理工結合與創新教育深度融合研究生培養模式研究與探索

郝利麗，王強，宋勝浩，白永強，蔣太善，楊旭，姜繼玉

摘 要：理工結合與創新教育融合是培養具有扎實專業基礎和創新能力的創新型應用人才的有效途徑，理工結合與創新教育的深度融合具有內在契合性，將二者緊密結合，既能夯實創新教育的底層建筑基礎，又能促進理科與工科的深度融合。故分析兩種教育的內在聯系，針對我校光學工程專業研究生，從理工結合與創新教育的契合原理、理工結合與創新教育深度融合研究生培養的課程體系建設、授課教師隊伍搭建及保障體系等方面進行研究與探索，構建理工結合與創新教育深度融合的研究生培養新模式。

關鍵詞：理工結合；創新教育；深度融合；研究生；培養模式

中圖分類號：G64? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2023）21-0003-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.21.001

理工結合概念最早是由康普頓提出的。北京郵電大學任曉敏教授在1999年提出了高等教育理工深度結合教育模式［1］。之后多所高校開展了以“理工結合”為主題的教育改革，其終極目標就是理工相互促進，多學科協同發展，協同創新［2］。創新教育最早由20世紀初期的奧地利經濟學家熊彼特提出。到了70年代，創新教育得到了前所未有的發展，積累了豐富的經驗［3］。創新教育在20世紀80年代初期才逐漸傳入我國，在90年代，國家清晰地指出了創新教育的目標和要求，把創新教育引向一個新的階段［4］。上述兩種教育模式是相互聯系的，只有將這兩種教育模式相互融合，研究它們的契合原理、課程體系建設、教師隊伍搭建及保障體系，才能更好地為多學科交叉與創新能力培養的研究生教育體系添加新的動力和活力。

一、理工結合與創新教育的關系

學科交叉對促進科技創新非常有效，理工結合能有效地促進科學發展，只有發展科學才能進行科技創新（包括跨學科創新和協同創新），科技創新就有提高社會生產力的可能。創新的基礎是充分掌握良好的跨學科知識，因為創新需要不同學科間的相互滲透，從而才能產生創新思維的火花，然后通過不斷加工改進最后達成目標。理工結合更加有助于科技創新，通過科技創新才能使科技取得進步，生產力得到提高，經濟獲得提升，從而壯大綜合實力。理工結合教育和創新教育緊密相連，將二者有機融合能更好地促進理工科研究生教育發展，理工結合與創新教育融合的碩士研究生培養模式符合國家對專業學位研究生教育的要求和現代社會發展的規律。

在新時代中國特色社會主義偉大建設中，創新越來越成為社會經濟發展的核心和內在動力。然而，創新的源泉應該是扎實的理論和應用基礎，需要理工結合的助力，只有理工結合和創新教育有機融合才能更好地培養優質的創新應用型人才。

二、理工結合教育和創新教育的契合原理

（一）科學精神與人文情懷并存

高校應清楚認識到，無論哪種教育模式，其出發點“科學精神”是不應動搖的，是人才培養的核心內容，科學精神是所有教育模式的共同目標，理工結合和創新教育也不例外。科學精神是教育的出發點和目標，人文情懷的培養則是學生走入社會、融入社會的基本素養。培養學生時不要將學生的思想僅僅束縛在科研領域，要鼓勵學生積極進入社會、了解社會，并積極參與社會中的各項事務，做到科學精神與人文情懷并行培養，使學生成為社會真正需要的創新人才。因此，科學精神和人文情懷的培養是研究生教育不可缺少的，是理工結合與創新教育融合的必要環節。

（二）堅持“以學生為中心”

任何教學模式都是以教師為引導，以學生為中心的教學活動，活動的主體是學生，堅持以學生為中心，充分考慮學生的個體差異和個性特征。教學活動應該給學生創造足夠的發展空間和寬松的環境，保證教學活動自由和學術交流自由，這是理工結合與創新教育融合的基本前提和重要基礎。開展理工結合與創新教育融合的研究生教育的基本理念就是始終堅持“以研究生為中心”，提倡教學自由、學術研討自由，這種理念不僅能提高學生的創新能力、想象能力、創造能力和質疑精神，還能為加強學術交流奠定夯實的基礎。

