新工科背景下光电专业人才培养模式探索

摘  要：世界形势在新型冠状病毒感染疫情影响下发生翻天覆地的变化，为应对百年未有之大变局，抓住科技革命和产业变革的战略机遇，加速以国内大循环为主、国内国际双循环相互促进的新发展格局，实现“中国制造2025”，保障新工科背景下光电专业人才的培养质量，分析目前光电专业人才的培养现状，提出“塑造品格、传授知识、培养能力”的素质人才培养结构，以产业需求为导向，探索并构建“产学研”一体的创新型人才培养体系。结果表明，光电专业人才的培养应从“工程教育”回归人才本质，从品格、知识和能力三方面培养并提高人才的综合素质；以自由发展转向产业需求为导向，从国家需求出发，培养专业人才，增强光电技术与市场需求的融合度，提高学生在光电产业领域内的应用能力；应着重培养学生的学习、创新、工程应用三项能力。

关键词：新工科；光电专业；人才培养；产业需求；创新能力

中图分类号：C961      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）20-0171-04

Abstract： The world situation has undergone earth-shaking changes with the influence of the COVID-19. In order to deal with the major changes， we should seize the strategic opportunities of technological revolution and industrial transformation to accelerate the new development of domestic and international cycles. In order to achieve "Made in China 2025" and guarantee the training quality of optoelectronic professionals under the background of new engineering， the current situation of optoelectronic professionals training was analyzed， and the quality structure of "shaping character， imparting knowledge， and cultivating ability" was proposed to meet the needs of the industry. As a guide， we have explored and built an innovative talent training system integrating  "industry-university-research". The results show that the cultivation of optoelectronic professionals should return to the essence of talents from "Engineering Education"， cultivate and improve the overall quality of talents from three aspects of character， knowledge， and ability， guiding free development to industry needs， and cultivate professional talents based on national needs. To enhance the integration of optoelectronic technology and market demand， improve students' ability in the field of optoelectronics industry， we should focus on students' learning ability， innovation ability， engineering application.

Keywords： new engineering; optoelectronics; talent training; industrial demand; innovation ability

基金项目：光电教指分委2020年教育教学研究“新工科”项目“面向新发展格局的新工科人才的创新创业能力培养探索”（光电教指分委【2021】1号）

第一作者简介：李施（1992-），男，汉族，吉林白城人，博士，讲师，先进激光研究团队主要成员。研究方向为光纤激光器，大学物理课程讲授、本科生专业教育和研究生产学研培养体系等。

*通信作者：王鹏飞（1977-），男，汉族，吉林通化人，博士，教授，2015年入选“海外高层次人才引进计划”青年项目（择优批次）。研究方向为激光玻璃材料，中红外光纤激光器和海洋光学传感器件等及生产学研培养体系。

现代科学技术的飞速发展对现代化教育理念和模式提出更高的要求。如何在完善基础教育课程体系的基础上融入研究型和产业型学习是目前世界各国教学创新改革的重要特征，也已经成为了我国高等教育创新改革的重要方向。传统的课堂教学更加注重知识的传授，如何在新时代新背景下实现对学生创新精神和实践能力的培养，是现代创新人才培养体系的重要环节。近年来，为了适应日新月异的科技发展，面对新工科人才培养和产业发展的需要，人才培养模式的改革和创新已经成为了当前高等教育研究领域的热门方向。现代化科技的发展对于专业技术人才的需求越来越多，要求也越来越高[1-2]。仅仅掌握知识，在工作中适应现代化需求和工作技能的传统人才培养模式，已经远远无法适应新时代、新市场、新潮流对于专业人才的要求。刚刚毕业的研究生甚至本科生进入工作岗位后，立即能够胜任具有相当专业程度的实际工作是目前产业发展的基本要求，然而这往往是十分困难的。这对于大学生在高校的学习阶段，不仅要熟练掌握专业知识，同时对创新能力和实践能力提出了更高的要求。

目前，我国正在实施“中国制造2025”重大战略规划，从事高精尖技术开发，渴求知识创新、谋求产业升级的机构和企业如雨后春笋，对于专业人才的需求也越来越大。为了应对新形式新发展，国务院印发了《“十三五”国家科技创新规划》，强调要积极开展创新创业活动，尤其是以光电产业为代表的专业技术领域。攻克核心问题、掌握核心技术、解决“卡脖子”问题是国家发展的新方向，也为高校和企业的未来指明了道路。在这样的国内国际大背景下，教育部于2017年提出了新工科战略，要求各专业建立新工科人才培养的新理念、新目标、新模式，培养能够适应未来、适应工程发展需求的懂科学、有技术、干工程的综合性人才；2018年，教育部办公厅又发布了《教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》以及《高等学校人工智能创新行动计划》等通知，大力推进新工科教育的建设与发展；2020年，教育部又战略性地在全国各地高等教育学校建设了一批未来技术学院，面向国际一流的高精尖技术发起冲击，推动高校加快体制创新与人才发展。

