［摘 要］ 紅外技術(shù)在國防和工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，隨著“雙創(chuàng)”浪潮和軍民融合的興起，紅外領(lǐng)域的發(fā)展日趨緊迫，需要培養(yǎng)更多高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才來應(yīng)對挑戰(zhàn)。為了培養(yǎng)優(yōu)秀的紅外技術(shù)人才，推進國防科技協(xié)同創(chuàng)新，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和軍民融合為背景，對紅外領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式進行全面深入的分析和研究，通過對培養(yǎng)機制和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，探索適合我國國情和高等教育人才培養(yǎng)特色的紅外技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑，以期提高紅外技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的總體培養(yǎng)水平。

［關(guān)鍵詞］ 紅外技術(shù)；協(xié)同創(chuàng)新；人才培養(yǎng)機制

［基金項目］ 2021年度西安電子科技大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項目“雙創(chuàng)背景下紅外領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)機制與教學(xué)內(nèi)容整體優(yōu)化研究”（C21071）；2022年度西安電子科技大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項目“紅外技術(shù)領(lǐng)域國防科技協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究”（JGYB2209）；2022年度西安電子科技大學(xué)杭州研究院教學(xué)改革專項“紅外系統(tǒng)”（XDH22B10）

［作者簡介］ 孫 浩（1988—），男，陜西富縣人，博士，西安電子科技大學(xué)光電工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事紅外技術(shù)研究；王昱程（1987—），男，新疆烏魯木齊人，博士，西安電子科技大學(xué)光電工程學(xué)院講師，主要從事紅外探測器技術(shù)研究；馬向超（1989—），男，河南汝州人，博士，西安電子科技大學(xué)光電工程學(xué)院副教授，主要從事介質(zhì)紅外輻射傳輸特性研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）17-0013-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

引言

紅外技術(shù)是研究物體紅外輻射在多維空間上經(jīng)光電熱轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生適合特定任務(wù)要求的信號形式，并進行處理和應(yīng)用的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于軍事、航空、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域［1］。近20年的多次局部沖突和地緣戰(zhàn)爭中，紅外技術(shù)都展現(xiàn)了極其強大的戰(zhàn)斗力增幅能力，自2020年以來紅外測溫裝備也在公共區(qū)域疫情防控中發(fā)揮了巨大作用。隨著技術(shù)的不斷更新，相關(guān)裝備的性能不斷提升，而成本快速下降，紅外產(chǎn)業(yè)的軍民用市場規(guī)模持續(xù)增長，相應(yīng)產(chǎn)品需要持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，對紅外領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的需求越來越迫切，人才缺口也越來越大。

科技是第一生產(chǎn)力，也是核心戰(zhàn)斗力，在科技比拼中，高素質(zhì)科技創(chuàng)新人才是至為寶貴的戰(zhàn)略資源［2］。要實現(xiàn)有效創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新，應(yīng)搶抓機遇、迎頭趕上，努力培養(yǎng)出一大批站在世界科技發(fā)展前沿、具備強大創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，為在未來科技競爭中奪取優(yōu)勢奠定人才基礎(chǔ)。而隨著軍民融合深度發(fā)展和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)驅(qū)動發(fā)展的協(xié)同推進，紅外技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才供需矛盾日益突出［3］。必須以萬眾創(chuàng)新和軍民融合為引領(lǐng)，將協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)根植于國家教育資源的基礎(chǔ)上，加快構(gòu)建適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展趨勢的高等教育教學(xué)體系［4］。需要通過優(yōu)化本科和研究生階段的紅外技術(shù)相關(guān)課程體系、完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、加強教師團隊建設(shè)，建立紅外技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制，提高高校紅外技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量和效率。

