理工结合培养地方院校理学类创新应用型人才
[摘 要] 针对地方院校理学类专业人才培养方案重理论轻应用和课程体系不完善等现状，结合应用物理学专业学科特点和社会发展对人才的需求实际，确立“三位一体强基、理工结合凸用”的人才培养模式，在育人的全过程中体现“理论、技能、应用”相容、“知识、能力、素质”并重。通過人才培养模式改革实施，人才培养质量明显提升。
[关 键 词] 理工结合;创新型人才;培养模式;应用物理学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）04-0037-03
习近平同志指出：“我国要在科技创新方面走在世界前列，必须在创新实践中发现人才、在创新活动中培育人才。”2016年3月21日，中共中央印发的《关于深化人才发展体制机制改革的意见》指出：“突出经济社会发展需求导向，建立高校学科专业、类型、层次和区域布局动态调整机制。……注重人才创新意识和创新能力培养，探索建立以创新创业为导向的人才培养机制，完善产学研用结合的协同育人模式。”[1]
创新型人才就是具备创新精神和创新能力的人，通常表现出机智灵活、好奇开放，具有想象力丰富、敢于冒险、坚持不懈等良好精神特征。高等院校培养创新型人才必须拥有较强创新意识的教师以及构建创新型人才培养机制[2]。对地方本科高校来说，其主要职责是要立足地方、联合企业共同培养地方急需人才，这就决定了地方本科高校的人才培养必须落实到以培养创新应用型人才为主[3]。
一、应用物理学人才培养现状
应用物理学专业是培养具有扎实的物理基础，能在物理学、电子技术、能源材料等相关技术领域具有较强应用能力的高级专门人才。近年来，国内部分理工科院校为寻求完善学科体系、支撑传统特色学科发展要求，新增了应用物理学专业，但这些学校的应用物理学专业大都是在基础物理上发展而来，普遍存在师资结构不合理、课程设置不科学、重理论轻应用的现象，导致培养的学生实践能力和创新能力不强、就业竞争力较弱等问题[4]。传统教育模式培养出来的应用物理学专业人才，从数量乃至质量上已经不能根本满足社会经济快速发展的迫切要求。
桂林理工大学应用物理学专业学生培养定位：培养具有宽厚的理论基础、扎实的专业基础知识、熟练的实验技能，并具有综合运用物理学科学理论和技术分析解决工程问题的基本能力，具备应用物理学及相关工程方面知识和能力的宽基础、高素质、有创新意识和实践能力的工程科学人才。在培养过程中，根据专业特征，学生培养分成应用型和学术型两类。应用型学生掌握光电技术、光电材料及器件的基本原理、设计与制备方法，受到应用研究和技术开发的初步训练，具备光电器件的研发与应用、光电检测、新能源材料、太阳能技术及其产品开发和应用的能力。学术型学生应具有较高的理论水平、理论基础知识，获得基础研究的初步训练，能运用物理学知识和方法进行科学研究，对最前沿的交叉学科有广泛的认识，为学生下一阶段进行前沿科学和尖端技术的科研工作打下坚实基础。
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要》（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》，高等教育要深化教育改革、创新人才培育模式。针对应用物理学专业的现状，以教育部制定的《高等学校应用物理学本科指导性专业规范》为依据，桂林理工大学应用物理学专业结合本校以培养知识丰富、本领过硬的高素质应用型专门人才和拔尖创新人才为理念，从理论和实践上探索新形势下应用物理学专业的发展规律，对人才培养模式进行改革研究，确立“‘三位一体强基、理工结合凸用’培养应用型创新人才”的教学育人改革模式，探索以加强基本知识基本技能的掌握和师资队伍的基本建设（“强基”），凸显应用型创新的人才培养模式（“凸用”）的改革与实践，逐步形成了地方理工科院校应用物理学专业应用型创新人才培养的有效途径。课题从2013年9月开始实施，采取边研究、边实践的方法，在研究过程中及时将研究成果运用到教学实践，取得了良好的效果。
