紅外技術領域協同創新人才培養機制研究

［摘 要］ 紅外技術在國防和工農業領域具有重要的應用價值，隨著“雙創”浪潮和軍民融合的興起，紅外領域的發展日趨緊迫，需要培養更多高素質的專業技術人才來應對挑戰。為了培養優秀的紅外技術人才，推進國防科技協同創新，以創新創業和軍民融合為背景，對紅外領域專業技術人才培養模式進行全面深入的分析和研究，通過對培養機制和教學內容的優化，探索適合我國國情和高等教育人才培養特色的紅外技術領域協同創新人才培養路徑，以期提高紅外技術領域專業技術人才的總體培養水平。

［關鍵詞］ 紅外技術；協同創新；人才培養機制

［基金項目］ 2021年度西安電子科技大學本科教育教學改革研究項目“雙創背景下紅外領域專業技術人才培養機制與教學內容整體優化研究”（C21071）；2022年度西安電子科技大學研究生教育教學改革研究項目“紅外技術領域國防科技協同創新人才培養模式研究”（JGYB2209）；2022年度西安電子科技大學杭州研究院教學改革專項“紅外系統”（XDH22B10）

［作者簡介］ 孫 浩（1988—），男，陜西富縣人，博士，西安電子科技大學光電工程學院副教授（通信作者），主要從事紅外技術研究；王昱程（1987—），男，新疆烏魯木齊人，博士，西安電子科技大學光電工程學院講師，主要從事紅外探測器技術研究；馬向超（1989—），男，河南汝州人，博士，西安電子科技大學光電工程學院副教授，主要從事介質紅外輻射傳輸特性研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）17-0013-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

引言

紅外技術是研究物體紅外輻射在多維空間上經光電熱轉換，產生適合特定任務要求的信號形式，并進行處理和應用的技術，廣泛應用于軍事、航空、環保、醫療等領域［1］。近20年的多次局部沖突和地緣戰爭中，紅外技術都展現了極其強大的戰斗力增幅能力，自2020年以來紅外測溫裝備也在公共區域疫情防控中發揮了巨大作用。隨著技術的不斷更新，相關裝備的性能不斷提升，而成本快速下降，紅外產業的軍民用市場規模持續增長，相應產品需要持續研發創新，對紅外領域專業技術人才的需求越來越迫切，人才缺口也越來越大。

科技是第一生產力，也是核心戰斗力，在科技比拼中，高素質科技創新人才是至為寶貴的戰略資源［2］。要實現有效創新、持續創新，應搶抓機遇、迎頭趕上，努力培養出一大批站在世界科技發展前沿、具備強大創新能力的高素質人才，為在未來科技競爭中奪取優勢奠定人才基礎。而隨著軍民融合深度發展和創新創業驅動發展的協同推進，紅外技術領域協同創新人才供需矛盾日益突出［3］。必須以萬眾創新和軍民融合為引領，將協同創新人才培養根植于國家教育資源的基礎上，加快構建適應我國現代化建設發展趨勢的高等教育教學體系［4］。需要通過優化本科和研究生階段的紅外技術相關課程體系、完善教學內容、創新教學方法、加強教師團隊建設，建立紅外技術領域協同創新人才培養機制，提高高校紅外技術專業人才培養質量和效率。

一、優化課程體系

紅外技術在理工科院校中一般是以紅外物理和紅外技術兩門課程的形式，被分別獨立開設在信息類、光電類、物理類等專業中［5］。由于紅外技術相關知識點涉及紅外輻射的產生、傳輸及探測過程的現象、機理、特征和規律，需要學生具備光學設計、光電系統、信息檢測、半導體物理、計算機等課程的專業基礎，同時需要對相關應用領域具備一定了解。因此，紅外領域的相關專業課程設置應該具有前瞻性和適應性，在課程設置之初，就應該有充分的探究和研究，結合行業發展的趨勢和需求，來制定最佳的課程體系，包括必修課、選修課和實踐課等。

通過數年的教學實踐，結合西安電子科技大學光學工程學科、電子科學與技術以及光電信息科學與工程專業的培養目標，通過開展“雙創”和軍民融合背景下紅外領域協同創新人才培養機制與教學內容整體優化研究，對紅外技術課程體系進行改革和創新，在課程內容結構的安排上采用多線程循序漸進的辦法，在大三第一、第二學期和大四第一學期分別設置“紅外物理”“紅外探測器”“紅外技術”課程，作為光電信息科學與工程、電子科學與技術等專業本科生的必修課程，同時開設“紅外物理與技術”“紅外探測及處理”等專業選修課；在研究生第一學期設置“紅外輻射與傳輸理論”“紅外系統”“紅外成像與應用”課程，作為光學工程等專業研究生的必修課程，同時開設“紅外技術前沿專題”等專業選修課。教師根據不同專業對課程教學內容的要求，依據學生的實際情況選取不同的線程來進行教學，其余章節可供學生根據興趣自主選擇［6］。

