科教相長優化結構培養特色創新人才

張艷 姚瓊 沈為民 金尚忠

摘要：利用學科的科研優勢有效推進了專業課程教學改革，產生了新的課程亮點，提煉了新的實驗項目，推進了實驗室建設，形成了新的實踐載體。教學改革為學生提供了更豐富的教學資源、更自由的選擇空間和更自主的學習方式，有利于特色創新人才的培養。

關鍵詞：教學改革；學科特色；創新人才

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0113-02

隨著高等教育從精英化模式向大眾化模式過渡，大學課程在知識的掌握、應用、創新之間普遍存在脫節現象。以光電專業為例，大學培養的是光電子等學士，但社會需要的是光電類工程師等，顯然后者的知識范圍包含卻又超出了前者的專業知識。要想成為稱職的光電類人才，還需要經過培訓和工作實踐的磨礪，才能逐漸適應與勝任工作。而高校是多種關系錯綜復雜的綜合體。例如，教學與科研既相互矛盾又相互依存，教師的崗位是源于人才培養的需要，教師教好書是理所當然的要求，但離開了科研教師的學術水平得不到提升，教學效果也不可能好。除了教學與科研外，我們還要妥善處理好產業與專業、學習與應用、理論與實踐等各種關系，這樣才能最終搞好教學，培養出符合社會需求的優秀人才。各高校也采用教材修訂、開放實驗等進行課程改革，但更新較慢。為此，近幾年我們依托光學工程省重點學科的科研優勢，立項研究科研與教學的有效結合，進一步探索以科研推動課程改革、培養大學生創新能力的可行模式。倡導“教學科研相長，學科專業共贏，課程體系優化，教師學生并進”的理念，優化課程結構，更新課程內容，培養深受浙江省企業歡迎的光電專業特色創新人才，取得了一定的成效，具體做法如下。

一、教學科研相長 學科專業共贏

1.組建教學科研團隊。戰略性新興產業為教師科研提供了豐富的課題，同時為學生將來就業帶來更多的機會。根據光電戰略性產業布局和教師的特長及科研方向，在教師自愿的基礎上組建了多個教學科研團隊，基本涵蓋了本分院所有教師。在安排教學任務時盡可能安排相關課程給相應的團隊。團隊中教師相互協作，共同完成教學科研任務。團隊有相應的規章和發展計劃，定期安排學習和交流活動，協調解決教學和科研中的問題，通盤考慮教學課題（如教改內容、實驗項目、畢業設計題目、學生科技項目等）和科研課題。建立團隊不僅有利于青年教師的培養，同時還由于團隊成員間有互助互利的關系，工作效率大大提高。

2.拓寬科研促教學的渠道。與高校普遍實行的一位教師獨立承擔一門課的教學任務不同，我們在課程教學中設置A、B角色（一般屬于同一團隊），兩人一起備課、研討教學安排，A角有事可由B角頂上，不用擔心因上課而被“困死”。建專業、開新課、編教材都需要從小事做起，科研項目完成后，為某門課寫幾頁補充講義，或制作一個課件，或提供一個實驗，或開一次講座等，教學質量持續改進需要從科研中不斷吸收營養。

3.教學改革推動科研進步。學生的就業面較寬而教師的科研方向往往較窄，以應用需求為導向的教學改革可以拓展教師的科研領域。近年來，我院多位青年教師在授課的同時，刻苦鉆研專業學術前沿，以指導學生畢業設計、課外科技、開放實驗項目等積累為基礎，獲得國家級、省部級課題、發表高水平的科研論文。

二、構建開放式教學平臺 搭建理論與應用的橋梁

1.開發理論可視化教學課件，降低理論應用的難度。光電類專業涉及較深數理知識，理論公式較多，對學生來說從理論公式得出實際應用所需的數據十分困難。我們基于Office軟件中的Excel開發了許多理論可視化的課件：首先，教材中大多數曲線、圖表可以由課件給出，讓學生不只看到結果而且知道結果是怎么來的；其次，圖形與設置的參數聯動，讓學生清楚地了解影響結果的因素，并通過快捷鍵連續改變參數可產生動畫效果，便于多媒體教學；再次，表示結果的理論公式都包括在課件中，可以布置一些新型作業用課件來完成；最后，電腦計算一般不需要太多的近似條件來簡化，所以更適合實際應用。這種開放式課件為學生提供了大量的Excel模板，學生數據處理能力大大提高，例如光譜處理、色度測量、LED參數測試、太陽能電池分析等等都建立了相應模板。

2.以應用需求為導向調整教學內容，搭建優秀專業軟件平臺。與產業緊密合作使我們了解到現實的應用需求，而前沿的科學研究使我們知道潛在的應用需求。根據應用需求調整教學內容，按新的邏輯關系重組知識體系，進行課程整合與內容簡化。后續課程不用，又難以在實際中應用的理論知識盡量刪除，而反映學科發展前沿、預測會是應用熱點的知識，則提前引入教學。

