光電信息科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)模式的研究

李培麗　張勝　施偉華

摘要：本文從實踐教學(xué)體系建設(shè)、創(chuàng)新體系建設(shè)、校企合作模式、教學(xué)手段等方面，進(jìn)行了光電信息科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)模式的改革。實踐證明：通過創(chuàng)新實踐教學(xué)模式的改革，提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，并在學(xué)科競賽和創(chuàng)新方面取得了豐碩的成果。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)模式；實踐能力；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0118-02

實踐教學(xué)是高等工程教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的重要環(huán)節(jié)。南京郵電大學(xué)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)是一個注重應(yīng)用性的專業(yè)，近幾年來在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革方面作了積極探索，取得了一定成效[1，2]。但仍存在一些不足，主要有以下幾個方面。（1）實踐教學(xué)體系需進(jìn)一步完善，光電信息綜合設(shè)計型實驗偏少，創(chuàng)新型實踐教學(xué)缺乏。（2）校企聯(lián)合培養(yǎng)需進(jìn)一步加強(qiáng)，學(xué)生實習(xí)很難實際參與到企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去。（3）開設(shè)的一些核心專業(yè)課程，相應(yīng)的實驗偏少。學(xué)生在學(xué)習(xí)時感覺理論抽象，不容易理解。

因此，為了進(jìn)一步提高我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，從實踐教學(xué)體系建設(shè)、創(chuàng)新體系建設(shè)、校企合作模式、教學(xué)方法和手段等方面，進(jìn)行了創(chuàng)新實踐教學(xué)模式的改革。

一、建立分層次、模塊化的實踐教學(xué)體系，加大綜合設(shè)計型實驗項目比例

（一）建立多層次、模塊化的實踐教學(xué)體系

在重視基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)綜合實驗教學(xué)體系建設(shè)與改革，實施分層次和模塊化的實驗教學(xué)體系。建立基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型的多層次實驗。基礎(chǔ)型實驗項目以驗證性實驗為主，與理論課程相互銜接，鞏固相關(guān)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ痪C合設(shè)計型實驗加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)多門理論課程的聯(lián)系與理解，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰Γ粍?chuàng)新型實驗則是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從各種科技競賽項目中激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。模塊化是將實驗分成光電信息基礎(chǔ)實驗?zāi)K、光電檢測技術(shù)實驗?zāi)K、光信息傳輸實驗?zāi)K、光信息處理實驗?zāi)K以及創(chuàng)新實驗?zāi)K。學(xué)生可以根據(jù)自身特點和愛好進(jìn)行選擇。

（二）增加專業(yè)課程的課內(nèi)實驗，增加綜合設(shè)計型實驗

對《應(yīng)用光學(xué)（雙語）》、《電磁場理論與光波導(dǎo)技術(shù)》、《光纖通信系統(tǒng)》等核心專業(yè)課程，減少了其理論課時，增加了課內(nèi)實驗。增加的課內(nèi)實驗中，不僅有驗證性實驗，還有綜合設(shè)計型實驗。如《電磁場理論與光波導(dǎo)技術(shù)》中的“單模光纖設(shè)計和特性研究”、《光纖通信系統(tǒng)》中的“WDM系統(tǒng)設(shè)計”等綜合設(shè)計型實驗，不僅使學(xué)生有效鞏固理論知識，還可充分調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。

將專業(yè)課程中的光電信息類實驗進(jìn)行了優(yōu)化整合，開設(shè)了一門綜合性實驗課程《光通信綜合實驗》，涵蓋了光傳輸特性測量、光通信系統(tǒng)設(shè)計等各個方面，增加了綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容。使學(xué)生掌握光通信系統(tǒng)的設(shè)計方法，具有日常維護(hù)使用儀表的技能和綜合實驗?zāi)芰Γ瑸閺氖鹿馔ㄐ畔到y(tǒng)的研究、工程建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)打下良好基礎(chǔ)。

二、建立以項目引領(lǐng)，科研和競賽為平臺的創(chuàng)新體系

（一）以科研項目為依托，設(shè)立了三個層次的創(chuàng)新訓(xùn)練項目

依托教師的科研項目，設(shè)立了三個層次的創(chuàng)新訓(xùn)練項目[3]。從大一開始，學(xué)生根據(jù)興趣，報名加入光電技術(shù)實踐創(chuàng)新活動中心，選擇大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃Ⅰ的項目；二年級可選擇大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃Ⅱ的項目，如大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目、實驗室開放項目等；三年級以后的專業(yè)學(xué)習(xí)階段，參加大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃Ⅲ的項目，參與導(dǎo)師的科研活動。

