新質生產力發展要求下校企聯合跨專業交叉融合的實驗班建設模式研究與實踐

摘 要：自黨的十八大以來，建設網絡強國已成為國家核心戰略，而在發展新質生產力的要求下，新工科建設成為主動應對新一輪科技革命與產業變革、支撐“服務創新驅動發展”等一系列國家戰略的關鍵行動。山東大學于2017年在新工科建設領域率先行動，鼓勵校內院系在專業建設上開展改革創新，威海校區在此基礎上建設了“量子信息工程實驗班”。實驗班致力于培養量子信息領域的專業人才，通過整合多專業交叉融合的優勢，更新專業知識體系，并深化與政府、企業在辦學資源上的合作。自創立以來，實驗班取得了長足的進步。然而，隨著實驗班的持續發展，積極探索并持續創新在發展新質生產力要求下的校企聯合、跨專業交叉融合的實驗班建設模式與實踐變得愈發關鍵。本文旨在總結并分析前期的建設經驗及成效，進一步探索實驗班的深層次建設內容和實施路徑，使得實驗班的建設模式更加完善。

關鍵詞：新質生產力；校企聯合；交叉融合；實驗班

新質生產力是在新型社會生產關系與制度體系保障下，以高科技為核心驅

動力、兼具高質量與高效能的新型生產力形態［1］。在新質生產力發展的要求下，如何培養適合新質生產力發展需要的青年人才是目前高校培養教育中的重要問題，新工科建設背景下的交叉融合實驗班建設是一條新的探索途徑［2］。新工科建設是國家為主動應對新一輪科技革命與產業變革、支撐“服務創新驅動發展”等一系列國家戰略而采取的重要舉措。2017年，教育部積極推進，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并印發了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力建設高等教育強國［3］。學校出臺了相關的政策，鼓勵有關學院開展專業建設改革創新，開辦新工科創新實驗班，校區抓住機遇，乘勢而上，在原有專業的改造升級基礎上，建設了“量子信息工程實驗班”，積極加強新工科專業培養方案論證，更新專業知識結構體系，加強與地方政府、行業企業在辦學資源上的合作共享。

實驗班開局建設良好，培養了大批優秀畢業生，同時在學科建設和教學研究中取得許多成績。但隨著實驗班建設不斷深入，積極探索和不斷創新符合新質生產力要求的新工科背景下校企聯合跨專業交叉融合的實驗班建設模式與實踐顯得尤為必要。新模式的研究旨在總結前期建設經驗和分析前期建設效果的基礎上，繼續探索符合新質生產力發展要求的實驗班建設內容和實施路徑，爭取使實驗班建設模式符合新質生產力的發展需要，成為在國內有一定示范作用的本科階段培養量子信息專業學生的實驗班的重要參考。

目前，國外高校和研究機構僅在博士生培養階段開設有量子信息工程專業研究方向，還沒有在本科階段設立培養專業［4］。國內僅在這兩年有為數不多的部分高校開設了量子信息工程相近似專業或實驗班［5］，這部分開設量子信息工程專業的高校設立專業時間較晚，且大多高校都是在物理專業基礎上建設的量子信息專業，偏重在理論研究和量子物理，不同于山東大學實驗班在通信工程專業基礎上建設，偏重于利用通信工程和計算機工程專業知識解決量子信息領域的工程實踐問題、實驗問題和裝備問題。因此，本校校企聯合跨專業交叉融合的實驗班在國內是有著獨特優勢的量子信息工程類實驗班，總結前期建設經驗的基礎上探索符合時代發展要求的新的實驗班建設模式，我們在實驗班建設內容和實施路徑上做了很多重要的探索，并得到了很好的培養成果。

一、實驗班建設內容與實施路徑

（一）培養方案研究

培養方案是實驗班培養學生遵循的基本章程。按照學校人才培養總目標和量子信息產業發展需求，整合共建各方力量，發揮企業在培養人才實習實訓方面的優勢，以及企業對未來人才需求的方向融入新版培養方案的設計中，在前期培養方案的基礎上繼續不斷迭代、更新，按照分工協作、梯次推進、分步實施的原則不斷優化培養方案并實施。校企聯合跨專業交叉融合實驗班培養方案的制訂，由校企雙方共同成立實驗班建設工作組，工作組常設對接聯系人，每年開展兩次實驗班建設工作交流座談，并在充分調研和總結實施情況的基礎上進行培養方案的修訂，使培養方案日臻完善，滿足實驗班人才培養要求。最終將實驗班建設成為一個有機融合了通信工程、計算機科學與技術、量子物理等學科的新型綜合性專業。通過專業學習，學生能夠掌握信息獲取、傳輸與處理等方面的理論、技術及其在量子通信領域的應用；掌握現代通信系統與通信網絡設計、調試和開發的基本方法；接受本專業領域基本的工程訓練。實驗班專業堅持寬口徑、厚基礎的工程教育理念，以培養綜合素質高、理論基礎扎實、動手能力強、具有創新精神和國際視野的應用與開發高級工程技術人才為目標。學生畢業后能在通信、計算機、信息處理及相關領域從事科學研究、產品設計、工程技術、教學和管理等方面的工作。

