師的科研工作進行更進一步地結(jié)合，這對于教師的教學科研工作和學生的應用平臺建設都有比較重大的實際意義。新國際形勢和新經(jīng)濟形勢對于人才培養(yǎng)提出了更高的要求，也給新工科專業(yè)人才帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)。過去的急功近利、重教學輕實踐的培養(yǎng)模式已經(jīng)完全無法滿足人才培養(yǎng)的需求，培養(yǎng)學生的全方位綜合素質(zhì)是教學改革的重中之重。面對國家對專業(yè)人才和高層次人才的需求，專業(yè)人才培養(yǎng)體系的改革仍需要積極地探索。

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