（二）實施了“基礎(chǔ)—提高—綜合—強(qiáng)化”的遞進(jìn)式學(xué)科競賽培訓(xùn)體系

積極推進(jìn)“電子設(shè)計、光電設(shè)計、數(shù)學(xué)建模、創(chuàng)新杯”等學(xué)科競賽，組織實施了“一基礎(chǔ)、二提高、三綜合、四強(qiáng)化”的四層次培訓(xùn)模式，實施“課程—專業(yè)—學(xué)科競賽”全方位、遞進(jìn)式創(chuàng)新能力培養(yǎng)。一基礎(chǔ)：一年級工藝為主的基礎(chǔ)班，同時開展單片機(jī)的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)普及化，以賽促學(xué)；二提高：二年級模電、數(shù)電提高班，強(qiáng)調(diào)專題化，以賽促專；三綜合：三年級高級班，強(qiáng)調(diào)專題化，以賽促專；四強(qiáng)化：暑期賽前強(qiáng)化集訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)實戰(zhàn)化，以賽促能。

以項目引領(lǐng)、科研和競賽為平臺的創(chuàng)新體系的建立，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。近幾年學(xué)生在學(xué)科競賽和創(chuàng)新方面取得了豐碩的成果。如2017年，在美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得特等獎1人，一等獎3人，二等獎2人。2016年，在美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得一等獎5人，二等獎7人；在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得一等獎4人；在江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲得一等獎1項；在第二屆全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用“三創(chuàng)”大賽（3S杯）中獲得二等獎2項等。

三、探索新的校企合作模式，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢

（一）邀請光電信息相關(guān)企業(yè)工程師到學(xué)校進(jìn)行講座式授課

如2016年邀請江蘇亨通海洋光網(wǎng)系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理為學(xué)生作了題為“跨洋海底光纜通信工程概述”的學(xué)術(shù)講座；邀請了亨通集團(tuán)有限公司下屬通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)——浙江亨通光網(wǎng)物聯(lián)科技有限公司負(fù)責(zé)人作了題為“驕陽似我”的有關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、成才方面的講座。這些講座促使學(xué)生了解光電信息科學(xué)與工程領(lǐng)域的前沿知識，掌握最新研究動態(tài)，開拓了視野，增強(qiáng)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

（二）寒暑期將學(xué)生送入相關(guān)企業(yè)進(jìn)行深度的企業(yè)實習(xí)

學(xué)生在暑假里進(jìn)行了暑期實踐。如：學(xué)生們在中國鐵塔股份有限公司江蘇省分公司實習(xí)，初步了解了鐵塔建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營，基站機(jī)房、電源、空調(diào)配套設(shè)施和室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營及基站設(shè)備的維護(hù)。在南京翔展信息技術(shù)有限公司，學(xué)生們學(xué)習(xí)了前端以及多種計算機(jī)語言和多種編譯軟件的操作方法，并實際操作編譯代碼，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)頁面等，對公司的運(yùn)營模式有了一定了解。

通過新的校企合作模式，激勵了企業(yè)與學(xué)校合作的積極性，使學(xué)校的實驗設(shè)備保持先進(jìn)，也解決了企業(yè)接待能力有限的問題，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力和創(chuàng)新能力。

四、改進(jìn)教學(xué)方法，引入先進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

將ZMAX、Optisystem等光學(xué)和光通信系統(tǒng)仿真軟件引入課堂，建立了光學(xué)和光通信系統(tǒng)的仿真平臺，使學(xué)生能夠運(yùn)用這些仿真軟件，設(shè)計和研究光學(xué)系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)。如利用Optisystem軟件，讓學(xué)生根據(jù)《光纖通信系統(tǒng)》課程的理論知識，并將在相關(guān)先修課程中所學(xué)的知識串接起來，進(jìn)行光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計和仿真研究，形成在系統(tǒng)層面上分析問題和解決問題的能力。仿真平臺的建立，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生分析、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的實驗、科技創(chuàng)新和競賽提供條件。

通過建立合理的實踐教學(xué)體系，建立完善的創(chuàng)新體系，探索新的校企合作模式，改進(jìn)教學(xué)方法，引入先進(jìn)教學(xué)手段，提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。不僅推進(jìn)了南京郵電大學(xué)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的創(chuàng)新實踐教學(xué)改革，也可供國內(nèi)外其他開設(shè)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的普通工科高校同行們參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫曉蕓.光電信息“卓越計劃”實驗實踐教學(xué)改革探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013，（1）：204.

[2]趙瑞，等.“應(yīng)用光學(xué)”課程教學(xué)模式改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2015，（3）：33.

[3]張勝，等.光電類大學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力PTC一體化培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2016，（9）：174.endprint