理工结合专业实践能力培养环节探索与思考

陈志峰 刘翠红 张冰志 邓荣标

摘 要：具有理工结合特点的专业对人才培养有着更高的要求，其中创新性的实践能力培养至关重要。我们结合自身教学实践的体会，提出理工结合专业实践能力培养应包含四个重要环节：注重实践体会的专业引导、模块化及注重综合设计性的专业实验、高质量的课内综合实践锻炼以及贯穿大学各阶段的课外科技创新训练，并讨论了其中一些要素和方法。

关键词：实践能力培养 理工结合 创新性实践

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0201-02

随着现今社会经济和科学技术的迅猛发展，新兴产业的不断涌现，社会对人才的需求有了很大的改变。许多行业由原来对单纯理科或工科人才的需求转变为对兼具理、工两方面能力的复合型人才的需求。同时，一些领域的理学与工学之间的界限也渐趋模糊，随之出现了一些结合理学和工学特点的新兴学科和专业[1]。此类专业可以授予理学或工学学位，不同高校的培养可以有所侧重。这给予了人才培养一定的灵活性，同时也对大学专业教育提出了新的要求[1，2]。

传统理学和工学的主要区别，在于理学基本属于科学的范畴，而工学基本属于工程技术的范畴。理学重在培养探索未知、认识客观世界的人才，而工学重在培养掌握技术方法以改造客观世界的人才。在培养模式上，理科专业更注重掌握厚实的基础理论，其基础课和专业基础课所占学分较多，学生在基础研究上更具潜力；工科更注重培养学生的工程应用能力和动手能力，其实践环节所占课时更多。而对于具有理工结合特点的专业，并非理科与工科的简单相加，而应是有机的结合。光电信息科学与工程就是具有此特点的一个典型专业。由于其涵盖多个前沿科技领域以及行业发展迅猛的特点，对专业人才也具有更高的要求。对本科院校而言，要办好此专业，便需要培养同时具备较厚实的专业理论基础和较强的实践应用能力，能适应行业发展和实现自我发展的创新应用型人才。毕业生既可参与基础科学研究，也可从事工程上的系统设计和器件研发，以及胜任管理、技术咨询等相关工作。设计培养方案时，应通过合理的知识结构设计，使学生在扩充知识的同时体会其中所包含的方法论，在一定程度上对科学方法论和工程方法论的要旨兼而得之[1，2]。此外，实践能力的培养最为重要[3]，其目的并非单纯强调和实际工作相关的职业技术式实践，也并非单纯科学规律验证的教学式实践，而应是紧跟科技热点与行业前沿步伐的创新性实践。下文将结合笔者所在学院开设的光电信息科学与工程专业的教学实践探索和体会，谈谈对理工结合专业实践能力培养的一些思考。

我们认为理工结合专业的实践能力培养应包含以下四个重要环节，如下所述。

1 第一环节：注重实践体会的专业引导

如今许多高校对新生教育以及专业导论课都逐渐重视[4]。专业导论课虽属于专业基础理论课，但对后续的专业教学具有深远的影响，这其中就包括对实践能力培养的影响，因此我们不妨将之作为实践能力培养体系的第一个重要环节。专业导论课肩负着引导大学新生了解所學专业是什么、学什么、能干什么等问题，激发学生未来的学习兴趣，帮助学生规划大学生涯的重任[4]。其中关于所学专业能干什么这一实践性的问题通常最受学生关注。而对于具有上述培养要求的理工结合专业，专业导论课的重要性更为突出。我们认为一门到位的专业导论课应该注重利用实践体会进行专业引导，并提出如下建议。

首先，导论课的第一讲通常是对专业建立和发展背景、培养计划与目标、本专业发展方向，课程设置等问题的介绍，但枯燥的讲述通常效果不好。我们的做法是适当穿插本专业的行业应用例子进行讲述。其中数学、物理等基础课与后续专业知识和技能的关系是新生最易感到迷惑的问题，应予重点解释。这一讲以专业负责人讲述为主，结合高年级或已毕业学生的讲述更为有效。

其次，邀请企业工程师以讲座的形式介绍相关行业结构以及专业人才需求，与学生交流职业发展规划经验。企业的一线人员拥有不同于高校教师的行业视野，所介绍的内容更具实践性和说服力，更易引起学生的兴趣，引发学生的主动思考。此外若条件允许还可组织学生参观相关企业和产业展会，以加深对专业及行业的认识。例如每年秋季的深圳光电技术博览会就是我们光电信息专业很好的实践学堂。

最后，应注重引导学生尽早参与课外科技活动，有助于训练专业技能，锻炼创新实践能力，同时也为下文讨论的实践环节做好引导和铺垫。

2 第二环节：模块化、注重综合设计性的专业实验

专业实验课程是培养学生专业实践能力的常规化且必不可少的一环。但在知识快速更新的背景下，高校希望开设的专业实验项目越来越多，在有限的实验课学时内如何使学生的实践能力得到更有效的锻炼，这本身就是各专业需要研究的课题。我们的做法是在专业知识能力结构模块划分的基础上，将所有实验任务，特别是理论课中附带的较为零散的实验项目进行统筹整合，使实验学时和实验教学资源都得到更有效的利用。例如将光电信息专业的基础光学实验、几何光学课内实验与物理光学课内实验整合为工程光学综合实验，将激光技术实验与光信息处理技术课内实验整合为激光技术与应用实验。整合后总实验学时不变甚至更少，但因同类实验可以连续进行，也避免了不同课程间的实验项目交叉重复（如原来基础光学与物理光学实验都含迈克尔逊干涉仪的实验内容），实验锻炼可以取得更好的效果。

