建设一流本科

在武侠大师金庸笔下的江湖，内功是最根本的能量源，而“任”“督”两大经脉，对习武之人而言则是一道天堑。可以说，打通这两脉是高手们突破自我的一大目标。

在光电科学与工程学院陈德军、刘娟秀、张静三位老师看来，理论功底和动手能力就如同学生的“任督二脉”，只有让这两者融会贯通，才能真正让学生成长为面向产业、面向世界、面向未来的新工科人才。

而这，正是他们开设“光电系统工程设计”这门课程的初衷和努力方向。

课堂：面向实际需求，挑战医用光电仪器开发

当我们看到马举赫的时候，他正在调试一台小小的仪器。“你们别看它简陋，装个外壳它就是一个医院里可以使用的仪器。”他抬起头，笑着对我们说。

原来他面前的这台仪器叫基于光学的血小板凝结度检测仪，是上学期在“光电系统工程设计”课程中的作品。把血液样本放入试管，然后再将其放入一个高约7-8厘米、直径约3-4厘米的一个圆筒内，然后开机，过一小会，就能在手机上查到血小板凝结度的相关数据。

为什么会想到做这样一台仪器？马举赫说，在课程之初，老师们提出的要求就是要做面向实际的医工结合的光电仪器。在老师的引导下，他们小组5名同学前往成都医学院第一附属医院开展了调研。当时有医护人员跟他们提到，医院用于血小板凝结度检测的仪器都是从国外进口的，不仅价格昂贵，而且还存在着重复性不好、机器过于笨重等缺点。“有时候同一个人的两管血测出来结果都可能不同，”医护人员告诉他们。

回校以后，他们查阅了相关资料，发现出现检测重复性不好的原因可能是血液样本放置过久。“血小板凝结度检测不仅需要将其保持在人体的温度，而且对于血液的新鲜程度也有很高的要求，”马举赫说。经过讨论，他们决定做一台小型的血小板凝结度检测仪，便于医护人员手持，这样可以尽可能缩短血液样本从取样到检测的时间。

在小组组员的分工协作和老师的指导下，他们顺利完成了结构与光路模块、光源模块、恒温与运动模块以及软件模块的设计，圆满完成了作品。

“通过这个过程，我才真正理解学院一直在讲的光、机、电、算、软一体化是什么含义，而且自己动手做出了一个光电系统，把理论用到了实际，感觉非常有意义。在这个过程中，老师们也给了我们很多的指导和帮助。” 马举赫说。

课程结束以后，他们将仪器的操作流程录制成视频，留给下一届上这门课的学弟学妹，希望能给他们以启发，让他们能够进一步改善仪器性能，做得更好。

初心：校内教师+企业工程师，将理论融入实践

马举赫是光电学院2019级本科生，也是该学院“卓越计划”班（简称“卓工班”）的一名学生。“光电系统工程设计”就是一门主要针对“卓工班”大三学生的挑战性课程。

2010年，国家启动了“卓越工程师教育培养计划”，希望能培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。2013年10月，光电学院光电信息科学与工程专业获批第三批“卓越工程师教育培养计划”，成立了专门的“卓工班”，每年从大一学生中遴选出部分学生进行针对性培养。

对于卓工班的同学来说，工程能力和创新能力的培养是很重要的一个方面，这需要企业的深度参与。因此在第六学期的时候，他们要进入企业进行实训。但是作为“卓工班”班主任的陈德军老师发现，虽然同学们经过前面五个学期的学习，有扎实的理论功底，进入行业以后，面对实际的需求，一开始往往会手足无措，不知从何下手，需要较长的一段时间才能真正进入状态。

2017年，国家开始推进“新工科计划”，提出要培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑。“新工科计划”不仅为卓越工程师教育培养提供了新的抓手，同时也提出了更高的要求。

陈德军认为，“卓工班”其实就是学校新工科教育的桥头堡和“试验田”，因此要更加大胆的闯和干。2017年，他邀请了学院刘娟秀和张静两位老师，在第五学期给学生开设“光电系统工程设计”课程。希望通过校企联合，引导学生进行面向需求的光电仪器开发，让他们了解项目开发的基本概念，同时获得相应的工程技术储备。

教师团队

课程组的三位老师，研究方向各有不同，由于团队有老师从事生物医学智能检测装备研究多年，考虑到学生的需求和可用的资源，他们决定将项目锁定为光电医工结合方向。同时，一套完整的光电系统，所涉及的学科很多，包括了光（光学）、机（机械结构）、电（电子）、算（计算机）、软件、控制等等。于是，三位老师邀请了长期合作企业的四位企业工程师（结构工程师、算法工程师、软件工程师、电路工程师）加入课程组。校内导师携手企业工程师，给学生课上课下提供全方位的指导，让他们在动手的过程中真正把理论知识落到实处。

愿景：种好“试验田”，培养新工科人才

有了好的想法，但实现起来却并不像想象中的那么容易。

第一年参加课程的是“卓工班”2015级的20余名同学。开课之初，课程组老师首先邀请了几位企业导师来给同学们做了硬件、软件、结构、算法的专题培训。接下来就是“实战”。同学们自由组成了两个小组，挑战两个项目：平推式和转盘式干化学检测仪。

2015级学生“验收”课程作品

从采购原材料，到各个模块的设计，都需要同学们自己完成，然后在课堂上汇报进度、进行讨论。当然，如果遇到难题，同学们也可以随时向老师求助。一学期下来，老师们发现项目难度太大，时间太仓促，最后同学们的项目都做得不太成功：一个受限于运动机构，一个止步于系统联调。

2016级学生在作品创作中

到了第二年，老师们对课程进行了改进，一方面将企业导师的专题培训前移，放到了第四学期的下半期，这样同学们就有一个暑假的时间可以消化知识点，进行补充学习；另外一方面也降低了课程的要求，将项目定义为医工检测光电系统的改造。结果发现：虽然同学们的作品完成得不错，但是挑战性又稍微弱了一些。

2017级学生在课堂上

2019年，老师们又对课程项目进行了调整，回归到整套光电系统的工程设计上来——显微镜自动对焦及细胞识别系统。而这也成为了该课程的一个传统项目，每一届学生都可以在前面一届完成的基础上进行再改造再创新。

 “几年下来，我们才慢慢找到了课程的节奏，最近两年学生作品的完成度都很好，获得感也不错，”陈德军说。

而学生们对这门课的评价也很好：

光电学院2017级本科生王栋对这门课印象颇深。当时他们小组做的就是显微镜自动对焦及细胞识别系统，而他在其中负责的是软件开发。“这门课真的挺有意义的，它不仅锻炼了我们的专业技能，同时还有团队合作沟通以及项目管理的能力，而且我也是在这门课上发现了自己对软件的兴趣，从而明确了未来的发展方向，” 王栋说。

光电学院2019级本科生杨辉认为，这门课让他真正认识到自己所学的知识对社会是有用的，从而增强了学习的兴趣和信心，“希望未来用自己的所学所长真正服务社会、报效国家”。

去年，课程组的三位老师将课程从“卓工班”扩展到了学院，针对大四学生也开设了同样的挑战性课程。同时，基于课程学生们的作品，他们针对大一新生开设了基于项目的新生课程“生物样本的自动检测系统”。他们希望不断完善课程，种好这亩新工科的“试验田”，将其打造成校企协同育人的平台、行业教育与工程教育衔接的纽带，助力培养更多的拔尖创新工程科技人才。