高校光電專業特色人才培養模式探索與實踐

［摘 要］ 在新工科建設背景下，湖南科技大學光電信息科學與工程專業以發展地方高校特色型本科專業為辦學思路，以培養具有高尚思想品德、扎實理論基礎、優良的工程實踐能力和創新能力的應用型人才為目標，探索和實踐了服務湖南省和珠三角地區智能硬件制造產業發展需求的人才培養模式。經過實踐，切實提高了人才培養質量，招生人數、畢業生深造率、就業率以及在省級以上的競賽中獲獎等方面都取得了優異的成績，并實現了學科與專業的協同發展。

［關鍵詞］ 地方高校；光電專業；人才培養模式；專業特色

［基金項目］ 2020年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“新工科及工程教育認證背景下光電專業雙創型人才培養體系探索”（HNJG-2020-0495）

［作者簡介］ 劉 瓊（1983—），男，湖南衡陽人，光學工程博士，湖南科技大學物理與電子科學學院講師（通信作者），主要從事光纖器件、二維材料光學研究；唐海波（1980—），男，湖南祁東人，光學博士，湖南科技大學物理與電子科學學院講師，主要從事高速光電子器件及教育教學研究；劉明偉（1975—），男，湖南邵陽人，光學博士，湖南科技大學物理與電子科學學院教授，主要從事激光物理及教育教學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）25-0097-04 ［收稿日期］ 2023-06-05

在新工科建設背景下，湖南科技大學光電信息科學與工程專業（以下簡稱“光電專業”）以發展地方高校特色型本科專業為辦學思路，以培養光電智能傳感與通信技術方向的創新型應用人才為培養目標，通過對接新經濟產業需求、優化課程體系，初步形成了符合學校定位、服務地方經濟、具有特色的人才培養方案，形成能適應新經濟發展的專業人才培養方向、培養模式、課程體系、實踐體系等。主要體現在創新了專業人才培養方向、構建了新的課程體系、夯實了基礎課程實驗、突出對學生創新能力的培養等方面。

一、確定人才培養方向

信息技術產業是我國經濟發展的支柱核心產業之一?！吨袊圃?025》中，將信息技術作為重點發展和推進的領域［1］。期望我國能從制造大國向制造強國轉型，從人口紅利向工程師紅利轉變。

信息技術發展迅速，知識半衰期短，產品更新迭代快。近年來，一大批與信息技術相關的新技術、新經濟迅速興起和快速發展，如人工智能、物聯網、機器人、自動駕駛、機器視覺、虛擬現實等。這些新經濟能夠吸納大量信息類專業人才，提供高質量就業崗位，這也對電子信息類專業人才培養提出了如何適應經濟快速變化、如何滿足新經濟對人才知識結構方面的需求等要求［2］。新經濟對光電技術、產業和人才等方面都有重大需求，如人工智能對光子芯片、機器視覺及光電傳感器等方面有巨大需求；物聯網對高精度、高性能的光電傳感器具有廣泛需求；自動駕駛依賴于小型化的固態激光雷達；等等。因此，光電技術已成為信息技術新經濟至關重要的驅動力之一。而作為電子信息類核心專業之一的光電專業，肩負著為國家培養新經濟信息產業人才的重任［3］。

為了提高光電專業的人才培養質量，近年來在電子信息類專業教指委光電教指分委新工科教學改革項目的推動和指引下，國內眾多高校特別是光電強勢學科高校開展了對光電人才培養模式的探索和改革，取得了顯著成效［4-5］。但是部分高校光電專業人才培養仍然存在培養方式同質化、缺乏特色等問題。由于各種因素的限制，相較于綜合性高校，地方高校在辦學條件、師資隊伍、經費預算等方面存在明顯差距。因此要走差異化發展道路，依據國家經濟對人才的需求、地方經濟發展狀況、學校定位、學科專業發展特色等方面確定人才培養方向，形成特色，與綜合性高校人才培養形式優勢互補。光電專業對接湖南省“三高四新”戰略，服務湖南省地區經濟發展、行業人才需求，走應用型發展道路，培養工程能力強、綜合素質高的創新型應用人才。光電專業根據物聯網、智能制造、機器人、人工智能等在信息感知和傳輸方面的需求，提出以光電智能傳感與通信技術為人才培養方向，契合湖南省湘江新區及九華“智造谷”地方經濟發展人才需求，有利于產學研融城發展。

二、優化人才培養方案，建設特色化的課程體系

（一）優化培養方案

根據教育部發布的《普通高等學校本科專業目錄》中對光電專業人才培養的基本要求，結合工程教育認證標準，光電專業修訂完善了人才培養方案，優化了課程體系。本專業服務于湖南省經濟社會發展需求，確定了人才培養目標：圍繞國家制造強國戰略，重點培養先進智能制造相關新經濟新產業急需的光電智能傳感與通信技術工程應用型人才。

