郝中骐 刘莉 史久林 万生鹏

[摘 要] 在创新创业教育背景下，提出一种应用于光电类课程的微项目驱动教学法。针对光电类课程的特点和面临的问题，研究了微项目驱动教学法的微项目选题、教学过程组织、教学实施与管理、教学效果评价等环节的执行方法，可有效激发学生自主学习兴趣，并有利于培养学生创新创业实践能力。

[关键词] 微项目驱动教学;创新创业;光电类课程;教学方法

[基金项目] 2019年度南昌航空大学“‘双创背景下光电类课程微项目驱动教学研究”（JY1947）;2019年度南昌航空大学“新时代高校‘三全育人背景下课程思政教学改革研究——以‘通信系统原理课程为例”（JY1944）;2019年度教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会“新时代高校‘三全育人背景下课程思政教学改革研究——以‘通信系统原理课程为例”（gdyljs30）;2019年度江西省教育厅“‘双一流建设背景下研究生团队式培养模式的探索与实践——以光学工程学科研究生培养为例”（JXYJG-2019-161）

[作者简介] 郝中骐（1978—），男，山西榆社人，博士，南昌航空大学测试与光电工程学院讲师，主要从事激光光谱检测技术研究;刘 莉（1981—），女，江西宜春人，硕士，南昌航空大学测试与光电工程学院副教授（通信作者），主要从事电子、通信与自动控制技术研究;史久林（1983—），男，河南信阳人，博士，南昌航空大学测试与光电工程学院教授，主要从事激光光谱技术研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）12-0148-04   [收稿日期] 2020-11-11

创新创业是社会进步的永恒动力。2014年达沃斯论坛上李克强总理首次提出“大众创业，万众创新”（以下简称“双创”），“十三五”规划把大众创业万众创新融入发展各领域各环节，鼓励各类主体开发新技术、新产品、新业态、新模式，打造发展新引擎。2015年，国务院印发了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，对高校创新创业教育提出明确要求：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。在新时期，高校对学生的培养和就业面临巨大变化，创新创业教育成为适应社会发展和推动我国创新型国家建设的战略需要[1]。这就要求进一步加强“双创”教育力度，转变教育理念和教学方法。

光电信息科学与工程（以下简称“光电”）专业是战略性新兴产业相关本科专业，具有新工科专业的典型特征。近年来，随着光电信息技术产业的迅速发展，对从业人员和人才的需求逐年增多，特别是对光电信息技术“双创”人才需求量迅速增加。在“双创”背景下，常规的教学方法已不能满足光电信息科学与工程专业教育目标的良好实现，存在突出的问题是重理论轻实践，学生缺乏独立分析和解决应用问题的能力，缺乏创新创业能力，难以适应我国建设创新型国家的战略需要[2，3]。

一、光电信息科学与工程专业课程的特点

（一）学科交叉性

光电专业是2012年教育部将原属于电子信息科学类的光信息科学与技术、光電子技术科学以及原属于电气信息类的信息显示与光电技术、光电信息工程、光电子材料与器件五个专业统一修订后的专业名称。该专业主要学习光学、机械学、电子学及计算机科学基础理论及专业知识，培养以光电信息工程为主干的光电信号获取、光通信、光电信息处理、光存储、光显示及光电信息应用等信息光电子工程领域的基础知识、基础理论、基本技能，以及激光科学与工程、光纤通信系统技术、光电系统与信息处理技术、光电子材料及器件等方向的专业人才[4]。

光电专业涉及多门学科的综合应用，又具有很强的工程背景，这决定了它的专业课程包括物理、材料、光学、通信、电子等方面，课程涉及面广，学习任务繁重。

（二）专业课程教学面临的问题

传统的教学层次为理论课程—课程实验—课程设计—毕业设计（论文），这种流水线型的教学虽然有利于教学秩序的维持，但在“双创”背景下，这种教学层次的弊端逐渐凸显。

第一，专业课程教学面临的主要问题依然是重理论轻实践，学生的工程应用能力不足，缺乏相关工程实践锻炼，基本不能应用所学知识解决工程问题。第二，学科知识的交叉和综合应用能力不足。在“双创”和解决实际问题的过程中，通常需要多学科知识综合应用，而在专业教学中缺乏多学科交叉应用能力训练。第三，专业实验和实践课程以验证和重复性实验为主，缺乏创造性解决问题的能力锻炼，难以培养学生设计和制作创新性产品的能力，因此在创业意识和能力上亦缺乏培养。第四，缺乏项目参与经历，提出问题和独立解决问题能力弱，专业课程设计和毕业设计（论文）的选题与研究内容一般是由指导老师指定，部分学生有参与科研项目的经历，但对专业知识的应用和锻炼单一。

