红外技术领域协同创新人才培养机制研究

［摘 要］ 红外技术在国防和工农业领域具有重要的应用价值，随着“双创”浪潮和军民融合的兴起，红外领域的发展日趋紧迫，需要培养更多高素质的专业技术人才来应对挑战。为了培养优秀的红外技术人才，推进国防科技协同创新，以创新创业和军民融合为背景，对红外领域专业技术人才培养模式进行全面深入的分析和研究，通过对培养机制和教学内容的优化，探索适合我国国情和高等教育人才培养特色的红外技术领域协同创新人才培养路径，以期提高红外技术领域专业技术人才的总体培养水平。

［关键词］ 红外技术；协同创新；人才培养机制

［基金项目］ 2021年度西安电子科技大学本科教育教学改革研究项目“双创背景下红外领域专业技术人才培养机制与教学内容整体优化研究”（C21071）；2022年度西安电子科技大学研究生教育教学改革研究项目“红外技术领域国防科技协同创新人才培养模式研究”（JGYB2209）；2022年度西安电子科技大学杭州研究院教学改革专项“红外系统”（XDH22B10）

［作者简介］ 孙 浩（1988—），男，陕西富县人，博士，西安电子科技大学光电工程学院副教授（通信作者），主要从事红外技术研究；王昱程（1987—），男，新疆乌鲁木齐人，博士，西安电子科技大学光电工程学院讲师，主要从事红外探测器技术研究；马向超（1989—），男，河南汝州人，博士，西安电子科技大学光电工程学院副教授，主要从事介质红外辐射传输特性研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）17-0013-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

引言

红外技术是研究物体红外辐射在多维空间上经光电热转换，产生适合特定任务要求的信号形式，并进行处理和应用的技术，广泛应用于军事、航空、环保、医疗等领域［1］。近20年的多次局部冲突和地缘战争中，红外技术都展现了极其强大的战斗力增幅能力，自2020年以来红外测温装备也在公共区域疫情防控中发挥了巨大作用。随着技术的不断更新，相关装备的性能不断提升，而成本快速下降，红外产业的军民用市场规模持续增长，相应产品需要持续研发创新，对红外领域专业技术人才的需求越来越迫切，人才缺口也越来越大。

科技是第一生产力，也是核心战斗力，在科技比拼中，高素质科技创新人才是至为宝贵的战略资源［2］。要实现有效创新、持续创新，应抢抓机遇、迎头赶上，努力培养出一大批站在世界科技发展前沿、具备强大创新能力的高素质人才，为在未来科技竞争中夺取优势奠定人才基础。而随着军民融合深度发展和创新创业驱动发展的协同推进，红外技术领域协同创新人才供需矛盾日益突出［3］。必须以万众创新和军民融合为引领，将协同创新人才培养根植于国家教育资源的基础上，加快构建适应我国现代化建设发展趋势的高等教育教学体系［4］。需要通过优化本科和研究生阶段的红外技术相关课程体系、完善教学内容、创新教学方法、加强教师团队建设，建立红外技术领域协同创新人才培养机制，提高高校红外技术专业人才培养质量和效率。

一、优化课程体系

红外技术在理工科院校中一般是以红外物理和红外技术两门课程的形式，被分别独立开设在信息类、光电类、物理类等专业中［5］。由于红外技术相关知识点涉及红外辐射的产生、传输及探测过程的现象、机理、特征和规律，需要学生具备光学设计、光电系统、信息检测、半导体物理、计算机等课程的专业基础，同时需要对相关应用领域具备一定了解。因此，红外领域的相关专业课程设置应该具有前瞻性和适应性，在课程设置之初，就应该有充分的探究和研究，结合行业发展的趋势和需求，来制定最佳的课程体系，包括必修课、选修课和实践课等。

