在課堂上學習到的理論知識不知道往哪裏用，做科研時又苦于沒有相應的基礎支撐，這是令許多研究生苦惱的挑戰。如何在教學中打破理論與實踐割裂的僵局，引導學生把理論與實踐統一起來？
今年8月，由研究生院、物理學院配合開展的基于項目的研究生創新培養計劃——“電磁器件智能設計能力提升計劃項目”給出了自己的答案，有效地把理論與實踐的“平行線”變成了“同心圓”。
王秉中教授在介紹課程
革新創新：項目專設“實踐模塊”
爲了全面推進落實全國研究生教育會議精神，持續深化研究生教育教學革新，提升課程質量，學校在2020年啓動了“基于項目的研究生創新培養計劃”項目建設事情。物理學院積極響應，很快推出了“電磁器件智能設計能力提升計劃項目”。
“電磁器件智能設計能力提升計劃項目”面向在學研究生（包罗碩士和博士）和應用物理強基計劃高年級本科生，重點培養學生在電磁器件智能設計方面的要领創新能力和實踐應用能力，力求培養自主學習，自主探究的科研型人才。
今年8月暑假期間，該項目的實踐模塊——“電磁器件智能設計實踐訓練”暑期訓練班順利開班。該訓練班以“電磁器件智能設計”爲主題，教學內容分爲3個專題，包罗20學時的課堂研討和9天的學生課外實踐。來自全校差异專業的27位博士生、碩士生和高年級本科生參加了暑期訓練班的學習。
項目組負責人、物理學院院長王秉中教授負責本次暑期訓練班的教學事情，主講教師有王秉中教授、邵維教授、王任副教授三位老師。王秉中教授体现，要做到理論與實踐的“知行合一”，不僅要在內容設計上革新，也要在教學模式上創新，引導學生把理論與實踐融合起來，不僅要掌握電磁器件的智能設計要领，而且要提升創新思維和實踐能力。
承袭“立德樹人，服務需求，提高質量，追求卓越”的指導原則，“電磁器件智能設計能力提升計劃項目”以“授課+研討+長期綜合設計”的全新形式，使“理論課”與“科研”水乳融会。課程的革新經驗，顯示出了重要的學術價值和工程應用前景。
邵維教授在集中授課
循序漸進：根據實際設定難度
“電磁器件智能設計”共有3個專題，每個專題的教學都接纳了“授課教師引導+小組學生研討”的教學模式。在前期了解的基礎上，項目組考慮到學生可能無法快速適應課題設計時間緊、任務重、難度大、要求高的特點，因此，在專題設計上，除了答疑解惑，還在教材、PPT的編輯上盡量貼合學生的知識水平，引導學生進入佳境。
教材怎麽選，對學生學習很重要。項目組沒有簡單地拿來就用，而是在掌握教學規律的基礎上，結合學生的實際情況，動手自編課程講義，傳統的教材只被列爲參考或建議閱讀書目。
據介紹，新編的課程講義涵蓋了所在專題的主要知識框架，在設計上以引導爲主、解釋爲輔，囊括了當前該專題學術範圍內的主要研究領域。即即是沒有接觸過計算電磁學的同學，也能相對容易地進入學習狀態。每個專題後面還設有可供學生選擇的設計案例。在案例選擇上，老師們篩選出了最切合課程進度和學生知識體系建設的案例，幫助學生循序漸進地掌握課程知識。
授課用的PPT也經過授課教師的反複打磨。例如，項目組王任副教授在《拓撲優化算法與電磁器件的逆設計》專題中講到拓撲優化算法時，以斯坦福大學的一篇經典文獻爲依托，根據自己的理解對原文中的圖作了少許改動，以更方便學生理解。
劉欣同學在學習了該專題之後体现：“王任老師的講解條理清晰，用獨特的要领诠釋了晦澀的知識點，通過老師PPT上的圖解，我在閱讀相關文獻、理解算法含義等方面都取得了長足的進步。”
課後實訓案例
融會貫通：理論實踐辯證統一
電磁器件智能設計的要领創新及工程實現，涉及數學反問題建模、電磁逆散射分析、工程逆設計要领、電磁器件實現技術等諸多方面，具有融合數學、物理、工程、技術多學科知識和能力綜合達成的特征。
