光电工程本科专业创新人才培养与实践

［摘 要］ 针对珠三角区域光电产业快速发展对创新型人才的需求与高校传统培养方式不匹配的问题，提出了“面向区域产业，培养学生可迁移的知识、能力和技能，促进学生的终身学习和持续发展”理念。通过反向设计构建了“需求导向，强化创新”的光电工程本科专业人才培养体系，组建了“校企协同、专兼结合”的创新教育师资队伍，搭建了“全程多元、分层递进”的实践教学体系和“课程、项目、实践平台、科技小组、社团、竞赛等”多样化的创新人才训练体系，创建了“师生协同、目标导向”的创新人才评价体系，最终建立了与区域经济紧密互动的工程创新人才培养体系，在创新人才培养方面成效显著。

［关键词］ 创新能力；人才培养体系；实践教学体系

［基金项目］ 2019年度广东省高等教育教学改革项目“材料科学与工程特色专业”（GDJX2019006）

［作者简介］ 郝 锐（1977—），男，湖南津市人，博士，五邑大学应用物理与材料学院讲师，系主任，主要从事半导体光电材料与器件研究；范东华（1976—），男，陕西汉中人，博士，五邑大学应用物理与材料学院副院长，教授（通信作者），主要从事光电材料与器件研究。

［中图分类号］ G642.0；C961 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）02-0173-04 ［收稿日期］ 2022-03-17

引言

在知识经济高速发展的今天，培养创新人才抢占创新制高点是提高国家创新实力和发展活力的关键，已经成为国家人才战略的核心［1］。光电产业为国家战略新兴产业，广东省光电产业规模和产值在全国领先，快速发展的产业急需创新人才来支撑。通过对广东省十余家光电企业进行调研，企业普遍反映创新型人才的缺乏是制约企业做强做大的重要因素，希望高校培养出来的学生具有较强的创新思维能力，能使用恰当的工具分析解决光电器件研发、设计、制造、测试等工程实践中的实际问题，具有较强的表达沟通能力、团队合作能力、自主学习能力等。

一、光电专业创新人才培养定位

针对企业的需求，结合五邑大学培养“应用型人才培养特色鲜明，服务地方产业发展能力突出”的人才定位，在综合考虑知识、能力和素质三者关系的基础上，提出了“面向区域产业，培养学生可迁移的知识、能力和技能，促进学生的终身学习和持续发展”的人才培养理念，并在深入研究教育教学环节对光电工程专业创新人才培养的支撑关系基础上，通过反向设计构建了“需求导向，强化创新”的光电工程本科专业人才培养体系，从多个维度突出学生可迁移的知识、能力和技能的训练，注重创新人才培养的系统性和全过程培养。搭建了“全程多元、分层递进”的实践教学体系，将课内外实践有机融合，建立“课程、项目、实践平台、科技小组、社团、竞赛等”多样化的创新人才训练体系，充分利用区域企业这一宝贵资源，强化校企协同育人在创新人才培养中的作用，实现学生创新能力分层次、分阶段、全过程的有效培养；建立了“师生协同、目标导向”的创新人才评价体系，针对不同的教学培养环节，以目标为导向，采用分类别、全过程的评价机制，构建了合理的评价指标，让学生参与部分培养环节的评价，促进学生学习的积极性；组建了“校企协同、专兼结合”的创新教育师资队伍，采用外引内培的方式，不断提高专职教师的工程实践能力，同时，采用校企协同的方式，聘请一批具有丰富企业实践能力的工程师作为兼职教师，优化了师资结构。建立了与区域经济紧密互动的工程创新人才培养体系，在创新人才培养方面取得显著成效，实践结果表明，该套教学体系对学生的全面发展、终身学习和职业发展效果显著。

二、光电专业创新人才培养体系的构建

1.深入行业企业调研，面向产业需求，反向设计人才培养方案，构建了“需求导向，强化创新”的光电专业创新人才培养体系。通过走访和网络调查广东省有代表性的十余家光电企业，拜访国家半导体照明工程研发与发展联盟及江门市光电行业协会，切实了解了光电产业对创新人才的真实要求。以培养符合服务区域经济发展的人才为目标，提出“面向区域产业，培养学生可迁移的知识、能力和技能，促进学生的终身学习和持续发展”的人才培养理念，确定了以培养学生创新能力为核心的人才培养目标。在综合考虑知识、能力和素质三者的关系基础上，对人才培养方案进行反向设计，加强了人文素养教育，新增了光电产品设计课程群，优化了实践教学体系，重组了核心专业课程体系，实现光电工程专业创新人才培养体系的重构，制定了人才培养方案。

