新工科专业顶尖紧缺人才培养模式的探索

[摘 要] 作为具有多学科交叉融合特点的新工科专业中的光电信息科学与工程专业，在当前国家重大需求和产业经济发展诸多领域中发挥着越来越重要的作用。基于瞄准未来光电战略必争领域的前沿性创新和引领性突破，新工科对光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才在知识、能力、素质、人格和竞争力等方面的需求，提出泛工程人才培养新理念，从家国情怀、理论基础、创新实践、国际视野等维度入手，探索与实践精准培养光电专业顶尖紧缺人才创新模式。

[关键词] 光电信息科学与工程;泛工程人才培养;创新模式

[基金项目] 2020年度教育部第二批新工科研究与实践项目“光电专业未来战略必争领域紧缺人才培养的探索与实践”（E-DZYQ20201418）

[作者简介] 金 鑫（1985—），女，辽宁葫芦岛人，硕士，浙江大学光电科学与工程学院教育教学办副主任，主要从事本科教学管理研究;郑臻荣（1972—），男，江西上饶人，博士，浙江大学光电科学与工程学院教授，博士生导师，主要从事计算光学、自由曲面等研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）37-0009-04 [收稿日期] 2022-01-24

一、形式与新工科背景

当前世界新一轮科技革命和产业变革，以及席卷全球的新经济蓬勃发展，我们正处于信息快速更替的“互联网+”和智能化的时代，培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才，对于我国新经济、新产业的发展显得尤为重要[1-3]。在诸多新工科技术领域中，光电信息技术是人们日常生活和各行各业中广泛运用的专业技术。

光电战略必争领域的技术特征是“高、精、尖”的综合创新，“卡脖子”问题仅靠通用知识、能力是无法解决的，紧缺人才需要具有超强的资源整合和工程创新能力，才能具备未来竞争力。因此，面对光电未来必争领域的人才培养模式进行探索与实践，是十分必要且迫切的，且具有重要的现实意义。本文基于新工科对光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才在知识、能力、素质、人格和竞争力等方面的需求，提出泛工程人才培养新理念。从家国情怀、理论基础、创新实践、国际视野等维度，通过教育德育相结合培育报国情怀，通过厚植理工基础提升创新意识和实践能力，通过精准培养聚焦突破能力，通过多形式境外交流拓展国际视野等，探索与实践精准培养光电专业顶尖紧缺人才的新模式，为其他高等学校光电信息科学与工程专业学生培养提供借鉴和参考。

二、光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才培养模式探索

（一）以家国情怀为导向，提升爱国报国综合素养

教育的根本任务是立德树人，重要使命是服务于中华民族伟大复兴事业。2018年9月，习近平总书记在全国教育大会上的讲话指出，“培养什么人，是教育的首要问题……教育必须把培养社会主义建设者和接班人作为根本任务，培养一代又一代拥护中国共产党领导和我国社会主义制度、立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才。”因此，要始终坚持以立德树人为根本任务，围绕紧缺人才的目标需求，开展新时代爱国主义教育，将爱国主义精神贯穿于光电信息科学与工程专业未来战略必争领域紧缺人才培养的全过程，强调使命意识和担当精神决定为谁培养人。围绕政治认同、国家发展、民族振兴和家国情怀，充分挖掘高校育人第一课堂课程载体所蕴含的爱国主义教育元素，协同推进课程思政和人格教育，实现专业课课程思政全覆盖。通过定期走访国家重大工程、重点单位和杰出校友等，在新一代大学生中持续弘扬“两弹一星”等爱国精神，感悟老一辈科学家勇攀科学高峰的民族品格，强化使命担当、厚植家国情怀，不断增强服务国家的责任感和荣誉感;坚持素质强人，协同推进素质教育与思想政治教育，充分利用“专业教育+思政教育+生涯教育”三位一体的社会实践新范式，激发学生爱国报国的家国情怀、使命意识和担当精神。面向国防军工重点单位建立多个大学生社会实践基地，持续开展主题为“国家的需要，我的追求”就业指导活动，引导学生未来进入国家重点单位工作并能在重点行业和关键技术领域发挥重要作用。

