面向多学科交叉融合的光电信息科学与工程专业人才培养模式探索与实践

郑培超 罗 元 胡章芳 王金梅

（重庆邮电大学光电工程学院 重庆 400065）

一、引言

随着科学技术研究的深入发展，传统学科要实现创造性突破的成果需要进行横跨多个学科领域的合作，需要新的观念和新的理论。通过多个学科之间的关联性、相融性和互补性，可以使得相关学科之间产生更多的知识的融合，碰撞出新的方法和思想，通过多学科之间耦合互动可以促进多个学科发展和繁荣。因此，弱化专业界限、强化学科间交叉成为当今高等教育发展的趋势。

近年来，我国光电产业的发展取得了令人瞩目的成绩，光通信和激光领域某些技术和产品已经达到或接近国际先进水平，初步具备与国外大公司竞争的能力，同时光显示、光存储、数字影像等领域已形成了较大的产业规模。光电信息行业对人才需求大，但对所需人才的多学科交叉融合能力有相当高的要求。因此，目前光电行业急需大量高层次的创新人才。

光电信息科学与工程专业是为了培养能够满足光电信息领域对高级工程技术人才、促进光电信息工程的可持续发展而设立的专业[6]。自该专业设立之初，就具有非常鲜明的多学科交叉融合的特点。本专业学生不仅具有光电信息的获取、传递、处理及应用等方面坚实的理论基础，同时还需要具有光电信息处理、光电系统设计、光电技术及其应用等专业领域扎实的专业知识和熟练的实践技能，内容涉及光子技术、电子技术、机械设计学科、控制学科、计算机学科、通信学科和微电子学科。因此，光电信息科学与工程专业的培养过程对多学科交叉的创新能力培养有更高的要求。光电信息科学与工程专业与其他学科融合发展是必然趋势，这对光电信息科学与工程专业人才培养提出新挑战、新要求。因此，面向光电产业发展的紧迫需要，对光电信息科学与工程专业进行多学科交叉融合的人才培养模式探索与实践是迫切需要解决的重要问题之一。

二、光电信息科学与工程专业人才培养模式探索

（一）凝练“两维度、三层次、多模块”的人才培养理念，构建多学科交叉融合人才培养体系

确立多学科渗透交叉人才培养的教育理念，有意识地构建多学科渗透交叉人才培养的体制机制，着眼于现代经济社会发展的必然要求，实现知识的整体化和综合化，努力使学生在有限的在校专门学习时间里，从知识的内在统一性上和相对完整性上掌握和运营最有效的知识，实现更广泛的通才教育。从教学理念、课程体系建设、新课程开设、教学内容、实验环节等多方面紧扣产业趋势，转变教学思路，按照产业发展动态调整教学方案，坚持强调培养学生的实际工程能力为导向，构建“两维度、三层次、多模块”人才培养体系，推动多学科交叉融合建设观念的转变，形成大力推进多学科交叉融合人才培养模式的共识[1]。

设置光电行业发展过程和学术技术培养“二维度”的培养模式，分别从“材料器件-设计制造-系统集成-行业应用”和“基础技能-专业能力-科研训练”两个维度进行训练，设置“侧重基础技能训练的基础层次-侧重专业技能训练的拓展层次和侧重综合能力提高的创新层次”三层次的分层次培养目标，按照“标准化、平台化和方向化”目标需求采用多模块化的方式进行培养。

（二）创新大类培养模式，构建三节点结构的专业课程体系

大类培养具有“有利于宽口径人才培养”“有利于改善学科专业结构”“有利于挖掘学生内在潜能”的优势。采用电子工程大类培养方案，优化完善大类培养模式。电子工程大类，包括光电信息科学与工程、电子科学与技术、电子信息科学与技术、电磁场与无线技术四个专业，在入学的第1～2学年中，四个专业一起进行电子工程大类培养，强化英语、数学、物理的教学，重视电子技术、机械设计和软件能力的培养，培养学生扎实的基础能力；3～4学年进行专业培养，注重学生的光电专业基础和专业技能培养，为学生提供到国内外知名光电企业、研究所进行实习、实训，到境内外知名大学学习等个性化培养方案，注重学生创新能力的培养，为学生将来的职业发展提供多种选择。