（三）理論與實踐結合，注重學科交叉

研究生的理工結合與創新教育融合是一個系統的復雜工程，它不僅要與社會、市場等外部環境建立廣泛聯系，還要更加注重與教育系統內的各個因素間的橫縱關聯。在教學實施過程中，理論與實踐相結合，實現科研和教學相互促進，科技創新和人才培養的健康、有序和持續發展，做到既全面發展又辯證統一。此外，學科交叉、學科滲透和學科融合將會更為深刻和更為廣泛地影響創新性研究成果的誕生。學科交叉、理工交叉是創新教育的必然結果，是培養跨學科人才的重要途徑，同時也是培養高質量，強素質、復合創新型人才的必然選擇。

三、建立理工結合與創新教育深度融合研究生培養的課程體系

為了真正實現從學歷教育到能力本位的戰略轉移，實現深入化、具體化的研究生全面素質教育，研究生的教育目標應更加強調基礎理論建設，加強創新意識培養、創新精神激發、創新思維和能力培養，使創新重新回到研究生教學本位。

在研究生創新教育體系中，基礎理論的學習無疑是非常重要的環節。為此，應針對研究生基礎理論薄弱環節開展課程，但課程的設置并非本科課程的簡單延續，甚至重復，應突出其創新性、學術性和應用性的特點。建立適合理工結合與創新教育深度融合的課程體系是實施該教育模式的必要條件，該課程體系根據學科的發展方向和目標，深入研究課程間關系，既要重視本專業學科，又要加強理工交叉學科建設。針對東北石油大學光學工程專業研究生課程大綱，建立了理工多學科融合的課程體系。在課程體系方面深層次地梳理了學科基礎課程、專業必修課程和專業選修課程的自然銜接關系，形成全新的理工融合的創新型教育課程體系。

專業基礎課設置了激光原理，高等光學；光纖通信原理，非線性光學，光波導理論；量子光學以及工程光學四類理論基礎課。按照專業基礎課的設計分類，相應地調整了專業必修課和專業選修課的設置類別。對應于專業基礎課，專業必修課也設置了四個門類，分別是：光電檢查技術，微弱光信號檢查及處理，光電圖像處理；光纖傳感技術，光孤子通信技術，渦旋光通信技術；量子通信原理，腔光力學，量子傳感技術；光學系統設計，光學測井技術，激光器設計。同樣，專業選修課也分別設置了四個類型：現代信號處理技術，光電功能材料；現代傳感器原理，非線性動力學；量子計算，量子度量；應用光學，介觀表征儀器原理。圖1給出課程體系示意圖。

從圖1中可以看出，專業基礎課大致分為光學類，光傳感類，量光類及工程光學類，這幾類基礎課都是以理論研究為突出特點的，主要是注重培養學生的理論基礎。專業必修課分別設置了信號檢測和圖像處理類，光纖傳感及光通信類，量子通信和量子傳感類以及光學設計類。這些必修課是專業基礎課的應用拓展，著重培養學生的應用創新實踐能力，是結合理論基礎課而設立的實踐課，理論與實踐自然融合，自然統一。另外，為了鞏固前述課程的基礎和加強科技前沿動態的引領，選修課中分別設置了現代信號處理和傳感的新進展，引入了與量子相關的科技前沿理論，增設了應用光學類和非線性動力學類等基礎課程，這部分內容起到查漏補缺的作用，學生可以根據自己的研究方向、所選基礎課和必修課的不足，有目的地選擇適合自己方向的課程。

課程的調整，使得物理與電子工程學院光學工程類研究生課程體系更具條理性和針對性，課程設置結構更合理，課程間的知識點前后銜接更加緊密，課程間的過渡更和諧。課程體系的設置使得理論和實踐自然銜接，達到了水到渠成的功效。課程體系的設置也體現了研究生培養方向，即信號檢測類、光傳感類、量子信息類和光學設計類四個方向。因此，這種按照培養方向創新地將理論課與實踐課渾然天成的課程體系是呼應新工科背景下創新教育目標的，是新時代背景下教育創新的具體體現。

