加强专业基础 引入科学前沿

摘要：培养具有科技创新能力的人才是教育的使命，相应的创新人才培养模式是教育改革关注的重点，加强专业基础课程和适时引入科学前沿对创新人才的培养具有重要意义。本文论述了加强专业基础课程以夯实基础和引入科学前沿以培养创新能力的人才培养模式，分析了专业基础课程和科学前沿对人才创新能力的作用和影响，总结了长沙理工大学光信息科学与技术本科专业的创新人才培养模式。

关键词：基础课程；科学前沿；创新人才

作者简介：彭润伍（1971-），男，湖南绥宁人，长沙理工大学物理与电子科学学院，副教授；唐立军（1964-），男，湖南邵阳人，长沙理工大学物理与电子科学学院，教授。（湖南 长沙 410114）

基金项目：本文系长沙理工大学教学改革研究项目（项目编号：JG1063、JG1062）的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）23-0107-02

现在是高科技时代，高素质创新人才对国家经济的发展和综合国力提高起着关键的作用，因此创新人才培养非常重要。如何适应时代要求，培养高素质的、具有创新能力的人才是高等教育重点关注的问题，同时要明确把培养学生的创新能力作为教育的核心。在培养过程中，合理的、适应创新人才成长的高等教育人才培养模式对创新人才的培养起着重要的作用。

创新能力是一切创新活动的基础和前提。创新是在前人已有认识的基础之上对未知领域的探索与拓进，还有对原有科学认知和概念的突破，这是人类文明的飞跃。因此创新能力的培养是教育的一个最重要阶段，是能够强化和提高人类的最高本质即创造性的过程。在创新能力培养的过程中，需要注意加强基础知识和坚持面向世界科学前沿。曾有院士指出：要真正有所创新，就得夯实创新的基础，做好积累，同时创新需要与时俱进。迄今的科学发现史证明创新来自对科学前沿新苗头的及时捕捉和把握。

一、加强专业基础课程以夯实基础

高等教育的重要任务是培养学生创新能力，但是在培养创新能力的过程中不能忽视基本理论、基本知识的教学。专业基础知识是培养创新能力的基石，缺少专业基础知识，创新就是“无本之木，无源之水”，创新能力培养就无从谈起。只有让学生掌握宽厚的基本理论和基础知识，具有扎实的知识功底，才能以简驭繁，触类旁通，才有可能去创新。因此，积累丰富的专业基础知识，具有扎实的基础，对创新能力的培养非常重要。在学习专业基础知识的同时，训练思维方法，用思维方法指导知识学习，使学生真正成为学习中的探究者，才能逐步形成创新能力。因此，在高等教育的教学过程中首先要做好的应该是加强基本理论和基础知识的传授。

例如在光电子技术领域中的光电检测技术中，太赫兹检测技术是其中的科学前沿之一。20世纪80年代随着一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，获得宽带稳定的脉冲太赫兹源成为一种准常规技术，太赫兹技术得以迅速发展，掀起一股太赫兹研究热潮。2004年，美国政府将太赫兹技术评为“改变未来世界的十大技术”之一，而日本于2005年1月8日更是将太赫兹技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。我国政府在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，制定了我国太赫兹技术的发展规划，并且已在毒品和炸药太赫兹光谱、成像和识别方面以及利用太赫兹对非极性航天材料内部缺陷进行无损检测方面做出了许多开拓性的工作。如果学生连太赫兹波的概念和最基本的光电检测基础知识也不懂，那根本就无法去了解和思考这一科学前沿技术问题，在该领域的创新也就无从谈起。

二、引入科学前沿以培养创新能力

科学研究在于运用已经存在的经典科学技术理论或新科学技术理论，在实践中取得实证阶段性成功。也可以是证明某些理论的缺陷或失误和不足之处。科学前沿是一个科学研究领域非常受关注的热点内容，涉及对理论发展或应用具有重要意义的但尚未突破或部分有进展的科学问题和尖端技术。伟大的科学家牛顿曾说，如果自己比别人看得更远些，那是因为站在了巨人的肩上。站在科学前沿，就是站在巨人肩膀上，就有了取得比巨人更进一步成就的可能。

对于创新人才，创新过程中发现问题、提出问题的能力比分析问题、解决问题的能力更重要，难度也更高。发现问题与提出问题就是要自己寻找新方法、新观点或新途径，以达到既定要求或实现一定目的。在发现问题与提出问题直至分析问题、解决问题的过程中往往需要实现一种自我超越，因而能够极大地激发学生学习、研究的兴趣和创造的激情。科学前沿存在大量需要解决的问题，因此接触科学前沿就是有机会接触更多的问题，从而引导学生去更多地思考和探索，推动创新能力的培养。