邵維教授体现：“課程涉及的高等電磁場理論、格林函數、計算電磁學等知識，需要學生理解许多數學推導和物理意義，如果不輔以實際的案例設計，很容易使學生困在純理論推導的境況中。”
爲了制止學生只知理論、不知應用，致使理論知識成爲“空中樓閣”，項目組基于“知行合一”的理念推出了新的教學模式，即：每個課題設計用三天時間來學習，第一天上午老師只講授課題設計的基礎理論知識，其余時間由學生分組進行案例設計。王秉中教授在課堂上對學生的要求是：“案例做到哪裏算哪裏，做不完也沒關系，但是一定要動手去做，動手去寫法式。”
正所謂“實踐出真知”。在課題設計中做到理論與實踐的辯證統一，學生才气真正透徹地理解知識，才气把理論落到實踐層面，真切體會到理論知識的運用過程。學習了理論知識進而進入編程實現，這是“學以致用”；設計案例的過程中促進對所學理論的掌握，這是“用以致學”。
據介紹，該課程的三個專題的案例設計均需要通過編程來實現，而法式的編寫思路、法式中的具體公式，都需要學生在熟悉理論知識的基礎上提煉、整合，融會貫通。
學生分小組進行實踐
師生互動：教師引導學生研討
在案例設計的過程中，王秉中教授綜合考慮學生學習偏向的差异，將學生分爲三個組，每個組都由來自差异教研室的學生組成。在課題研討過程中，學生結合自己所學提出對課題的見解，並分工相助進行文獻解讀、代碼複現。對于課題設計過程中出現的困難，各人能夠做到齊心協力、集思廣益。在做第一個專題的三天時間裏，王秉中教授發現，學生的協作越來越好，不斷增進了團隊相助的默契與信心。
在專題進行的第二天和第三天，學生們來到會議室作分組彙報，介紹設計進展以及設計經驗。在分享經驗的過程中，其他學生也能相互印證，從中罗致對自己的課題有幫助的觀點和要领，同時加深對理論體系的理解。
對于學生在設計過程中的疑難問題，老師也會結合課堂內容作詳盡輔導。邵維教授注意到第三小組對課題的展開有點困難，協助同學們改換了課題；有學生彙報的PPT很是精簡，但沒有很好地展現小組相助和研究的過程，邵維教授建議該小組的學生：“研討，不僅在于展示结果，更在于分享過程，既要分享小組如何協作，也要分享設計過程如何展開。”
在課題設計中，選擇一個正確的偏向會起到“事半功倍”的效果，相反則導致“事倍功半”的情況。在每天的研討中，老師都會及時對學生的探索偏向作出引導和指正，確保學生在探討設計中能以課題爲中心，以專業知識爲基礎展開，保質保量地完成課題設計作業。
立德樹人：課程思政潤物無聲
課程組始終堅持立德樹人基础任務，潛移默化地引領學生立雄心、擔大任。王秉中教授在《計算電磁學》專業課教學中挖掘思政元素，將專業知識與社會熱點，行業形態熱點以及國際形勢熱點相結合，培養學生正確的人生觀、價值觀和世界觀。
在介紹本課程的後續深入研究時，王秉中教授勉勵同學們：“近年來，我們國家的科技發展突飛猛進，但也正面臨一系列卡脖子的問題，各人選題時要不怕困難，勇往直前，把在本課程中所學的思路和技術用在國家亟需的研究領域，努力爲國家發展做出自己最大的貢獻。”
邵維教授体现，“電磁器件智能設計能力提升計劃項目”以“授課+研討+長期綜合設計”的全新形式，使“理論課”與“科研”水乳融会，進一步強化科研育人，做到研究型的教、研究型的學。同學們把理論知識與科研項目實踐相結合，通過綜合性、設計性實驗教學，以及科教融合的科研實踐訓練過程，潛移默化地塑造學生求實、相助、嚴謹、周密、堅韌的科學精神，強化爲國家科技事業貢獻力量的責任感和使命感。
