APP下载

依托国家重点实验室平台 打造光电专业核心引擎

2013-08-15文尚胜莫文贞

实验技术与管理 2013年8期
关键词:本科生实验室专业

文尚胜,莫文贞

(1.华南理工大学 材料科学与工程学院,广州 510640;2.华南理工大学 电力学院,广州 510640)

华南理工大学高分子光电材料与器件研究所在新型显示、半导体照明、太阳能电池等光电技术领域上进行了卓有成效的建设,近年来,在产、学、研各个方面都取得了长足的进步。

2006年1月,华南理工大学获批建设“光电材料与器件国家引智基地”;2009年9月,与创维集团合资组建了“广州新视界光电科技有限公司”,开展先进的AMOLED显示屏研发与生产;2010年10月,经教育部批准,成立华南理工大学“信息显示与光电技术专业”,并被授予“高等学校特色专业”称号;2011年4月,经科技部批准,成功组建了“发光材料与器件国家重点实验室”,2012年4月,还获批建设“材料科学与工程国家实验教学示范中心”(光电专业实验室包含其中)。

如何协调科研与教学的关系,是摆在高等教育工作者面前的一项共同的课题[1]。实验室是现代大学的心脏[2],我们在建设“发光材料与器件国家重点实验室”和“信息显示与光电技术”国家特色专业实验室的实践过程中,总结出了特色化、科研化、差异化、信息化、产业化、国际化的人才培养新模式,较好地解决了科研与教学工作相互促进和协调发展的关系,解决了资源紧缺和闲置浪费并存的结构性矛盾,为我国战略性新兴产业人才培养探索了一条较成功的途径。

1 特色化:凝练专业特色聚焦实验教学内容,贯通科研与教学的有机衔接

光电专业是一门既古老而又年轻的专业。它不仅历史悠久,而且涵盖的内容宽泛。现实世界的五彩缤纷、丰富多彩,是通过我们的眼睛来感知的。白天,天然光源——太阳普照万物;夜晚,人造光源——电光源继续为人类带来光明。一切与光电相关的知识,都是光电专业的研究范畴。

大学的生命力在于专业水平的高低,而专业的生命力则在于专业特色是否鲜明[3]。为此,我们以国家对新显示技术、新光源、新能源的重大战略需求为牵引,以我校优势学科基础和科研实力为支撑,在光电专业宽泛无边的研究内容中,精心凝练我校光电专业的特色。提出了以“材料与器件为基础”,以“突出信息显示、半导体照明和太阳能电池三大应用技术”为特色,进而建设“信息显示与光电技术”专业。使专业的特色与依托本校的研究方向、科研优势保持一致。专业建设是为科学研究提供学科基础和研究生生源;科学研究则可以为专业建设提供雄厚师资、精密仪器设备、前沿技术趋势和学生研究课题。

教材是保障实验教学质量的首要因素。由于“信息显示与光电技术”专业涉及的主要是新兴产业技术,可用的理论教材与实验教材寥寥可数。为了更有力地体现专业特色与重点实验室特色的一致性,我们编写了能够充分展示科研优势和专业特色的系列教材。已经正式出版的教材有:《固体物理简明教程》、《TFT技术与应用》、《LED显示技术》、《半导体照明技术》、《有机光电子技术》、《太阳能电池技术》、《光电信息技术实验》等。通过自编的理论和实验教材,得以将我们的学科优势和专业特色有效结合并落到实处。

根据专业的特色,我们除了购置一些常规仪器,满足本科教学的基本的要求外,还将以科研为主体的大型贵重仪器设备,以及一些自主研发的具有自主知识产权的实验装置渗透到专业的实验教学中去,为本专业建设完整的实践教学体系提供有力的保障。科研项目和本科实验教学的双重需求,保证了仪器设备的高使用率,充足的科研经费保证了仪器设备的维护和更新换代。

2 科研化:利用科研资源倡导本科生导师制度,提升专业实验室建设的活力

钱伟长院士曾经说过“大学必须拆除教学与科研之间的高墙,教学没有科研作底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育”[4]。没有一流的科研,就不可能有一流的教师;没有一流的教师,就不可能培养出一流的学生,这已经成为所有高校的共识。

2.1 实行本科生导师制

在本科生中开展导师制,有利于构建合理的知识结构[5]。我们充分利用国家重点实验室作为专业建设强有力的依托,利用其丰富的科研师资优势,在教学组织中广泛倡导本科生导师制,让科研人员增强责任意识,走进课堂、融入专业实验室、本科生群体之中。这既能够很好地做到教学相长,又推动了教学和科研的相互促进与协调发展。

2.2 强化与大师亲密接触

我校在有机光电研究领域具有国际性的影响力,是华南地区实力最强的工科院校,在珠三角地区具有广泛的产业影响力。我们积极实践,用前沿的科研成果和最新的产业技术来丰富本科学生的课内课外活动;通过聘请国内外有成就的教授和知名企业家举办各种形式的讲座和学术交流活动,在与本科生面对面的互动过程中,令他们感受科学魅力,激发学习兴趣。由于新技术的日新月异,我们组织专业教师将科研成果编写进课程讲义,让教材能跟上技术进步的步伐;我们还鼓励科研人员根据自己的科研成果,带领高年级学生自制适合本科生实验教学需要的仪器,将科研成果及时转化为实用的实验仪器,既锻炼学生动手能力,又培养学生创新意识。

