学科交叉的大实践协同育人平台构建与应用

邹 艳, 王吉华, 王红梅

(德州学院 物理学与电子信息学院， 山东 德州 253023)



学科交叉的大实践协同育人平台构建与应用

邹 艳, 王吉华, 王红梅

(德州学院 物理学与电子信息学院， 山东 德州 253023)

基于“学科交叉、实践创新、协同育人”的理念，通过多年的研究和探索，搭建了3个层次的大实践协同创新育人平台：省级生物物理教学示范中心为常规实践平台，使实验教学为学生创新实践活动奠定坚实基础；物理创新发明、电子创新设计、生物物理交叉创新和教学技能实训为4个校内学生实践创新平台，提供了培养学生创新能力和实践技能的舞台；与企业和高校院所联合构建了社会实践创新平台，促进了学科交叉渗透，完善了创新人才培养的实践教学体系。同时，形成了“3134”人才培养模式(即3个交叉学科，1个以上项目驱动，3个层次实践创新能力训练，4年实践不断线)，应用于人才培养的全过程，取得了显著成效。

学科交叉； 实践创新； 育人平台

0 引 言

随着我国高等教育进入大众化阶段，高等教育面临发展机遇的同时，也面临着两方面的严峻挑战，一是来自就业的压力；二是市场对大学生应用能力要求的提高[1-3]。普通高校，尤其是地方新建本科院校培养的人才往往存在知识面单一、实践创新能力不足、社会适应能力不强的问题，使得“学科交叉”、“协同创新”成为目前高校人才培养的重要课题[4-6]。德州学院是新建本科院校，物理与电子信息学院是最早的教学院系之一，现有物理学、应用物理学、电子信息工程、电子科学与技术、物联网五个本科专业，经过20年的探索和实践，我们积淀了“学科交叉、实践创新、协同育人”的人才培养理念，搭建了大实践协同创新育人平台，形成了“3134”人才培养模式，在我校学科交叉实践创新人才的培养中取得了显著成效。

1 生物物理交叉学科促进了教育理念的形成

生物物理学科交叉研究及教学工作开始于德州师专时期。1996年，我校教师申请到世行贷款课题，开展了经典物理教学的现代化教学改革研究，开始把物理学与生物学等学科的交叉研究成果渗透到物理学专业的教学中，2000年，物理学成为学校最早成立的4个本科专业之一，在传统课程基础上，开设了生物物理学、生物物理技术、生物信息学和现代生命科学进展等交叉类选修课程，将研究成果与教学内容有机结合，有意识培养学生将物理学与其它学科、前沿技术和应用结合并解决实际问题的思维意识。2005年，基于我院在生物物理研究和教学方面的优势，在全国同类院校率先设立了生物物理方向的应用物理学专业，突出以学科交叉为特色的人才培养模式，面向新兴产业及前沿交叉学科研究，培养了许多优秀人才。多年来，通过开展各类教研活动和参加学术交流等方式，不断提高教师的学科交叉意识，并将学科交叉的人才培养理念渗入到教学中。

2 全面构建大实践协同创新育人平台

2.1 大实践协同创新育人平台发展概况

“山东省生物物理实验教学中心”是构建平台的主要载体。源于1971年的德州师范专科学校物理学实验室，2002年被山东省教育厅授予“一类合格实验室”，2003年，物理系在德州学院率先成立了“电子创新设计实验室”，指导多个理工科专业的学生开展多学科交叉的发明创造及各种大学生科技创新活动。在此基础上，又逐渐形成了“生物物理创新平台”、“物理创新发明平台”、“教学技能实训平台”，构建了校内实践创新平台。鉴于已初步形成了生物物理多学科交叉的特色，2007年，整合、优化物理实验教学中心和山东省高校生物物理重点实验室以及生物学实验室部分资源，扩建为“德州学院生物物理实验中心”。“十一五”期间，国家、省、市、学校共投入1 610万元资金强化实验室建设。2010年“物理学专业”被评为山东省特色专业，生物物理实验室被批准为“山东省功能大分子生物物理重点实验室”。2011年生物物理学被批准为“山东省重点学科”。2012年被正式批准为“山东省生物物理实验教学中心”。2013年，依托系列省级生物物理平台，成立了政产学研结合的“德州生物物理技术与生物制造协同创新中心”。经过多年不断探索、积累，生物物理实验教学中心已经发展成为集教学、科研和社会服务为一体的大实践协同创新育人平台。

