基于多學(xué)科交叉與產(chǎn)教研融合的實(shí)踐教學(xué)改革-以電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例

新業(yè)態(tài)、新技術(shù)下的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，迫切需要大批擁有交叉學(xué)科知識、具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的工程技術(shù)人才[1-5]。多學(xué)科交叉是高校提高科研水平的重要途徑，同時(shí)也是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要方式[6-10]。產(chǎn)教研（產(chǎn)業(yè)、教育、研究）融合是高等教育變革與轉(zhuǎn)型的特征與趨勢，也是高等教育改革的關(guān)鍵內(nèi)容[11-13]。目前，多學(xué)科交叉與產(chǎn)教研融合已經(jīng)成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新型、拔尖型、卓越型工程技術(shù)人才的重要方法，也是高校推進(jìn)新工科建設(shè)的重要途徑[14-15]。近年來，北京化工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（以下簡稱“電科專業(yè)”）以新工科建設(shè)為引領(lǐng)，通過開展一系列基于多學(xué)科交叉與產(chǎn)教研融合的實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐，構(gòu)建了“電科專業(yè)”“大實(shí)踐”教學(xué)體系，打造了具有多學(xué)科交叉特色的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，形成了“科教融合”引領(lǐng)的新型實(shí)踐教學(xué)模式，建立了“三聯(lián)三對接”協(xié)同育人機(jī)制與“產(chǎn)教科創(chuàng)”四維融合式實(shí)踐教學(xué)平臺，為培養(yǎng)具有多學(xué)科交叉融合解決復(fù)雜工程問題能力的復(fù)合型、創(chuàng)新型新工科人才奠定了良好基礎(chǔ)。1“電科專業(yè)”實(shí)踐教學(xué)存在的問題作為“電科專業(yè)”的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)不僅具有鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的作用，同時(shí)也是鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問題能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，在實(shí)踐教學(xué)開展過程中，往往會出現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)體系不夠優(yōu)化、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容較為單一、實(shí)踐教學(xué)平臺支撐不足等問題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1實(shí)踐教學(xué)體系不夠優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)往往比較分散，專業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐實(shí)習(xí)課程之間關(guān)聯(lián)性較弱，沒有形成明顯的合力。同時(shí)，作為學(xué)生培養(yǎng)的“第二課堂”，學(xué)科競賽等科技創(chuàng)新活動對培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力與綜合應(yīng)用能力具有重要作用，但實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競賽之間往往缺乏有效銜接，兩者難以形成相互支撐與相互促進(jìn)的關(guān)系。1.2實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容較為單一傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的教學(xué)內(nèi)容，往往為較為單一的知識點(diǎn)，難以適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)形勢對多學(xué)科交叉復(fù)合型創(chuàng)新人才的需求。學(xué)科交叉與科教融合是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑，但當(dāng)前“電科專業(yè)”科技創(chuàng)新以“物理+電子科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科交叉為主，交叉學(xué)科較為單一，科教融合的廣度和深度不夠。1.3實(shí)踐教學(xué)平臺支撐不足實(shí)踐教學(xué)平臺是實(shí)踐教學(xué)開展的主要基地，傳統(tǒng)的基于專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐平臺已經(jīng)無法支撐對學(xué)生較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、交叉學(xué)科知識融合能力、工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)與鍛煉，迫切需要對實(shí)踐教學(xué)模式與機(jī)制進(jìn)行改革。2實(shí)踐教學(xué)改革措施北京化工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基于“強(qiáng)化課賽結(jié)合，深化學(xué)科交叉，加強(qiáng)科教融合，推進(jìn)協(xié)同育人”的改革思路，全面開展多學(xué)科交叉與產(chǎn)教研融合的“電科專業(yè)”創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式研究，以實(shí)現(xiàn)對實(shí)踐教學(xué)體系、科技創(chuàng)新方向改革，以及實(shí)踐教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)平臺的全面優(yōu)化，提高“電科專業(yè)”實(shí)踐教學(xué)效果與創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量，推進(jìn)新工科背景下電子科學(xué)與技術(shù)一流本科專業(yè)建設(shè)。主要舉措如圖1所示：圖1實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)改革思路2.1強(qiáng)化課賽結(jié)合，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系學(xué)科競賽等科技創(chuàng)新活動是實(shí)踐教學(xué)延伸的重要平臺，是深入推進(jìn)多學(xué)科交叉以及產(chǎn)教研融合的重要抓手。