二、人才培养模式改革主要内容
育人培养模式改革注重“课程体系改革”“师资队伍建设”和“教学资源优化”，通过这三方面融合来夯实学科基础的发展模式——“三位一体强基”;以人才培养方案为纲领、专业课程设置为基础、实践实训教学为手段来实现理工结合、凸显应用;以教师科研、学生科技活动、创新基地等为依托，加强学生应用创新能力的培养。
（一）搭建了“三位一体强基”的学科基础发展模式
1.“331”课程体系构建
构建了3层次、3平台和1目标的“331”课程体系。在实施过程中，把课程分成公共基础模块、物理基础模块和专业方向模块来实现“基础理论—专业知识—应用技能”三个层次培养;对教学资源进行平台化，即把资源分类为“校级平台—院级平台—校外平台”三个平台，充分利用平台资源来培养学生的基本实验技能、动手操作能力和实际应用能力，通过课程与平台相互交叉来夯实学生基础，实现强基目标。
2.师资队伍提升与优化
师资队伍为教学和人才培养之本，根据学科发展需要针对性地提升专任教师队伍素质，通过“引进与培养相结合、校内与校外相结合”等措施改善师资队伍结构，提升专业教学整体水平，促进良好学科师资队伍梯队的形成;不断探索适合办学实际的“双师型”教师培养体系，结合师资队伍建设工作需要，多措并举，鼓励教师参加专业技能培训，利用寒暑假去企业挂职锻炼等助力应用创新型人才培养目标的实现。同时，学院吸纳企业导师不间断开展企业文化、创业经验、成长成才等讲座，并与专任教师共同指导毕业论文（设计）。
3.加强教学资源建设
充分利用现代技术手段构建较为完备的教学软件资源，建设所有专业课程的网络教学课程（32门）;开发用于考核的考试系统;搭建用于学习和研究的计算机集群软件4个;建设虚拟仪器实验仿真软件32套;出版基础课程及专业课程教材3套;改革考核评价制度，把单一的闭卷考试改革成单元测试、网络测试、论文、开卷等多种形式相结合的考核制度。实验教学硬件方面得到很大的提升，几年来，上级教育主管部门及学校投入500余万元建立专业发展需要配套的专业基础实验室8个，特色鲜明的以光电子、新型能源材料为主的实验室12个;建立配套齐全的实践实训场所包括校内电子设计实习、物理虚拟仿真实验实践场所等4个。同时，积极转型办学思路与办学模式，全面开展校企合作。随着人才培养模式改革的深入，深刻地体会到开展校企合作是优化教育资源和市场办学的必然选择，也是应用型本科院校内涵发展的必然方向，更是服务地方经济发在的必然要求。因此，应用物理学专业与广东、江苏及广西等多家省内外优质企业建立了实习实践教学基地和协同育人平台，使之成为创新应用型人才培养环节中不可或缺的一部分。
（二）践行“理工结合凸用”的人才培养理念
1.课程拓展与课程体系革新
学院本着“理科课程厚基础，工科课程强技能”的原则，围绕以培养光电子、新能源材料物理方向的应用型创新人才为目标。在课程体系设置中，强化以培养工程意识和工程能力的专业基础课程群，强化毕业设计的工程训练性，凸显特色的专业方向课程群，拓展个性发展的“第二课堂”。
在教学中融入理工结合思想，引入学科前沿及工程应用实例，强化学生理工结合的意识。专业课程群加强物理学与光电类、新能源材料工程课程的结合，开设应用光学、原子物理与光谱学、光电子技术等系列基础课程，初步培养学生具有应用研究和工程技术开发的能力。专业方向课程群主要加强光电应用能力的培养，开设半导体光电材料、太阳能电池原理与技术等23门任意选修课程。同时，增设10余门结合教师科研项目的拓展性研究课程，来培养学生的创新意识和创新能力。
