大师引领、黄大年式教师团队支撑，辐射示范，光电类拔尖人才培养模式创新与实践——以“光电院士创新班”为例一 案例简介及主要解决的教育教学问题

1. 案例简介

在2021年中央人才工作会议上习近平总书记强调，要走好人才自主培养之路，全方位谋划基础学科人才培养，建设一批基础学科培养基地，培养高水平复合型人才。2019年，上海理工大学出台了“高水平地方大学建设人才培养计划”和“一流本科建设方案”，上海理工大学光电信息与计算机工程学院于2020年开始，举办光电院士创新班（以下简称“院士班”）。

院士班光电学院为全面实施“六卓越一拔尖”计划2.0，由庄松林院士领衔，全国首批黄大年式教师团队为支撑，长江学者、国家QR、青年QR、优青等国家级人才为骨干的授课团队，依托于国家自然科学基金重点项目、基金委基础科学中心、国家重点研发计划等国家和省部级项目，通过国家级创新创业实践基地、国家级工程实践教育中心、学科创新引智基地等国家级科研和实践平台，旨在提高大学生实践创新能力，针对学有余力、追求卓越的本科学生，聚焦学生解决复杂工程问题能力培养，塑造具备创造性思维和创新人格，培养造就一批具有家国情怀、全球视野、志存高远，勇攀科技高峰、面向未来科技革命和产业变革的精英人才，取得了初步的成效。

图1 历届院士班开班仪式合影

院士班针对所有希望在科研和工程等方面对自己的创新、创业和卓越实践工程能力进行培养的同学都可以报名，经过专业团队的选拔和面试，最终确定名单。院士班要求学生在高质量完成原有课程任务的同时，额外进行相关的课程学习和训练。整体课程体系设计采用了以创新为思想、以项目为驱动、以实践和竞赛为成果的理念，同时考虑到其特殊性，启用了固定授课与弹性授课相结合，场地设定机动，教师实施主、辅结合，考核方式与激励模式多样，成绩评定方式灵活，同时采用了全程式-过程化的考核方法，使得课程受众面广，成果显著，师生反映热烈。在师生的共同努力下，取得了优异的成绩，学生实现了课程修习的“内外合一”，不但实现了创新、实践的优异训练，专业主修课程的成绩也大幅提高；教师在课程过程中也实现教学相长、理论与实践的统一，为培养具有创新精神的新时代、新工科卓越人才打下了坚实的基础。

2.主要解决的教育教学问题

1）拔尖人才培养过程中思政引领不够充分。拔尖人才能否成为“国之重器”，肩负更多国家和社会的责任是对拔尖人才的时代要求，是国家从顶层设计角度部署拔尖人才培养战略的重要驱动力。在全球化进程不断加快和中华民族伟大复兴的双重背景下，未来的拔尖人才除了具备超常禀赋和能力外，还应怀有为国家需求和为社会服务的初衷，强烈的社会责任感，致力于人类发展重大命题，并愿意为全人类命运共同体和福祉而奋斗的情怀。依托黄大年式教师团队，院士创新班对于拔尖人才在培养过程中强化课程思政，加强社会责任感的引导。

2）专业课程知识体系同质化，无法满足拔尖人才个性化需求。拔尖人才存在巨大的异质性，每个拔尖学生在智力能力、心智结构和发展需求等方面都存在显著差异。目前相关培养方式主要采用的是以专业为导向，按照既定的目标，使用统一的课程内容、教学材料和考核方式来培养，既无法满足不同学生的研究志趣，也阻断或者限制了拔尖人才拓展其他研究领域的发展可能。院士创新班根据拔尖学生的学习能力和学习风格，对包括学习的目标和计划、课程设置、教学设备甚至教学场所在内的学习环境进行重新规划和设计，构建一条适合拔尖人才成长的发展路径。

