基于多學科交叉與產教研融合的實踐教學改革
——以電子科學與技術專業為例

林承友，張歡歡

（北京化工大學 數理學院，北京 100029）

新業態、新技術下的新經濟發展，迫切需要大批擁有交叉學科知識、具有較強創新能力和工程實踐能力的工程技術人才[1-5]。多學科交叉是高校提高科研水平的重要途徑，同時也是創新型人才培養的重要方式[6-10]。產教研（產業、教育、研究）融合是高等教育變革與轉型的特征與趨勢，也是高等教育改革的關鍵內容[11-13]。目前，多學科交叉與產教研融合已經成為高校培養創新型、拔尖型、卓越型工程技術人才的重要方法，也是高校推進新工科建設的重要途徑[14-15]。

近年來，北京化工大學電子科學與技術專業（以下簡稱“電科專業”）以新工科建設為引領，通過開展一系列基于多學科交叉與產教研融合的實踐教學改革與實踐，構建了“電科專業”“大實踐”教學體系，打造了具有多學科交叉特色的實踐教學內容，形成了“科教融合”引領的新型實踐教學模式，建立了“三聯三對接”協同育人機制與“產教科創”四維融合式實踐教學平臺，為培養具有多學科交叉融合解決復雜工程問題能力的復合型、創新型新工科人才奠定了良好基礎。

1 “電科專業”實踐教學存在的問題

作為“電科專業”的重要教學環節，實踐教學不僅具有鞏固學生基礎知識和專業知識的作用，同時也是鍛煉學生工程實踐能力、創新能力、解決實際問題能力的關鍵環節。然而，在實踐教學開展過程中，往往會出現實踐教學體系不夠優化、實踐教學內容較為單一、實踐教學平臺支撐不足等問題，具體表現在以下幾個方面：

1.1 實踐教學體系不夠優化

實踐教學往往比較分散，專業實驗與實踐實習課程之間關聯性較弱，沒有形成明顯的合力。同時，作為學生培養的“第二課堂”，學科競賽等科技創新活動對培養和鍛煉學生創新實踐能力與綜合應用能力具有重要作用，但實踐教學與學科競賽之間往往缺乏有效銜接，兩者難以形成相互支撐與相互促進的關系。

1.2 實踐教學內容較為單一

傳統的專業實驗或實習的教學內容，往往為較為單一的知識點，難以適應新經濟形勢對多學科交叉復合型創新人才的需求。學科交叉與科教融合是實現創新人才培養的重要途徑，但當前“電科專業”科技創新以“物理+電子科學與技術”學科交叉為主，交叉學科較為單一，科教融合的廣度和深度不夠。

1.3 實踐教學平臺支撐不足

實踐教學平臺是實踐教學開展的主要基地，傳統的基于專業實驗室的實踐平臺已經無法支撐對學生較強的創新能力、交叉學科知識融合能力、工程實踐能力的培養與鍛煉，迫切需要對實踐教學模式與機制進行改革。

2 實踐教學改革措施

北京化工大學電子科學與技術專業基于“強化課賽結合，深化學科交叉，加強科教融合，推進協同育人”的改革思路，全面開展多學科交叉與產教研融合的“電科專業”創新實踐教學模式研究，以實現對實踐教學體系、科技創新方向改革，以及實踐教學模式、實踐教學平臺的全面優化，提高“電科專業”實踐教學效果與創新人才培養質量，推進新工科背景下電子科學與技術一流本科專業建設。主要舉措如圖1 所示：

圖1 實踐創新教學改革思路

2.1 強化課賽結合，優化實踐教學體系

學科競賽等科技創新活動是實踐教學延伸的重要平臺，是深入推進多學科交叉以及產教研融合的重要抓手。北京化工大學“電科專業”通過加強實踐教學與學科競賽之間的相互銜接、有機結合，推進“專業實驗—實踐課程—科技競賽”一體化建設，構建了“電科專業”“大實踐”教學體系（如圖2 所示），形成了貫通大一到大四的“課賽”融合機制。以光電類實驗、實踐與競賽為例：首先，專業教師通過開展光電子技術等專業課程教學，筑牢學生專業基礎，同時利用專業實驗鍛煉學生基礎光電設計與應用能力；其次，專業教師以“電科專業”創新實踐、生產實習等實踐課程為依托，通過設置光電類實踐項目，系統鍛煉學生綜合應用知識和實踐的能力；最后，專業教師以全國大學生光電設計競賽等學科競賽為載體，對學生開展光電方面的實踐訓練和科研鍛煉，從而達到全面提升學生創新能力與實踐能力的目的。