2.3 本科生进科研实验室

教师根据自己的研究方向,精心编制成一些研究课题,向二年级以上的班级公布,鼓励高年级本科学生走进科研实验室,参与具体的科研项目,在实验室中形成导师、博士研究生、硕士研究生、本科生,层层帮带的学术研究梯队。让本科生接近一线科研师资、接触研究生群体。他们在学习过程中提出的困惑和疑问,也能激发教师与研究生的科研灵感。经过1~2年左右的科研实践,我们专业的很多学生,在本科阶段,就能以第一作者身份在《光学学报》、《发光学报》、《光子学报》等国内一流科研期刊上发表论文,并可独立申请发明专利。实践证明,本科学生是具有创新意识和富有探究欲望的群体,只要进行合适的引导,他们中很多人将是我国建设创新性社会的主力军。

3 差异化:尊重大学生群体的多样性,建立人才培养目标的分级制度

当前,高校的人才培养都提及“宽口径”培养目标,但同时很难顾及和尊重学生的个人兴趣、特长、爱好。高校专业实验室对人才培养缺乏向专业纵深方面发展,缺乏多样化、个性化和有针对性的差别化人才培养模式。为此我们做了以下尝试。

(1)个性化分级教学。根据学生的自身特点(兴趣、专业特长等),将相同专业的学生进行再分类,以小组为单位进行定制式打造、包装。为了适应这种差别化的人才培养要求,通过建立人才培养目标的分级制度,设置基础级、专业级等不同的专业水平资格级别,这既可以促使学生根据明确的目标去打造、发展自己,也给他们提供了更多的挑战自我、战胜自我的机会与平台。

(2)自选式培养模式。按照培养目标分级制度,学生可以根据需要来选择适合自己的差别化的人才培养过程[6]。但是基础级是对学生的最低要求,所有学生都必须通过,否则该生将不能按期毕业和取得相应的学位。我们鼓励学生根据自身实际、科学定位,实施差别化的人才培养战略,从而培养出更多适合社会需要的合格人才。

4 信息化:利用网络资源和信息化手段,建设虚实结合的实验室新体系

实践证明,开放式专业实验室的建设有利于培养学生的创新能力[7],我们光电专业实验室实行了从实验内容、时间到空间的全方位开放,允许学生在课余时间到实验室搞些创造性的小发明、小制作的实验等。我们充分利用现代网络技术、计算机技术,构建了近程与远程相结合的选课平台以及传统实体仪器与虚拟仪器相补充的专业实验室新体系。

(1)建立信息化管理平台。信息化有利于优化管理,监控教学质量[8],我们设计的网络实验选课系统,充分体现以内容为主、学生优先、师生互动以及资源共享的原则,将学生感兴趣的专业实验教学内容、大纲、仪器操作规程、实验教学录像,多媒体课件等上传到学习资源中心,便于学生实验前预习,同时也大大拓宽了课堂学习中的信息量。

(2)充分开发虚拟仪器。LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种图形化的编程环境,是用于数据采集、信号处理和虚拟仪器开发的一个标准工具,在高校实验室中得到广泛的应用[9]。这是一个功能强大且灵活的软件,利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器。我们鼓励教师动手编程,开发一些虚拟仪器并应用于教学中,面对新颖的计算机界面的仪器,学生的学习兴趣被激发起来,并乐此不疲地学习开发虚拟仪器,让枯燥的知识变得神奇而富有乐趣。

5 产业化:服务于珠三角光电产业集群,拓展专业实验室建设的资金来源

由于平板显示技术是一种新型的显示技术,技术壁垒较高,因此与该技术相关的光电显示产业成为国家战略性新兴产业。珠三角地区光电显示产业相当发达,平板显示产业领跑全国,我校更为众多知名企业输送了大量优秀技术人才。TCL集团、创维集团、康佳集团等三大彩电巨头均为我校校友所创办。在这样的产业集群背景下,我们依托国家重点实验室的师资、实验设施资源,借力于企业校外导师的指导,一方面极大地增强了我校光电专业实验室的实力,另一方面也加大了服务产业集群的主动性。

5.1 积极服务于企业技术需要

LED产业是广东省“十二五”战略性新兴产业,LED企业多达5000家,其产值占我国该产业的60%以上。我们通过调研珠三角众多LED企业的实际需求,组织专业实验室的力量,在LED封装技术、LED配光技术、LED散热技术等方面,有针对性地为相关企业提供服务、开展产学研合作,并积极组织争取各种层次的纵向和横向课题,与企业共同针对技术问题进行科研和开发。