针对上述问题，“双创”背景下光电专业课程改革的重点是加强培养学生创造性解决问题的能力。项目驱动教学法已被证实有利于激发创新意识，并培养学生分析和解决问题的能力，但项目驱动法通常需要投入大量时间和经费，不利于开展和普及;因此，本文提出一种以“双创”为背景的微项目驱动教学法，这种方法周期短、投入低、操作灵活，特别适合与传统教学相融合，通过科学选题与实施过程设计，有利于提高学生的创新创业能力。

二、“双创”背景下光电类课程微项目驱动教学的设计与实施

（一）微项目驱动教学法

微项目驱动教学法是对项目驱动教学的发展[5]，其秉承项目驱动教学法“以应用为导向，以学生为主体，以能力建设为目标”的基本原则，以应用目的明确、灵活性强、普适性好的微小项目替代专业性科研项目，提高了项目实施的灵活性和可操作性。项目来源可以是企业、教师或学生，培养“双创”意识和能力，微项目的设计更具实用性，有利于激发学生自主解决问题的兴趣和成就感。

（二）“双创”背景下光电类课程微项目选题

在“双创”背景下，科学合理地选择微项目主题是光电类课程教学改革实现预期目标的根本保证，也是决定教学改革能否达到预期目标的重要因素。微项目的“微”要把握好度，太小，失去锻炼意义;太大，则难以实现，可能导致项目中断。项目选题的合理性直接关系到对学生创新创业能力的培养成效，选题应以创新实践能力培养为出发点，兼顾光电专业学生的兴趣和能力。因此，基于“双创”的微项目选题应充分考虑项目的创新性、专业性、可行性、实用性和趣味性等，同时应注重与传统教学过程的有机融合，并积极与创新创业竞赛及毕业设计等实践和教学环节相衔接。

表1列举了部分微项目选题，这些微项目都是基于光电基础知识与器件，而且所涉及知识具有学科交叉性，适宜在校大学生利用现有知识和技能完成。项目选题重点涉及模拟/数字电路、单片机技术、激光光谱技术、光纤传感技术、光电检测技术、电路设计等光电类专业重点课程。

（三）教学过程的组织与实施

“双创”背景下光电类课程的微项目驅动教学的组织与实施是实现创新创业培养目标的主要环节。微项目驱动教学法要求在教学过程中以完成具体的创新创业项目为主线、教师为主导、学生为主体。教师的职能由教学转向导学，负责完成微项目的设计，指导和帮助学生执行任务内容，并对项目完成情况进行评价。教学过程的实施主要包括：第一，分组选题，完成微项目小组选题工作，并引导学生收集文献资料、补充专业知识、分析项目目标，完成任务分配;第二，方案论证，实行微项目小组长管理负责制，协调项目任务划分，制定项目实施方案，并组织相关专家对项目方案进行研究论证，优化实施方案;第三，项目执行，小组成员既有独立分工，又要保持团队协作，共同推进项目完成;第四，项目总结，项目结束时，每小组必须向教师提交小组微项目研究报告和项目作品。

从项目平台搭建、硬件电路设计、模拟仿真、图纸绘制、元器件选择及购买、电路安装及调试、软件程序编写，到产品封装及测试等各个环节均由学生自主完成。由小组长对项目实施过程作简要记录，教师跟踪每小组的项目进展，参与讨论，并及时进行技术指导。力求让学生经历一个完整的产品研发过程，一方面可系统地梳理所学知识，另一方面可充分培养学生实践动手能力，实现知识到技能的全面转化。

由于每个项目的进展都与项目难度、学生知识掌握程度、学生工作态度、团队协作等各种因素密切相关，导致微项目具体完成时间总体不可预测，这与现行高校严格的教学秩序相冲突，因此有必要研究项目实施与正常教学时间的融合问题。

（四）创新创业能力的培养

“双创”背景下光电类课程的微项目驱动教学的最终目的是学生创新创业能力的培养[6]。创新是以新思维、新发明、新技术和新创造为特征的一种实践化过程，高校的创新培养包括对学生创新意识、精神、能力和技能等方面的有效锻炼。基于“双创”背景的微项目驱动教学法融入模拟/数字电路、单片机技术、光电检测技术、光纤传感技术、传感器技术等光电类专业课程教学，将专业理论知识学习与项目创新性研发相结合，通过实现项目目标制定的技术和产品发明实现创新能力的提高。高校的创业教育是指运用现代化教育技术和理念，培养大学生的创业知识、意识、思维和技能，使其开创性精神和创业能力得到提升，为毕业后的创业道路奠定坚实的基础。

