從光電子方向談弱勢學科的專業課程結構設置

李雷+劉海+張勝+張祥軍

摘要：針對礦業院校電子科學與技術這一弱勢學科的發展，面向工程教育專業認證，以光電子方向相關課程設置為典型，討論了課程教學改革的具體思路并給出了相應的做法，包括教學原則、課程結構、課堂教學和實踐訓練。

關鍵詞：教學改革；弱勢學科；工程教育專業認證

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0092-02

一、我校電子科學與技術學科的發展背景

知識經濟時代的教育呼喚適應“寬口徑，厚基礎”的教育觀和學習觀[1]，而工科專業直接面向工礦企業的研發生產，具有很強的實際應用背景，尤其是包括光電子在內的電子科學與技術這類支撐現代社會信息科技的前沿學科，具有專業知識更新快、理論基礎要求高、實踐應用范圍廣等特點，對社會高新技術的發展具有深遠影響，因而培養涵蓋光電子專業基礎的復合應用型人才，也成為社會發展的迫切需要[2，3]。

近年來許多高校先后開設了與光電子相關的專業或專業方向，但受客觀辦學條件和主觀重視程度的影響，各個院校的光電子專業（方向）發展參差不齊，專業課程設置各有差異。中國礦業大學作為以礦業為特色的高等院校，電子科學與技術學科起步較晚且基礎薄弱。本文以礦業院校背景下本學科從無到有至目前近500在校生規模的發展為例，以光電子方向相關課程為切入點，探討如何更好地設置和發展弱勢學科的本科專業課程，面向工程教育專業認證，推動學科發展，實現“寬口徑、厚基礎、重能力、偏應用”的符合社會需要的專業人才培養。

二、合理規劃“光電子”專業課程設置

（一）課程設置要兼顧人才培養和學科發展

電子科學與技術專業所涵蓋學科范圍極廣，是以信息處理為目的，以電子、光電、光子器件為核心，包含物理理論、材料工藝、器件系統等研究內容的完整學科體系。目前我國大部分高校的電子科學與技術本科專業以“微電子”和“光電子”作為主要專業方向，相對于微電子方向的課程內容比較固定單一、本科階段無需配套硬件實驗等情況，光電子方向所面臨的問題要復雜困難得多，其研究領域“廣”、相關課程“雜”、所需硬件儀器“多”，因而合理規劃“光電子”專業課程設置，既可實現專業人才培養，又可推動弱勢學科發展。人才培養和學科發展二者密不可分，人才培養是最終目標，而學科發展是必要途徑，合理地設置和建設專業課程，是學科發展的主要內容，學科發展好了，才有實力更好地實現人才培養目標，進而利用人才優勢和影響，又可更好推動學科發展，形成良性循環。

（二）課程設置以“寬口徑、厚基礎、重能力、偏應用”為指導

針對光電子方向“廣、雜、多”的特點，將其作為電子科學與技術弱勢學科發展的重點方向，從人才培養和學科發展兩方面考慮，制定了“厚基礎、寬口徑、重能力、偏應用”的教學原則，同時也作為光電子技術相關課程設置的指導思路。這一指導思路，既是遵循國家高等教育培養創新人才的指導方針并面向工程教育專業認證[4]，更是適應包括光電子技術在內的電子信息科學發展迅速與交叉融合的特點，同時考慮本學科方向實力較薄弱的現狀和發展解決面臨困難的實際需要。

