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【山西大学国家级一流本科专业建设点巡礼】系列报道(十三)

2023-06-28 信息来源:宣传部 教务处 相关学院 编辑:蓝匀 瑄瑄 马维光

光电信息科学与工程专业:面向量子科技领域 培养创新创业人才

“量子科技正引领着新一轮科技革命和产业变革,我所从事的量子微波电场精密测量技术研究在国防、天文和计量领域展现了重要的应用价值,正是本科阶段的学习为我提供了最基础、又是最重要的知识储备,为科技创新提供了源泉。”国家重点研发首席科学家、1996级毕业生张临杰教授毕业后一直从事量子光谱精密电场测量研究,相关工作“基于里德堡原子的微波电场精密测量”入选教育部2020年度 “中国高校科技十大进展”,同时入围“2020中国光学领域十大社会影响力事件”。

山西大学光电信息科学与工程专业面向国家战略和区域经济发展需求,以量子科技为特色,培养了大量优秀科技创新人才以及引领光电细分领域的优秀创业人才。


厚积薄发  驰骋“新赛道”

光电信息科学与工程本科专业的办学历史可以追溯到1972年开设的光电子专业,1994年更名为光信息科学与技术,2006年再次更名为光电信息科学与工程,授理学学士学位,并获批为山西省品牌专业,2021年入选为国家级一流本科专业建设点,2022年由教育部批准将授学位类型由“理学”转为“工学”。

以量子计算、量子通信、量子精密测量为代表的量子科技正引领新一轮科技和产业的变革。近年来,山西大学在量子科技领域的研究硕果累累,部分已引领世界相关领域的发展。2022年7月,山西省教育厅批准山西大学建设量子科技学院,以培养面向量子科技产业的创新创业人才为目标。该未来学院依托物理学、光学工程以及光电信息工程学科,光电信息科学与工程是共建本科专业点,山西国惠光电科技有限公司、山西汉威激光科技股份有限公司以及山西维韬科技有限公司等作为合作企业。学院的建设涵盖了高水平的科技创新、高效的校企合作、优质创新创业人才的培养等。在科技创新方面,发表了包括Nature正刊在内的高水平学术论文上千篇,申请或授权各类发明专利500余项,各类在研项目350余项。近年来围绕“双碳”目标的需求,与山西国惠华光科技有限公司合作开发出了国内首批全国产化高精度激光温室气体监测仪器;围绕矿井火灾检测需求,与山西新思备科技股份有限公司合作开发了全光学火灾束管检测仪;围绕快速高精度煤质分析,与海南恒锐智能科技有限公司合作开发了煤质智能快速分析仪等,解决了多个行业的紧迫需求。


优化方案  建设“新工科”

光电信息科学与工程专业积极响应国家建设“新工科”的号召,按照工程教育认证的要求,2021年制定了以学生为中心、以产出为向导、以量子科技为特色、符合“新工科”特征的本科生培养方案,理论课程设置实现理工融合。 调整实验教学体系,强化了光电类实验课程。制定了全新的实践教学方式,加强学生与企业的沟通。

创新是未来社会的发展引擎,也是“新工科”建设的核心要素。近年来,光电信息科学与工程专业不断丰富实验教学体系,除了电子类、计算机类以及传感器类实验外,还建立了基础-高级-先进的光电类实验教学方案,开设了工程光学基础实验、光电子专业实验以及开阔学生视野的先进光电技术实验。同时还在国家重点实验室各科研平台开设了研究性实验和科研训练,有效提升了学生的创新能力。实践课程的质量是影响我国工程教育,制约创新驱动发展战略实施的主要因素。光电信息科学与工程专业通过组织学生深入国家重点实验室在内的科学平台,加强对量子科技前沿的认识并及早树立严谨的学习态度。“新工科”建设需要构建校企协同育人的新体系,有效培养学生实操与创新能力。光电信息科学与工程专业在山西国惠光电科技有限公司、山西新思备科技股份有限公司、龙芯中科(太原)技术有限公司、山西汉威激光科技股份有限公司、山西维韬科技有限公司以及太原山大宇光科技有限公司等建立了校级本科生实习实践基地,为本科生的课程实践以及毕业实习提供支撑。从光电类企业外聘校外兼职教师10余名,负责本科生的企业实践教学,有效提升了学生的工程素养,激发了学生的创新创业热情。近年来,由学生注册成立的产业化公司已达4个。