例如在光电子技术的激光技术领域中，超短超快激光技术尤其是阿秒激光技术是非常前沿的研究内容。阿秒激光技术开启了超快科学一个全新的领域：人们可以在电子运动的自然时间尺度上去探测和操控原子分子内部电子的运动。在这一科学前沿，很多问题仍在探索之中。比如阿秒激光脉冲产生、传输特性、准确的数学表示形式。另外还有较之飞秒周期更短的阿秒激光脉冲与物质原子发生相互作用后会有什么新现象出现等等。如果学生没有接触到这些问题，就觉得没有什么事情需要他们去做，没有什么问题去思考。但是一旦学生接触到这些问题，就会激发他们的兴趣，使他们去积极思考，积极探索，从而培养他们的创新能力。同时，在探索思考过程中，他们往往会发现自己知识欠缺和能力不足，从而更激发他们努力学习和通过不同途径提高自己能力，这也就促进了狭义上的教学。

三、课程体系和实施方式

长沙理工大学物理与电子科学学院于2010年新开设了光信息科学与技术本科专业，主要培养光电子技术方面的人才。为推动本专业创新人才培养，给人才成长创造一个创新的氛围和环境，根据我们的具体情况设置了以下课程体系并采用恰当的实施方式。

1.课程体系

高等教育中的课程从大类讲分为基础课程、专业基础课程、专业课程，另有专题讲座作为补充。一般高校的基础课程设置差别不大。对于专业基础课程，有些学校设置的是包含了多门课程内容的大学物理并且课时不多。为了夯实学生的基础，在我院的光信息科学与技术本科专业中加强了专业基础课程的设置，包括力学、热学、光学、电磁学，当然还有半导体物理、理论物理导论、固体物理、电动力学等课程。专业课程设置了光电子学，激光原理与技术，光纤通信与传感技术，光电检测技术，信息光学，现代显示技术等课程，可选的专业课程还有电子与光电子材料、新型激光器及应用、纳米材料的理化特性与应用、激光现代制造技术等课程，这类课程也可以采用专题讲座的形式。

在科学研究中，光电子技术研究领域广泛，与相关课程联系紧密的光电子技术领域不同方向有着很多的科学前沿。激光原理课程涉及超快激光技术尤其是阿秒激光技术科学前沿，光电检测技术课程涉及太赫兹检测技术，光纤通信与传感技术课程涉及全关通信技术和智能传感器技术，电子与光电子材料涉及新型材料研究等等。这些科学前沿可以用合适的方式引入教学中，内容丰富的可以专业设置一门课程或系列专题讲座，比如新型激光器及应用，内容较少的可以在专业课教学中结合到上课内容中或是一个或几个报告讲座。光电子技术领域的科学前沿发展迅速，在教学中将前沿科学研究及时转化为教学内容，既可以让学生在学习中及时融入现代社会光电子信息时代，又可以充分培养其创新思维和能力。

2.教学改革

改变传统教育存在重知识传授而轻能力与素质的培养，重理论教学而轻实践环节的训练，重共性教育而轻个性的发展，不注重对旧框架的突破和创新等现象。开展教学改革，培养学生创新精神和实践能力。具体方式有：理论结合实际，注重知识的实用性和知识对社会发展的影响；瞄准科技前沿，及时总结光电子前沿科技成果充实教学内容；加强研讨式教学方法改革，引导学生进行探究式的学习，培养创新意识；加强教学过程的互动性，使学生真正成为学习的主角，在问题讨论和现象探究中培养学生的创新意识和创新能力。

3.科技创新活动

大力开展学生科技创新计划，突出科技创新能力培养。举办光电子设计竞赛等科技创新活动，激发学生的创新意识，提高学生的创新能力。通过创新计划和活动开阔学生视野，培养学生的科研素养，提高创新能力。鼓励能力突出的学生参与省级、国家级大学生科技创新活动。

4.结合科研

高等学校在教育活动中教学与科研往往是紧密相连的，科学研究是发展基础理论和探索高科技前沿的途径，同时是创新人才培养过程的重要组成部分。科学研究与人才培养相互依赖、相互促进、相辅相成、共同发展。尤其是适时把科学前沿的最新成果融入到教学中去，不断丰富更新教学内容，对于创新人才培养非常重要。更主要的是结合教学的科研可以营造一种能培养探索性、创新性的学习和工作环境，有助于创新人才的培养。对于一般教学研究型高校都有处于科学前沿的科研课题。在教师的课题研究中让学生参与进来，让学生在参与和协助科研项目的过程中接触科学前沿知识，增加他们的求知欲和探索欲，培养他们的创新能力。

四、结束语

扎实的专业基础知识是培养创新能力的基石，科学前沿是启发创新思维的源泉，它们都是影响培养创新能力的重要因素。深入开展教学改革，结合科技创新活动和科学研究，构建加强专业基础课程以夯实基础和引入科学前沿以培养创新能力的创新人才培养模式，为培养学生创新能力创造有利环境和营造良好氛围，最终培养社会需要的高素质创新人才。

参考文献：

[1]侯志坚,等.将前沿科技成果引入研究型教学推动物理创新型人才培养[J].中国现代教育装备,2009,(7):165-167.

[2]骆冬燕.大学创新与创新人才培养的思考[J].中国电力教育,2010,(32):22-24.

[3]林龙云.创新性人才培养与本科生科研活动[J].福建高教研究,2008,(5):18-20.

[4]吴善超,等.展望科学前沿 探索中国机遇——“21世纪科学前沿与中国的机遇”高层论坛综述[J].中国科学基金,2006,(4):196-199.

（责任编辑：麻剑飞）