3）拔尖人才理论基础扎实，但是工程实践经验不足，创新创业项目实用性不足和产业化困难。一方面学生所学内容可能滞后于行业发展和技术进步，导致学生所学知识无法满足实际需求，另一方面由于学生偏理论，缺乏实践、实训或合作项目的机会，导致学生在工程领域缺乏实际操作和项目经验。实际工程项目中会遇到各种问题和挑战，需要学生具备创新意识和良好的问题解决能力，而缺乏实践经验的学生可能对问题的分析和解决缺乏经验、创新思维和实践能力，这也是导致学生创新创业项目实用性不足和产业化困难的原因。

二、案例解决教育教学问题的方法

 “院士创新班”旨在通过庄松林院士等大师的引领，以首批黄大年式教师团队为支撑，培养一批又一批具有创新思想、拥有动手实践能力、肯于潜心钻研的高素质新型人才。通过课程学习、企业赋能、学科竞赛、科研项目等内容层层递进培养每一位学有余力的同学，探索和实践了既具备坚实理论基础又具有较高综合素质的基础学科拔尖人才、本研贯通的人才培养模式。

图2 首批全国高校黄大年式教师团队

1.理论授课，夯实基础教学

课程匹配有一定的理论课程教学，理论课程教学和实践课程教学都在实验教学中心开展，理论课程采用多位教师协同授课，所有授课教师都具有丰富的企业工作经历、高超的项目研发水平和实践创新创业及竞赛经验。不同教师负责不同的模块内容，在不同的课程模块学习中，授课教师引导学生积极思考学习内容对社会、国家的影响，将思政内容融入课堂中。例如程序设计课程中在讲解算法时引导学生思考如何提高算法能力解决我国人工智能领域中卡脖子问题，在嵌入式系统课程学习鸿蒙操作系统时激发学生家国情怀，鼓励学生致力于我国芯片的研发与创新。在不同的理论授课环节设有相应的实训环节，其内容基本覆盖了企业生产中的关键流程，使学生深入理解理论学习与工艺设计和生产装配之间的关联。

图3 程序设计培训

2.实训授课，强化实践能力

实训授课分为两个环节，第一个环节是预研和定型环节；第二个环节是设计和实现环节。完成理论授课后，课程会要求学生自由组队，原则每组人数不少于3人不多于5人，以组为单位自由选题进行实训。

第一个环节是预研和定型环节，该环节要求每组提出一种全新的产品或设计，完成产品检索、预研报告和整体设计，制作PPT并在课堂公开报告，接受课程导师、同学的提问、质疑并给予合理的解答，内容从产品的创新度、科学性、可行性、经济性和社会效应等几个方面依次评判，符合要求的设计或产品将可以进入第二个环节，院士班有专项资金对学生的设计或产品给予资助。学生有两种选择可以达到项目和产品要求，一是坚持自己的设计，垫付相关资金完成产品或设计后，申请产品终评，终评合格可以申请报销设计的所有费用；二是接受导师、同学的意见和建议，重新设计再次答辩完成预研和定型环节。

第二个环节是设计与实现环节，在完成了第一个环节并取得认可和通过后，每组同学预算基础上，购买产品设计、实现过程所需的所有器件和外协，并自主进行设计、组装、调试和联调。期间有多位导师随时辅助同学完成，总体而言要求每组学生尽可能自主研究、查阅资料、找寻问题、团结协作完成最后的产品设计和功能，并在整个过程中做好详细的记录和存档工作，在完成所有内容后，可以申请结项答辩，结项答辩需要提供项目详细的设计和运行分析报告，需要有项目或产品演示视频，并申请进行现场PPT答辩报告。