行稳致远 做好“引路人”

光电信息科学与工程专业聚焦师资队伍建设,致力于建设一支既精通专业知识,又涵养师德的教师队伍。现有一支高质量师德师风和教育教学能力突出的教师队伍,他们成为学生锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献祖国的引路人。其中专任教师52人,高级职称占比85%,多名教师为“全国高校黄大年式教师团队”以及“全国专业技术人才先进集体”等骨干,武红鹏教授、申恒教授入选国家优青。元晋鹏副教授和赵刚副教授指导学生获多项创新创业项目国家级奖项。杨荣国教授荣获2021年度“创响山西”十大创新创业人物。另外鼓励教师积极编修教材、申报各类教改项目、参评各级教学成果奖、参加课程教学培训和各级讲课比赛,同时在已有国家及省级一流课程建设的基础上,多项核心课程被列入专业一流课程培育清单,带动整体课程体系建设。

专业教师通过在课程教学上积极融入思政内容,培养学生的专业认知和爱国情怀;进行课程教学改革,以更加灵活的授课形式提升学生学习的积极性;开展创新创业项目课程培训,指导学生积极参加大学生创新创业实践项目。“大学期间学院优质的师资让我记忆犹新,老师们让我接触到了前沿的学术研究,在遇到学习瓶颈时,老师们在旁边给我指引、鞭策,激励我不断创新,鼓励我走上创业的道路。”深圳中科智美科技有限公司总经理、中科院深圳先进技术研究院优青基金获得者、2002级校友苏全新毕业后一直从事光电检测技术研究及管理工作,在高频结构光三维重建等方面积累了丰富的经验,可以为后续的VR/AR、人工智能及互联网3D内容平台建设等相关研究提供有力的数据支撑。

近五年来,本专业50余位优秀学生被选拔进入“优才计划”班进行本科-硕士-博士贯通化培养,10余位优秀学生被选拔进入“山西大学-于默奥大学本科生联合培养计划”进行国际联合培养;学生获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛以及“互联网+”创新创业大赛、全国数学建模竞赛等国家及省部级创新创业与学科大赛各类奖项20余项。



自动化专业:产教协同 培养智能应用新型人才

一部连接宿舍WiFi的智能手机,通过局域网便能顺利解锁宿舍门锁。山西大学自动化专业的学生运用专业知识,用电路芯片、舵机和3D打印机,自制手机开门装置,解决学生忘带宿舍钥匙的问题。运用手中常见的材料便能简单创新,将知识应用日常实践,是自动化这样的传统工科专业一以贯之的培养目标。

自动化、数字化、网络化和智能化的工业4.0发展需求对新时代背景下的新技术、新产业、新业态和新模式提出了新的要求,也对培养新型应用型人才提出了新的挑战。自动化作为工科的重要专业之一,始终以培养应用型人才为目标。专业在建设过程中,面向地方经济社会发展,加强产学合作,校企联合培养工科人才,取得了可喜的成果。2021年,入选国家级一流本科专业建设点。


强化专业特色 优化在学体验

自动化专业在教育教学上具有鲜明的能源电力特色。在课程教学、科研创新上有明确的行业指向性——面向国家现代工业体系,特别是能源电力行业数字化转型对自动化人才培养的需求,培养具备坚实科学和人文基础、良好专业素养、较强工程实践能力,能在现代工业体系中从事自动化系统生产运营、工程设计、技术研发等工作的高素质复合型人才。自动化专业具有较强的实践性,联合电力企业培养学生,形成科研反哺教学的机制。自动化专业的教师85%具有工程背景,此外,专业还聘请了32名行业企业专家作为兼职教师,为自动化专业学生带来最新最前沿的行业信息。教师的科研和工程实践拓展了本科教学的深度和广度,产学合作成果丰富,“SNCR专家模糊脱硝控制的研究与实践”2019年获山西省高等学校优秀成果奖(科学技术)科技进步一等奖,“一种基于专家模糊系统的SNCR脱硝控制策略”获山西电力创新成果二等奖,“对接煤电产业需求的四位一体教学模式探索与实践”项目获山西省教学成果特等奖,“基于产学合作的工科专业人才培养体系的研究与实践”项目获山西省教学成果一等奖。