建立“问产业需求培养人才”的内涵提升机制，增设了光电产品设计课程群。例如，开设了光学设计、照明设计、散热设计等设计类课程及光电工程应用实例课程，引入企业产品技术开发的实际案例，邀请企业工程师到学校授课，在提高学生使用现代工具解决光电产品设计中复杂工程问题的能力的同时，将企业行业发展的新的动向引入到课程教学，推动课程的不断更新。优化了实践教学体系，构建了“基础实验—专业实践—应用/创新实践”的多样化、多层次、多平台实践教学体系，将实践教学的学分比重增加到30.5%。通过构建物理类、电子类、光电类、光电材料与器件类、光电产品设计类五大课程群，重组了核心专业课程体系，实现光电工程专业创新人才培养体系的重构。

2.以课程教学为载体，建立“动态兼容、持续创新”教学内容更新机制，将能力培养贯穿人才培养的全过程。通过反向设计，将创新思维能力、利用现代工具解决行业复杂工程问题的创新实践能力，以及表达沟通能力、团队合作能力、自主学习能力等的培养合理分解到每一门课程。以课程教学为载体，对学生能力进行有计划、有目的的培养。针对不同的能力目标，设置对应合理的教学环节和考核方式，实现了课程大纲的重构。建立“问技术发展改革内容”的内涵提升机制，促进了人才培养链与产业链、创新链的有效对接。建立一套教师培养机制、教学内容更新机制和质量保障体系，鼓励骨干教师走出校门，走向产业、行业、科研院所，了解光电产业最新的发展技术，通过新增、递进、融合等方式，扩大教学内容体系更新的弹性空间，将先进技术嵌入相关课程，对如光学设计、开关电源等近10门专业课程，每年根据行业发展的情况实现5%～10%左右内容的更新。

3.借助现代技术，采用多样化的教学方式，将创新能力培养贯穿人才培养全过程。强化现代信息技术在教学内容和教学方式上进行深度融合与创新，将VR技术等用于实验教学，有效提高了学生学习积极性和主动性，提高了教学效果。通过超星学习通、蓝墨云等平台，采用项目式、混合式、案例式、翻转课堂等教学方式进行教学改革，将能力培养贯穿人才培养全过程，培养学生解决工程问题的综合能力，激发学生的创新意识、创新思维和创新潜能［2］。通过省级和校级立项，促进教学方法的改革，强化了形成性评价，很好地促进了创新人才的培养。

4.构建了“多途径、多层次、递进式”的实践教学体系。将创新能力的培养分三个阶段（基础阶段、提升阶段、拓展阶段）贯通大学四年。在新生入学教育时给学生种下创新的种子，通过社团和科技小组招新等方式培养学生的创新意识，开启其创新梦想。在大二、大三年级，借助专业实验实训平台和科技训练平台，通过参加或完成教师科研项目、学生科研团队、学科竞赛、创新创业项目等方式实现学生创新技能的训练，形成初步的创新能力。在大四年级，通过校企协同育人平台，或者参与创新创业实践、教师科研成果转化等，实现学生创新能力的提高，推动学生创新能力分阶段、全过程的有效培养。

5.充分利用区位优势，建立“市场需求为导向”的校企协同育人模式，产教深度融合培养本科生。广东省光电产业规模和产值位居全国前列，LED产业群更在全国独占鳌头，聚集了大量的光电类企业，为开展校企协同育人提供了可行性和必要性。先后与50多家光电行业骨干企业建立了产教深度融合创新人才校企联合培养关系，通过整合学校和企业资源，前三年主要在学校学习基础和专业理论，进行基本的专业实验实训，最后一年在企业通过参与企业各类技术、工程项目、业务活动及生产实践，采取校企“双导师制”，主要培养学生的解决复杂工程问题能力、创新实践能力、沟通交流力、自主学习能力及团队合作交流能力等。在整个人才培养过程中，人才培养方案、课程标准、实训基地建设、实践教学等都采用企业与学校共同参与的方式，对学生进行有针对性的培养［3］。例如，针对企业实践学习所在岗位的不同，根据学生的个人兴趣和产业岗位需求，制定个性化培养方案。对学生学习过程的考核由校企双方共同评价，最后的毕业设计（论文）在企业完成，题目全部来源于实践学习的岗位，真题真做，毕业答辩也直接在企业完成。为了保障校企深度协同培养的顺利实施，校企积极探索人才培养方案的制定、过程实施和管理、考核等文件。在培养过程中采取“双导师制”，每年聘请20多名行业和产业的工程师作为学校的校外兼职教师，指导学生企业实践学习。