（二）課程體系與教學內容

科學合理的課程體系是實現人才培養目標的保證?？茖W合理的課程體系首先要按照學校專業定位，其次要適應光電信息產業的迅速發展，同時兼顧行業發展趨勢。因此光電專業依據培養創新型應用人才的專業定位，按照光電智能傳感與通信技術的人才培養方向，重構了光電專業的理論及實踐課程體系，建設以傳感與通信硬件方向課程為主線、增補智能算法軟件方面課程的綜合性課程體系。理論課程體系主要有以下幾個特點。

1.面向企業需求。通過實地走訪以及就業信息網頁抓取等技術，光電專業對湖南省及珠三角地區用人單位光電人才需求信息進行了整理。整理的企業需求信息既包括傳統的光電就業方向，也包括新經濟中與光電行業息息相關的嵌入式系統、機器視覺、人工智能等就業方向。通過提煉、統計和分析用人單位關于本專業畢業生核心專業知識、技能要求表述中出現的關鍵詞等，將關鍵詞與現在的光電專業培養方案和課程進行匹配分析。根據市場人才需求狀況，確定人才培養目標定位和課程體系，使其符合國家和區域高科技產業發展需求。

2.形成特色，注重交叉融合。光電信息技術是一門涉及物理、光電子、激光、通信技術等多學科的綜合性技術，牽涉面較廣。地方高校資源有限，無法在課程設置中將所有的光電技術面面俱到，要將有限的教學和研究資源投入一個或者幾個課程方向，不追求大而全，要形成特色，與其他高校形式差異化發展。因此光電專業在課程設置上，重點圍繞感知+通信+智能控制三個方向進行，這三個方向即三個點，也可以連成一條線，在智能家居、智能制造、物聯網等新興信息技術行業能糅合到一起。同時在理論課程體系中深度融合光電、智能感知、通信及智能制造中的嵌入式硬件技術。注重與電子信息工程、信息與通信工程、人工智能等學科的交叉融合。增設了“嵌入式系統”“人工智能”“機器學習”“機器視覺自動檢測技術”等前沿交叉課程，新的課程體系如圖1所示。

三、構建多層次的實踐教學體系

實踐教學是提升應用型本科人才培養質量的重要途徑，本專業建立了多層次的實踐教學體系，通過專業課程實驗、光電信息綜合課程設計、創新創業課程及訓練，以及多層次、以學生為中心的學科競賽等培養學生的實踐能力和創新能力。

（一）課程實驗

下大力氣建設實驗課程群。在最新版的培養方案中，通過適當合并或壓縮其他理論課程，增強實踐教學環節，包括選修課程在內已有近20門專業課程有配套實驗課程。逐步增加綜合性開放實驗，這類實驗具有綜合性和設計性的特點，教師不會提供詳細的實驗解決方案及步驟，需要學生自主思考和解決問題，以培養學生的綜合素質和實踐能力。學生在自己所學課堂知識的基礎上完成方案的設計，教師對學生的實驗方案進行審核、指導及修改，學生再進行實驗。這有利于培養學生分析及解決問題的能力。

（二）創新創業訓練

如今，就業形勢日益嚴峻，用人單位不僅關注畢業生的專業知識水平，也關注其工程實踐能力［6］。而部分高校缺少對學生創新創業實踐能力的訓練，這導致企業需求與學生基本素質培養之間脫節。2014年夏季時任國務院總理李克強在達沃斯論壇上提出了“大眾創業、萬眾創新”的戰略［7］。光電專業在這樣的大背景下，將“雙創”教育融入專業教學中，開展了多層次、多結構、以學生為中心的“雙創”教育，同時使用“雙創”教育檢驗學生所學知識情況和解決問題的能力。

1.創新創業實踐基地建設。湖南科技大學與業內知名企業合作建立實踐基地10余個，申報并獲批了智能傳感器與新型傳感材料湖南省重點實驗室、物理與光電技術省級創新創業教育中心等省級實踐中心。為學生的實習實踐提供了良好的環境和基礎。

2.實行本科生學業導師制。實施本科生學業導師制，推行“導師指導+項目實踐”教學方式。遴選具有較強工程背景、責任心強的專業教師擔任本科生學業導師。學業導師的工作包括：（1）為每個本科生制訂個性化學習計劃和方案，幫助學生順利完成學業。（2）對于具有科研想法的學生，學業導師可以將他們吸收到自己的科研項目中，提升學生的科研能力。（3）為學生提供個性化實踐指導，包括學科競賽及大學生創新創業項目等，幫助學生在實踐中增強能力。（4）聯系企業為學生提供實習實訓機會，提高學生的綜合素質和職業競爭力。