三、教学效果与评价

（一）教学效果

在使用“双创”背景下光电类课程的微项目驱动教学方法后，学生自主学习的积极性、主动性得到了充分的调动，学生的创新精神、创新创业能力及团队合作能力得到了有效提升。为解决微项目设计过程中的各种问题，学生的文献查阅能力、分析解决问题能力、综合应用知识能力、团队合作能力和创新思维能力得到了很好的锻炼。例如，在进行“橄榄油掺假光谱智能检测仪”项目的研究中，学生通过查阅文献设计了可行的监测方案，将布里渊散射、拉曼光谱和激光诱导击穿光谱技术联用提出实现对橄榄油物理特性和化学成分快速检测的方法，综合应用激光光谱检测技术、光学设计、应用光学等课程知识，实现了对掺假橄榄油的快速监测。

“双创”背景下光电类课程的微项目驱动教学方法促使学生将理论学习和应用实践相结合，不仅能有效促进学生对理论知识的深刻理解，而且有效锻炼了学生的知识应用能力和实践操作技能，有效弥补了现有实验教学中侧重验证和演示，缺乏自主设计制作锻炼的不足。图1为学生在数字电路课程教学过程中微项目电子设计作品，在完成微项目的设计过程中，课程知识点实现了即学即用。例如，在数字电路课程微项目“四路数字抢答器”的设计过程中应用了七段锁存译码器、驱动器CD4511、8输入与非/与门CD4068等元件，使学生掌握了数字电路设计的基本过程，加深了对理论知识的理解。

（二）教学评价

对微项目驱动教学法教学效果的评价不仅包括学生的考试成绩，还应包括对学生综合应用知识解决工程问题的能力和创新创业能力的评价。在教学评价过程中，一方面将学生完成微项目情况计入学生平时成绩考核或作业考核;另一方面将微项目驱动教学效果作为学生评教的重要依据，通过师生双向评价总体掌握微项目驱动教学法的教学效果，找出不足并不断加以改进。

四、小结

在“双创”背景下，提出一种光电类课程的微项目驱动教学法，以综合应用知识解决工程问题的能力和创新创业能力教育作为重要培养目标，将创新创业教育直接融入光电类专业课程的教学中，并采用易于操作执行的微项目，是以教师为引导、以学生为主体的一种面向应用、面向产品的新型教学方法。教学实践表明，微项目驱动教学法可有效激发学生自主学习的积极性，并有利于提高学生的实践动手能力和自主创新创业能力。

参考文献

[1]余昌海.深化高校创新创业教育改革须正确处理好四对关系[J].教育理论与实践，2020（24）：16-18.

[2]郭杰，饶丰，褚静，等.基于创新训练项目的光电信息专业学生创新能力培养研究[J].信息技术与信息化，2017（6）：

150-152.

[3]刘志敏，于运飞，徐雪萌，等.“大交通”背景下光电信息科学与工程专业建设改革探索[J].教育教学论坛，2016（22）：

108-109.

[4]张思佳.光电信息科学与工程的发展前景和规划探究[J].

教育现代化，2019，6（31）：27-28.

[5]刘莉，郝中骐.微项目驱动嵌入式系統实践教学研究[J].宜春学院学报，2016，38（12）：115-117.

[6]李清富，张海伟，刘晨辉.浅谈大学生创新创业能力的培养[J].教育现代化，2018，5（16）：105-106.

Research on the Micro-project-driven Teaching of Optoelectronic Courses in the Context of Entrepreneurship and Innovation Education

HAO Zhong-qi， LIU Li， SHI Jiu-lin， WAN Sheng-peng

（School of Testing and Optoelectronic Engineering， Nanchang Hangkong University， Nanchang， Jiangxi 330063， China）

Abstract： In the context of innovation and entrepreneurship education， a micro-project-driven teaching method applied in optoelectronic courses is proposed in this paper. In view of the characteristics and the problems faced by optoelectronic courses， this paper studies the implementation methods of micro-project selection， teaching process organization， teaching implementation and management， teaching effect evaluation， etc. The proposed methods can effectively stimulate students interest in independent learning and cultivate students ability of innovation and entrepreneurship in practice.

Key words： micro-project-driven teaching; innovation and entrepreneurship; optoelectronic courses; teaching methods