5.2 聘请企业家担任校外指导教师

引进知名人士参与教学是实现资源共享,不断提高教学质量的新手段[10]。我们采取聘请企业高级技术人才担任校外实验指导教师,将实践经验丰富的高级工程师请进实验室,给学生传授最新、最前沿的产业技术和实践技能,为培养有产业化意识和实际动手能力的工程技术人才提供了强有力的保障。

5.3 开辟本科专业校外实习的第二课堂

我们充分利用珠三角光电企业众多的资源优势,不仅“请进来”,还积极“走出去”。利用新生入学的专业认知实习、大二阶段的专业基础实习、大三阶段的专业技能实践、大四阶段的毕业实习等时机,有计划地组织学生走入企业生产第一线,调动学生的学习兴趣、锻炼学生的实践能力。通过频繁的企业实习和实践活动,学生加深了对课堂理论知识的理解,也与相关企业建立了联系,很多学生在寒暑假期间,自觉、主动地到企业进行深入的实践锻炼。我们光电专业到目前为止已有2届毕业生,每届就业率都是100%,高居学校各专业就业率之首。

6 国际化:依托引智基地和专业认证制度,培养国际视野的工程技术人才

6.1 国际一流科研团队支持

高等教育国际化是时代发展的趋势[11]。2006年,国家外国专家局和教育部依托“华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室”,建设有广东省第一个“光电材料与器件高等学校创新引智基地”,聘请了10位国外一流的科学家,包括2001年诺贝尔化学奖获得者Heeger教授等,担任我们实验室的海外研究人员。我们国家重点实验室教师和海外学术团队研究人员每年定期开展双向交流,相互到对方验室开展科学研究工作。通过与国际一流科研团队的密切交流,我校相关研究领域始终保持国际先进水平。

我们充分利用“引智基地”这一科研平台使本科学生近距离地接触海外一流的科学家,在他们言传身教、“润物细无声”的影响下,开阔学生的国际视野。同时,我们也鼓励学生大胆质疑,培养学生敢于想象、敢于提问题、不迷信权威的思维习惯。

6.2 筹划专业国际认证

最近,美国工程与技术认证委员会(ABET)对21世纪新的工程人才提出了11条评估标准[12-14],其所强调的重点,一是工程实践能力;二是多学科的背景以及多方面的能力;三是职业道德以及社会责任感。为了培养出具有国际竞争力的工程技术人才,使我们的科学研究处于国际第一阵营,我们正在筹划专业国际认证工作。

7 结束语

“信息显示和光电产业”是我国在“十二五”期间为加快经济和产业转型升级、改造和提升传统产业结构而着力培育的战略性新兴产业。

我们通过创新型的实验室建设,建立了一套人才培养的新模式,较好地处理和完善了教学和科研的关系。同时,我们借助于国家重点实验室雄厚的科研力量,不断夯实和提升光电专业实验教学质量,搭建培养具有创新意识﹑创新精神和创新能力的人才实验教学平台,力促华南理工大学光电学科专业实验室建设水平迈上新的台阶,更好地服务于国家经济建设,针对国家对光电技术人才的需求,更快地培养出具有国际竞争力的优秀的高级工程技术人才。

(References)

[1]吴芳.浅谈如何处理好教学和科研的关系[J].科技资讯 ,2010(36):36.

[2]冯端.实验室是现代大学的心脏[J].实验室研究与探索,2000,19(5):1-4.

[3]许广永.独立学院应用型人才培养模式特色化建设的问题及对策[J].中外企业家,2010(12):34.

[4]钱伟长.大学必须拆除教学与科研之间的高墙[J].群言,2003(10):16-20.

[5]曹十芙,周清明.中国高校本科生导师制研究进展[J].高等农业教育,2006(20):55-58.

[6]失野新一.蓝彻斯特战略·弱者VS强者战略:上册[M].厦门:厦门大学出版社,2003.

[7]失野新一.蓝彻斯特战略·弱者VS强者战略:中册[M].厦门:厦门大学出版社,2003.

[8]失野新一.蓝彻斯特战略·弱者VS强者战略:下册[M].厦门:厦门大学出版社,2003.

[9]窦新华,谢鸿,王华丽.开放式实验室的建设与发展[J].合肥工业大学学报,2010(1):121-122.

[10]刘宇.浅谈教学管理的信息化[J].科技促进发展:应用版,2011(4):312.

[11]王祖麟,吴大舜.LabVIEW虚拟仪器技术在大学实验教学中的应用[J].科技广场,2007(11):43.

[12]董丽娜,陈海兵.高校教师教育合作化的重要性[J].中国校外教育,2009(9):60-61.

[13]徐青.高等教育国际化视野下的创新人才培养模式探索[J].继续教育研究,2010(9):57-58.

[14]中国工程院工程教育代表团.访美考察报告[J].高等工程教育研究,2002(5):1-8.

猜你喜欢

本科生实验室专业
一句话惹毛一个专业
专业降噪很简单!
专业化解医疗纠纷
电竞实验室
电竞实验室
电竞实验室
电竞实验室
更聚焦、更深入、更专业的数据分析
中医药大学本科生流行病学教学改革初探
论法学本科生法律思维的培养