一、優(yōu)化課程體系

紅外技術(shù)在理工科院校中一般是以紅外物理和紅外技術(shù)兩門課程的形式，被分別獨立開設(shè)在信息類、光電類、物理類等專業(yè)中［5］。由于紅外技術(shù)相關(guān)知識點涉及紅外輻射的產(chǎn)生、傳輸及探測過程的現(xiàn)象、機理、特征和規(guī)律，需要學(xué)生具備光學(xué)設(shè)計、光電系統(tǒng)、信息檢測、半導(dǎo)體物理、計算機等課程的專業(yè)基礎(chǔ)，同時需要對相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域具備一定了解。因此，紅外領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置應(yīng)該具有前瞻性和適應(yīng)性，在課程設(shè)置之初，就應(yīng)該有充分的探究和研究，結(jié)合行業(yè)發(fā)展的趨勢和需求，來制定最佳的課程體系，包括必修課、選修課和實踐課等。

通過數(shù)年的教學(xué)實踐，結(jié)合西安電子科技大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科、電子科學(xué)與技術(shù)以及光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，通過開展“雙創(chuàng)”和軍民融合背景下紅外領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制與教學(xué)內(nèi)容整體優(yōu)化研究，對紅外技術(shù)課程體系進行改革和創(chuàng)新，在課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)的安排上采用多線程循序漸進的辦法，在大三第一、第二學(xué)期和大四第一學(xué)期分別設(shè)置“紅外物理”“紅外探測器”“紅外技術(shù)”課程，作為光電信息科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生的必修課程，同時開設(shè)“紅外物理與技術(shù)”“紅外探測及處理”等專業(yè)選修課；在研究生第一學(xué)期設(shè)置“紅外輻射與傳輸理論”“紅外系統(tǒng)”“紅外成像與應(yīng)用”課程，作為光學(xué)工程等專業(yè)研究生的必修課程，同時開設(shè)“紅外技術(shù)前沿專題”等專業(yè)選修課。教師根據(jù)不同專業(yè)對課程教學(xué)內(nèi)容的要求，依據(jù)學(xué)生的實際情況選取不同的線程來進行教學(xué)，其余章節(jié)可供學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇［6］。

協(xié)同創(chuàng)新是指在多個領(lǐng)域、多個單位之間形成一種合作關(guān)系，集中各方的優(yōu)勢資源，共同開展創(chuàng)新研究。因此，需要加強高校與企業(yè)之間的合作，充分了解市場需求，完善教育體系，使課程內(nèi)容更加貼合實際需求。在本科階段開設(shè)實踐培訓(xùn)課程和工程實踐課程，使學(xué)生通過實踐培訓(xùn)和工程實踐，深入了解和掌握紅外技術(shù)的實踐技能。在研究生階段，開設(shè)校企聯(lián)合項目研究實踐課程，開展項目研究活動，加強研究生在協(xié)同創(chuàng)新中的實踐能力，帶領(lǐng)學(xué)生深入研究紅外技術(shù)的新發(fā)展方向、新產(chǎn)品和新技術(shù)。

二、完善教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的課堂授課教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，只是單方面向?qū)W生灌輸書本上的知識點，這種模式下的專業(yè)教育與面向紅外技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相脫離，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。協(xié)同創(chuàng)新人才培育是一個連續(xù)的鏈?zhǔn)竭^程，體現(xiàn)在“產(chǎn)學(xué)研用”的各個環(huán)節(jié)［7］。因此，可以采用基礎(chǔ)理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合的方法，改善紅外技術(shù)知識點的全面性，提高紅外技術(shù)培養(yǎng)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的多樣性，深化紅外領(lǐng)域教學(xué)內(nèi)容改革。

以紅外物理和紅外技術(shù)基礎(chǔ)理論為依據(jù)，以軍民用領(lǐng)域紅外技術(shù)的應(yīng)用為手段，優(yōu)化符合“雙創(chuàng)”和軍民融合背景的紅外技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)相關(guān)專業(yè)本科和研究生培養(yǎng)方案、培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，對紅外系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化完善，確定以下九個部分的教學(xué)內(nèi)容：