協同創新是指在多個領域、多個單位之間形成一種合作關系，集中各方的優勢資源，共同開展創新研究。因此，需要加強高校與企業之間的合作，充分了解市場需求，完善教育體系，使課程內容更加貼合實際需求。在本科階段開設實踐培訓課程和工程實踐課程，使學生通過實踐培訓和工程實踐，深入了解和掌握紅外技術的實踐技能。在研究生階段，開設校企聯合項目研究實踐課程，開展項目研究活動，加強研究生在協同創新中的實踐能力，帶領學生深入研究紅外技術的新發展方向、新產品和新技術。

二、完善教學內容

傳統的課堂授課教學方式和教學內容，只是單方面向學生灌輸書本上的知識點，這種模式下的專業教育與面向紅外技術領域的創新創業教育相脫離，缺乏對學生創新創業能力的培養。協同創新人才培育是一個連續的鏈式過程，體現在“產學研用”的各個環節［7］。因此，可以采用基礎理論與實踐應用相結合的方法，改善紅外技術知識點的全面性，提高紅外技術培養內容結構的多樣性，深化紅外領域教學內容改革。

以紅外物理和紅外技術基礎理論為依據，以軍民用領域紅外技術的應用為手段，優化符合“雙創”和軍民融合背景的紅外技術教學內容。根據相關專業本科和研究生培養方案、培養目標和課程體系，對紅外系統課程的教學內容進行了優化完善，確定以下九個部分的教學內容：

第一部分緒論，概述紅外技術課程的教學目標、教學內容、考核方式、紅外技術的發展歷史、紅外系統的基本組成、類型劃分、主要應用等；第二部分介紹紅外物理基本概念、輻射度學和光度學基礎、熱輻射規律等，介紹典型目標、背景的紅外輻射特性，以及大氣對紅外輻射傳輸的影響；第三部分講授紅外光學系統的構成原理，影響紅外光學系統像質的品質參數和評價方法；介紹典型的反射式系統、折返式系統、折射式系統和輔助光學系統以及光學掃描系統；第四部分講授紅外探測器分類和性能指標，不同類型紅外探測器的性能參數與技術參數，焦平面陣列探測器的工作原理及性能表征參數意義；第五部分討論典型紅外信息檢測和信號處理方法，講授紅外系統信號處理部分對紅外探測器輸出信號所實施的典型處理，包括電信號處理、模數轉換、非均勻性校正、量化與顯示；第六部分講授典型亮度測溫法、全輻射測溫法、比色測溫法等紅外輻射測溫系統的工作原理和主要性能；第七部分以紅外方位探測系統為典型代表，講授紅外點目標探測系統的工作原理和主要性能，典型十字叉及L型探測系統、掃描探測系統的基本構成、工作原理和技術要求；第八部分講授紅外成像系統的發展歷史、結構組成、系統參數，并結合前視紅外成像、紅外搜索與跟蹤、紅外成像制導、紅外成像遙感等具體系統介紹系統的工作機理、成像特性、信息處理；第九部分講授紅外光譜探測系統和紅外制導系統，包括紅外光譜分析、光譜成像探測系統、紅外點源制導系統、紅外成像制導系統以及復合制導技術等。

三、創新教學方法

傳統的單一課堂講授的教學方式已經不能滿足創新創業和軍民融合背景下紅外技術領域協同創新人才培養目標。需要注重學思結合，采用啟發式、探究式、討論式、參與式、融入式教學方法，提高學生在教學過程中的參與性。通過開展案例教學的方法，在介紹理論知識時，結合紅外技術在當前局部戰爭沖突、疫情防控和民用醫療市場的應用情況引出相應的知識點，充分調動學生的積極性。

實踐教學是紅外領域專業技術人才培養機制優化中的關鍵因素。探索產教研合作模式，加強實踐教學，增加課程實踐的內容和課時，保證實踐教學的質量［8］。在確保理解并掌握專業的紅外技術知識之后，可以先在校內設置相應的實踐活動，將理論與實踐進行有機結合。例如，吸納學生參與從事紅外技術相關研究的課題組承擔的橫向課題研究。同時充分利用企業和學校的合作，為學生提供更加優質的教育和實踐環境，也可為企業提供合格的人才。校企雙方進行資源共享，達到優勢互補，這也是協同創新模式最大的優點。在校企合作、協同創新過程中，各方建立起相互信任的關系，實現共同研究、共同決策、共同發展，達到雙贏。

因此，學?？梢酝ㄟ^開展企業實習、“雙創”比賽、產教融合、走訪交流等多種方式，加強與企業的合作，讓學生更加了解企業需求、學習最新技術、較為深入地掌握專業技能。通過實踐教學提高學生將所學理論知識運用到實踐中的能力并積累實踐經驗，為未來走上工作崗位打好基礎。