四、建立素質過硬的研究生授課教師隊伍

渾然天成的課程體系需要素質過硬、結構合理的教師隊伍。在課程教學過程中，教師的教學能力和實踐教學能力直接影響著研究生創新能力培養水平。要保證教學質量，培養合格的應用型人才，教師就必須擁有豐富的實踐經驗和較強的理論功底，教師在加強理論功底的同時，還應注重下基層、企業一線，完成相關實踐項目。物理與電子工程學院有理論功底雄厚的物理類教師和實踐能力強的工程類教師。然而，在以往的研究生培養方式下，物理類的教師只為物理方向的研究生上課，工程實踐類教師只為工科類研究生上課，理論與實踐完全脫離，造成這種狀況的客觀因素是系與系間缺乏溝通。根據這種現狀，我們整合了教師資源，系與系間進行了友好溝通，根據研究生專業方向和課程體系設置要求，專業基礎課教師由具有扎實理論功底和豐富教學經驗的物理系教授和副教授承擔，必修課由光學工程專業的具有豐富實踐教學經驗的教授和副教授承擔，同時配備相應的助教來協助教學實踐任務。選修課中根據課程的性質來選擇合適的教師。在課程教學過程中，教師們各負其責，責任明確，相互配合，教學達到理論與實踐相互促進的效果。通過教師隊伍的整合，教師間既增加了溝通，又增進了友誼，還可以取長補短，增強了教師隊伍的綜合實力。這些措施增強了教師隊伍基礎知識的廣博度，加深了專業知識的精深度，增進了導師隊伍的創新度建設，因為只有具有深厚知識基礎和創新能力的教師隊伍才能更好地展開創新教育，更能推動創新人才的培養和創造。

五、建立適合理工結合與創新教育深度融合研究生培養質量保障體系

為了有效提升教學質量，保障教學秩序的順利高效實施，全方位高質量地保障體系是必要的，也是必需的。除了建立完善的教學質量監督和各種規章制度等常規保障體系外，更重要的是建立模塊負責制教學保障體系。具體內容是根據研究方向和課程體系的要求，將研究生的所有課程分為三個模塊，分別是理論教學模塊、實踐教學模塊和創新教學模塊。模塊間相互聯系，相互滲透，交相呼應。每一個教學模塊都指定教學負責人和具體參與教學的成員，一般模塊負責人都是院內相應領域的知名專家和學者。模塊負責人全面負責本模塊課程體系的整體統籌安排，各方面的教學工作協調，組織開展定期的教學研討。三位模塊負責人之間互相溝通，相互學習，相互交流。通過這樣的設置，教學過程中理論和實踐密切聯系在一起，實現理論聯系實際的新型教育模式。各個模塊的教學成員必須自覺遵守本模塊的各項制度，積極主動參與教學和教研活動，按要求完成各階段教學和教研任務。所有教學人員做到認真學習現代教育理論，了解高等教育教學的意義，自覺轉變觀念，加強業務素質的培訓和研究水平的提高。同時教學人員應有較強的責任感和嚴謹的工作態度，認真履行自己的職責。

六、結語

理工結合是多學科交叉的教學形式，更是創新和創造的源動力。創新教育和教育創新需要多學科的融合交叉，學科間的交流、融合和碰撞能產生創新的火花。夯實的理工基礎和創新教育的融合是提高研究生創新能力的必由之路，更是培養研究生創新思維和創新能力的必然選擇。大學應加強教學模式的動態調整，以多學科融合的創新型教育模式來提升研究生的綜合能力，使得高層次、高素質創新型人才的培養上一個新的臺階。

參考文獻：

［1］ 任曉敏，王建坤.高等教育的世紀課題：理工互動與理工融合［J］.中國大學教學， 2000（1）：20.

［2］ 劉春惠，李秀峰，黨傳升.理工融合教育模式的調查與研究［C］//跨入新世紀——電子信息類專業教學改革之路.2005：72.

［3］ 徐雪松，曾智.“雙一流”背景下高校研究生的創新教育問題探索［J］.文化創新比較研究，2019（11）：107.

［4］ 陳翠榮.大學創新教育實施困境的博弈分析［J］.中國高教研究，2014 （7）： 81.

［責任編輯 李永偉］