深化教学改革 提升育人质量

以新工科建设为统领,落实“六卓越一拔尖”计划2.0的各项改革任务和重点举措,推进组织模式创新、理论研究创新、内容方式创新和实践体系创新。注重现代能源体系的需求导向,注重产(科)教跨界交叉融合,注重人才支撑服务,探索建立工程教育新理念、新标准、新模式、新方法、新技术、新文化。创新人才培养模式,通过优化师资队伍、重构课程体系、开发新型课程、更新教学内容、创新教学方法和改革考核评价方式等,统筹推进专业建设综合改革。构建“产学研用”多要素融合、多主体协同的育人机制,对自动化工程科技创新和产业创新发挥关键作用,对现代能源体系新技术和新产业发挥引领作用,专业人才培养满足现代能源体系建设急需,课程建设体现产业和技术最新发展,展示国家级一流专业示范效应,激发学生学习兴趣和潜能,让学生忙起来、让教学活起来、让管理严起来,提高人才培养质量,努力为山西经济发展和产业转型升级发挥人才支撑作用。

自动化专业在深化本科教育教学改革中持续进行了许多卓有成效的探索,真正做到“学生忙起来、教师强起来、管理严起来、效果实起来”。所有课程实施全过程评价考核,改变“期末一考定成绩”的做法,将课堂讨论、平时作业均计入总成绩,平时考核不少于6次。为了锻炼学生的工程实践能力,培养学生的工程素养,把企业中正在使用的控制方案、设备引入实验室、课堂,缩短学生的岗位适应期。学生在“西门子杯”中国智能制造挑战赛、“互联网+”大学生创新创业大赛中均取得不俗成绩。为进一步提高本科生毕业论文质量,加强学术道德和学风建设,对毕业论文进行全过程管理,严把质量关,组织专业全体教师对毕业设计题目进行审核,从难度和内容方面进行把关,要求选做硬件的学生需要做出产品,在毕业答辩会上予以展示。本科就读自动化专业、硕士毕业于西北工业大学、现任职于某研究所的张鹏欣说:“当今时代,缺的是高精尖技术方向的人才。我在本科阶段通过科研训练、实习实训、参与比赛,明白了自己未来期望从事的领域是什么,清楚知道了自己需要学习的知识是什么,为我继续深造,甚至工作都打下了坚实基础。”现就职于广东大唐国际雷州发电有限公司的自动化专业学生吴国华说:“本科课堂和科研训练为我们打下了坚实的理论基础,在电厂实践过后才会发现,本科专业的学习,是最基础也是最重要的。”


推进产学合作  培养工业4.0应用型人才

自动化专业是应用性很强的工科专业,实践教学是自动化专业较为突出的育人特征。专业依托产学合作,搭建起支撑专业办学的教学科研平台,广泛建立校内外实践基地,确保实践的工程化。目前,专业参与建设复杂系统与数据科学教育部重点实验室,建有山西省先进控制工程实验教学示范中心、先进自动化联合示范实验中心、自动化电力行业示范中心、煤化工废弃物综合利用技术国家地方联合工程实验室、离散智能制造综合实验实训中心、山西省风电机组监测与诊断工程技术研究中心、山西省1331风电机组监测与诊断工程技术研究中心、中-英智慧能源控制与安全国际联合实验室,其中大多数平台都是与西门子、罗克韦尔公司等大型企业共建而成。此外,专业与山西河坡发电有限责任公司、晋能控股电力集团阳泉第二发电厂、山西瑞光热电有限责任公司等企业共建大学生校外实践教育基地。与多家电力、科技企业建立合作机制,共同培养研究生、本科生和年轻教师,形成了以“科技创新带学风、学风建设促创新”的良好氛围,学生的专业能力、工程素养显著提高。建于平朔煤矸石发电有限公司的研究生工作站获批省级“电站控制研究生教育创新中心”。本科生参加全国大学生“西门子杯”中国智能制造挑战赛等专业竞赛,获得国家级特等奖3项,一等奖5项,二等奖7项、三等奖30余项;获得专利授权30余项,发表研究论文10余篇。毕业生升学就业率保持领先,能源电力行业就业率占比50%。人才培养质量得到用人单位充分肯定。



环境设计专业:科学与艺术相融 为和谐人居环境培养创新人才

山西大学环境设计专业是山西最早开办的设计本科专业,2020年获批艺术学理论博士点。专业坚持“建设精准助力国家和区域经济社会发展需求、国内一流、中部拔尖的环境设计专业”的目标,设有景观设计、室内设计、公共艺术三个专业方向,逐渐形成了“传统文化与现代文明相交融,历史遗产与创新理念相观照,基础研究与服务社会相结合”的实践应用型人才教育理念和培养模式,为服务美丽中国建设、文化强省战略提供人才和智力支持。2020年,入选国家级一流本科专业建设点。


