光电信息科学与工程专业创新实践教学模式的研究

李培丽　张胜　施伟华

摘要：本文从实践教学体系建设、创新体系建设、校企合作模式、教学手段等方面，进行了光电信息科学与工程专业创新实践教学模式的改革。实践证明：通过创新实践教学模式的改革，提高了学生的工程实践能力和创新能力，并在学科竞赛和创新方面取得了丰硕的成果。

关键词：实践教学模式；实践能力；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0118-02

实践教学是高等工程教育的重要组成部分，是培养学生实践能力和创新意识的重要环节。南京邮电大学光电信息科学与工程专业是一个注重应用性的专业，近几年来在实践教学环节改革方面作了积极探索，取得了一定成效[1，2]。但仍存在一些不足，主要有以下几个方面。（1）实践教学体系需进一步完善，光电信息综合设计型实验偏少，创新型实践教学缺乏。（2）校企联合培养需进一步加强，学生实习很难实际参与到企业生产环节中去。（3）开设的一些核心专业课程，相应的实验偏少。学生在学习时感觉理论抽象，不容易理解。

因此，为了进一步提高我校光电信息科学与工程专业学生的工程实践能力和创新能力，从实践教学体系建设、创新体系建设、校企合作模式、教学方法和手段等方面，进行了创新实践教学模式的改革。

一、建立分层次、模块化的实践教学体系，加大综合设计型实验项目比例

（一）建立多层次、模块化的实践教学体系

在重视基础实验的基础上，加强综合实验教学体系建设与改革，实施分层次和模块化的实验教学体系。建立基础型、综合设计型、创新型的多层次实验。基础型实验项目以验证性实验为主，与理论课程相互衔接，巩固相关理论知识，培养学生的实验能力；综合设计型实验加强学生对相关多门理论课程的联系与理解，培养学生的综合实验能力；创新型实验则是培养学生的创新能力，从各种科技竞赛项目中激发学生的兴趣，培养其创新能力。模块化是将实验分成光电信息基础实验模块、光电检测技术实验模块、光信息传输实验模块、光信息处理实验模块以及创新实验模块。学生可以根据自身特点和爱好进行选择。

（二）增加专业课程的课内实验，增加综合设计型实验

对《应用光学（双语）》、《电磁场理论与光波导技术》、《光纤通信系统》等核心专业课程，减少了其理论课时，增加了课内实验。增加的课内实验中，不仅有验证性实验，还有综合设计型实验。如《电磁场理论与光波导技术》中的“单模光纤设计和特性研究”、《光纤通信系统》中的“WDM系统设计”等综合设计型实验，不仅使学生有效巩固理论知识，还可充分调动其学习积极性，培养其发现、分析、解决问题的能力和创新精神。

将专业课程中的光电信息类实验进行了优化整合，开设了一门综合性实验课程《光通信综合实验》，涵盖了光传输特性测量、光通信系统设计等各个方面，增加了综合设计性实验内容。使学生掌握光通信系统的设计方法，具有日常维护使用仪表的技能和综合实验能力，为从事光通信系统的研究、工程建设及运行维护打下良好基础。

二、建立以项目引领，科研和竞赛为平台的创新体系

（一）以科研项目为依托，设立了三个层次的创新训练项目

依托教师的科研项目，设立了三个层次的创新训练项目[3]。从大一开始，学生根据兴趣，报名加入光电技术实践创新活动中心，选择大学生创新性实验计划Ⅰ的项目；二年级可选择大学生创新性实验计划Ⅱ的项目，如大学生科技创新训练计划项目、实验室开放项目等；三年级以后的专业学习阶段，参加大学生创新性实验计划Ⅲ的项目，参与导师的科研活动。

（二）实施了“基础—提高—综合—强化”的递进式学科竞赛培训体系

积极推进“电子设计、光电设计、数学建模、创新杯”等学科竞赛，组织实施了“一基础、二提高、三综合、四强化”的四层次培训模式，实施“课程—专业—学科竞赛”全方位、递进式创新能力培养。一基础：一年级工艺为主的基础班，同时开展单片机的学习，强调普及化，以赛促学；二提高：二年级模电、数电提高班，强调专题化，以赛促专；三综合：三年级高级班，强调专题化，以赛促专；四强化：暑期赛前强化集训，强调实战化，以赛促能。

以项目引领、科研和竞赛为平台的创新体系的建立，培养和提高了学生的实践创新能力。近几年学生在学科竞赛和创新方面取得了丰硕的成果。如2017年，在美国大学生数学建模竞赛中获得特等奖1人，一等奖3人，二等奖2人。2016年，在美国大学生数学建模竞赛中获得一等奖5人，二等奖7人；在全国大学生数学建模竞赛中获得一等奖4人；在江苏省大学生电子设计竞赛中获得一等奖1项；在第二届全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛（3S杯）中获得二等奖2项等。

三、探索新的校企合作模式，发挥企业优势

（一）邀请光电信息相关企业工程师到学校进行讲座式授课

如2016年邀请江苏亨通海洋光网系统有限公司总经理为学生作了题为“跨洋海底光缆通信工程概述”的学术讲座；邀请了亨通集团有限公司下属通信产业集团——浙江亨通光网物联科技有限公司负责人作了题为“骄阳似我”的有关创新创业、成才方面的讲座。这些讲座促使学生了解光电信息科学与工程领域的前沿知识，掌握最新研究动态，开拓了视野，增强了创新创业意识。

（二）寒暑期将学生送入相关企业进行深度的企业实习

学生在暑假里进行了暑期实践。如：学生们在中国铁塔股份有限公司江苏省分公司实习，初步了解了铁塔建设、维护、运营，基站机房、电源、空调配套设施和室内分布系统的建设、维护、运营及基站设备的维护。在南京翔展信息技术有限公司，学生们学习了前端以及多种计算机语言和多种编译软件的操作方法，并实际操作编译代码，设计网络页面等，对公司的运营模式有了一定了解。

通过新的校企合作模式，激励了企业与学校合作的积极性，使学校的实验设备保持先进，也解决了企业接待能力有限的问题，发挥企业优势，培养学生解决实际问题能力和创新能力。

四、改进教学方法，引入先进教学手段，提高教学质量

将ZMAX、Optisystem等光学和光通信系统仿真软件引入课堂，建立了光学和光通信系统的仿真平台，使学生能够运用这些仿真軟件，设计和研究光学系统和光通信系统。如利用Optisystem软件，让学生根据《光纤通信系统》课程的理论知识，并将在相关先修课程中所学的知识串接起来，进行光纤通信系统的设计和仿真研究，形成在系统层面上分析问题和解决问题的能力。仿真平台的建立，也提升了学生的学习兴趣，提高了学生分析、解决问题的能力和创新能力，为学生的实验、科技创新和竞赛提供条件。

通过建立合理的实践教学体系，建立完善的创新体系，探索新的校企合作模式，改进教学方法，引入先进教学手段，提高了学生的工程实践能力和创新能力。不仅推进了南京邮电大学光电信息科学与工程专业的创新实践教学改革，也可供国内外其他开设光电信息科学与工程专业的普通工科高校同行们参考。

参考文献：

[1]孙晓芸.光电信息“卓越计划”实验实践教学改革探讨[J].科技创新导报，2013，（1）：204.

[2]赵瑞，等.“应用光学”课程教学模式改革[J].电气电子教学学报，2015，（3）：33.

[3]张胜，等.光电类大学生创新和实践能力PTC一体化培养模式的探索与实践[J].当代教育实践与教学研究，2016，（9）：174.endprint