不断完善物理基础实验—专业实验—认识实习、生产实习—专业实践—毕业论文的多层次课内外实践教学体系，同时积极支持低年级的开放实验和高年级的大学生科研训练计划、学科竞赛等课外科研创新活动，让学生在培养过程中接受个性化、立体化、全方位的实践训练。
同时，与广州奥迪威股份有限责任公司等优质企业开展校企合作，由企业提供部分经费、师资、技术、平台等方面的支持，将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入教学过程，通过课程或系列课程的建设，推动专业课程教学内容的更新和课程体系的完善。
2.依托实践和实训平台，加强理工融合，凸显专业应用
以培养学生的基础研究能力、工程实践能力和创新能力为目标，构建理工融合的实验、实践和实训平台。依托物理实验教学示范中心、虚拟仿真实验室、光电纳米薄膜材料制备室、铁电/介电信息材料制备室等多个专业实验室，开设应用电工学、光电子综合实验、物理虚拟仪器实验等理论与实践课程;融合校内电子信息类、材料化学类专业教学资源，开设数电与模电、金工实习、电子电工实习、材料加工物理与数学模拟等理论与实验课程，使学生具有进行应用性研究和科技开发的工程能力基础。
同时，与校外企业联合建立了课程见习、生产实习和毕业设计研究创新平台。如，与桂林市部分龙头企业，如桂林电力电容器有限责任公司、桂林长海发展集团有限公司、桂林市兴安尚科光伏高科技有限公司等实现了“产学研”合作;与区外珠三角地区的中山贝奥斯金属制品有限公司、木林森股份有限公司等光电企业也建立了专业实习基地，并与奥迪威、贝奥斯和领先电子等优质企业搭建了协同育人平台。促进校企合作、产教融合，吸引、推动更多优质社会资源转化为育人资源;深化校企协同育人机制，充分发挥企业的重要主体作用，使企业在校企共同育人过程中成为主要成员，而不再是旁观者。
3.培养理念注重“理工结合凸用”
应用物理学专业人才培养秉承“理工结合凸用”。在发挥物理学基础作用的前提下，坚持“理論、技能、应用”相容、“知识、能力、素质”并重，通过整合我校电子信息类专业和材料化学专业的优势资源，重点打造光电类和能源材料类这两个以物理为基础的工科特色明显的人才培养方向，形成以物理学为基础，光电类和能源材料类为落脚点“理工结合凸用”的专业特点。
（三）应用型创新意识与能力的培养
1.科研激发创新意识
依托自身教学科研资源，开设应用研究型课程：以教师科研课题或项目等为载体，通过应用研究型课程的学习，激发学生探索科学问题的欲望，培养学生科学研究能力以及创新实践能力。目前，学院已经开设应用研究型课程近20门，学生的动手能力和创新能力得到了显著提高。参与教师科研项目：鼓励省部级以上项目课题组吸收2～3名本科生参与科学研究，并对学生进行必要的科研基础培训，开阔学生的眼界，培养学生的科学素养、创新意识和创新精神。
2.科技活动提升能力
学院组织和引导学生参加各项创新创业和学科竞赛活动。学生共参与创新创业项目30余项，其中区级项目20余项，共获得支持经费10多万元;鼓励学生参加大学生电子设计大赛、数学建模等竞赛。另外，学生依托我院物理协会开展了数据分析、软件编程、电路分析、IC设计、3D打印、家电维修等一系列活动，提升了动手实践能力。
3.创新基地孵化小微企业
学院为应用物理学专业提供了面积为120平米场地作为创新创业基地，投入经费50万元用于学生自主创业，并成功孵化在广东中山成立的LED灯饰有限公司（2011级学生刘向聪）、桂林小能人教育咨询有限公司（2012级学生邓坚）、“妈妈爱”农副基地（2012级学生常垂明）等。
三、人才培养模式改革效果
（一）学科、师资队伍建设成果