專業軟件是理論與應用之間的便捷橋梁。我們是最早在課程教學中引入光學設計軟件并開展應用實踐的學校之一。《光學原理》課程在國內最早介紹Zemax光學設計軟件；《光纖傳感技術》介紹Rsoft和Comsol軟件；《LED照明技術》介紹TracePro和Lighttools；《光通信技術》介紹OptiSystem等等。

三、產業發展引導專業建設 專業特長激發學生創業

1.產業引導教學，促進創業訓練。以光纖通信、半導體照明、太陽能等信息技術、節能環保、新能源的戰略性新興產業對光電人才培養提出了新的要求。我們光電類專業的建設以產業發展為依據，教學內容緊隨產業發展而變化，或調整課程內容，或開出新課程。與企業合作，搭建創業實踐與實訓平臺。不僅與多家大型企業共建研發中心，還擔任一些產業聯盟的秘書長單位。通過這些平臺及合作，建立了優秀創業導師隊伍，營造了濃郁創業文化氛圍，獲得了大學生創業項目啟動基金等。與浙江省大學創業園區合作，搭建學生創新創業的孵化平臺，規劃出專門的學生創業公司經營場地，為學生創業提供便捷、完整、有效的服務。

2.特色融入教學，提升創業水平。光電專業與計量關系密切，光電學院擁有我校第一個浙江省重點實驗室“現代計量測試技術與儀器重點實驗室”和教育部“計量測試技術與儀器工程研究中心”。一方面，建設了一批與計量測試直接相關的課程；另一方面，在其他課程中突出了與計量測試有關的內容，特別是安排較多與測量有關的實驗。所以培養的學生在測量方面有自己的專長，特別是利用光電技術的在線實時檢測方面具有明顯優勢。多名教師在國家標準化學術機構中任職，直接參與相關標準的制訂工作，教師熟悉國家標準，指導學生如何查最新的標準，如何合理應用標準。并在教學課件中，存放了許多國標中提供的標準數據，為學生應用國標帶來極大的方便。

掌握了標準等于掌握了產品的制高點，懂得測量就有了質量控制的技術保障。學生有自己的特長，在就業競爭中就有優勢，大中型光電企業的質檢崗位大多是我們的畢業生。同時，將創業教育與專業教育有機融合，利用專業知識提升創業能力，改變了以賣商品為主的創業模式，著重培養學生的創新創業意識、動手應用能力、科學素養和團隊精神。學生在挑戰杯創業競賽中多次獲大獎，學生創業成功率逐年提高。

四、協調專業理論課與實驗課的關系 加強綜合創新訓練

1.專業實驗獨立設課。改變專業實驗分散于多門專業課中進行的方式，將專業實驗都安排在一門實驗課程中（只需通用設備、內容又局限于一門課的實驗除外），實驗項目打破課程界限重新設計，不僅避免了教學內容相互脫節，而且可更多體現綜合性與設計性。實驗教學質量明顯提高，來源于科研及產學合作的實驗項目增加很多。獨立設課的專業實驗都已建成校級精品課，“光電信息專業實驗”更是成為專業實驗中少有的省級精品課。

2.設置大型綜合設計課程。打破原有的集中實踐環節中的課程設計模式，以幾門課程甚至不同學科的系列課程的知識作背景，設置一門獨立的實踐課程，進行綜合性的主題設計。安排的課題多，設計內容與實現方法具有開放性，促進設計方案多樣化，有利于創新能力的培養。系列大型綜合設計課程形成多種不同的訓練形式，將通常安排在課外的創新訓練發展到課內，讓每位學生都能受到系統的綜合創新訓練。

3.對于學有余力的高年級學生，開設創新研究性實驗。分為檢測儀制作、系統綜合實驗類和程序開發類，依托科研，由學生或教師組織申報，每個實驗項目由數名學生和一位指導教師組成，我們平均每年立項12～15項。項目以實物、發表論文、實驗指導書等形式驗收，并擇優進行完善，優先推薦進入學科競賽、本碩創新和新苗計劃等。通過這個實驗訓練，學生掌握了立題、方案論證、實驗研究、驗收等過程，培養了團隊協作精神、項目管理能力，為優秀學生充分發揮創新思維與能力打下基礎。

總之，基于戰略性光電產業和科研對人才的需求，我們組建了教學科研并重的團隊，促進了學科與專業的發展，加快了青年教師的培養，保障了教學質量的提升，實現了科研促教學、教學助科研。開發了理論可視化多媒體教學課件，解決了學習與應用脫節問題。通過專業實驗獨立設課和設置大型綜合設計課程，完善了實踐教學體系，實驗項目建設質量大大提高，學生綜合創新訓練得到加強。多數畢業生都能盡早適應社會、服務社會，活躍在國內的光電行業中，在企事業單位中任職重要崗位，發揮重要作用。教師的教學科研水平也得到全面提高，實現了“教師學生并進”、培養光電特色創新人才的目的，以科研推動課程改革、培養大學生創新能力的模式是可行的。

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