四、加強教師團隊建設

協同創新人才培養是一項復雜的系統工程，除了優化紅外技術相關課程體系、完善教學內容、創新教學方法之外，還需要加強教師團隊建設，才能構建完善的人才培養體系。教師作為學生的導師，應該具有一定的行業經驗和實踐經驗，能夠貼近實際需求，從而提高教學質量。加強教師團隊建設是實現協同創新人才培養不可或缺的一環，可以從建立多元化的教師團隊、設立指導教師團隊、加強教師培養、統一管理和評價標準、促進教師間的互動交流等方面入手。

相關高?？梢酝ㄟ^組建一支由理論知識扎實的專任教師、行業經驗豐富的兼職教師、提供實踐指導的企業導師、提供全過程輔導的青年助教組成的教學小組或導師團隊，將專業教育與創新創業教育有機結合，建立多元化的教師團隊，保證教學內容的專業性和多樣性，增強團隊的凝聚力和活力；針對協同創新人才培養，建立由優秀教師組成的指導教師團隊，這些指導教師應該有著豐富的紅外領域科研和教學經驗，能夠為創新人才培養提供高質量的指導和幫助；加強教師職業發展的培養，提供更多的職業發展機會和培訓課程，鼓勵教師參加學術會議和專業論壇等活動；建立高效的管理機制和統一的評價標準，使得教師能夠在一個公平公正的環境中工作，并通過激勵機制有效激發教師的積極性和創新性；教師之間的互動和交流對于教師團隊建設來說是至關重要的，可以通過舉辦座談、學術會議、工會活動等，為教師提供一個交流和學習的平臺，促進教師之間的互相學習和合作。這些措施既能夠激勵教師研究更具前沿性和創新性的課題，也可以提高教師團隊的教學水平，為紅外技術領域協同創新人才培養奠定基礎。

總結

本文針對傳統的課堂授課教學方式缺乏對協同創新能力的培養的問題，采用基礎理論與技術應用相交叉的方法，優化紅外技術相關課程體系、完善教學內容、創新教學方法、加強教師團隊建設，深化創新創業和軍民融合背景下紅外領域系統創新人才培養機制與教學內容改革。以期培養出能夠掌握紅外技術基礎理論和實踐技能，能夠參與國防科技協同創新工作，能夠擔任紅外技術領域的管理和研發工作的復合型人才，提高我國面向未來科技競爭的紅外領域專業技術人才培養水平。

參考文獻

［1］張建奇.紅外物理［M］.2版.西安：西安電子科技大學出版社，2013：5-10.

［2］謝超，劉軼丹，王濤.探析高素質科技創新人才培養機理［N］.解放軍報，2021-06-10（7）.

［3］宋浩，李夢娥，趙洪牛.大學生創新創業教育與創業能力培養研究［J］.教育教學論壇，2021（2）：1-4.

［4］卓宏明，苗炳迪.“產學研用”協同創新人才培養研究與實踐：以無人機應用技術專業為例［J］.科技與創新，2022（22）：147-149.

［5］王肖霞，楊風暴，藺素珍.理工融合理念下紅外物理與技術教學內容的改革與實踐［J］.高教論壇，2014（1）：37-40.

［6］楊風暴，王肖霞，藺素珍.理工融合型課程多線程內容結構的探索［J］.高教論壇，2013（12）：60-63.

［7］李湘黔，周德，林琳，等.國防科技工業協同創新人才培養模式研究［J］.科技進步與對策，2018，35（19）：103-108.

［8］薛亞茹，陳沖.以“雙創”為目標，探索產學合作人才培養機制［J］.教育教學論壇，2020（9）：18-19.

Research on Collaborative InnovationTraining Mechanism in Infrared Technology Field

SUN Hao， WANG Yu-cheng， MA Xiang-chao

（School of Optoelectronic Engineering， Xidian University， Xi’an， Shaanxi 710071， China）

Abstract： Infrared technology has important application value in the fields of national defense， industry and agriculture. With the rise of “entrepreneurship and innovation” and civil-military integration， the development of infrared field is increasingly urgent， and more high-quality professional and technical personnel need to be trained to meet the challenges. In order to cultivate outstanding talents in infrared technology and promote collaborative innovation in national defense science and technology， this paper takes innovation and entrepreneurship and military-civilian integration as the background to conduct a comprehensive and in-depth analysis and research on the training mode of professional technical talents in the field of infrared technology. Through the optimization of talent training mode and teaching content， this paper explores the collaborative innovation training method in infrared technology field which is suitable for the situation and conforms to the training characteristics of higher education talents .to improve the overall training level of professional and technical talents in this field.

Key words： infrared technology; collaborative innovation; cultivation mechanism; teaching cont