（二）校企共建課程研究

根據優勢互補、資源共享的原則，與共建單位聯合共建專業課程和實踐課程。專業課程主要以學校建設為主，偏重基礎理論知識的講授和實驗，在課程最后階段加入少量企業課時，以便學生掌握知識的應用場景和完善知識的系統框架。實踐和實習課程主要以企業為主，偏重生產、工藝、管理等方面知識的講授和實驗，課程開展過程中學校教師全程參加，以便學生提高實踐動手能力并做到理論與實踐相結合。實驗班課程設置在符合通信工程類教學質量國家標準的基礎上，突出理論與實踐相結合、多專業交叉融合的特色。課程設置上，不但有傳統通信工程專業下的信號與系統、通信原理、光纖通信和信息論與編碼等課程，還有對應加入的“量子力學”“量子光學”“量子信息論”和“量子通信”等量子技術類課程，充分體現交叉性。在設計實踐實訓類課程時，加入了“網絡空間安全技術”“現代密碼學”“量子信息技術訪學實踐”等多門實踐課程，使培養方案中融入了計算機科學與技術專業、量子信息工程專業和網絡空間安全專業中的多門專業實踐課程，這些課程的加入既體現了交叉融合性，又強調了理論與實踐相結合的重要性，滿足培養高質量前沿交叉復合型人才培養的需求。

（三）培養模式研究

實驗班培養模式設計為在學生大一年級的第二學期進行全校范圍內的選拔招生，可以選拔出理工科專業里最優秀的學生。大一、大二年級主要以通識課、學科平臺基礎課和量子信息技術基礎課為主，配合大量通信工程、計算機科學與技術、量子信息技術等專業方向的認識和導論課程構成，合理安排實驗教學、實踐教學與課堂教學；大三年級開設專業基礎課和專業核心課以及與量子信息產業發展趨勢緊密結合的專業限選課和任選課；大四年級與共建單位共同開設實操類實踐課，高校和企業雙導師指導學生論文寫作。另外，校企聯合培養模式注重“厚基礎、寬口徑、重實踐”的培養理念，強化學生的研究能力和工程實踐能力的雙提升。

實驗班人才培養模式實行雙導師制培養，依托雄厚的校企師資力量，聘請學院各交叉專業范圍內的教授、行業企業專家等擔任班主任和導師，設立學業導師組和科研導師組，在課程學習、自主科研、學業規劃、思想教育、素質教育和心理健康等方面提供引領、指導和幫助，實現全面能力提升的拔尖人才培養。使學生在通信工程、量子信息技術和網絡空間安全等方向大有可為，實現拔尖人才培養目標。

實驗班培養模式的教學培養重在實踐與創新，在教學上鼓勵教師大膽創新教學方法，精心挑選一些專業課程采用研究性和研討式教學模式，將教師講授為主轉變為教師與學生互動相結合，實行教師指導、學生發揮的互動式教學，教師的作用在于引導和啟發，學生自主發現問題、解決問題。在培養過程中，為實驗班搭建了更具針對性、層次較高的實訓實踐機會與平臺。學生在入班后開設專門的量子信息領域認識實習，主要通過在量子技術行業領先的企業和科學技術研究院完成。大二年級暑假期間，學校會安排量子信息技術訪學實踐，主要在量子行業領先的制造業相關企業完成，同時還會進行量子信息技術前沿講座，邀請國內外量子技術方面專家為學生授課。大三年級在原有通信技術專業實習的基礎上還要加入量子信息技術方面的專業實習，這樣構成完整的量子信息技術實訓和實踐鏈條。培養過程中還會穿插加入一些特定的培養環節，例如參加年度全國量子信息技術學術峰會，在聆聽各場頂尖報告的同時也作為志愿者參與部分組會工作。做到前沿科學理論知識和先進實踐經驗雙向培養的有機結合。

（四）實驗室建設研究

為使量子信息工程實驗班順利開展相關實驗，實施相關實踐教學內容，共建雙方聯合建設量子信息技術實驗室。校內建設的實驗室主要以配合專業課程開展配套實驗以及針對學生科創進行科學研究活動為主，這類實驗室致力于讓學生能夠將理論與實踐更好地融合，滿足所有量子相關課程的實驗要求。校外建設的實驗室主要以企業的實訓實習基地和研發中心為主，開展配合實習實訓課程的實驗以及配合生產活動的創新研發實驗，這部分實驗室致力于幫助學生建立廣闊的專業視野并能夠在行業企業現場開展工作的能力，滿足學生在認識實習、專業實習、項目實訓等方面的需求。同時，注重培養和鼓勵學生在實驗室中開展各類學科競賽的備賽工作，目前針對實驗班搭建的學科競賽平臺包括全國大學生智能車競賽平臺、全國大學生電子設計競賽平臺、全國大學生信息安全競賽平臺、全國大學生新一代信息通信技術大賽平臺和全國大學生集成電路創新創業大賽平臺等。在實驗室中開展課程實驗、科研實驗和學科競賽備賽實驗，使實驗室的儀器設備得到最大程度的利用，同時增強了學生實驗室開展各類工作的應用能力，使得學生在課程學習之余充分在專業方面得到了全方位的發展和鍛煉。