学科交融  创新培养理念

环境设计专业涉及面较广,集文化、地域、社会于一体,注重学科交融,强化协同发展。专业拥有一支专业化的教学团队,其中不乏享有较高知名度和良好口碑的教授。他们不仅具备扎实的学术素养和丰富的教学经验,还有着广泛的实践经验和行业资源,对学生的指导和教育起到了积极的促进作用。专业教师分别归入遗产保护、室内外空间、景观规划、公共艺术设计等四个教学科研团队。本科生跟随导师进入相关团队,参与相关科研和从业能力训练,为学生提供更为专业、实用、创新的课程和教学指导。围绕学科交融的特色,专业构建了“基础课以学术为导向、专业基础课以技术为导向、实践技能课以职业为导向”的课程体系,持续升级教学方法和平台。融合区域特色,开设云岗、长城、古建研究等系列选修课。建设慕课、国家虚拟仿真实验平台课程等多样的新型教学平台。采用“1+3”培养模式,强化审美意识的基础课程。重点强化案例教学法和项目注入法。注重学科交叉融合,加大通识课程比重。人才培养模式从单一走向多样化、多层次,进一步提高人才培养质量。


科研转化  服务区域发展

专业秉承“厚基础、宽领域、重实践、强能力”的人才培养方针,依托山西资源优势,培育环艺专精人才。建有设计艺术研究所、风景科学研究所、美术遗产研究所、公共艺术研究中心、文化创意研究中心等5个研究平台。近年团队承担国家社科基金、教育部人文社科基金、国家艺术基金以及省部级科研项目20余项,发表核心论文50余篇,获得部省级以上奖励96项,被采纳应用的规划设计项目年赋能经济上亿元,发挥了黄河中部区域城乡规划、遗产保护、文旅产业等环境领域的重要智库作用。师生在《山西历史文化遗产保护与文化旅游融合发展研究——以传统村落保护与振兴策略为例》《文旅融合视野下晋域村落传统戏场空间保护与文化转换研究》《设计艺术学视域中忻州秀容古城的保护与复兴策略研究》等科研项目中不断探索、研究新的设计理念,注重将科研成果转化落地,强化从设计的角度来研究人和自然等空间要素,营造和谐统一、可持续发展的环境空间,服务区域转型综改,为黄河中部区域的城乡规划、遗产保护、文旅产业等提供了专业方案。目前,该专业已成为山西省环境设计领域应用人才的主要培养基地,以及城市规划、乡村建设、文旅产业和遗产保护的重要智库。学生参与设计了位于左权县泽城村的山西大学美术学院红色研学基地,通过艺术形式宣传左权最优良的自然资源和红色文化,打造左权艺术文旅新名片,这也是专业强化定位和特色,服务区域发展战略需求的亮点之一。


实践创新  培育有用人才

专业以培养创新型、实践型、应用型高素质艺术设计人才为目标,注重学生实践能力和创新思维的培养,多年来在育人方面取得了明显成效。学生在景观设计、室内设计还是公共艺术方向多点开花,多次在“包豪斯”国际设计大赛、CADA国际概念艺术设计、CLD国际艺术设计奖等各类国内外知名设计比赛和展览中获奖。2023年,环境设计专业景观设计方向张洪恺小组的作品《临江仙——双流融汇栖意生态滨水公园》,获中国风景园林学会年会本科生组一等奖。2022年,师生作品《BUBBLE逃离计划——商业空间多元创造》在CIID“室内设计6+”2022第十届校企联合毕业设计(华北区)活动中荣获一等奖,两连冠“室内设计6+”活动。学生作品《FUTURE-C1未来系综合社区》也荣获三等奖。同年,公共艺术方向的师生参与创作的雕塑《力量》在太原市五一广场落成,成为展示红色太原、英雄城市的又一载体。这些成果,展示了环境设计专业的教学质量和水平。

近年来,专业学生相继进入清华大学、同济大学、北京林业大学、米兰布雷拉美院等国内外知名高校深造。毕业生在就业市场中广受欢迎,拥有良好的就业前景。部分毕业生成长迅速,现已成为山西环境设计行业中坚力量。

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