第一部分緒論，概述紅外技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式、紅外技術(shù)的發(fā)展歷史、紅外系統(tǒng)的基本組成、類型劃分、主要應(yīng)用等；第二部分介紹紅外物理基本概念、輻射度學(xué)和光度學(xué)基礎(chǔ)、熱輻射規(guī)律等，介紹典型目標(biāo)、背景的紅外輻射特性，以及大氣對紅外輻射傳輸?shù)挠绊懀坏谌糠种v授紅外光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成原理，影響紅外光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)的品質(zhì)參數(shù)和評價方法；介紹典型的反射式系統(tǒng)、折返式系統(tǒng)、折射式系統(tǒng)和輔助光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)掃描系統(tǒng)；第四部分講授紅外探測器分類和性能指標(biāo)，不同類型紅外探測器的性能參數(shù)與技術(shù)參數(shù)，焦平面陣列探測器的工作原理及性能表征參數(shù)意義；第五部分討論典型紅外信息檢測和信號處理方法，講授紅外系統(tǒng)信號處理部分對紅外探測器輸出信號所實施的典型處理，包括電信號處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、非均勻性校正、量化與顯示；第六部分講授典型亮度測溫法、全輻射測溫法、比色測溫法等紅外輻射測溫系統(tǒng)的工作原理和主要性能；第七部分以紅外方位探測系統(tǒng)為典型代表，講授紅外點目標(biāo)探測系統(tǒng)的工作原理和主要性能，典型十字叉及L型探測系統(tǒng)、掃描探測系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理和技術(shù)要求；第八部分講授紅外成像系統(tǒng)的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)組成、系統(tǒng)參數(shù)，并結(jié)合前視紅外成像、紅外搜索與跟蹤、紅外成像制導(dǎo)、紅外成像遙感等具體系統(tǒng)介紹系統(tǒng)的工作機理、成像特性、信息處理；第九部分講授紅外光譜探測系統(tǒng)和紅外制導(dǎo)系統(tǒng)，包括紅外光譜分析、光譜成像探測系統(tǒng)、紅外點源制導(dǎo)系統(tǒng)、紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)以及復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)等。

三、創(chuàng)新教學(xué)方法

傳統(tǒng)的單一課堂講授的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和軍民融合背景下紅外技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。需要注重學(xué)思結(jié)合，采用啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、融入式教學(xué)方法，提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與性。通過開展案例教學(xué)的方法，在介紹理論知識時，結(jié)合紅外技術(shù)在當(dāng)前局部戰(zhàn)爭沖突、疫情防控和民用醫(yī)療市場的應(yīng)用情況引出相應(yīng)的知識點，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

實踐教學(xué)是紅外領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)機制優(yōu)化中的關(guān)鍵因素。探索產(chǎn)教研合作模式，加強實踐教學(xué)，增加課程實踐的內(nèi)容和課時，保證實踐教學(xué)的質(zhì)量［8］。在確保理解并掌握專業(yè)的紅外技術(shù)知識之后，可以先在校內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的實踐活動，將理論與實踐進行有機結(jié)合。例如，吸納學(xué)生參與從事紅外技術(shù)相關(guān)研究的課題組承擔(dān)的橫向課題研究。同時充分利用企業(yè)和學(xué)校的合作，為學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的教育和實踐環(huán)境，也可為企業(yè)提供合格的人才。校企雙方進行資源共享，達到優(yōu)勢互補，這也是協(xié)同創(chuàng)新模式最大的優(yōu)點。在校企合作、協(xié)同創(chuàng)新過程中，各方建立起相互信任的關(guān)系，實現(xiàn)共同研究、共同決策、共同發(fā)展，達到雙贏。

因此，學(xué)?？梢酝ㄟ^開展企業(yè)實習(xí)、“雙創(chuàng)”比賽、產(chǎn)教融合、走訪交流等多種方式，加強與企業(yè)的合作，讓學(xué)生更加了解企業(yè)需求、學(xué)習(xí)最新技術(shù)、較為深入地掌握專業(yè)技能。通過實踐教學(xué)提高學(xué)生將所學(xué)理論知識運用到實踐中的能力并積累實踐經(jīng)驗，為未來走上工作崗位打好基礎(chǔ)。

四、加強教師團隊建設(shè)

