面向拔尖學生的跨學科交叉實踐教學改革探索

陳彥 鄧科 徐利梅 李輝

[摘 要] 針對拔尖學生這一特殊群體，應以跨學科的交叉學習內容和注重實踐的培養方式作為教學手段，通過前沿性、挑戰性技術項目的歷練滿足學生的高階學習需求，全面展開學生選拔、課程內容設置、教師配備、過程控制、榮譽體系構建等多個環節的設計，才能培養出具有開闊視野和創新能力的科技精英人才，同時提供可供借鑒的精英人才培養模式范例。

[關鍵詞] 跨學科;拔尖人才;創新;實踐

[基金項目] 電子科技大學跨學科集成創新人才培養項目支持“面向5G時代的可見光通信驗證系統設計與實現（For英才實驗學院）”（2019KXK029）

[作者簡介] 陳 彥（1978—），女，四川成都人，講師，博士，研究方向為無線光通信、可見光通信與組網。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0182-02? ? [收稿日期] 2019-12-28

一、引言

2005年春節，溫家寶同志在看望錢學森時，錢老問：“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”一句話道出錢老對中國科學的關懷和擔憂。為破解“錢學森之問”，我國教育部聯合中組部、財政部于2009年出臺了“基礎學科拔尖學生培養的試驗計劃”（簡稱“拔尖計劃”），力求在拔尖創新人才培養方面“小范圍、大突破”，為人才強國戰略輸送合格的后備軍，培養具有“創新精神”“全球視野”和“服務社會的覺悟”的拔尖人才成為高等教育的迫切需求。

二、培養方式和手段探討

許多高校針對拔尖學生設立了專門的實驗學院、實驗班、試點班、特色學院、基地班等平臺。如清華大學清華學堂、浙江大學竺可楨學院、電子科技大學的英才實驗學院、武漢大學弘毅學堂等。這些針對本科生進行的精英培養普遍采用單獨組班，配備高水平的師資，提供最優越的學習條件和環境。

電子科技大學2009年成立了英才實驗班項目，吸納報考電子科技大學的拔尖學生展開針對性的精英培養。一開始其培養模式也只是單純以最優師資和學習條件作為保障，對每年招收的50—80名左右的拔尖學生進行專門培養。我國教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，吹響了我國大規模工程教育改革的號角。實踐是創新的重要來源，培養學生的實踐能力已經成為高等教育教學改革的重要方向，也是拔尖人才培養的首要目標。2017年2月教育部再次啟動“新工科”建設計劃，經過兩年的實踐和摸索，形成了以跨學科教育為培養手段的趨勢和共識。

隨著新工科建設的推進，英才班也更名為英才學院，培養方式也發生了轉變。我們認為將跨學科的教學內容與側重實踐的教學形式改革相結合，才能很好的培養學生的創新能力和全球視野。

為此2018年，電子科技大學開始針對英才學院開展“跨學科交叉創新實踐”培育項目，對精英學生以能力塑造為根本目標，以挑戰性科學（或工程）問題為牽引，以多學科知識交叉融合應用為手段，強力推進工程教育向以跨學科為特征、以項目為牽引的教學方式轉變，是培養創新型、引領型人才脫穎而出的趨勢。學習內容應具有前沿、新穎、挑戰、跨學科、跨專業等特點。

三、針對拔尖學生的跨學科交叉創新實踐培養案例分析

把綜合性、跨學科的學習內容和實踐活動結合起來，以此培養學生的實踐和創新能力，是一個涵蓋學生選拔、課程內容設置、教師配備、過程控制、榮譽體系構建的全面計劃。下面就以電子科技大學2019年春季推行的“跨學科交叉創新實踐”項目——“面向5G時代的可見光通信（VLC）驗證系統設計與實現”為例，對上述關鍵環節做具體分析。

（一）學生選拔環節

項目為英才學院大學二年級本科生量身定做，這些學生學習起點高、學習能力和學習愿望強，無須經過額外的選拔，全部可以進入該創新實踐項目的培養。如果是面向全校學生，那么在進入項目學習之前，需要增設選拔環節，選拔那些學習能力和學習愿望都符合要求的學生進入計劃。如果學生不能投入足夠的時間和精力，或者其學習能力不足以應付挑戰性項目的難度，就不能保障最終培養目標的達成。

（二）課程內容設置

項目聚焦于室內可見光通信網絡（面向5G）、室內精確定位與導航等幾個關鍵問題，交叉融合光通信、信息系統、光電子技術、電子工程、系統優化集成等多個學科的知識。同時在該項目的基礎上還能衍生出物聯網等其他智慧城市、智慧家庭的前沿應用，如圖所示。通過理論學習、小組討論、挑戰項目，達到夯實學生的多學科專業知識基礎、和培養學生創新實踐能力的目標。

（三）過程控制

在項目學習過程中，我們將最終目標的達成拆分為階段性目標，以遞進的方式逐漸增加課題的難度，保障所有學生都能至少完成部分內容，獲得與付出對等的收獲。每完成一個難度等級的挑戰課題，標志著學生具有更深、更寬的應用跨學科的知識的能力，給予相應的學分認定。不同能力層次和不同學習目標的學生可以在一系列課題的完成過程中，達到自己的預期。計劃設置A、B、C、D共4個不同難度等級的挑戰課題，不同難度挑戰課題，通過涵蓋的知識寬度和深度可以支撐差異化的能力培養目標。挑戰課題A：室內可見光通信鏈路實現（保證100%通過）;挑戰課題B：室內可見光鏈路優化（保證80%通過）;挑戰課題C：室內可見光組網（保證10%通過）;挑戰課題D：基于室內可見光通信的高級功能實現;方向1：室內可見光精確定位;方向2：室內導航;方向3：面向5G的室內可見光網絡管理;

（四）教師配備

該項目涵蓋多個學科的知識，我們匯集了信息與通信、光電子工程、航空航天以及電子工程等多個相關學院的骨干教師組成教學團隊。尤其針對挑戰項目C、D的指導，我們將安排來自華為的5G網絡工程師，親自對學生進行授課并提供最專業的項目指導。還將安排學生進入華為研發部門進行參觀或者短期實習，體驗目前最先進的工業企業對復雜工程問題的解決方式。

（五）榮譽體系構建

跨學科課程的完成需要學生投入數倍于傳統課程的學習時間和精力，因此，需要一個恰當的榮譽體系來激勵學生投入到這項艱巨的任務中。首先，對完成了所有挑戰難度課題的學生，我們將申請學校教務處授予榮譽證書，作為獎勵。其次，在申請獎學金、研究生招生、出國深造、推薦就業等環節，給予完成挑戰課程的學生一定的優惠政策，保證學生的獲得與實際付出成正比。

四、結論

本項目還在實施當中，我們將密切關注培養的效果，對經驗和教訓進行總結，及時做出調整。拔尖人才的培養是中國特色新型工業化道路、建設創新型國家的迫切需求。針對拔尖人才這一特殊群體和培養挑戰，應以跨學科的交叉學習內容和注重實踐的培養方式作為培養手段，通過前沿性、挑戰性技術項目的歷練滿足學生的高階學習需求，全面展開學生選拔、課程內容設置、教師配備、過程控制、榮譽體系構建等多個環節的設計，才能培養出具有開闊視野和創新能力的科技精英人才，同時提供可供借鑒的精英人才培養模式范例。

參考文獻

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