除此之外，实训授课结合来源于产业的科研项目实践，进一步提高了学生的实践能力和创新创业水平。如校友企业回馈学校，开设了全国大学生电子设计竞赛培训课程。

图4 电子实践培训

3.企业赋能，提升综合素质

依托院士创新班，将行业产业的实际需求引入院士创新班的科创教学和学生的创新创业实践，学生获取基础学科知识和提升专业能力视作一个统一的整体，结合拔尖人才培养需求，将注重理论知识学习成果的传统课业设计与注重学习过程和能力提升的专业培养进行有效融合。一方面邀请企业资深技术人员和专家担任实践导师，共同参与人才培养，如校友企业安排工程师对学生进行了四旋翼无人机的培训；另一方面走进企业了解行业发展趋势和最新技术，如与诺基亚贝尔公司联合赋能培养学生，学生进入“诺基亚贝尔校园学创班”，了解全球前沿的通信技术、对话行业技术大咖，了解诺基亚公司，体验诺基亚文化。在为期一个月的培训中，学生通过技术培训学习了5G、6G、F5G宽带数据网络、云计算、数字经济、大数据、物联网、元宇宙和数字孪生等前沿技术，通过技术沙龙活动对话研发专家，了解了产品技术解决方案，通过主题沙龙活动探究了职业发展规划。通过企业赋能解决了学生工程实践经验不足的问题，培养了既具备坚实理论基础又具有较高综合素质的学科拔尖人才。

图5 校友企业四旋翼无人机培训

三、案例的创新点

1.引入前沿科学，激发创新活力

院士创新班的课程注重学科深度交叉融合，培养理念和方案强调科学知识前沿性，开拓学生视野，注重学生学科思维引领，运用项目式教学、混合式学习等教学方式，不断挖掘学生的科研兴趣和发展潜力，激发学生创新、创业思维与创造力，促进学生以多学科视角探索思考各类科学与工程问题。

2.面向社会需求，开展全程育人

院士创新班面向产业发展和科研成果转化，以创新创业能力培养为核心，个性化指导跟踪，实现全流程人才培养。通过和谐互助的创新创业师生共同体，构建科研、生活、思想一体化育人模式，全面提升育人质量。

3.学习榜样英才，强化个人素质

院士创新班注重发挥榜样力量，通过召开开班仪式、中期交流以及结业汇报总结的方式将交流学习贯穿培养全过程。邀请历届优秀学员在开班仪式中分享自身在科研竞赛、工作实习、思想成长等方面的收获与感悟；每届学员在课程中期交流活动中相互学习、查找不足；在课程结业汇报总结活动中回顾自身的成长，强化个人发展定位。

4．构建综训平台，提升全面能力

院士创新班着力培养学生工程素养和科学精神，是学院立德树人、三全育人的重要举措。院士创新班经过四年的建设打磨，为同学们提供了创新训练中心等场地，配备科研创新和工程应用方面的优秀授课教师。在优秀的平台资源下，同学们的自身创新能力和团队精神普遍提高。

四、改革成效及案例的推广应用效果

1.院士创新班的同学在专业课程成绩以及各类竞赛中获得骄人成绩。通过院士班课程的训练，学生对专业课程的认识能力和理解能力得到加强，正向促进了日常专业课程成绩，大部分同学获得了校级奖学金和各种奖励。学生积极主动的思维训练大幅度提高了创新实践能力，激发了创新创业意识，100%的同学都报名参加了各类竞赛，其中98%的学生获奖。

图6 第二届院士创新班竞赛获奖情况

2.在院士创新班的辐射和影响下，学院坚持以赛促学，引导更多光电学子参加科学研究项目以及各类创新创业活动。四年间，学院本科生以第一作者/通讯作者在国内、外核心期刊上公开发表论文94篇；获得授权专利、软件著作权124项。获“互联网+”国家金奖1项、银奖4项，挑战杯国家一等奖1项、二等奖2项，数学建模竞赛、电子设计竞赛、中国大学生软件设计大赛等获国奖百余项。本科生科创成果丰硕，高端人才涌现，学生竞赛参与率、获奖率、就业率持续稳居学校前列。

3.院士创新班经过四年的发展已形成规模并深入师生之心，课程使师生都得到了良好的训练和提高，产生了显著的引领示范效果。已毕业和即将毕业的学生70+%保送或考取研究生，其中不乏保研北大、浙大、复旦、中国科学院大学等。院士创新班积极响应了国家新工科卓越人才培养目标，为推动工程教育改革创新，加快培养适应未来社会发展所需的卓越工程师树立了一种教学典范。同时，学生对国家、社会和民族的责任感与使命感大幅提升，精神面貌提升明显。示范效应日益显著，形成良性循环。

图7第二届院士创新班毕业去向

附：第二届院士创新班毕业去向表