北京化工大學(xué)“電科專業(yè)”通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競賽之間的相互銜接、有機(jī)結(jié)合，推進(jìn)“專業(yè)實(shí)驗(yàn)—實(shí)踐課程—科技競賽”一體化建設(shè)，構(gòu)建了“電科專業(yè)”“大實(shí)踐”教學(xué)體系（如圖2所示），形成了貫通大一到大四的“課賽”融合機(jī)制。以光電類實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐與競賽為例：首先，專業(yè)教師通過開展光電子技術(shù)等專業(yè)課程教學(xué)，筑牢學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)利用專業(yè)實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生基礎(chǔ)光電設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力；其次，專業(yè)教師以“電科專業(yè)”創(chuàng)新實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐課程為依托，通過設(shè)置光電類實(shí)踐項(xiàng)目，系統(tǒng)鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用知識和實(shí)踐的能力；最后，專業(yè)教師以全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽等學(xué)科競賽為載體，對學(xué)生開展光電方面的實(shí)踐訓(xùn)練和科研鍛煉，從而達(dá)到全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的目的。圖2“電科專業(yè)”“大實(shí)踐”教學(xué)體系2.2深化學(xué)科交叉，確定特色科技創(chuàng)新方向以物理學(xué)與電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展為依托，以學(xué)科交叉為途徑，不斷深化“電科專業(yè)”科技創(chuàng)新教育改革。以“物理+電子科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科交叉為基礎(chǔ)，拓展學(xué)科交叉范圍，實(shí)現(xiàn)物理與“電科專業(yè)”同材料、生物、化學(xué)等多學(xué)科的交叉，拓展學(xué)科交叉的廣度與深度，確定基于光電技術(shù)的高性能生物傳感、基于光譜技術(shù)的化學(xué)元素分析、基于光學(xué)方法的土壤檢測、基于信息處理技術(shù)的生物快速檢測、基于新型材料的吸波器件、基于薄膜材料與結(jié)構(gòu)的節(jié)能應(yīng)用等具有“大化工”多學(xué)科交叉特色的科技創(chuàng)新方向（如圖3所示）。圖3“大化工”多學(xué)科交叉的科技創(chuàng)新方向2.3加強(qiáng)科教融合，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式在“電科專業(yè)”實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐課程中全面推進(jìn)科教深度融合研究式教學(xué)改革，貫徹落實(shí)本科生導(dǎo)師制，讓學(xué)生直接參與教師負(fù)責(zé)的科研項(xiàng)目?！半娍茖I(yè)”積極推進(jìn)科研平臺面向本科生開放，鼓勵(lì)學(xué)生早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早接受科研訓(xùn)練，開展自主性、創(chuàng)新性、科研型畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、溝通表達(dá)能力，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)。同時(shí)，“電科專業(yè)”全力推進(jìn)科研反哺教學(xué)工作，以“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、開拓創(chuàng)新”的科研精神完成立德樹人根本任務(wù)，以與專業(yè)前沿及行業(yè)發(fā)展結(jié)合緊密的科研項(xiàng)目引領(lǐng)實(shí)踐創(chuàng)新，從科研內(nèi)容中提煉與專業(yè)相關(guān)的研究內(nèi)容以豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，將科研問題分割轉(zhuǎn)化為鍛煉學(xué)生能力的實(shí)踐項(xiàng)目，利用科研平臺與實(shí)驗(yàn)條件支撐學(xué)生開展實(shí)踐創(chuàng)新活動，以科研思維指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)科研對實(shí)踐教學(xué)的全面支撐（如圖4所示）。圖4“科教融合”式實(shí)踐教學(xué)模式改革2.4推進(jìn)協(xié)同育人，打造優(yōu)質(zhì)實(shí)踐平臺“電科專業(yè)”以教育部產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項(xiàng)目的實(shí)施為契機(jī)，加強(qiáng)與一線生產(chǎn)企業(yè)的交流與合作，建立“三聯(lián)三對接”協(xié)同育人機(jī)制，在實(shí)踐課程建設(shè)、學(xué)生校外實(shí)習(xí)、重點(diǎn)技術(shù)難題攻關(guān)等方面實(shí)施校、企、政聯(lián)合，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)與立德樹人、人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求、實(shí)踐能力與崗位要求三個(gè)方面的無縫對接，促進(jìn)學(xué)生全面成長?！半娍茖I(yè)”探索“產(chǎn)教科創(chuàng)”四維融合式實(shí)踐教學(xué)模式，建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地、“電科專業(yè)”實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)研究平臺、大學(xué)生電子創(chuàng)新中心“四位一體”的實(shí)踐教學(xué)平臺，為學(xué)生開展實(shí)踐創(chuàng)新科技活動提供良好的平臺和基礎(chǔ)（如圖5所示）。圖5“四維融合”實(shí)踐教學(xué)與“四位一體”實(shí)踐平臺3結(jié)語北京化工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)通過基于多學(xué)科交叉與產(chǎn)教研融合的實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系改革，推進(jìn)“專業(yè)實(shí)驗(yàn)—實(shí)踐課程—科技競賽”一體化建設(shè)，構(gòu)建了“電科專業(yè)”“大實(shí)踐”教學(xué)體系；依托物理學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展，以“物理+電子科學(xué)與技術(shù)”學(xué)科交叉為基礎(chǔ)，確定了具有“大化工”多學(xué)科交叉特色的科技創(chuàng)新方向；通過在實(shí)踐教學(xué)中全面貫徹科教融合的教學(xué)理念，形成了以科研精神、科研項(xiàng)目、科研內(nèi)容、科研平臺以及科研思路引領(lǐng)