附件5

2024年湖南省普通本科高校教育教学改革

优秀典型项目成果简介

项目名称：新工科背景下光电工程专业多方协同创新型

     人才培养模式的探索与实践         

单位名称：           湖南文理学院               

项目主持人：            曹斌芳                  

团队成员：     杨江河 郭杰荣 蔡剑华 黎小琴     

一、项目研究背景

2017年以来，教育部围绕新工科建设，先后提出了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，深入分析了新工科建设的理念内涵、指明了新工科建设的目标要求﹑给出了新工科建设的改革路径。常德市近年来强力推动“开放强市、产业立市”，不断做强做大工业企业，在其快速发展的同时，市委市政府也明确给学校提出人才培养要求。

创新是引领发展的第一动力，是国家兴盛的源泉。习近平总书记深刻指出，当今世界正面临百年未有之大变局，新科技革命和产业变革的时代浪潮奔腾而至。2015年5月，国办印发《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，提出了完善人才培养质量标准、创新人才培养机制、健全创新创业教育课程体系、改革教学方法和考核方式、强化创新创业实践等一整套任务措施。为积极应对新一轮科技革命和产业革新。高校作为工业科技人才的主要培养基地，肩负着深化工程教育改革、培养具有国际实力和竞争力青年科技人才的使命。

湖南文理学院光电信息科学与工程专业自2012年创办以来，不断加大投入，取得了一定的成绩，但也存在一些问题，第一是新工科对光电信息科学与工程专业的基础课程体系提出了客观要求；第二是实训环节的改革力度不够；第三是创新创业教育实践平台和教学资源紧缺，教师的积极性和学生的主动性发挥不够，创新创业教育体系亟待进一步完善等。

本项目针对“新工科”建设中培养高素质复合型新工科人才的要求，对光电信息科学与工程专业进行改造，提出通过调整专业培养目标、课程体系和教学内容等，加强本专业学生工程创新能力的培养，在学校当前投入有限的情况下，进行校企合作，共同建设创新创业教育平台与项目资源，通过学校与企业的共建共享，解决学校学生的就业问题，以满足当今社会对应用光电人才需求。

二、研究目标、任务和主要思路

本项目针对原有人才培养理念和模式相对滞后，人才培养质量难以满足就业区域现代产业的创新发展需要的问题，以习近平教育思想为指引，坚持立德树人，通过构建一流创新型应用人才培养体系，以新工科建设为抓手，提出地方高校新工科背景下光电工程专业创新性人才培养模式，主要包括：①依据成果导向教育理念，确立培养目标；②以工程能力培养为引领，优化光电工程专业课程体系；③根据课程特点，设计课程教学新模式；④深入挖掘课程思政元素，进行课程思政教学探索；⑤根据实训环节类型，采用多元化的实习实训培养模式，提高学生工程创新能力。

三、主要工作举措

①依据成果导向教育理念，确立培养目标

培养目标是人才培养之本，合理的培养定位与目标内涵对于培养方案的制定极其重要。成果导向教育（Outcomes-Based Education, OBE）理念作为工程教育专业认证工作的基础，正逐渐被国内众多高校关注。依据OBE理念深入分析用人单位对光电信息科学与工程专业学生在知识、能力、素质方面的需求，转化形成人才培养方案中的毕业标准。本校光电工程专业修订后的培养目标为：面向区域及地方经济社会发展需求，培养德、智、体、美、劳全面发展，掌握必备的数学和自然科学基础知识，具备光电信息科学的基本理论、基本知识和基本技能，能够在应用光学、光电子技术、光纤通信、光电图像处理、光电检测及相关的电子信息科学、计算机科学等领域从事研究、教学、设计、开发、维护、管理等工作的合格应用型工程技术人才。

②以工程能力培养为引领，优化光电工程专业课程体系

根据培养目标和毕业要求，优化课程体系，实现应用型工程技术人才的培养。修订后的课程体系包含通识教育课程、数学和自然科学类、工程及专业相关和工程实践课程四个模块，学时学分分配比例，如表1所示，其中工程及专业相关课程学分占比31.1%，工程实践和毕业设计学分占比21.8%，能充分满足专业水平和实践能力提高的需要，强化工程能力的培养。

表1 培养方案学时学分分配表

③根据课程特点，设计课程教学新模式

光电信息科学与工程专业主要课程包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与线性系统、物理光学、信息光学、激光技术及应用等。根据不同课程的特点研究课程教学方法。如针对 “信号与线性系统”这类理论性强、概念抽象的课程，提出在该课程中采用以问题为导向的教学方法，鼓励学生进行问题的探索和分析。 针对“DSP系统开发”这类应用型很强的课程，同时要求学生具有一定的硬件知识和软件编程基础，提出采用案例教学法，通过引导学生进行案例的交流和研讨式分析，达到利用案例获取相关信息和数据来实现问题的解决，增强学生工程创新能力。