高等院校的各个专业，尤其是重点建设学科，对于专业的基础课程与核心课程都开展了广泛且深入的教学研究[3-5]。诸如光电、生物技术、激光技术等专业性较强的学科，掌握基础知识是对学生素质的基本要求。然而，这些课程往往理论性很强，抽象概念很多，学生理解具有一定困难，如果没有相关专业基础或实际操作经验，很难把与工程或产业需求相关的技术工作做好并产生创新想法。只依靠课堂授课，学生很难对基础知识理解深入，也不利于知识面的拓展。面对新形势新背景对新型专业人才的新需求，这就要求高校教学在人才培养的过程中十分重视研究性教学，能够将理论学习和工程实践有机结合，建立在工程实践中学习理论、应用理论、理解理论的渠道，引导学生进行更有实际效力的研究性学习，在学习过程中潜移默化影响学生对专业的认知，培养对专业学习的热情，进而培养学生的创新能力，能够让学生真正学以致用，学习到的知识和能力能够适应产业需求，在未来就业上表现出更多的灵活性。

光电专业正是一个十分具有代表性的新工科专业，这要求相关专业人才培养模式的改革和探索越来越深入[6]。探索新工科人才培养模式，需要面向新兴产业和本地区发展的需求调整人才培养的结构和质量。哈尔滨工程大学在新工科人才培养、课堂教学与专业实践相结合、探索构建“产学研”一体的创新型人才培养体系等方向进行了较为深入的研究探索。这种能够让学生掌握专业基础知识又懂得学以致用的教学改革是十分有效且必要的。本文结合光电专业人才培养现状，提出了“塑造品格、传授知识、培养能力”的素质人才培养结构，以产业需求为导向，探索并构建了“产学研”一体的创新型人才培养体系，以期能够为光电专业建设与人才培养提供指导作用。

一  光电专业人才培养存在的问题

（一）  人才培养理念亟待提高

传统的光电专业人才培养都是以学科导向为基础，以教师讲授为主要教学手段，教学过程注重知识传授，与工程实践和产业需求脱节严重。人才培养以学科体系为保障，通过考试成绩来考察学生学习情况。而新形势下新工科专业人才对人才的专业水平和实践能力提出了全新的要求，传统的人才培养模式已经远远无法满足人才培养的需求。新工科专业人才需要面向新兴产业和本地区发展的需求，培养基础理论扎实、动手能力强、创新思维活跃的新型人才，应着重强调综合能力，适应新型经济发展。

（二）  课程设计方案存在缺陷

光电专业是一门涉及数学、物理、光学和工程的综合性学科，其应用范围涉及到了人类生活、生产的各个方面，从民生产业到高精尖科技无处不在。这就要求光电专业培养的人才既需要掌握领域内的专业基础知识，同时也要具备交叉学科的学习能力、实践应用能力，并能够交叉运用。然而，传统的光电专业课程体系主要由基础理论知识、专业知识和实践创新构成。专业知识体系主要由学科知识体系构建而成，不仅缺乏对当前形势当前背景下的思考，也缺少多学科知识的交叉融合。在光电人才培养方面，仅仅学习了基础理论知识，缺乏当前科技发展，光电材料，激光技术等高精尖专业技术学习和应用。

（三）  实践能力与创新能力不足

光电专业人才培养最终的目的是利用知识和能力来解决光电领域的实际问题，推动企业发展，产业进步，最终实现国家在光电领域的长足进步。因此在教学过程中培养学生的实践能力和创新能力是目前亟待解决的重要问题。目前光电专业知识点复杂繁多，涉及知识门类十分广泛，各高校普遍根据自身办学特色编制教材，内容机械重复且质量不高，导致经典教材较少，编写难度也很大。而且在实际教学过程中，由于经费限制，多数高校无法建立完善的实验实践体系，导致学生很少接触设计型和实践型教学课程，创新能力和实践能力较弱。同时未能与本地企业建立良效的校企联合培养机制，不仅导致学生现场实训水平不足，应用能力较弱，也导致学生毕业后基础知识无法转化为实际应用能力，无法达到本地用人单位要求，影响学生就业发展。

二  光电专业人才培养培养模式的探索

为了培养符合新工科建设的光电专业人才，提出了“塑造品格、传授知识、培养能力”的素质人才培养结构；建立全方位立体的专业课程体系，传授学生并培养学生的光电专业知识体系，保证学生在光电科学与工程等相关领域形成职业竞争力；以产业需求为导向，探索并构建 “产学研”一体的创新型人才培养体系（图1）。

（一）  素质人才培养结构

新时代大学生是社会主义事业的建设者和接班人，这对高校素质教育提出了更高的要求。专业人才的培养不仅要注重知识和技能的掌握应用，还要重点关注人才品格和新年的培养。一个人的品行直接决定了其社会价值。因此面向新时代的素质人才培养结构应该是先树人，再授业，品德与能力并重，通过“塑造品格、树立信念、传授知识、培养能力”四位一体的全新培养模式，培养符合新工科要求的光电专业人才。