6.拓展创新人才培养的途径，实现创新人才的有效培养。以加强课外实践教学为抓手，建立一套完整且适用于大规模学生课外科技小组的运行机制培养学生的创新能力。除了培养方案中规定正常的理论知识学习和实践教学环节之外，专业教师将所有的各类科研项目全部向学生开放。通过制定大学生科技创新管理办法，开展国家级、省级、校级创新训练项目立项等规章制度，教师所有的科研项目全部向本科生开放，设立竞赛专项经费等，从制度和经费上保障了大规模学生课外科技小组活动的顺利进行。为了保障每年上百名本科生有序进入实验室开展研究工作，实验室实行全天候开放（包括寒暑假），并制定了一套详细预约管理制度。为了保障实验的安全，还制定了实验室安全建设与管理工作责任体系、实验室化学品化学实验室管理细则、光电子技术实验室管理制度等。

7.建立“师生协同、目标导向”的创新人才评价体系。构建合理的评价体系，可有效促进创新人才的培养。因此，针对不同考核类别，采用不同的评价指标，评价类别分为：理论课、课内实验、实习实训、创新项目、学科竞赛和企业实践等六个类别，每个类别考查的侧重点不同，最终实现有效的创新人才评价方式。在课内实验和理论课程中，主要由教师根据学生的学习过程和学习效果进行评价。在实习实训、创新项目和学科竞赛中，主要由专家（校内或者校外）和指导教师评价，教师注重过程评价，专家注重对报告和答辩过程进行评价，在企业实践中，主要由企业的专家和教师共同评价，强化学生沟通交流能力、自主学习能力、解决工程实践能力、创新实践能力等。在评价过程中，创建多主体分类全过程评价机制，确定了学生参与创新实践活动，教师团队承担实践指导的方式和实施方法。基于团队的师生共同参与、分类别、全过程的评价机制中，评价主体由教师和学生组成，学生的参与过程也是思考学习的过程，并将评价结果反馈给学生，指导他们更好地参加以后创新实践，也更好地促进培养环节和教学模式的持续改进。将教学目标、考核方式和方法明确写入课程大纲，作为课程教学的纲领性文件，让学生明白学什么、怎么学、怎么考，提高学生学习动力，通过建立反馈机制，促进教学质量的稳步提高，更好地推动创新人才的培养。

三、光电专业创新人才培养实施的成效

1.人才培养成效显著，学生创新能力大幅提升。目前该专业在校生总数为470人，近五年学生参与并主持国家级、省级大学生创新训练项目108项，参与教师科研项目45项，参与学生达600余人次。在这些项目的支持下，学生参与专利申请146项（含国际PCT专利4项），授权37项，参与学生达到657人次；参与发表高水平学术论文39篇（SCI收录23篇），参与学生149人次，获得国家级、省级各类科技竞赛奖35项，获奖学生186余人次。在专利申请、论文发表和省级以上获奖达到992人次。

2.培养的人才得到行业企业的认可。培养出来的学生非常受企业的欢迎，10月份，毕业生基本就业完毕。近五年来，考取“985”“211”等高校研究生的比例由2012年的2.5%上升到2018年的10%以上，约600名毕业生中，近50%的学生就职于国星光电等上市光电龙头企业。奥伦德光电股份有限公司提出每年捐资30万元设立奖学金、助学金，鼓励培养更多优秀的学生。在2017年7月，《南方日报》报道，五邑大学应用物理与材料学院的2013级学生张广添在江门市奥伦德光电有限公司进行校企协同培养期间，先后用4个多月的时间，帮助企业成功研发“10”系列光耦，而这款产品性能优异，器件厚度仅为普通光耦的一半，获得了行业的广泛认可。由于人才培养方面卓有成效，被国家半导体产业联盟授予“半导体照明产业人才培养基地”，编写了《半导体照明产业人才培养建设方案及标准》。