④深入挖掘课程思政元素，进行课程思政教学探索

全国高校思想政治工作会议指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，坚持知识传授和价值引领相结合。作为电子信息类专业课教师，我们需要深刻思考如何将思想政治教育引入到我们的专业课课堂中，在我们的专业课教学中增加课程思政、专业思政的内容和环节，把以往纯粹的专业知识传授提升到有中国特色的高等教育制度层面上来。围绕光电工程专业课程进行课程思政探索。如光电工程专业课程《信号与线性系统》课程，该课程具有“系统性强”、“理论性强”和“应用性强”的特点。目前的授课状况多数是教师讲授专业知识为主，学生的视野往往局限在专业课理论知识的学习上。我们需要深入挖掘课程思政元素，采用多案例化课程思政教学。引入学科专业前沿内容（如5G技术，VR技术等），强化价值引领。建立多角度课程思政教学案例，做好知识传授和价值引领的统一。培养学生科学精神，激发学生爱国情怀；培养学生解决复杂工程问题的能力，引导学生树立正确的价值观、人生观和世界观。已经进行的探索如下：

（a）完善课程建设目标，做到全方位育人

结合本校办学定位、学生情况、专业人才培养要求，具体描述学习本课程后应该达到的知识、能力水平。知识目标：理解信号的函数表示与系统分析方法；掌握连续时间系统的时域分析、频域分析和S域分析；掌握离散时间系统的时域分析、频域分析和Z域分析。能力目标：通过课程案例、课程实验和综合实训，培养学生信号和系统分析能力；系统建模和求解能力；实验设计与分析能力；解决复杂工程问题能力；持续自主性学习能力。助力学生成为德才兼备的“新工科”应用技术型人才。思政目标：将信号与线性系统课程与行业深度融合，培养技术强国责任担当；以优秀人物引领，培养工匠精神，强化工程伦理教育；以实际工程问题，培养深耕行业、团队合作。

（b）挖掘课程思政元素，开展跨学科交叉研究

 高校立足立德树人的根本任务，进行人才培养。不同的专业虽然有不同的特点，但课程教学的第一任务永远是立德树人。结合《信号与线性系统》课程的特点，组织教师开展以课程思政为主题的教学研讨活动；进一步积极探索、深入挖掘《信号与线性系统》课程思政元素，见表2；进行课程思政背景下《信号与线性系统》课程教学设计、制作教学课件；开展协同育人模式下专任教师课程思政建设，主要包括专业教师与思政教师积极开展合作、开展跨学科交叉研究；专业教师与企业合作、行业精英合作开展专业协同育人合作。

表2 信号与线性系统课程思政元素

（c）建设思政教学案例和视频，提高课程教学质量

以学生为中心，将“创新创业”、“课程思政”融入信号与线性系统课程教学中，采取以成果为导向的OBE教育模式，建设课程案例和视频案例，提高课程的教学质量，并深入落实教书育人的目的；多元融合提高“课程思政”的内在动力。充利用爱课程中国MOOC平台开展“线上+线下”相结合的混合式教学模式，邀请企业一线技术人员莅临课堂进行交流和答疑，实现“学、信、用”的课程思政育人功能。已经整理全课程教学设计详案和教学课件，设计了思政教学案例4个，如表3所示。录制体现课程思政的教学视频。通过典型案例激发学生原动力，让学生更主动地投入专业课程的学习中去；鼓励学生掌握扎实的专业知识，服务国家发展；培养学生树立正确的人生观、价值观和世界观。

表3 信号与线性系统课程教学案例设计

（d）修订课程教学计划和完善教学大纲，实验讲义

以能力培养和思政育人为主线，重构课程教学体系，以应用性与实践性为导向，注重课程目标与培养目标的关联性，制定行之有效的教学计划和基于OBE理念的课程教学大纲，教学大纲的“课程的性质和作用”部分增加“通过课程思政进一步培养学生能够坚定理想信念，树立正确的世界观、人生观、价值观”，课程的教学方法与建议部分修改为“本课程是一门电子信息类专业的基础课程，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、电子信息工程、探测技术、自动控制、信号与信息处理、电路与系统等领域。本课程采用多媒体教学、网络课堂、实物演示、信息媒介、拓展学习、社会实践和课外自学相结合的教学方法，在教学过程中结合课程思政，采用启发式教学和案例式教学，作业分为课外作业和课堂作业，课堂作业以提问作业为主，测试作业为辅；课外作业量安排在各章内容之后。本课程强调工程理念，重视提高学生的逻辑思维能力，使学生能够综合应用所学知识分析解决工程问题，促进自主性学习和创造性工作。”修改后的教学大纲见附录1。