2.2 聚集海内外人才，优化师资，协同创新育人

地方新建本科院校面临的最重要的问题是人才问题[7-10]。长期以来，平台以优化师资结构为突破点，逐步形成一支创新能力强、特色鲜明的师资队伍，为学科交叉实践创新人才培养奠定了坚实基础。目前，该平台拥有专职教师42人，其中教授9人，副高22人，博士15人。拥有山东省教学名师1名，承担省级以上教改项目3项，建成省级教学质量工程项目5项，获教学成果奖10余项。承担国家自然科学基金8项、省部级课题资助13项，获山东省自然科学奖1项。与此同时，以柔性引进方式聘任周耀旗博士为海外特聘教授，组建了全国教学名师施蕴渝院士和陈润生院士为主任的学术委员会，聘任了来自不同领域18位海内外知名学者为兼职教授，聘任了11位知名企业的总工程师、主管人员作为大实践创新平台的双师型兼职教授，进一步为多学科交叉实践创新人才的培养优化了师资队伍。

2.3 大实践协同创新育人平台的架构

依托我校山东省功能大分子生物物理重点实验室、山东省生物物理重点学科和山东省生物物理实验教学中心，多渠道协同合作、整合优势资源，构建并完善了集教学、科研、人才培养和社会服务为一体的大实践协同创新育人平台[11-14]。为了培养多学科交叉人才突出的实践创新能力，在具体的教学实践中我们重点抓好学生三个层次实践创新活动的平台建设。

(1) 第一层次，常规实践平台。主要依托省级生物物理实验教学中心。该平台包括普通物理学、近代物理学、物理演示、生物物理学、生物信息学、基础生物学等实验室。开设的实验中综合性、设计性、创新性实验的比例达到58%，生物物理和生物信息学实验是为物理学和应用物理学专业学生开设的两门特色实验课程，实验项目全部为自主设计，目的是加强学科交叉融合，拓展学生知识空间。

(2) 第二层次，4个校内学生实践平台。包括物理创新发明平台、电子创新设计平台、生物物理交叉创新平台和教学技能实训平台。这4个实践平台开始于2003年，在大学生科技文化活动取得了一些成效的情况下，学院专门安排了场地，充实了仪器设备，配备了专职教师，它们已成为培养学生创新能力和实践技能的舞台。

(3) 第三层次，社会实践创新平台。依托我校“山东省功能大分子生物物理重点实验室”，成立了 “德州市生物物理技术与生物制造协同创新中心”，该中心由德州市人民医院、保龄宝生物科技公司等山东省知名企业，以及东南大学、中国科技大学、美国印第安那大学等国内外著名大学联合组成。社会实践创新平台以该中心为主体，还包括普利森、科海等5个学生实践基地。该平台开阔了学生视野，实现了人才培养与社会需求的对接。

2.4 形成了“3134”多学科交叉人才培养模式

新建地方本科院校，要完成培养多学科交叉人才的任务，必须从现有条件出发，充分发挥现有资源的作用[15-16]。经过多年的探索和实践，我们逐渐形成了“3134”人才培养模式，即学生本科学习期间涉猎3个以上交叉学科，至少1个实践项目驱动，进行3个层次的实践训练，经历4年不断线的实践创新活动。

通过课程选修及实践创新活动，保证每个同学能够涉猎3个以上学科相关课程。对学生从入学开始进行启蒙和引导，第二学期初步确定1个实践项目，这种项目以课题形式向物理与电子信息学院申报，由高水平教师组成的评审团队进行审核和修改，确立后由指导教师负责项目的具体实施，学院负责检查和督导，并给学生以相应学分。每个学生的创新训练都经历从常规实践、校内创新到社会实践创新3个层次，保证4年的实践创新活动不断线。该模式的实施极大调动学生的学习和创新积极性，拓展了学生知识面，增强了学生的主动性和团队意识。

3 教学成果和辐射带动作用

经过20年的探索和实践，在育人的同时，培养了一批开展学科交叉、实践创新能力强的教学名师。其次，获得了多项省级质量工程项目。“理论力学”和“量子力学”获得“山东省精品课程”；量子力学教学团队获批“山东省教学团队”；物理学专业获得“山东省特色专业”；生物物理学被批准为“山东省重点学科”；获批“山东省生物物理实验教学中心”。

基于该平台，本科生积极参与一系列发明创造与大学生科技文化竞赛，表现出了较强的知识运用能力和较高科技创新能力。师生共获得国家专利100余项，其中发明专利10项。基于部分专利，研发自制仪器32种，应用于实验教学和科学研究。已发表研究论文8篇，其中SCI收录1篇，EI收录3篇；5篇毕业论文获得山东省优秀学士学位论文；授权专利17项；参与了教学技能大赛、物理创新大赛、大学生课外学术科技作品竞赛、电子设计竞赛等10多类大学生科技活动竞赛，获得192项奖，其中国家特等奖1项，国家一等奖30项，国家二等奖37项，省级特等奖3项。学生科技创新能力得到了极大提高。