光電子方向專業課程設置需要滿足“厚基礎、寬口徑”的教學原則。所謂的“光電子”專業方向，廣義上是電子科學與技術之下除微電子學與固體電子學之外的多個二級學科（方向），甚至還包括與其他學科交叉衍生出的學科方向，既要與微電子一起承擔本學科“厚基礎”的教育任務，更要肩負更多的“寬口徑”任務，同時也是著眼于學科長遠發展的必然選擇。光電子方向專業課程設置還應遵循“重能力、偏應用”的教學原則。這尤其適于弱勢學科的實力現狀和發展要求。以我校為例，學科專業體系的基本格局是以工科為主，以礦業為特色，理、工、文、管等多學科協調發展，優勢學科集中在煤炭能源相關的礦建、安全、測繪等領域，在59個本科專業中，2002年首次招生的電子科學與技術專業是典型的弱勢學科，在所屬的信息與電氣工程學院的4個一級學科中，發展落后于電氣工程、信息與通信工程、控制科學與工程等其他3個學科。在本專業設置初期，部分專業課程由其他學科的教師承擔甚至直接采用其他專業的課程，而隨著師資力量的增強和專業課程的調整，目前已形成較為完整的微電子和光電子專業課程體系，但就現階段來看，本專業學生就業后直接從事光電子技術研發的人數很少，絕大多數還是作為光電子技術直接或潛在的使用者。可以說，“重能力”是促進學生就業的實際需要，而“偏應用”是學科基礎薄弱與實力有限的務實之選。

（三）課程體系宜采用多層次三位一體結構且內容環環相扣

針對本專業光電子方向相關專業課程的設置，面向工程教育專業認證，兼顧人才培養和學科發展，遵循“寬口徑、厚基礎、重能力、偏應用”的原則，并廣泛借鑒國內外高校課程設置經驗，采用了核心課程、專業選修/限選課程、其他相關課程的多層次三位一體的課程體系。核心課程包括激光原理與技術（48學時）、半導體物理基礎（40學時）和光電子技術（40學時），專業選修/限選課程包括光電檢測技術（40學時）、半導體光電子器件（32學時）、微波技術（48學時）等，其他相關課程包括電子信息學科概論、學科講座和專業綜合實踐II（微波與光電子）。

本專業學生在第一、二學年已系統學習了通識教育課程、專業大類課程，打下了較為扎實的理論基礎，具有一定的“厚基礎、寬口徑”專業基礎知識體系，且在第一學年開設了《電子信息學科概論》，為學生專業學習提供了方向指引。第三學年學生通過自主選擇由專業類轉入具體專業學習，開設的專業核心課程《激光原理與技術》、《半導體物理基礎》繼續夯實“厚基礎”，而《光電子技術》側重“寬口徑”。第四學年則加入與光電子相關的《光電檢測技術》、《半導體光電子器件》、《微波技術》、《學科講座》，這些課程全部或部分承接了《光電子技術》，進一步加深和拓寬了學生的專業知識體系，從學科實力和學生就業兩方面進行考量，教學原則圍繞“重能力、偏應用”；同時依托優勢學科加強專業綜合實踐教學，設置2周時間的《專業綜合實踐II（微波與光電子）》，采用師生雙向選擇和分組形式，自主選題并完成較綜合的設計，所需設備依托利用國家修購專項等經費而建立的光電子、微電子、微波等實驗室。

三、結論

綜合以上我校專業在光電子方向本科教學改革實踐中的做法和成果，主要有以下心得和建議：（1）在弱勢學科發展中要兼顧人才培養和學科發展，以“寬口徑、厚基礎、重能力、偏應用”的教學原則和思路為指導；（2）課程體系設置，宜采用核心課程、專業選修/限選課程、其他相關課程的多層次三位一體的結構；（3）課程內容設置，符合教學原則，做到環環相扣，課堂教學和實踐環節相輔相成。

參考文獻：

[1]中共中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定[J].人民教育，1999，（07）：4-7，12-13.

[2]明海，陳博，章江英.大力加強光學專業學生的素質教育和創新能力培養——促進光學、光電類高等人才的培養[J].光電子技術與信息，2004，17（04）：15-18.

[3]李林軍，劉艷微，賀澤龍，陳九菊.“卓越工程師教育培養計劃”下電子科學與技術專業實踐教學體系的研究[J].黑龍江教育學院學報，2013，32（02）：67-68.

[4]陸勇.淺談工程教育專業認證與地方本科高校工程教育改革[J].高等工程教育研究，2015，（06）：157-161.