由于采用大类培养，在入学、专业分流、毕业三个重要的培养节点，通过不同形式及课程，强化学生多学科交叉融合概念，构成三节点结构。三节点结构的初始点是在新生入学之初。通过新生入学指导、基地实践环节，建立多学科交叉融合的大类工程目标概念；三节点结构的中枢点在二年级下学期和三年级上学期。在二年级下设置学科基础导论课程，并在二年级结束时专业分流的节点处通过专业分流宣讲共同完成多学科交叉的学科基础培养，完成分流时对学生多学科交叉融合发展需求的第一次保证；在三年级上学期的专业培养阶段，通过光电领域前沿技术课程，建立本专业的前沿交叉研究的进一步指导。在完成该课程之后，安排专业分流宣讲和专业实验室参观交流，进行专业分流，强化学生多学科交叉融合发展需求的保证；三节点结构的第三个节点，是在四年级，主要内容是毕业实习和毕业设计。经过相关课程与实验项目的训练，要求学生利用所学知识，对一个有一定难度的专业课题完整地展开设计、实现、运用，进一步让学生从解决工程问题的角度学习和应用专业知识，并初步掌握工程思维方法[2]。

在大类培养期间，主要是数理类和电工电子类的课程，并有相关的实验环节，解决学生基本的数理和电工电子工具问题和工具的初步应用问题。到专业课环节，通过系列的专业基础类、专业方向类课程及综合性创新性项目，运用数理、电工电子等基本工具，实现对工程能力、创新能力的培养。同时，邀请业界知名企业专家共同制定教学方案、课程体系、专业方向，并开设专业课程，动态追踪业界需求，克服以往学校教学没有大企业共同参与的弊端，优化完善大类培养模式，制订出既着重培养学生国际化视野与眼界，又兼顾社会与企业需要，满足不同层次需求的培养方案。

（三）构建纵向分层能力递进的光电专业核心课程群，探索多学科交叉渗透的课程内容

以学科专业一体化思想为指导，构建即“文理学科通识课程群、学科通识课程群、专业基础课程群、专业课程群”的四级课程体系课程群，根据大类-专业-专业方向的关系，强调学科专业特色，通过准确定位“最近发展区”，形成“纵向分层、能力递进”的课程群，凸显人文通识、学科通识、专业基础和专业课程之间的纵向联系和能力层次递进关系[3]。

为使学生适应光电技术发展的高要求，确立“围绕光电系统从光源、光信息处理及传输、探测和显示全过程的基本设计、分析处理和检测能力”的培养目标，做好学科基础课程、专业基础课程、专业方向课程、专业任选课程、专业前沿课程等课程体系的科学规划。

通过学科交叉融合实现课程教学内容的合理整合，树立综合性交叉课程教学体系的目标，突出实践性环节在课程体系中的地位。采用涉及多门课程的模块化的实践环节，取消随课实验环节，有效强化学生的解决工程问题能力和创新实践能力，明确设计性实验、综合性实验、课程设计、生产实习、专业综合性大实验和毕业设计在课程教学体系中的作用，提高学生分析问题、解决问题的能力。适当调整必修课程和选修课程的比例，可以让学生有更多的自主学习时间、为创新能力的培养创造条件。增设反映专业特色和最新应用进展的微课及慕课；加强双语课程建设；充分发挥本专业已建成的市级精品课程的辐射和带动作用，以点带面，建设信息光学与光信息处理、光电子技术及应用等一批校级精品课程，制订出既强化学生工程素质，又兼顾理论基础与实践创新能力的多学科交叉渗透课程体系[4，5]。

三、结束语

多学科交叉融合是光电信息科学与工程专业创新人才培养的重要源泉之一。通过光电信息科学与工程专业多学科交叉融合的人才培养模式探索，构建了以专业能力培养为主线、人文素养并举的人才培养模式，形成了系统的光电人才培养课程体系。通过深入地探索和实践，推动了光电信息科学与工程专业人才培养质量。

注：本文系重庆邮电大学教改项目（项目编号：XJG18202）：多学科交叉融合的光电信息科学与工程人才培养模式探索与实践、重庆市高等教育教学改革研究项目（项目编号：203394）：新工科背景下光电信息科学与工程专业跨学科人才培养体系改革研究与实践、教育部高等学校光电专业教指分委教育教学研究项目（项目编号：gdyljs25）：光电专业拔尖创新人才培养模式探索、重庆市研究生教育优质课程建设计划《光电检测理论》、重庆市研究生教育教学改革研究项目（项目编号：yjg193068）：大数据智能化背景下高水平校校合作的研究生培养模式改革与实践的研究成果。