教育教学

分享到微信 ×
打开微信“扫一扫”
即可将网页分享至朋友圈
【新工科】追逐光成为光闪耀光 光电学院新工科建设创新之路
文:罗莎 图:光电学院 来源:新闻中心 时间:2022-11-02 627

  把血液样本放入试管,再将其放入基于光学的血小板凝结度检测仪,不久后就能在手机上查到血小板凝结度的相关数据;

  利用所学的C语言知识,通过软硬件结合设计行驶路径,让自主行驶的“无人车”成为校园内帮师生取包裹的新型“跑腿”;

  能实时监测人体心率/血氧等的衬衫、用以识别聋哑人手语的指尖穿戴设备、利用OLED显示系统监测PM2.5……

  这些工程项目均出自光电学院本科生之手,有趣有料的背后,是共同的推手——学院新工科建设。

  新工科,是近些年我国在高等教育领域规模最大、决心最强的改革之一。2016年,学校启动工程教育,出台新工科建设的成电方案,正在探寻人才培养突围之路的光电学院,成为第一批“吃螃蟹的人”。学院建立了基于项目的课程体系,打造出独具特色的多元化的人才培养模式,走出了一条“追逐光、成为光、闪耀光”的新工科创新之路。

追逐光:基于项目,四年“养成式”进阶培养

  用“打怪升级”“进阶通关”形容学院基于项目的教育方案和课程体系特别形象,从大一的“唤起兴趣”到大二的“能力提升”;从大三的“综合设计”“多学科挑战”到大四的“毕业设计”,学院基于项目的课程体系始于新生、贯穿四年、逐级挑战。

  就像是老师带领学生打一局大游戏,同学们在挑战中创新,在学以致用中成长,通过浓厚兴趣的驱动,将学到的知识运用到具体设计中,在解决一个个项目的过程中,不断实现专业能力、自学能力和动手能力的自我迭代,一路学来如“升级打怪”,最终在不断通关中成长为综合能力强的大boss。

  “新工科建设的‘成电方案’强调的就是对学生能力的培养,落实到我们学院的人才培养上来,就是一定要和工程实际相结合。”学院副院长刘爽介绍说,把握课程改革的大方向,结合学院的学科特色,学院新工科建设遵循“以工程项目为导向、以能力培养为目标”的教学理念,从原来的“知识核心”变为“能力核心”。

  秉持“引导好学生,从一进门就要开始”的理念,大一初始,学院就为新生开设了基于项目的13门新生研讨课,坚持“学生为中心、面向产出、重视队伍、强化考核”的方针,将项目CDIO(构思-设计-实现-运行)产品全周期研发能力培养的理念贯穿项目教学全过程,核以项目体验唤起专业认知与兴趣。

  “好比把远距离的东西拉近到学生面前给他看,让同学们了解光电到底是做什么的,将来有什么用,从而对专业产生兴趣。截至目前,新生项目课已开课22门次,选修学生超过540人,学生参与度高、兴趣浓,自主学习意识得到有效激励。”专业首席教授及新生课负责人饶海波教授说。

  光纤传感、OLED显示、LED智能植物生长灯……大一下,老师们“挖空心思”设计了激光技术、液晶技术、显示技术等十多个综合设计实验课程模块,围绕光通信技术、机器视觉技术等光电技术领域的新方向展开,将同学们领进基于项目的综合设计课大门。

   “好玩有趣、知识融合、能力综合”是学子们对该实验课程体系的一致评价,妙趣横生又逐级递进的项目式学习过程中,点燃了同学们的兴趣,学生在不知不觉中训练了动手实践、综合应用和创新能力,“搞定”了包括光学元件认知、光学系统搭建、数据分析、误差分析等在内的基本技能。为培养学生的工程设计、实现等创新能力以及解决复杂工程问题的能力打下的坚实的基础。