協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除了優(yōu)化紅外技術(shù)相關(guān)課程體系、完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法之外，還需要加強教師團隊建設(shè)，才能構(gòu)建完善的人才培養(yǎng)體系。教師作為學(xué)生的導(dǎo)師，應(yīng)該具有一定的行業(yè)經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗，能夠貼近實際需求，從而提高教學(xué)質(zhì)量。加強教師團隊建設(shè)是實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)不可或缺的一環(huán)，可以從建立多元化的教師團隊、設(shè)立指導(dǎo)教師團隊、加強教師培養(yǎng)、統(tǒng)一管理和評價標(biāo)準(zhǔn)、促進教師間的互動交流等方面入手。

相關(guān)高?？梢酝ㄟ^組建一支由理論知識扎實的專任教師、行業(yè)經(jīng)驗豐富的兼職教師、提供實踐指導(dǎo)的企業(yè)導(dǎo)師、提供全過程輔導(dǎo)的青年助教組成的教學(xué)小組或?qū)焾F隊，將專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機結(jié)合，建立多元化的教師團隊，保證教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)性和多樣性，增強團隊的凝聚力和活力；針對協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)，建立由優(yōu)秀教師組成的指導(dǎo)教師團隊，這些指導(dǎo)教師應(yīng)該有著豐富的紅外領(lǐng)域科研和教學(xué)經(jīng)驗，能夠為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供高質(zhì)量的指導(dǎo)和幫助；加強教師職業(yè)發(fā)展的培養(yǎng)，提供更多的職業(yè)發(fā)展機會和培訓(xùn)課程，鼓勵教師參加學(xué)術(shù)會議和專業(yè)論壇等活動；建立高效的管理機制和統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，使得教師能夠在一個公平公正的環(huán)境中工作，并通過激勵機制有效激發(fā)教師的積極性和創(chuàng)新性；教師之間的互動和交流對于教師團隊建設(shè)來說是至關(guān)重要的，可以通過舉辦座談、學(xué)術(shù)會議、工會活動等，為教師提供一個交流和學(xué)習(xí)的平臺，促進教師之間的互相學(xué)習(xí)和合作。這些措施既能夠激勵教師研究更具前沿性和創(chuàng)新性的課題，也可以提高教師團隊的教學(xué)水平，為紅外技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

總結(jié)

本文針對傳統(tǒng)的課堂授課教學(xué)方式缺乏對協(xié)同創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的問題，采用基礎(chǔ)理論與技術(shù)應(yīng)用相交叉的方法，優(yōu)化紅外技術(shù)相關(guān)課程體系、完善教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、加強教師團隊建設(shè)，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和軍民融合背景下紅外領(lǐng)域系統(tǒng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制與教學(xué)內(nèi)容改革。以期培養(yǎng)出能夠掌握紅外技術(shù)基礎(chǔ)理論和實踐技能，能夠參與國防科技協(xié)同創(chuàng)新工作，能夠擔(dān)任紅外技術(shù)領(lǐng)域的管理和研發(fā)工作的復(fù)合型人才，提高我國面向未來科技競爭的紅外領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)水平。

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Research on Collaborative InnovationTraining Mechanism in Infrared Technology Field

SUN Hao， WANG Yu-cheng， MA Xiang-chao

（School of Optoelectronic Engineering， Xidian University， Xi’an， Shaanxi 710071， China）

Abstract： Infrared technology has important application value in the fields of national defense， industry and agriculture. With the rise of “entrepreneurship and innovation” and civil-military integration， the development of infrared field is increasingly urgent， and more high-quality professional and technical personnel need to be trained to meet the challenges. In order to cultivate outstanding talents in infrared technology and promote collaborative innovation in national defense science and technology， this paper takes innovation and entrepreneurship and military-civilian integration as the background to conduct a comprehensive and in-depth analysis and research on the training mode of professional technical talents in the field of infrared technology. Through the optimization of talent training mode and teaching content， this paper explores the collaborative innovation training method in infrared technology field which is suitable for the situation and conforms to the training characteristics of higher education talents .to improve the overall training level of professional and technical talents in this field.

Key words： infrared technology; collaborative innovation; cultivation mechanism; teaching cont