理工結合培養地方院校理學類創新應用型人才

肖劍榮 夏雄平 王志勇 李明

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對地方院校理學類專業人才培養方案重理論輕應用和課程體系不完善等現狀，結合應用物理學專業學科特點和社會發展對人才的需求實際，確立“三位一體強基、理工結合凸用”的人才培養模式，在育人的全過程中體現“理論、技能、應用”相容、“知識、能力、素質”并重。通過人才培養模式改革實施，人才培養質量明顯提升。

[關? ? 鍵? ?詞]? 理工結合;創新型人才;培養模式;應用物理學

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）04-0037-03

習近平同志指出：“我國要在科技創新方面走在世界前列，必須在創新實踐中發現人才、在創新活動中培育人才。”2016年3月21日，中共中央印發的《關于深化人才發展體制機制改革的意見》指出：“突出經濟社會發展需求導向，建立高校學科專業、類型、層次和區域布局動態調整機制。……注重人才創新意識和創新能力培養，探索建立以創新創業為導向的人才培養機制，完善產學研用結合的協同育人模式。”[1]

創新型人才就是具備創新精神和創新能力的人，通常表現出機智靈活、好奇開放，具有想象力豐富、敢于冒險、堅持不懈等良好精神特征。高等院校培養創新型人才必須擁有較強創新意識的教師以及構建創新型人才培養機制[2]。對地方本科高校來說，其主要職責是要立足地方、聯合企業共同培養地方急需人才，這就決定了地方本科高校的人才培養必須落實到以培養創新應用型人才為主[3]。

一、應用物理學人才培養現狀

應用物理學專業是培養具有扎實的物理基礎，能在物理學、電子技術、能源材料等相關技術領域具有較強應用能力的高級專門人才。近年來，國內部分理工科院校為尋求完善學科體系、支撐傳統特色學科發展要求，新增了應用物理學專業，但這些學校的應用物理學專業大都是在基礎物理上發展而來，普遍存在師資結構不合理、課程設置不科學、重理論輕應用的現象，導致培養的學生實踐能力和創新能力不強、就業競爭力較弱等問題[4]。傳統教育模式培養出來的應用物理學專業人才，從數量乃至質量上已經不能根本滿足社會經濟快速發展的迫切要求。

桂林理工大學應用物理學專業學生培養定位：培養具有寬厚的理論基礎、扎實的專業基礎知識、熟練的實驗技能，并具有綜合運用物理學科學理論和技術分析解決工程問題的基本能力，具備應用物理學及相關工程方面知識和能力的寬基礎、高素質、有創新意識和實踐能力的工程科學人才。在培養過程中，根據專業特征，學生培養分成應用型和學術型兩類。應用型學生掌握光電技術、光電材料及器件的基本原理、設計與制備方法，受到應用研究和技術開發的初步訓練，具備光電器件的研發與應用、光電檢測、新能源材料、太陽能技術及其產品開發和應用的能力。學術型學生應具有較高的理論水平、理論基礎知識，獲得基礎研究的初步訓練，能運用物理學知識和方法進行科學研究，對最前沿的交叉學科有廣泛的認識，為學生下一階段進行前沿科學和尖端技術的科研工作打下堅實基礎。

根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》，高等教育要深化教育改革、創新人才培育模式。針對應用物理學專業的現狀，以教育部制定的《高等學校應用物理學本科指導性專業規范》為依據，桂林理工大學應用物理學專業結合本校以培養知識豐富、本領過硬的高素質應用型專門人才和拔尖創新人才為理念，從理論和實踐上探索新形勢下應用物理學專業的發展規律，對人才培養模式進行改革研究，確立“‘三位一體強基、理工結合凸用培養應用型創新人才”的教學育人改革模式，探索以加強基本知識基本技能的掌握和師資隊伍的基本建設（“強基”），凸顯應用型創新的人才培養模式（“凸用”）的改革與實踐，逐步形成了地方理工科院校應用物理學專業應用型創新人才培養的有效途徑。課題從2013年9月開始實施，采取邊研究、邊實踐的方法，在研究過程中及時將研究成果運用到教學實踐，取得了良好的效果。