实验课中应合理地增加综合性、设计性实验的比例，如传统利用成套的迈克尔逊干涉仪进行条纹测量的实验可以改为利用光学元件自主搭建干涉仪并进行测量。这种改变有利于使培养综合工程素养和能力的目的得到实质性的体现。此外，主干实验课的项目应在经费允许的基础上紧随科技热点与行业前沿步伐适时进行调整，这需要与一线企业保持一定的学术交流和沟通。

3 第三环节：高质量的课内综合实践锻炼

这一环节主要包含三个方面：阶段性的课程设计、专业实习（见习）以及毕业设计（论文）。

对于理工结合的专业，要求扎实的理论基础与较强的实践应用能力兼而有之，而两者间的又有着密切的联系，因此阶段性的课程设计便显得尤其重要。它通过实践应用使学生对前一阶段所学知识，特别是系列专业课程形成的知识线索得以融会贯通，并促使知识向技能转化。我们在光电信息专业设有光电子课程设计，便是对工程光学、激光原理与技术、光电子技术、单片机原理与应用等专业课程的一次阶段性实践锻炼。在课程设计中，指导老师应注重设计题目的综合性，使阶段所学的知识和技能尽可能全面地得到应用。设计过程检查和答辩验收也需把好关，以保证实践锻炼的质量。

专业实习（见习）通常被认为是最直接的专业实践环节，但前提是实习基地与专业对口，并能提供学生充分的参与机会。高校实习基地的质量与数量受很多客观因素影响，此处不作讨论。

毕业设计（论文）可认为是对大学所学的一次最终检验，对于理工结合专业，毕业设计（论文）的完成质量更是专业理论基础和实践应用能力水平的综合体现。因此我们认为，毕业设计（论文）的选题应首先考虑运用了基础理论或原理的综合设计性课题。当然，对于偏重理论研究或偏重应用实践的学生应该因才出题，还应鼓励合理的学生自拟题目，鼓励创新思想。此外，检验并不是最终目的，应做到通过检验促进提高，促使学生尽早进入课题准备工作，及时通过学习弥补知识和技能的不足。

4 第四环节：贯穿大学各阶段的课外科技创新训练

从开始时间来看本环节并非最后，但因它贯穿了整个本科专业教育，我们便将之放在最末。同时笔者认为它是锻炼创新实践能力最行之有效的办法，也是最重要的一环。无论是笔者所在学校还是所了解的其他普通高校的情况，毕业生整体素质优秀的理工专业都有着的开展课外科技活动的良好氛围。课外科技创新训练让学生真正在兴趣与所学知识的基础上凝练出自己的想法，形成自己的创新思维，找到适合自己的发展方向，更能促进其对专业课程学习的积极性。大多数学生都有着发挥所学之长的愿望，但通常因缺乏平台和引导而产生懈怠。我们提出构建一个包含以下因素的课外科技创新训练平台，并提倡鼓励学生尽早参与到其中。

首先是拓展性实验和实训。这方面可以结合教师的科研课题，特别是对研究生源不足或没有研究生招生的地方高校，这是一个使学生课外科技与教师科研相互促进的行之有效的办法。另外如条件允许，应积极联系相关企业或研究单位，通过合建实验室的方式使实验和实训平台向产学研结合的方向发展。

其次是充分的发挥和展示空间。这方面包括众多立项和竞赛平台，如大学生创新创业立项、“挑战杯”课外学术科技作品竞赛等跨专业的平台，各类小专业范围的科技竞赛，以及高校间或高校企业联合组织的交流竞赛。学院应建立鼓励机制，充分调动学生和教师的积极性，逐渐形成良好的参与氛围。

最后是学生间的交流学习平台。有些学生因为还未学习应用性的专业课程便不参与课外科技，实际上这并非充分理由，实践中所需知识和技能通常需要长期自主的钻研。而合适的交流学习平台有利于促进自主学习钻研的氛围。笔者所在学院便因应所设三个专业建立了物理协会、电子协会与光信息协会，提供实验室和常规设备资源，实行日常值班制，并定期组织内部交流报告。这些措施对促进课外科技氛围，提高积极性和参与度起到较大作用。

5 结语

我们结合自身教学实践的探索和体会提出并讨论了理工结合专业实践能力培养的四个重要环节。当然这些环节并非分立的，而是一个有机的整体，只有始终重视学生实践能力的锻炼并贯穿于教学培养的全部阶段，才能取得最大的成效。实践能力培养的探索研究是大学教育的长期课题，本文只对其中的重要环节进行了归纳，可能有其他一些环节和过程未包含其中。虽然是基于理工结合专业特点的探索思考，但我们的观点和方法可能对传统理科或工科专业的实践能力培养改革也有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 王葵如，刘春惠，刘杰.亦理亦工专业试点改革的研究与实踐[J].北京邮电大学学报：社会科学版，2004（1）：65-67.

[2] 何立善.面向21世纪优化本科人才培养计划之我见[J].中山大学学报论丛， 2001（1）：89-95.

[3] 郑春龙，邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究，2007（4）：85-86.

[4] 张冰志，郑艳华，陈志峰.地方院校工科专业《专业导论》课程教学与实践改革[J].中国科教创新导刊，2013（19）：189-190.