“学科交叉、实践创新、协同育人”的理念也应用于其它教学院系，在人才培养方案修订、新上专业申报等方面，体现了学科交叉、协同创新的思想。我们的大实践协同创新育人平台，为全校10多个专业同学提供了实践训练基地，提升了人才培养质量。

4 结 语

经过多年的探索与实践，我们提出了“学科交叉、实践创新、协同育人”的人才培养理念，形成了“3134”人才培养模式，构建了大实践协同创新育人平台。该成果在教学科研、质量工程、队伍建设、人才培养等方面取得了显著成效，对新建地方本科院校培养实践创新人才是行之有效的。今后，我们将进一步提升理念，优化模式，完善平台建设，发挥更好的辐射带动作用。

[1] 徐敦楷. 谈基于内涵发展的质量工程建设[J]. 中国高等教育, 2007(18): 23-25.

[2] 胡胜红，杨 欣. 应用与需求相结合培养学生计算机应用能力[J]. 实验室研究与探索,2013,32(10):333-335.

[3] 汪建利,陈国平,于丰园. 大学实践教学的协同创新机制[J]. 实验室研究与探索, 2013,32(10):138-140.

[4] 邰 枫, 高国华, 宋广清, 等.工程教育背景下的产学研合作教育模式研究[J]. 实验室研究与探索, 2013, 32(10): 175-177.

[5] 汤佳乐, 程 放, 黄春辉, 等. 素质教育模式下大学生实践能力与创新能力培养[J]. 实验室研究与探索, 2013, 32(1): 88-89.

[6] 秦钢年, 黄大明, 卢福宁, 等. 构建适应创新型人才培养的实验教学体系[J].实验室研究与探索, 2012, 31( 1) : 101-104．

[7] 潘懋元, 罗 丹.高校教师发展简论[J]，中国大学教育，2007(2): 135-137.

[8] 程志英. 高水平的科研带动高质量的共享服务[J]. 实验技术与管理, 2007, 24( 6) : 10-11．

[9] 郑锦娟, 李立群. 高校实验室队伍面临的挑战与对策[J]. 实验室研究与探索, 2011, 30( 7) : 165-168．

[10] 徐晓忠, 徐小军, 杨 潮. 高校实验技术队伍建设的现状与对策[J]. 中国高教研究, 2005 ( 7): 50-51.

[11] 李远略, 乔德志. 加强实验室开放提高学生的创新能力[J]. 安徽科技学院学报, 2009, 23(5): 43-45.

[12] 于兆勤, 彭 端, 吴福根, 等. 加强工程训练基地建设培养应用型人才[J]. 实验室研究与探索, 2009, 28(6): 274-275.

[13] 许家瑞, 周 勤, 陈步云,等. 构建创新实验教学体系的探索与实践[J]. 实验技术与管理, 2009, 26(5): 1-4.

[14] 赵相君, 张培培. 开放性实验教学促进学生创新素质培养的探讨[J]. 湖北广播电视大学学报, 2013, 33(2): 97-98.

[15] 马继刚, 陈敬贵. 研究性学习与创新能力培养[J]. 中国大学教学, 2006(10): 33-34.

[16] 王秀梅, 安连锁, 米增强, 等. 为学生创新能力培养筑平台, 拓通道, 建舞台[J]. 中国大学教学, 2012(1) : 68-70．

Large Level Practices Cooperative Education Platform Based on Interdisciplinary

ZOUYan,WANGJi-hua,WANGHong-mei

(School of Physics and Electron Information, Dezhou University, Dezhou 253023, China)

Based on the idea of “Interdisciplinary, Practice and Innovation, and Cooperative Education”, we constructed three levels of practicing platforms for innovation education after many years of exploration. The three levels of platform are: 1) routine practice education platform, it is the provincial-level biophysics experimental teaching center which provides a solid foundation for students’ innovation activities; 2) campus-level practical innovation platform, it provides a stage for innovative ability and practical skills training on physical innovation, electronics design, biophysical cross innovation and teaching skill; 3) social practice innovation platform, it is constructed together by our school, the well-known enterprises in Shandong Province, the famous universities and scientific research institutions, it enables interdisciplinary and optimizes education on innovative talents. Meanwhile, the 3134 talent educating pattern (“3”, “1”, “3” and “4” represent three interdisciplinary, one or more project drive, three levels of practical innovation training and four years practices, respectively) makes great success in the progress of training talents.

interdisciplinary; practice and innovation; education platform

2014-02-19

德州学院2011教改项目;德州学院2013教改项目

邹 艳(1964-)，女，山东平原人，硕士，教授，物理与电子信息学院副院长，从事物理课程与教学论研究工作。

Tel.: 13905345399; E-mail: dzzouyan@163.com

G 642.0

A

1006-7167(2015)01-0219-03