几年来，引进博士7人，新增教授、副教授8人，15人次博士后出站出国访问留学等参加各类学习进修，现本专业专任教师达到24人，形成了高学历、高级职称比例高、中青年占主体和专业对口度高等特色。近年来，教师主持国家自然科学基金19项、省部级项目21项，科研总经费近1000万元，发表SCI收录学术论文110余篇，申请发明专利10余项，出版学术专著6部。教学改革建设紧密围绕“三位一体强基，理工结合凸用”的理念并贯穿人才培养全过程，强化创新创业教育，获得相关教学改革研究项目15个（其中区级项目7项），编写《大学物理》《光电子技术》和《应用物理学专业实验教程》等理论及实验专业课程教材3套，发表教改论文30余篇。
（二）教学平台、资源建设效果
建设专业创新创业训练实验室和技能实训实验室：提供120平方米的场地、投入100余万元经费用于学生进行3D打印、电子设计与制作、设备调试、新型半导体材料制备与应用、LED器件实训线操作等方面的专业训练。同时，建设了实验教学示范中心平台、多媒体教学课件库等各种教学资源全部应用于教学，并为校内外理工科物理类教学所共享。应用研究型课程的开设，充分利用了科研平台资源，夯实学生物理基础、培养专业兴趣、加强专业素养。近三年来，100多名专业学生参与创新研究，学生选修应用研究型课程十分积极，并有部分学生选修2～3门研究型课程，专业学生基本融入教師科研课题之中。
建设有新能源材料校重点实验室、物理实验教学示范中心、虚拟仿真实验中心3个教学实验中心，校企合作教学实践实训基地和协同育人基地共6个。2017年，以近年来应用物理学本科专业建设成果为基础申报物理学一级硕士学位授权点获批，是我校该年度唯一获批新增的一级硕士学位授权点。
（三）创新应用型人才培养成果
通过课程模式、课程内容及教学方法的改革，学生的基本素质、基本技能和创新能力明显提高，应用物理学专业学生在《物理学报》《电子技术与软件工程》等刊物发表学术论文13篇、申请专利6项、自主创业孵化企业和考取研究生等方面取得了瞩目的成绩，特别在考取研究生升学率方面在本校排名前列（近年保持在20%以上，学校为9%左右）。通过指导大学生创新创业项目和电子设计等竞赛项目来提升应用物理学专业学生的创新能力，实现物理专业知识在解决实际问题中的应用，以赛促学，推动学生成长成才，近年来取得了显著成果。
育人培养模式改革实践4年来，直接受益约500人，间接受益2000人以上，成效明显。通过理学院数理节、电子设计、家电维修等活动提高了学生的实践动手能力，使学生参加各类科技立项、竞赛和科研活动的热情高涨;通过自主创新成功孵化了3个小微企业，为学校大学科技园自主创新基地提供了示范作用;几年来，学生评课满意率均在90%以上，毕业生就业率一直保持在95%左右，连续3年位于学校前3名。
四、社会评价及推广
“理工结合培养地方院校理学类创新应用型人才”改革实践实施后，培养的应用物理学专业毕业生活跃于电子、新能源、教育等各个行业，部分毕业生成为公司骨干、行业能手，得到了用人单位的广泛好评，个别优秀毕业生被中国青年网、《桂林日报》专门报道。桂林电子科技大学、广西师范大学、上海理工大学、湖南工程学院和商丘师范学院等院校的领导、老师多次到我校应用物理学专业交流、参观学习，对该专业的教学课程体系与人才培养模式改革取得的成绩给予了充分肯定和高度赞扬，并将改革成果作为相关理工专业的教学及人才培养的重要参考，取得了很好的实际效果。
参考文献：
[1]田建荣.创新型人才培养的质量评价制度改革[J].中国高等教育，2011（2）：46-48.
[2]朱士中.校地互动创新应用型人才培养[J].中国高等教育，2016（Z3）：21-23.
[3]夏蔡娟，王秋萍，严祥安.地方院校应用物理学专业跨学科人才培养模式的探索与实践[J].高教学刊，2018（15）：161-162，165.
[4]刘峥.地方应用型本科院校校企合作人才培养模式探索：以物流管理专业为例[J].高教探索，2017（3）：41-44.
编辑 陈鲜艳