  第三关的基于项目的挑战性课为“解决工程问题,提升创新能力”而生,有趣又有难度的项目,是大四同学们基于生活实际想出来的挑战对象,也是“打怪”的最后一关。想法虽有趣,背后却必然有一番苦战,表面看是一个实验,其实是多个课程综合知识集中运用的体现,2至4周的基于工程实践性的挑战性项目训练下来,大家都感慨说不出几层汗不能完成。

  本科四年,光电学子沿着这条“养成式”培养路径的指引,逐级闯关,不断晋级,成长为兼具专业视野和工程能力的光电信息类卓越人才。

成为光:交叉特色,打造多元化人才培养体系

  “我们的教师要知道工程到底长什么样儿。”“光电领域关键核心技术的卡脖子’问题到底‘卡’在哪儿?”“”未来的工程发展到底需要具备什么样能力的人?”……

  学院以前瞻性的眼光谋划光电新工科建设的未来,一开始就树立起服务工程的意识,由现实世界的工程需求出发,锚定“光、机、电、算、软”的特点,在全校率先提出“厚基础、宽口径、强能力”的做法,建设产教融合、科教融合和课赛结合三位一体的人才培养体系。

  “厚基础”的具体做法是重构课程体系,以小班研讨讲透知识,课程设计引导知识背后的思想,帮助学生“开悟”。同时夯实实验实践环节,升级改造传统课程实验,通过与企业密切合作,实现了学生提前了解专业知识的工程应用场景,保证了专业实习的教学效果。

  为了克服新冠疫情的影响,学院采用了“线上讲座、远程展示、线下讨论、企业实践、实习总结与答辩”相结合教学模式,邀请全国光电行业领域内的知名企业专家参加企业论坛,深度倾听企业的一线声音,不断对人才培养方案作出修订。

  “我们还与企业代表一起讨论生产实习、学生实践环节,企业往往会为我们提出很多好的建议。”实验教学负责人周建华老师介绍说。

  “宽口径”就是项目围绕光、机、电、算、软课程进行板块设计,各板块有独立的进程,相互支撑,相互依托,把多门课程的内容以实验课或打比赛的方式带着学生学习。团队中漆强副教授负责“嵌入式系统设计”课程的教学,“产教融合、项目导向、课赛结合”是其课程的创新举措。

  在教学内容上,以产教融合为抓手,面向产业需求,重塑课程内容,将产业界最新技术引入课程;在教学方式上,结合本学科对口的全国大学生光电设计竞赛,提炼历年的竞赛题目,设计了融入多个学科知识的实践项目,贯穿整个教学过程;在考核方式上,将学科竞赛的考核模式引入到课程的评价体系中,实现了终结性评价和过程性评价的结合。

  “强能力”就是建设基于项目的课程体系,用此来支撑、体现强能力。新工科倡导多学科“交叉”理念,“未来世界一定是交叉发展的世界,‘光电信息+’可以与前沿通信、信息显示、医学检测、智慧交通等一系列相加,而这些领域,都是光电信息技术将要服务到的行业。”刘爽表示。

  任何新鲜事物的出现,都同时会伴随阻力。在推进新工科过程中,学院遇到了“人”和“财”两大难题,通过不懈努力,成功实现了师生思维的共同转变,化解了前行中的“拦路虎”。

  首先遇到的困难就是该如何去试点方案并推向全院。部分老师对课程体系的剧烈变动有抵触情绪,但刘爽坚定地说,“新工科建设,学生等不了,我们就先试点做”。

  张磊、蒋泉老师以“OLED显示系统的设计与开发”课程开启试点后,陈文彬老师的可穿戴设备、陈德军老师的光电系统设计等课程也接踵推出,一批志同道合的老师们纷纷加入到新工科建设团队,创新变革的思路愈发清晰。