（五）現代產業學院建設研究

利用企業共建單位在量子人才培訓中的成功經驗，校企雙方共同建設了實訓平臺。量子信息工程實驗班是學校在量子信息領域與企業深度合作的重要載體。在總結前期積極經驗的基礎上，新模式將不斷深化在聯合制（修）訂人才培養方案、共建實習實踐基地、共建雙師雙能型師資隊伍、聯合開發課程、共同評價人才培養質量等環節全過程協同，爭取依托此載體建設符合時代要求的現代產業學院。抓住量子信息發展的重大戰略機遇，以共建現代產業學院創新與實訓平臺為目標，進一步滿足學生在認識實習、專業實習、項目實訓等方面的需求。

二、實驗班建設模式的特色

（1）通過校企聯合跨專業交叉融合實驗班的不斷建設，推動學校產教深度融合、應用研發創新、全方位人才培養逐步貼近新工科建設要求和新質生產力下全面素質人才培養需求。通過引入多專業資源、行業企業資源，在量子信息技術這一國家大力推動的前瞻性專業領域率先探索一種符合我國國情、校情的新工科實驗班建設模式、培養方案和實施的體制機制。爭取建成在省內，乃至全國有一定示范作用的量子信息新工科實驗班，完成一套對于全國其他高校開設量子信息專業有借鑒意義的培養方案。

（2）通過校企合作、跨專業共建課程，學生可以在通信工程專業基礎之上，增加量子信息技術和網絡空間安全技術方向的專業知識，有利于學生個性化地選擇適合自己的發展方向進行升學、就業和專業發展。盡早接觸企業級的培訓課程，有利于將理論學習與實踐更好地結合，使交叉融合型人才培養的新工科理念付諸實際。通過交叉共建課程的建設，探索出適合交叉融合專業課程設計的新方法和新方案，同時助力該類課程不斷進階，形成一批有推廣和借鑒價值的國家級和省級精品課程，服務于全國的新工科課程建設。

（3）結合專業實驗室建設，開展有特色的科研和實踐項目。實驗室通過一期建設，目前可以開展的實驗包括量子力學基礎實驗、量子糾纏的制備與測量虛擬仿真、量子糾纏源的構建與測量、雙光子干涉與測量、量子保密通信實驗等。在配套課程實驗開展的同時充分利用購置的儀器設備在專業實習、畢業設計等環節開發相關科研、創新項目，使學生廣泛參與通信技術和量子信息技術實踐，探索符合新工科和交叉融合特色的實驗室建設方案。

（4）積極籌建量子信息技術產學研合作平臺，探索依托學院申報和建設現代產業學院。持續與共建單位、行業龍頭企業以及政府地方科技管理部門磋商接洽，引入企業和政府資源共同發展量子信息技術學科，同步推進產學研平臺落地與現代產業學院建設，助力優秀量子信息技術專業人才培養。

結語

新工科背景下，校企聯合跨專業交叉融合的實驗班面向全校理工科在校生進行招生和培養，目前已完成三屆學生的培養，培養成效十分突出。實驗班學生每年獲得國家A類以上學科競賽省級獎勵20項以上，全員參與科研立項或導師科研助理項目，畢業生整體升學率超80%、就業率100%，部分優秀學生進入量子信息國家領先團隊直博培養，鑒于實驗班培養效果突出，實驗班招生規模已經逐年增大，新的實驗班培養模式和實踐方法形成后將惠及更廣大學生群體。全校學生受益的同時，推動全體教師全方位融入產教融合，面向基礎科學前沿研究以及國家重大戰略需求，以通信、計算機、量子學科為基礎，突出學科交叉融合，強化產教深度融合，培養具有堅實通信工程基礎、寬廣前沿交叉科學視野及專業技術研發能力，符合新質生產力發展需要的前沿交叉復合型人才。

參考文獻：

［1］習近平.牢牢把握在國家發展大局中的戰略定位 奮力開創黑龍江高質量發展新局面［N］.人民日報，20230109（1）.

［2］王鳳，萬智萍.新質生產力背景下卓越電子信息拔尖創新人才培養研究與探索［J］.高科技與產業化，2024，339（8）：128130.

［3］耿直.新工科教育漫談與展望［J］.科教文匯，2022（1）：135.

［4］夏方，肖先鋒.美國量子信息科學的政策與挑戰［J］.全球科技經濟瞭望，2024，39（8）：17.

［5］李洋.量子計算人才培養需構建自主教育體系［J］.中國高新技術產業導報，20240812（2）.

基金項目：2023年山東省本科教學改革研究項目面上項目（編號：M2023304）；山東大學（威海）2024年度教學研究與教學改革項目重點項目（編號：Z2024011）

作者簡介：高翔（1983— ），男，漢族，內蒙古包頭人，博士研究生，副教授，碩士生導師，主要從事智能無線電、微波雷達傳感器、6G通信研究。