3.多層次、以學生為中心的學科競賽。光電專業實施了初階、中階、高階多層次，以學生為中心的學科競賽體系，三階創新訓練模式如圖2所示。通過以學促賽、以賽促學，激發學生的創新創業意識和潛能，以競賽促創新，以創新促就業。每年開展“物電杯”電子設計創新競賽，該賽事分為基礎組和進階組。基礎組只允許大一學生參加，目的是使學生熟練掌握常見儀器的操作、基本的光電實驗原理，為后續的學科競賽等奠定扎實的基礎。每年都有幾十個競技組上百余名選手參賽。“物電杯”電子設計創新競賽不僅增強了學生的動手能力、創新能力，助力了學生的全面發展，也推動了產學研深度融合，促進了湖南省相關產業發展，取得了良好的社會效益。學科競賽是學生開展創新訓練的重要手段，是創新創業教育的重要內容。本專業每年組織學生積極參與各類國家、省級創新創業大賽，并獲得了良好的成績。2019—2021年，共有30余人次獲得省級以上競賽獎勵，10人次獲得國家級競賽獎勵。

本科生的學科競賽及創新創業項目受到了越來越多的重視［6］，但是眾多高校的創新及創業項目嚴重依賴于教師的科研課題及科研條件，甚至很多創新創業項目僅僅是教師課題的一部分或者子課題。創新創業項目立項完全依賴于導師，學生僅僅是完成了教師布置的創新任務。這種方式雖然能夠讓學生了解科學的研究方法，但是學生總體處于被動狀態，不利于激發他們的自主創新意識和創新思維。光電專業的學科競賽及創新創業項目采取“以學生為中心”的方式，學生自由組隊，獨立完成選題、市場調研、需求分析、方案設計等，形成項目報告，經學院、系部審核評審后，學院提供場地、經費及指導支持。學生的科技作品完全由學生自己制作，這能充分調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的自主創新活力。

結語

光電專業立足湖南、面向珠三角地區，為光電信息產業的發展培養了一批“雙創型”人才，受到企業好評。通過在近幾年的辦學過程中一直摸索前行，不斷創新和改進教育教學方法，在招生人數、畢業生深造率、就業率以及在競賽獲獎等方面都取得了優異的成績，研究生錄取率從2019年的18.3%增加到2022年的32.6%，實現了學科與專業的協同發展。

參考文獻

［1］余東華，胡亞男，呂逸楠.新工業革命背景下“中國制造2025”的技術創新路徑和產業選擇研究［J］.天津社會科學，2015（4）：98-107.

［2］馮明庫.面向新工科的光電技術人才培養探索與研究［J］.教育教學論壇，2020（7）：189-192.

［3］王立忠，彭璐，劉微，等.光電專業特色化創新創業人才培養標準的構建與探索［J］.高師理科學刊，2015（9）：90-93.

［4］付福興，趙小俠，王紅英，等.應用型高校光電專業創新創業人才培養模式研究［J］.科技視界，2020（27）：58-59.

［5］陳偉成，謝嘉寧.光電專業人才培養模式及其課程群的創新探析［J］.高教論壇，2020（1）：19-21.

［6］吳金玲.高校雙創教育的協同體系與路徑優化［J］.沈陽農業大學學報（社會科學版），2022（6）：735-739.

［7］李克強：在第八屆夏季達沃斯論壇上的致辭［EB/OL］.（2014-09-11）［2023-05-05］.https：//www.gov.cn/guowuyuan/2014-09/11/content_2748703.htm.

Exploration and Practice of Characteristic Talent Cultivation Model in Optoelectronics Major in Universities： Case Study of Hunan University of Science and Technology

LIU Qiong， TANG Hai-bo， LIU Ming-wei

（School of Physics and Electronic Science， Hunan University of Science and Technology， Xiangtan， Hunan 411201， China）

Abstract： Under the background of the construction of new engineering disciplines， the Optoelectronic Information Science and Engineering major at Hunan University of Science and Technology adopts the educational philosophy of developing characteristic undergraduate majors in local universities. It aims to cultivate applied talents with noble ideological and moral qualities， solid theoretical foundations， excellent engineering practical abilities， and innovation capabilities. The major explores and practices talent cultivation models that serve the development needs of the intelligent hardware manufacturing industry in Hunan Province and the Pearl River Delta region. Through practice， the major has effectively improved the quality of talent cultivation， achieved outstanding results in enrollment， postgraduate entrance rate， employment rate， and competition awards， and realized the coordinated development of disciplines and majors.

Key words： local universities; optoelectronics major; talent cultivation model; specialty characteristics