二、人才培養模式改革主要內容

育人培養模式改革注重“課程體系改革”“師資隊伍建設”和“教學資源優化”，通過這三方面融合來夯實學科基礎的發展模式——“三位一體強基”;以人才培養方案為綱領、專業課程設置為基礎、實踐實訓教學為手段來實現理工結合、凸顯應用;以教師科研、學生科技活動、創新基地等為依托，加強學生應用創新能力的培養。

（一）搭建了“三位一體強基”的學科基礎發展模式

1.“331”課程體系構建

構建了3層次、3平臺和1目標的“331”課程體系。在實施過程中，把課程分成公共基礎模塊、物理基礎模塊和專業方向模塊來實現“基礎理論—專業知識—應用技能”三個層次培養;對教學資源進行平臺化，即把資源分類為“校級平臺—院級平臺—校外平臺”三個平臺，充分利用平臺資源來培養學生的基本實驗技能、動手操作能力和實際應用能力，通過課程與平臺相互交叉來夯實學生基礎，實現強基目標。

2.師資隊伍提升與優化

師資隊伍為教學和人才培養之本，根據學科發展需要針對性地提升專任教師隊伍素質，通過“引進與培養相結合、校內與校外相結合”等措施改善師資隊伍結構，提升專業教學整體水平，促進良好學科師資隊伍梯隊的形成;不斷探索適合辦學實際的“雙師型”教師培養體系，結合師資隊伍建設工作需要，多措并舉，鼓勵教師參加專業技能培訓，利用寒暑假去企業掛職鍛煉等助力應用創新型人才培養目標的實現。同時，學院吸納企業導師不間斷開展企業文化、創業經驗、成長成才等講座，并與專任教師共同指導畢業論文（設計）。

3.加強教學資源建設

充分利用現代技術手段構建較為完備的教學軟件資源，建設所有專業課程的網絡教學課程（32門）;開發用于考核的考試系統;搭建用于學習和研究的計算機集群軟件4個;建設虛擬儀器實驗仿真軟件32套;出版基礎課程及專業課程教材3套;改革考核評價制度，把單一的閉卷考試改革成單元測試、網絡測試、論文、開卷等多種形式相結合的考核制度。實驗教學硬件方面得到很大的提升，幾年來，上級教育主管部門及學校投入500余萬元建立專業發展需要配套的專業基礎實驗室8個，特色鮮明的以光電子、新型能源材料為主的實驗室12個;建立配套齊全的實踐實訓場所包括校內電子設計實習、物理虛擬仿真實驗實踐場所等4個。同時，積極轉型辦學思路與辦學模式，全面開展校企合作。隨著人才培養模式改革的深入，深刻地體會到開展校企合作是優化教育資源和市場辦學的必然選擇，也是應用型本科院校內涵發展的必然方向，更是服務地方經濟發在的必然要求。因此，應用物理學專業與廣東、江蘇及廣西等多家省內外優質企業建立了實習實踐教學基地和協同育人平臺，使之成為創新應用型人才培養環節中不可或缺的一部分。

（二）踐行“理工結合凸用”的人才培養理念

1.課程拓展與課程體系革新

學院本著“理科課程厚基礎，工科課程強技能”的原則，圍繞以培養光電子、新能源材料物理方向的應用型創新人才為目標。在課程體系設置中，強化以培養工程意識和工程能力的專業基礎課程群，強化畢業設計的工程訓練性，凸顯特色的專業方向課程群，拓展個性發展的“第二課堂”。

在教學中融入理工結合思想，引入學科前沿及工程應用實例，強化學生理工結合的意識。專業課程群加強物理學與光電類、新能源材料工程課程的結合，開設應用光學、原子物理與光譜學、光電子技術等系列基礎課程，初步培養學生具有應用研究和工程技術開發的能力。專業方向課程群主要加強光電應用能力的培養，開設半導體光電材料、太陽能電池原理與技術等23門任意選修課程。同時，增設10余門結合教師科研項目的拓展性研究課程，來培養學生的創新意識和創新能力。