（二）以扎实基础为核心，构建理工融合型课程体系

专业课程体系是进行专业人才培养的主干和出发点，是一切专业课程活动和人才培养所围绕的基本[4]。该培养模式围绕紧缺人才的基础需求，重构本科阶段知识体系和课程设置，强调扎实融合的理工基础决定未来发展潜力。定位光电专业本博贯通顶尖紧缺人才的本科培养阶段，以突破光量子信息、先进光电成像、微纳光子芯片和智能传感等“卡脖子”焦点技术所需知识与能力为导向，通过重构和实施培养方案，强化光电理论及工程的基础知识，构建光电信息科学与工程专业四年制本科课程体系和知识要点;通过优化师资资源和依托学科平台，辅以教学方法改革来强化理工基础知识和创新实践能力培养。课程体系主要由厚植学科基础培养和递进式创新实践培养两部分组成（见图1）。一是构建理工融合的复合课程群，重组核心课、方向课、选修课体系。面向光电战略领域的基础理论要求，建立电磁理论、光电子、光量子相关的系列核心课程，深化光物理基础知识培养;围绕光电焦点技术知识要求，建立光电成像、光电子、光量子、光电检测、光纤传感、计算光学共6个方向的课程群，强化光源—光调制—光传输—光成像—光器件全知识链培养;针对光电领域未来技术的发展需求，建立多元化选修课程群，开展“光+X”多学科交叉培养。二是实施科研育人的递进实践链，设计由浅入深的实践体系。依托课程实验群、大学生科研训练体系和校内外科研平台，强化验证实验、综合实验、探究实验、学科竞赛、深度实践的递进式实践培养，建立认知、综合、探究、创新全过程科研能力培养体系。

（三）以精准育人为目标，实行科产教融合型实践方案

2017年6月，教育部办公厅发布《新工科研究与实践项目指南》，指出要建立政校企等多主体协同育人模式，推进科教结合、产学融合、校企合作的协同育人体制机制改革[5]。只有建立多方合作培训的长效机制，才能实现教学和科研的促进，实现师生之间的互动，实现高校、企业的共赢。在光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才培养模式的探索中，围绕紧缺人才的创新需求，构建沉浸式实践平台，精准培养创新思维和科研能力，强调研究能力和创新意识满足未来战略需求。深化和拓展传统实践教学内涵和外延，结合光电信息科学与工程专业综合实践能力培养的需求，积极探索实践教学主体转变、资源整合、形式创新、环境优化等方面的改革。一是依托国家级研究基地和学科平台的大团队、大项目、大产业优势，以突破焦点技术所需研究能力和创新意识为导向，通过实施长时间、沉浸式实习环节强化创新实践培养，在大项目中真刀真枪开展长时间、沉浸式科研训练，将培养知识综合能力、创新设计能力和工程实践能力贯穿到创新实践环节之中，打造“以研促学、以学助研、研学互动、研学相长”全过程科研育人链条。二是紧密围绕未来战略必争领域光电重大工程创新能力培养要求，制定本科生科研训练计划，精准聚焦高速高分辨成像、微纳光子芯片、光量子技术、智能传感等未来战略必争领域选题，以大团队、大项目、大产业优势为依托，强调逐级递进、科技创新的实践性和挑战性，激发学生科研兴趣和潜能。学生一年级即进入实验室参加科研训练;二年级、三年级开始通过参与重大科研攻关项目，接触学科未来战略领域前沿技术，深化学生理论与实际相结合的能力;通过参与科研训练计划、国创省创、毕业设计等活动，提高学生创新意识和能力;通过参与学科竞赛、创新创业大赛等实践，促进学生知识、能力、素质的协调发展。三是依托国家级科研平台和名校名企联合研究中心，安排学生开展6个月以上的长时间科研实习实践，精准围绕未来战略必争领域的光电重大工程项目，沉浸于真刀真枪的实战环境中。通过沉浸式科研实习实践，使学生既能强化科研能力培养，也能深刻理解未来战略领域行业技术的必争性，提升学生个人发展与国家需求紧密结合的自觉性。