王任副教授在指導學生案例設計過程中，要求同學們凭据項目驅動的模式進行課題設計，學生結合自己所學提出對課題的見解，並分工相助進行文獻解讀、代碼複現。對于設計過程中出現的困難，各人齊心協力、集思廣益，隨著團隊相助的默契與信心的提升，同學們自主學習、刻苦耐勞、科研創新、團隊相助能力和開拓創新的工匠精神都获得了很好的鍛煉。
著眼未來：把短期收獲轉化爲長期能力
爲期9天的實踐訓練，使學生對電磁器件智能設計有了一定的了解，設計能力有了迅速提高，打下了電磁器件智能設計的基礎。爲了使學生能掌握好這個基礎，並在該基礎上不斷開拓創新，把短期收獲轉化爲長期能力，該課程還設立了爲期一年的長期項目。
據介紹，學生在項目組老師指導下所選的長期項目，一方面要結合科研項目，一方面必須是電磁器件智能設計的綜合設計項目。這樣做，是爲了助力學生在後續的學習上掌握偏向、抓住重點，有利于研究生階段的整體規劃。
在課程考核上，不再局限于僅“課堂+考試”的考核模式，而是兼顧了“課程模塊、實踐訓練、綜合設計與相關講座”，將長期項目與相關講座納入考核，延長了課程的考核周期同時拓寬了課程的考核範圍，有利于開拓學生的眼界，學習到當前數學、物理、工程、技術等領域的先進知識。
項目組強調“要以發展的眼光看問題”。經過爲期一年的長期項目與講座知識的不斷罗致，學生的知識體系將會不斷获得重構與更新。與此同時，學生在不斷發展中將各個階段學習到的知識融會貫通，對于課題的研究也將不斷趨于深入。
電磁器件智能設計要领以拓撲結構演化類算法爲焦点，可以用于天線、波導、多功器、耦合器等電磁器件設計，展示了傳統設計要领難以實現的功效和難以達到的性能，極大地拓展了電磁器件設計的解空間和自由度、提高了電磁器件的集成度和性能。這門課程的設立，正契合了當今時代電子信息類人才的培養要求。
在項目組老師的配合努力下，這門課程做到了打破理論實踐“平行線”的隔閡，使得理論實踐變爲“同心圓”配合發展。項目組体现，在之後的課程設計中也將力求做到越发貼合時代發展與人才培養的需要，著力打造愈加完善的精品課程。
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爲了全面推進落實全國研究生教育會議精神，持續深化研究生教育教學革新，提升課程質量，電子科技大學于2020年啓動了“基于項目的研究生創新培養計劃”項目建設事情。通過“基于項目的研究生創新能力提升計劃、基于項目的學科（類別）焦点課程群（模塊）、基于項目的研究生精品課程”三類項目建設，從培養方案、課程體系、課程三個層次革新研究生培養和教學模式，進一步完善科教融合、産教融合育人機制，培養具有知識創新能力和實踐創新能力的高層次人才。
本項目屬于“基于項目的研究生創新能力提升計劃”項目，通過加強與服務國家重大戰略需求的知名科研院所和行業領先企（事）業單位相助，基于實際科研相助項目，構建多學科（類別）交织融合的課程體系，引入新的教學模式，強化科學思維和素養培養，重點提升學生跨專業的系統分析、設計與集成開發、研究與創新能力，培養寬廣的視野、良好的職業素養和發展潛力，能服務于産、學、研等領域的相關事情。項目爲學生提供多模塊課程和基于實際項目的實踐機會，學生可根據自己的興趣、需求和時間選擇課程模塊和實踐項目，經考核及格，便可獲得學校頒發的研究生創新能力提升計劃項目證書，提升就業競爭力。
转自成电新闻网：https://news.designgu.com/?n=UestcNews.Front.Document.ArticlePage&Id=81162