不斷完善物理基礎實驗—專業實驗—認識實習、生產實習—專業實踐—畢業論文的多層次課內外實踐教學體系，同時積極支持低年級的開放實驗和高年級的大學生科研訓練計劃、學科競賽等課外科研創新活動，讓學生在培養過程中接受個性化、立體化、全方位的實踐訓練。

同時，與廣州奧迪威股份有限責任公司等優質企業開展校企合作，由企業提供部分經費、師資、技術、平臺等方面的支持，將產業和技術的最新發展、行業對人才培養的最新要求引入教學過程，通過課程或系列課程的建設，推動專業課程教學內容的更新和課程體系的完善。

2.依托實踐和實訓平臺，加強理工融合，凸顯專業應用

以培養學生的基礎研究能力、工程實踐能力和創新能力為目標，構建理工融合的實驗、實踐和實訓平臺。依托物理實驗教學示范中心、虛擬仿真實驗室、光電納米薄膜材料制備室、鐵電/介電信息材料制備室等多個專業實驗室，開設應用電工學、光電子綜合實驗、物理虛擬儀器實驗等理論與實踐課程;融合校內電子信息類、材料化學類專業教學資源，開設數電與模電、金工實習、電子電工實習、材料加工物理與數學模擬等理論與實驗課程，使學生具有進行應用性研究和科技開發的工程能力基礎。

同時，與校外企業聯合建立了課程見習、生產實習和畢業設計研究創新平臺。如，與桂林市部分龍頭企業，如桂林電力電容器有限責任公司、桂林長海發展集團有限公司、桂林市興安尚科光伏高科技有限公司等實現了“產學研”合作;與區外珠三角地區的中山貝奧斯金屬制品有限公司、木林森股份有限公司等光電企業也建立了專業實習基地，并與奧迪威、貝奧斯和領先電子等優質企業搭建了協同育人平臺。促進校企合作、產教融合，吸引、推動更多優質社會資源轉化為育人資源;深化校企協同育人機制，充分發揮企業的重要主體作用，使企業在校企共同育人過程中成為主要成員，而不再是旁觀者。

3.培養理念注重“理工結合凸用”

應用物理學專業人才培養秉承“理工結合凸用”。在發揮物理學基礎作用的前提下，堅持“理論、技能、應用”相容、“知識、能力、素質”并重，通過整合我校電子信息類專業和材料化學專業的優勢資源，重點打造光電類和能源材料類這兩個以物理為基礎的工科特色明顯的人才培養方向，形成以物理學為基礎，光電類和能源材料類為落腳點“理工結合凸用”的專業特點。

（三）應用型創新意識與能力的培養

1.科研激發創新意識

依托自身教學科研資源，開設應用研究型課程：以教師科研課題或項目等為載體，通過應用研究型課程的學習，激發學生探索科學問題的欲望，培養學生科學研究能力以及創新實踐能力。目前，學院已經開設應用研究型課程近20門，學生的動手能力和創新能力得到了顯著提高。參與教師科研項目：鼓勵省部級以上項目課題組吸收2～3名本科生參與科學研究，并對學生進行必要的科研基礎培訓，開闊學生的眼界，培養學生的科學素養、創新意識和創新精神。

2.科技活動提升能力

學院組織和引導學生參加各項創新創業和學科競賽活動。學生共參與創新創業項目30余項，其中區級項目20余項，共獲得支持經費10多萬元;鼓勵學生參加大學生電子設計大賽、數學建模等競賽。另外，學生依托我院物理協會開展了數據分析、軟件編程、電路分析、IC設計、3D打印、家電維修等一系列活動，提升了動手實踐能力。

3.創新基地孵化小微企業

學院為應用物理學專業提供了面積為120平米場地作為創新創業基地，投入經費50萬元用于學生自主創業，并成功孵化在廣東中山成立的LED燈飾有限公司（2011級學生劉向聰）、桂林小能人教育咨詢有限公司（2012級學生鄧堅）、“媽媽愛”農副基地（2012級學生常垂明）等。