圖2 “電科專業”“大實踐”教學體系

2.2 深化學科交叉，確定特色科技創新方向

以物理學與電子科學與技術學科發展為依托，以學科交叉為途徑，不斷深化“電科專業”科技創新教育改革。以“物理+電子科學與技術”學科交叉為基礎，拓展學科交叉范圍，實現物理與“電科專業”同材料、生物、化學等多學科的交叉，拓展學科交叉的廣度與深度，確定基于光電技術的高性能生物傳感、基于光譜技術的化學元素分析、基于光學方法的土壤檢測、基于信息處理技術的生物快速檢測、基于新型材料的吸波器件、基于薄膜材料與結構的節能應用等具有“大化工”多學科交叉特色的科技創新方向（如圖3所示）。

圖3 “大化工”多學科交叉的科技創新方向

2.3 加強科教融合，創新實踐教學模式

在“電科專業”實驗與實踐課程中全面推進科教深度融合研究式教學改革，貫徹落實本科生導師制，讓學生直接參與教師負責的科研項目。“電科專業”積極推進科研平臺面向本科生開放，鼓勵學生早進實驗室、早接受科研訓練，開展自主性、創新性、科研型畢業設計，提高創新能力、實踐能力、溝通表達能力，培養科學嚴謹的學術作風。同時，“電科專業”全力推進科研反哺教學工作，以“嚴謹求實、開拓創新”的科研精神完成立德樹人根本任務，以與專業前沿及行業發展結合緊密的科研項目引領實踐創新，從科研內容中提煉與專業相關的研究內容以豐富實踐教學內容，將科研問題分割轉化為鍛煉學生能力的實踐項目，利用科研平臺與實驗條件支撐學生開展實踐創新活動，以科研思維指導實踐教學，實現科研對實踐教學的全面支撐（如圖4所示）。

圖4 “科教融合”式實踐教學模式改革

2.4 推進協同育人，打造優質實踐平臺

“電科專業”以教育部產學研協同育人項目的實施為契機，加強與一線生產企業的交流與合作，建立“三聯三對接”協同育人機制，在實踐課程建設、學生校外實習、重點技術難題攻關等方面實施校、企、政聯合，從而實現學生綜合素養與立德樹人、人才培養與產業需求、實踐能力與崗位要求三個方面的無縫對接，促進學生全面成長。“電科專業”探索“產教科創”四維融合式實踐教學模式，建設校外實習基地、“電科專業”實驗室、科學研究平臺、大學生電子創新中心“四位一體”的實踐教學平臺，為學生開展實踐創新科技活動提供良好的平臺和基礎（如圖5 所示）。

圖5 “四維融合”實踐教學與“四位一體”實踐平臺

3 結語

北京化工大學電子科學與技術專業通過基于多學科交叉與產教研融合的實踐創新教學體系改革，推進“專業實驗—實踐課程—科技競賽”一體化建設，構建了“電科專業”“大實踐”教學體系；依托物理學、電子科學與技術學科發展，以“物理+電子科學與技術”學科交叉為基礎，確定了具有“大化工”多學科交叉特色的科技創新方向；通過在實踐教學中全面貫徹科教融合的教學理念，形成了以科研精神、科研項目、科研內容、科研平臺以及科研思路引領的新型實踐教學模式；通過構建“三聯三對接”協同育人機制與“產教科創”四維融合式實踐教學模式，建設了校外實習基地、電子科學與技術專業實驗室、物理科研平臺、大學生電子創新中心“四位一體”的實踐教學優質平臺，為培養具有多學科交叉融合知識及解決復雜工程問題能力的新工科復合型創新人才奠定了良好基礎。