⑤采用多元化的实习实训培养模式，提高学生工程创新能力

（a）在校内实践教学平台中融合创新教育理念。专业实验教学是理工专业教学中的一个重要环节，对培养大学生的创新意识、训练创新能力，实践创新创业行为具有至关重要的作用。近年来，湖南文理学院校内实践教学平台包括电路实验分室、模/数电实验分室、光电信息与光电图像处理实验分室、光栅光谱实验分室、光电设计与检测实验分室、光电子材料分析与检测实验分室等，用于满足专业相关课程的实践教学需求。在专业实验教学环节融合创新教育进行了有益的探索，以信号与线性系统课程为例，提出了专业基础课程实践环节的改革方案。实验环节是学生创新能力培养的重要环节，可进一步加深学生对理论课程中现象、推论的直观认识，提供一个学生验证想法的平台。同时运用好专业实验平台将大力提升学生创新创业的积极性。例如针对《信号与线性系统》课程实验环节，采用预习实验-硬件实验-软件实验-开放实验的多维度实验方案，其中硬件实验部分采用“RZ8664信号与系统”实验箱，选取了四个硬件实验，通过这些硬件实验，一方面帮助学生巩固课堂知识，另一方面训练学生基本的实验操作技能，锻炼学生运用所学的基础知识进行创造的能力。

（b）校企实训平台建设。在实训环节加强与企业的产学研合作，推进学生实习基地建设。以《光电系统设计》实训环节为例，与广州粤嵌通信科技股份有限公司湖南分公司建立产学研合作，共同探索 “光电系统设计”校企合作教学模式。该课程设计是光电子技术及器件、光电传感器与检测技术等课程的辅助教学手段，是培养学生深入掌握课堂教学内容、综合运用光学、精密机械、计算机和电子学等知识的重要教学环节；主要考察学生对专业知识的掌握程度，加强学生的理论和实践相结合的能力，提高学生的动手能力。

校企合作共同确定课程设计的题目，如“智能寻迹避障小车”等，并就课程设计的目标、实施方案、具体内容安排和实施过程、课程设计成效评估方式等进行研讨。该实训环节从平时考勤、项目任务完成情况、项目答辩和设计报告四个方面进行成绩评定。通过校企合作模式的探索与实践，通过企业工程师的引导，同学们可以进一步拓展设计功能，如一组同学进行了蓝牙模块的优化，可以实现蓝牙控制多功能切换以及PWM波调速，达到创新型人才培养的目的。

图1和图2 给出了光电系统设计中某组同学的答辩现场和调试图，其中粤嵌智能循迹避障小车通过应用红外传感器以及蓝牙串口APP，利用光学原理来识别黑白线路来实现自动循迹以及蓝牙控制的功能。

图1 智能寻迹避障小车调试现场  

图2 校企合作现场验收

（c）校外平台建设。光电信息科学与工程专业的校外实践教学平台主要针对专业认知实习、专业见习、专业实习、毕业设计/论文等开展。学院积极主动联系企业，推进实践平台建设，进行校企合作。在实习环节，聘请企业技术人员，为学生讲授企业文化、企业生产现状及设备特征等重要内容，切实做到理论知识与实际生产的有机统筹。图3-图6给出了光电专业学生在部分校外企业的实习照片。

图3光电20101班在湖南华南光电（集团）有限责任公司进行专业见习

图4华南光电工程师为学生进行专业讲解 

图5 光电、电信19级学生在湖南粤港模科实业有限公司进行专业见习

图6 光电20101班在常德思高技术有限公司进行实习

四、取得的工作成效

项目组出版教材3部，发表相关教改论文11篇，获得校级教学成果一等奖1项，指导学生发表论文和软件著作权4项，获得省级课程思政教学竞赛一等奖1项，校级教学质量奖1项。在学校光电信息科学与工程专业进行的实践应用，成效显著，部分做法在兄弟院校得到应用。“信息检测与智能处理技术”省教育厅重点实验室获得湖南省普通高等学校科研创新平台立项。学生专业综合素质显著提高，工程创新应用能力突出，在大学生电子设计竞赛，光电设计竞赛中多次获得奖项。

五、特色和创新点

本项目构建了新工科背景下多方协同的光电工程专业创新型人才培养模式，具体包括依据成果导向教育理念（OBE），确立培养目标；以工程能力培养为引领，优化光电工程专业课程体系；以及基于创新教育理念，改进光电工程专业教学实践环节。一方面体现了“以学生为中心”的教育理念，另一方面加强了学生参与教学过程的积极性，提高了学生的学习兴趣。最终实现了光电信息科学与工程专业工程创新能力的增强，满足了当今社会对光电工程专业人才的需求，为区域产业发展培养综合性应用型人才。