三、人才培養模式改革效果

（一）學科、師資隊伍建設成果

幾年來，引進博士7人，新增教授、副教授8人，15人次博士后出站出國訪問留學等參加各類學習進修，現本專業專任教師達到24人，形成了高學歷、高級職稱比例高、中青年占主體和專業對口度高等特色。近年來，教師主持國家自然科學基金19項、省部級項目21項，科研總經費近1000萬元，發表SCI收錄學術論文110余篇，申請發明專利10余項，出版學術專著6部。教學改革建設緊密圍繞“三位一體強基，理工結合凸用”的理念并貫穿人才培養全過程，強化創新創業教育，獲得相關教學改革研究項目15個（其中區級項目7項），編寫《大學物理》《光電子技術》和《應用物理學專業實驗教程》等理論及實驗專業課程教材3套，發表教改論文30余篇。

（二）教學平臺、資源建設效果

建設專業創新創業訓練實驗室和技能實訓實驗室：提供120平方米的場地、投入100余萬元經費用于學生進行3D打印、電子設計與制作、設備調試、新型半導體材料制備與應用、LED器件實訓線操作等方面的專業訓練。同時，建設了實驗教學示范中心平臺、多媒體教學課件庫等各種教學資源全部應用于教學，并為校內外理工科物理類教學所共享。應用研究型課程的開設，充分利用了科研平臺資源，夯實學生物理基礎、培養專業興趣、加強專業素養。近三年來，100多名專業學生參與創新研究，學生選修應用研究型課程十分積極，并有部分學生選修2～3門研究型課程，專業學生基本融入教師科研課題之中。

建設有新能源材料校重點實驗室、物理實驗教學示范中心、虛擬仿真實驗中心3個教學實驗中心，校企合作教學實踐實訓基地和協同育人基地共6個。2017年，以近年來應用物理學本科專業建設成果為基礎申報物理學一級碩士學位授權點獲批，是我校該年度唯一獲批新增的一級碩士學位授權點。

（三）創新應用型人才培養成果

通過課程模式、課程內容及教學方法的改革，學生的基本素質、基本技能和創新能力明顯提高，應用物理學專業學生在《物理學報》《電子技術與軟件工程》等刊物發表學術論文13篇、申請專利6項、自主創業孵化企業和考取研究生等方面取得了矚目的成績，特別在考取研究生升學率方面在本校排名前列（近年保持在20%以上，學校為9%左右）。通過指導大學生創新創業項目和電子設計等競賽項目來提升應用物理學專業學生的創新能力，實現物理專業知識在解決實際問題中的應用，以賽促學，推動學生成長成才，近年來取得了顯著成果。

育人培養模式改革實踐4年來，直接受益約500人，間接受益2000人以上，成效明顯。通過理學院數理節、電子設計、家電維修等活動提高了學生的實踐動手能力，使學生參加各類科技立項、競賽和科研活動的熱情高漲;通過自主創新成功孵化了3個小微企業，為學校大學科技園自主創新基地提供了示范作用;幾年來，學生評課滿意率均在90%以上，畢業生就業率一直保持在95%左右，連續3年位于學校前3名。

四、社會評價及推廣

“理工結合培養地方院校理學類創新應用型人才”改革實踐實施后，培養的應用物理學專業畢業生活躍于電子、新能源、教育等各個行業，部分畢業生成為公司骨干、行業能手，得到了用人單位的廣泛好評，個別優秀畢業生被中國青年網、《桂林日報》專門報道。桂林電子科技大學、廣西師范大學、上海理工大學、湖南工程學院和商丘師范學院等院校的領導、老師多次到我校應用物理學專業交流、參觀學習，對該專業的教學課程體系與人才培養模式改革取得的成績給予了充分肯定和高度贊揚，并將改革成果作為相關理工專業的教學及人才培養的重要參考，取得了很好的實際效果。

參考文獻：

[1]田建榮.創新型人才培養的質量評價制度改革[J].中國高等教育，2011（2）：46-48.

[2]朱士中.校地互動創新應用型人才培養[J].中國高等教育，2016（Z3）：21-23.

[3]夏蔡娟，王秋萍，嚴祥安.地方院校應用物理學專業跨學科人才培養模式的探索與實踐[J].高教學刊，2018（15）：161-162，165.

[4]劉崢.地方應用型本科院校校企合作人才培養模式探索：以物流管理專業為例[J].高教探索，2017（3）：41-44.

編輯 陳鮮艷