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新工科背景下光电信息科学与工程专业四维度教学体系探索与实践
摘要:围绕新工科建设要求,本文对光电信息科学与工程专业的教学体系进行了创新性的探索,从人才培养方案制定、课程/课程群建设、虚拟仿真实践教学数字化及校企合作与产教融合四个方面进行了改革研究,探索培养具有创新精神的应用型高素质人才新模式,为光电信息科学与工程专业高质量工程人才培养提供了有效途径。
关键词:光电专业;教学体系;课程群;校企融合
1 引言
新工科简称“3E”,是基于新时代、面向新时代,培养具有创新创造能力的社会主义工程人才而提出的[1]。由于光电信息科学与工程专业所涉及的技术应用领域非常广阔,而且目前对光电专业的人才需求也越来越多,相应的对专业人才培养的能力和效果提出了新的机遇和挑战。因此,在这样的时代背景下,光电专业的教学模式的改革势在必行。光电信息科学与工程专业是一个综合性、交叉性较强的专业,专业课程理论性很强,学习难度也较大,如果没有扎实的物理、数学、光电子和计算机方面的理论基础知识,那么在面对相应的工程技术难题时,就很难产生创新性的思考和想法。同时,如果没有直接面对工程应用问题的经验,就很难直接被企业看中和选择。目前,光电专业教学模式还是传统的教学模式居多,学生对专业的学习和认知非常有限,当然也有以具体实际的工程应用问题为载体进行专题研究性学习,解决学生缺乏自主性和探索性学习的问题,但是该方法也仅局限于课堂,学生的职业能力很难在没有身在具体的工程应用环境中得到提升。可见,传统教师教育人才培养模式面临新的问题与挑战。因此,本文基于新工科背景,构建一套光电信息科学与工程专业的四维度教学新体系。
2. 新工科背景下光电专业四维度教学体系探索与实践
2.1人才培养方案的修订
立足于学校高水平应用型大学定位,基于南京化发展战略、企业人才需求、行业人才优势三个方面,人才培养方案的修订将坚持立德树人,以培养德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人为根本目标[2]。依托新时代光电技术及光电器件/系统的发展,培养一批具有扎实的光电信息科学与工程基本理论和基本技能,能够在光学、光电子学、光通信及相关的电子信息科学等光机电算一体化领域从事创新性产品研发与设计的应用型高级专门工程技术人才。
2.2 课程/课程群建设
新工科要求光电信息科学与工程专业的课程/课程群建设以通识教育课为基础、以专业教育课为核心、以工程实践课为辅助、以工程实践创新课为应用,根据学科—专业—课程之间的关系,强调学科专业特色,通过融合光电信息科学技术“最新发展区”,形成适合行业发展特色的课程群[3]。其中,通识教育课程设置凸显人文通识、学科通识;专业教育课程设置以提高学生光电专业技能为目标,注重学生专业能力的培养;工程实践课程群通过学科交叉融合实现实践教学内容的合理整合,以培养学生分析问题、解决问题能力为目标,突出实践性环节在课程体系中的地位;工程实践创新课程群高度综合专业知识,以工程实践需求为导向、培养学生高质量完成完整课题。课程是教学活动的具体内容,也是人才培养的核心要求;鉴于新形势下新工科人才培养的智育德育要求,光电信息科学与工程专业课程/课程群的建设方案如图1所示,将从通识教育课、专业教育课、工程实践课及工程实践创新课四个方面出发,发展人才培养的新模式。
课程思政建设是光电信息科学与工程专业德育环节的重要组成部分,课程群建设过程中,需根据问题引领、抽象概括、应用新知及拓展延伸四个部分,依托我国军事领域的重大专项,通过将“军事报国”、“工匠精神”等思想融入专业课程,打造爱国报国情怀,通过交叉专业知识,拓展大国重器在前沿科技领域的重要应用,既可以激发学生的学习动力,也可以提升学生的思想境界,德育智育共同促进人才培养新模式如图2所示。
2.3 虚拟仿真实践教学数字化
“新工科”建设除了培养学生光电信息科学与工程实践能力外,还将创新型工程人才作为人才培养的宗旨。鉴于传统实体实验教学设备数量有限、更新速度快、维护成本高等缺点,虚拟仿真教学形式成为近年来流行的新型教学方式[4]。因其具有低成本、实验高重复性及网络化应用优点,近年来被广泛应用于实践教学的各个环节中,本文提出将基于学科交叉、专业交叉、科教融合及产教融合四个方面,完成实践教学数字化,如图3所示。
2.4 校企合作与产教融合
当前,光电信息产业的飞速发展,对人才提出了更高需求,不仅注重理论知识和实践能力,更要注重创新意识和创新能力。坚持教育教学问题导向,采用“校企协同、深度融合”的教育新模式,可以极大限度地挖掘学生的创新能力。以光电信息技术为背景,在光电项目驱动的基础上采用新方法,引入提高学习成效的企业工程实践性课程,建立应用型创新人才培养保障激励机制,提高教育教学质量[5]。可通过选拔科研或工程能力优秀的学生参与学科竞赛及老师的科研项目,实现以培养工程为主兼具科研素养的应用型人才。
三、结束语
面向“新工科”人才培养目标,光电专业的多主体多元化协同育人机制的研究必将是一个需要长期探索和持续改进的过程,其主要核心在于建立一个以学生为主体、科研工程、企业相融合的教学体系。培养兼具较高科学研究和工程应用素养的光电专业综合型人才,从而更好地服务国家科研人才需求,支持本地经济和相关行业的发展,实现光电信息科学与工程专业的持续建设。
参考文献:
[1] 袁帅, 张玲, 吴旭, 等. 数字教育背景下光电专业新工科建设探索[J]. 中国现代教育装备, 2024, 5(433): 74-76.
[2] 钟年丙, 汤斌, 贺媛媛, 等. 光电信息科学与工程专业应用型高级专门人才培养体系建设[J]. 中国现代教育装备, 2023, 11(421): 136-138.
[3] 郭明磊, 吕跃凤, 官邦贵, 等. 新工科背景下光电类专业课程体系改革探讨 [J]. 兴义名族师范学院学报, 2024, 2(1): 114-124.
[4] 田丽萍, 沈令斌.“光电成像原理与技术”课程思政教学方法与策略探究[J]. 读与写杂志, 2022, 10: 13-15.
[5] 岱钦, 郑莹, 乌日娜. 产教融合协同育人背景下人才培养模式探究与实践——以光电信息科学与工程专业为例[J]. 教书育人, 2024, 5(15): 68-70.
作者简介:田丽萍(1990.11—),女,博士,副教授。主要研究方向:超快诊断技术,光电成像技术,光谱技术。
通讯作者:杨慧珍(1973.02—),女,博士,教授。主要研究方向:光电技术与信息处理。
基金项目:金陵科技学院2023年校级教育教改研究课题(教学数字化等专题)(课题名称:新工科背景下光电专业“四个六”全周期协同育人新体系建设,课题编号:JYJG202304); 2024年教育部产学合作协同育人项目(项目编号:231102116132629)。
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