  学院依托校企协同育人中心,引领行业资源助力学院本科教学,争取到了校外资源,以让企业“出题”参与课程改革、邀请行业精英以企业导师身份参与指导部分项目的方式,化解了新工科建设中的经费难题。旨在打造新工科建设“桥头堡”的光电卓越工程师班、与光电专业优势高校及科研院所共建的“大珩班”“黄昆班”,也成为搭建校企协同育人和新工科建设的试验田。

  “通过资源的整合,校企协同育人中心已有6个新工科的实验教学平台,建成了134个项目的新工科项目资源库,做到了从大一到大四学生的全覆盖,有力支撑了基于项目的课程体系。”团队成员、学院校企协同育人中心负责人陈德军说。

闪耀光:立德树人,厚植新工科人才培养沃土

  因为热爱,所以执着。经过近5年的探索和实践,在新工科建设道路上躬耕不辍、孜孜以求的光电学院,迎来了“磨剑”后的光芒闪耀:

  2018年至今,学院在高水平出版社出版教材8本;光电信息科学与工程专业进入第一批国家一流本科专业建设点,通过了教育部工程认证;光源与照明、信息工程获省级一流本科专业建设点;学院新增国家级一流课程2门、省级一流课程5门;新增国家级虚仿项目1项、省级2项,省级实验中心1个;获四川省教学成果奖一等奖2项……

  首届新工科成果作品展反响热烈,10余家校外业负责人、教务处领导专程来院参观交流,给予“示范引领作用突出”的高度评价;中国光电学会年会专门约刘爽做了有关“新工科”的特邀报告,反响很好;学院新工科的教改项目不仅在教育部获得提前结题,并在参与申报单位中获评唯一“优秀”,“电子科大的新工科项目做得非常扎实,有代表性。”专家在评价中如是说。

  “厚基础”结出硕果,本科生发表SCI论文55篇,单篇1作IF:12.97,创新高;获全国大学生光电竞赛金奖1项、一等奖7项,入选全国大学生创新创业年会项目1项;学院升入北大深造的学子,在导师团队中涉及光、电、编程设计中都可以胜任。有北大同学开玩笑问:“你这是从什么专业来的,光也懂、电也懂,编程还那么厉害!

  “宽口径”的光、机、电、算、软一体化的进阶型课程教学效果显著,课程的教学改革模式入选中国高等教育学会“校企合作 双百计划”典型案例提名。课程配套的慕课上线中国大学慕课网,选课人数32000+,选课高校150+,同时有14所高校的16门课程将本课程作为SOPC,慕课课程同步上传到B站,累计播放次数10万+等;

  从学生出口来看,在该套培养体系影响下,近两年,学院的研究生率超过80%,在全校连续两年拿到第一。参与大学生创新创业大赛达80%以上。学生在顶刊发表论文的质量不断提升,本科生一作发表的文章,影响因子已达10级以上。

  今年的研究生招生季,课程组感到更有底气了,“如果前来面试的学生能流利讲出上过的每一门课的核心思想、并说出对后续做工程项目的好处,我们基本就能判断出这是我们光电的娃。”刘爽笑着表示。

  不仅学生获益多,成绩还体现在老师的成长上。在刚刚结束的四川省普通本科高校教师教学创新大赛中,张尚剑教授和漆强副教授均获一等奖,基于项目的新工科教学团队获评学校优秀教学团队,漆强、张建老师还获得四川省教师创新大赛一等奖。

  “新一轮科技革命与产业变革方兴未艾,培养能够支撑创新驱动发展的高素质工科人才一直是我们思考的问题。光电人骨子里有对“光”的热爱,新工科建设就是我们致力于做好人才培养工作、完成立德树人使命路上一直追逐的那道光,在贯穿四年的实践“操盘”中,执着地追逐光、成为光、闪耀光,将是指引我们一路向前的源动力,为学校以‘唤起好奇、激发潜能’为核心的新工科建设‘成电方案’交出一份满意的答卷。”刘爽说。


编辑:  / 审核:  / 发布:陈伟