（四）以海外交流为牵引，拓展学生同台竞合的国际视野

适应当代经济社会发展的人才不仅需要掌握跨学科的专业理论知识，同时也要具备国际化交流的眼光和格局，这样才能在国际舞台上有所作为。在光电信息科学与工程顶尖人才培养模式探索过程中，围绕紧缺人才的竞合需求，拓展和完善国际合作交流途径，打造全方位同台竞合的海外交流平台，强调国际视野和交流能力决定未来竞争能力。依托学校国际化资源及学科国家级国际合作联合实验室，从政府—高校—企业三个层次打造全方位、宽领域、深层次、多样化的海外交流平台，培养具有开阔的国际视野、同台竞合的理念和持久竞争实力的时代高才。同时，采取“走出去”和“请进来”相结合的模式，在原有的暑期交流、课程修读、科研实习、毕业设计等海外交流形式的基础上，针对不同年级本科生开设全英文专业课程、开展线上线下国际交流论坛，并积极开拓与世界著名高校、研究机构和企业（如瑞典皇家工学院、美国罗切斯特大学、日本滨松光子学株式会社）签订本科生2个月以上交流项目和联合培养项目协议，同时吸引国际留学生攻读本专业，拓展与其他境外名校名企建立海外交流平台，提高专业的国际影响力。疫情防控期间，通过（不限于）线上科研项目、系列海外院士报告、线上全英文课程等形式，继续开展国际交流，广采博闻、拓展认知，培养学生同台竞技、合作共赢的理念和能力，拓展学生同台竞合型国际视野。

三、结论与展望

光电信息科学与工程专业是支撑战略性新兴产业的新工科专业，其人才培养质量必须满足光电信息世界科技前沿、国家发展战略和产业快速崛起的需求。本文从未来光电战略必争领域前沿性创新和引领性突破的人才需求出发，围绕目标需求、基础需求、创新需求、竞合需求等方面，探索和实践了光电信息科学与工程专业顶尖紧缺人才创新培养模式。该模式充分发挥学科优势，对接国家战略需求，通过课内外、校内外、境内外三环协同的方式，整合专业、学科、社会、国际等多方资源，培养学生集家国情怀、知识能力、创新能力、国际视野于一体的综合素质，实现面向未来战略必争领域光电专业精准培养的长期目标。该模式将依托中国光学学会光学教育专业委员会等平台进行推广辐射，包括（并不限于）培养方案、课程体系、沉浸式实践、精准育人等方案、模式、案例，受益面为所有高等学校光电信息科学与工程专业，也希望为其他新工科专业学生的培养提供实践案例和有益经验。

参考文献

[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[2]秦进平，刘海成，张鹏.基于行业学院建设构建方协同育人的人才培养模式[J].教育现代化，2020，7（3）：1-2+18.

[3]百度百科.新工科[EB/OL].[2021-03-20].https：//baike.baidu.com/item/%E6%96%B0%E5%B7%A5%E7%A7%91.

[4]王凯，钟淑娟.“光电信息科学与工程”专业建设的探索与思考[J].中国设备工程，2021（15）：140-141.

[5]教育部办公厅.关于推荐新工科研究与实践项目的通知：教高厅函〔2017〕33号[A/OL].（2017-06-21）[2021-03-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201707/t20170703_308464.html.

Exploration on the Training Mode of Top and Short-in-supply Professional Talents under the Background of “Emerging Engineering Education”： Taking the Optoelectronic Information Science and Engineering Specialty as an Example

JIN Xin， ZHENG Zhen-rong

（College of Optical Science and Engineering， Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310063， China）

Abstract： As a specialty of “emerging engineering education” with the characteristics of multi-discipline crossing and integration， the specialty of Optoelectronic Information Science and Engineering is playing an increasingly important role in the current major national needs and many fields of industrial economic development. Aiming at the cutting-edge innovation and the leading breakthrough in the field of optoelectronic strategy in the future， and based on the demand of “emerging engineering education” for top talents in the specialty of optoelectronic information science and engineering in terms of knowledge， ability， quality， personality， and competitiveness， this paper proposes puts forward a new concept of pan-engineering talent training， and explores a new mode for accurately training top-notch talents in optoelectronics specialties form the aspects of patriotism， theoretical basis， innovative practice， and international vision.

Key words： optoelectronic information science and engineering; pan-engineering talent training; innovation mode