通过数年的教学实践，结合西安电子科技大学光学工程学科、电子科学与技术以及光电信息科学与工程专业的培养目标，通过开展“双创”和军民融合背景下红外领域协同创新人才培养机制与教学内容整体优化研究，对红外技术课程体系进行改革和创新，在课程内容结构的安排上采用多线程循序渐进的办法，在大三第一、第二学期和大四第一学期分别设置“红外物理”“红外探测器”“红外技术”课程，作为光电信息科学与工程、电子科学与技术等专业本科生的必修课程，同时开设“红外物理与技术”“红外探测及处理”等专业选修课；在研究生第一学期设置“红外辐射与传输理论”“红外系统”“红外成像与应用”课程，作为光学工程等专业研究生的必修课程，同时开设“红外技术前沿专题”等专业选修课。教师根据不同专业对课程教学内容的要求，依据学生的实际情况选取不同的线程来进行教学，其余章节可供学生根据兴趣自主选择［6］。

协同创新是指在多个领域、多个单位之间形成一种合作关系，集中各方的优势资源，共同开展创新研究。因此，需要加强高校与企业之间的合作，充分了解市场需求，完善教育体系，使课程内容更加贴合实际需求。在本科阶段开设实践培训课程和工程实践课程，使学生通过实践培训和工程实践，深入了解和掌握红外技术的实践技能。在研究生阶段，开设校企联合项目研究实践课程，开展项目研究活动，加强研究生在协同创新中的实践能力，带领学生深入研究红外技术的新发展方向、新产品和新技术。

二、完善教学内容

传统的课堂授课教学方式和教学内容，只是单方面向学生灌输书本上的知识点，这种模式下的专业教育与面向红外技术领域的创新创业教育相脱离，缺乏对学生创新创业能力的培养。协同创新人才培育是一个连续的链式过程，体现在“产学研用”的各个环节［7］。因此，可以采用基础理论与实践应用相结合的方法，改善红外技术知识点的全面性，提高红外技术培养内容结构的多样性，深化红外领域教学内容改革。

以红外物理和红外技术基础理论为依据，以军民用领域红外技术的应用为手段，优化符合“双创”和军民融合背景的红外技术教学内容。根据相关专业本科和研究生培养方案、培养目标和课程体系，对红外系统课程的教学内容进行了优化完善，确定以下九个部分的教学内容：

第一部分绪论，概述红外技术课程的教学目标、教学内容、考核方式、红外技术的发展历史、红外系统的基本组成、类型划分、主要应用等；第二部分介绍红外物理基本概念、辐射度学和光度学基础、热辐射规律等，介绍典型目标、背景的红外辐射特性，以及大气对红外辐射传输的影响；第三部分讲授红外光学系统的构成原理，影响红外光学系统像质的品质参数和评价方法；介绍典型的反射式系统、折返式系统、折射式系统和辅助光学系统以及光学扫描系统；第四部分讲授红外探测器分类和性能指标，不同类型红外探测器的性能参数与技术参数，焦平面阵列探测器的工作原理及性能表征参数意义；第五部分讨论典型红外信息检测和信号处理方法，讲授红外系统信号处理部分对红外探测器输出信号所实施的典型处理，包括电信号处理、模数转换、非均匀性校正、量化与显示；第六部分讲授典型亮度测温法、全辐射测温法、比色测温法等红外辐射测温系统的工作原理和主要性能；第七部分以红外方位探测系统为典型代表，讲授红外点目标探测系统的工作原理和主要性能，典型十字叉及L型探测系统、扫描探测系统的基本构成、工作原理和技术要求；第八部分讲授红外成像系统的发展历史、结构组成、系统参数，并结合前视红外成像、红外搜索与跟踪、红外成像制导、红外成像遥感等具体系统介绍系统的工作机理、成像特性、信息处理；第九部分讲授红外光谱探测系统和红外制导系统，包括红外光谱分析、光谱成像探测系统、红外点源制导系统、红外成像制导系统以及复合制导技术等。

三、创新教学方法

传统的单一课堂讲授的教学方式已经不能满足创新创业和军民融合背景下红外技术领域协同创新人才培养目标。需要注重学思结合，采用启发式、探究式、讨论式、参与式、融入式教学方法，提高学生在教学过程中的参与性。通过开展案例教学的方法，在介绍理论知识时，结合红外技术在当前局部战争冲突、疫情防控和民用医疗市场的应用情况引出相应的知识点，充分调动学生的积极性。

实践教学是红外领域专业技术人才培养机制优化中的关键因素。探索产教研合作模式，加强实践教学，增加课程实践的内容和课时，保证实践教学的质量［8］。在确保理解并掌握专业的红外技术知识之后，可以先在校内设置相应的实践活动，将理论与实践进行有机结合。例如，吸纳学生参与从事红外技术相关研究的课题组承担的横向课题研究。同时充分利用企业和学校的合作，为学生提供更加优质的教育和实践环境，也可为企业提供合格的人才。校企双方进行资源共享，达到优势互补，这也是协同创新模式最大的优点。在校企合作、协同创新过程中，各方建立起相互信任的关系，实现共同研究、共同决策、共同发展，达到双赢。

因此，学校可以通过开展企业实习、“双创”比赛、产教融合、走访交流等多种方式，加强与企业的合作，让学生更加了解企业需求、学习最新技术、较为深入地掌握专业技能。通过实践教学提高学生将所学理论知识运用到实践中的能力并积累实践经验，为未来走上工作岗位打好基础。

四、加强教师团队建设

协同创新人才培养是一项复杂的系统工程，除了优化红外技术相关课程体系、完善教学内容、创新教学方法之外，还需要加强教师团队建设，才能构建完善的人才培养体系。教师作为学生的导师，应该具有一定的行业经验和实践经验，能够贴近实际需求，从而提高教学质量。加强教师团队建设是实现协同创新人才培养不可或缺的一环，可以从建立多元化的教师团队、设立指导教师团队、加强教师培养、统一管理和评价标准、促进教师间的互动交流等方面入手。

相关高校可以通过组建一支由理论知识扎实的专任教师、行业经验丰富的兼职教师、提供实践指导的企业导师、提供全过程辅导的青年助教组成的教学小组或导师团队，将专业教育与创新创业教育有机结合，建立多元化的教师团队，保证教学内容的专业性和多样性，增强团队的凝聚力和活力；针对协同创新人才培养，建立由优秀教师组成的指导教师团队，这些指导教师应该有着丰富的红外领域科研和教学经验，能够为创新人才培养提供高质量的指导和帮助；加强教师职业发展的培养，提供更多的职业发展机会和培训课程，鼓励教师参加学术会议和专业论坛等活动；建立高效的管理机制和统一的评价标准，使得教师能够在一个公平公正的环境中工作，并通过激励机制有效激发教师的积极性和创新性；教师之间的互动和交流对于教师团队建设来说是至关重要的，可以通过举办座谈、学术会议、工会活动等，为教师提供一个交流和学习的平台，促进教师之间的互相学习和合作。这些措施既能够激励教师研究更具前沿性和创新性的课题，也可以提高教师团队的教学水平，为红外技术领域协同创新人才培养奠定基础。

总结

本文针对传统的课堂授课教学方式缺乏对协同创新能力的培养的问题，采用基础理论与技术应用相交叉的方法，优化红外技术相关课程体系、完善教学内容、创新教学方法、加强教师团队建设，深化创新创业和军民融合背景下红外领域系统创新人才培养机制与教学内容改革。以期培养出能够掌握红外技术基础理论和实践技能，能够参与国防科技协同创新工作，能够担任红外技术领域的管理和研发工作的复合型人才，提高我国面向未来科技竞争的红外领域专业技术人才培养水平。

参考文献

［1］张建奇.红外物理［M］.2版.西安：西安电子科技大学出版社，2013：5-10.

［2］谢超，刘轶丹，王涛.探析高素质科技创新人才培养机理［N］.解放军报，2021-06-10（7）.

［3］宋浩，李梦娥，赵洪牛.大学生创新创业教育与创业能力培养研究［J］.教育教学论坛，2021（2）：1-4.

［4］卓宏明，苗炳迪.“产学研用”协同创新人才培养研究与实践：以无人机应用技术专业为例［J］.科技与创新，2022（22）：147-149.

［5］王肖霞，杨风暴，蔺素珍.理工融合理念下红外物理与技术教学内容的改革与实践［J］.高教论坛，2014（1）：37-40.