自2017 年起，团队针对光电信息类课程建设的痛点与难点，开启全方位教育教学方法改革探索，经多年“德育为先、以研促教”的深耕细作，构建“三聚焦一引领”的光电信息类课程智慧教学新范式，在思政育人、研创教育以及创新实践等研究生教育教学方面取得了丰硕的成果。该教学方法与体系在众多兄弟院校广泛推广，为社会输送大量高质量研究生，有力推动了光电信息类课程教育教学方法的改革与发展。下面将对推广效果作具体介绍。

（1）课程育人成效显著

以科技自立自强为核心，光电信息类专业创新构建“党建铸魂×专业筑基”的课程思政教育体系，通过三个维度打造特色育人模式：

一是构建“点·线·面”党建育人体系，组织研究生参与光电行业实践、技术研讨等特色党建活动，强化科技报国使命担当。图1为团队与北汽福田开展的系列党建育人活动，通过以前沿光电技术在智能网联汽车领域的应用为切入点，成功开展了“点（实践活动参观）-线（技术方案探讨）-面（微专业课程建设）” 等逐层深入的系列党支部活动，提升了团队教师和研究生的科技报国信念，培养了担当意识。

二是创新“实例+故事”教学法，梳理光电学科发展历程和核心技术攻关案例，绘制“科技自立自强”思政图谱，实现专业教育与价值观引领的深度融合。图2为团队皇甫伟教授在《物联网导论》课程中，引述光纤传感器的发展和应用，强调科技创新以及科技自立的重要性。

三是建立“三位一体”国际化培养机制，通过以“青年教师+研究生+留学生”为主体提升团队国际化培养氛围，以国际学术会议、海外名校访学交流等途径，培养兼具家国情怀和全球视野的高素质人才。图3为团队在研究生国际化培养中所开展的工作，包括青年教师、研究生参与国际学术会议，团队学生的境外访学（均超过半年，累计3名博士，1名硕士），以及组建学生学术组织等。

团队所建立的思政育人体系通过党建与专业教育的有机融合，破解了思政教育与专业教学“两张皮”问题，同时构建了开放包容的国际化培养环境，为培养具有奉献精神、实干作风和创新能力的光电信息领域高层次人才提供了有效路径，助力国家信息强国建设。

 

图1 党建活动“点·线·面”育人体系。左图：北京科技大学-北汽福田智慧工厂参观活动；中图：团队组织的“智能网联汽车光纤通信与感知”系列活动；

右图：团队支撑的“智能网联汽车信息技术”微专业获批

 

图2 皇甫伟教授在《物联网导论》课程中引述光纤传感器发展作为课程思政点，强调科技创新和科技自强的重要性

图3 团队面向研究生开展的国际化培养工作

    经过不懈努力，团队紧密结合“网络强国”和“数字中国”等国家需求，结合光电信息类课程专业特色，形成“课程门门有思政，教师人人讲育人”的生动局面，切实做到了知识传授、能力培养与思政教育的有机统一。教师团队中1人获校级优秀党员，1人获校级先进工作者，1人获“研师亦友”称号，1人获师德先锋（图4）。团队研究生中1人获北京市优秀博士毕业生，1人获北京市高等学校优秀毕业生，4人获校级优秀毕业生，5人次获国家奖学金，11人次获校级三好学生和校级优秀干部（图5）。特别值得一提的是，留学生阿里博士在本团队开展光电信息领域的研究工作，在2020年疫情期间，作为巴基斯坦留学生代表给习近平主席写信并得到亲切回信，得到CCTV-1新闻联播等主流媒体多次报道，引发了众多机构、高校和媒体的关注和学习。团队构建的开放包容的研究生国际化培养体系，在这一事件中发挥了重要作用，向世界传递了中国科技崛起和文化软实力，在国内外产生了广泛而深远的影响（图6）。

图4 团队教师在思政育人方面所获荣誉

图5 团队研究生在思政育人方面所获荣誉

图6 左图：霍佳皓教授对巴基斯坦博士研究生阿里指导；

右图：国际留学生参与学习光电信息课程仿真平台

（2）研创教育模式领先

面向光电信息基础与前沿，构建了“N+X”课程体系，并设计全闭环AI自学习教学机制，持续优化人才培养效果。采取了如下主要措施：（1）通过引智聚力，以《光纤光学》《数字信号处理》等基础课程为“N”模块，结合团队科研特色开发《高速光纤通信》等专业课程，同时邀请国内外领域专家开展“X”前沿讲座，实现基础理论与前沿进展的有机融合。图7为课程建设教师介绍，主要承担N门专业理论和实践课程；

 

 

图7 “N+X”课程体系中教师队伍（N）

图8为课程建设过程中邀请的部分专业学术报告。在前沿讲座系列课程建设过程中，直接参与课程的学生共计5000余人次，单场最高1200人次。同时还有来自北京航空航天大学、北京理工大学、北京交通大学、中科院半导体所等兄弟院校、科研院所师生的参与。

 

图8 “N+X”课程体系中邀请的校外专家（X）

图9 光电专业化AI教学大模型

（2）基于国产通用模型和教学团队积累的光电信息领域语料资源，打造光电信息垂直大模型，重构课程知识网络，打破知识孤岛，将学科前沿融入教学，解决“学不牢、用不了”的难题。图9为课程建设过程中开发的光电信息类课程教学垂直大模型。（3）建立“培养方案-课程建设-课程评价-效果反馈”的闭环机制，通过持续积累教学语料完善智慧教学系统，利用AI动态评估教学效果，实现教学内容和方法的持续优化。

通过课程体系创新、AI技术赋能和闭环反馈机制，形成了自我完善的教学生态系统，推进了“以研促教”的光电信息教育模式，重构了课程之间的知识体系网络，强化了学生对基础知识的理解，扩展了其创新思维。团队教师秉承“教学相长”的理念，取得了丰硕的成果。教学方面，获校级研究生教育教学成果特等奖、一等奖各1项，省部级教学比赛二等奖1项，校级教改项目2项，发表教改论文6篇（图10）；科研方面，获广东省技术发明一等奖及通信学会自然科学一等奖各1项，团队教师获评教育部长江学者、中国科协青年人才托举工程、香江学者、全球光电大会青年科学家奖各1人次（图11）。

图10 课程体系建设团队教师在教学方面取得成果

图11 课程体系建设团队教师在科研方面取得成果

（3）创新实践能力培养突出。

自主研发“锟森”光电信息类课程仿真教学软件，通过研教融通、理实并进、内外共举的创新模式，有效跨越了实践教学的高门槛障碍。在团队研发的基础版本上，以实际问题为牵引，鼓励研究生将科研项目中的光电信息知识点转化为仿真案例库，使研究生从教学资源的使用者转变为建设者，形成师生协同研发的良性循环。图12为团队以学术“立交桥”系列活动为载体，开展基于“锟森”平台的光电信息类课程仿真案例库的开发。

团队内部建立协同机制，分阶段开发标准化、模块化的仿真教学案例，推进教学改革；对外则积极与兄弟院校交流合作，推广实践教学模式，优化软件功能，共享建设成果（图13）。同时，以该软件作为虚拟仿真平台，通过搭建和调试仿真例程，帮助学生深入理解光纤通信、光电传感等课程的理论知识，并引导其分析仿真与理论的差异，激发研究兴趣，培养工程实践和创新能力（图14）。通过这一系列举措，“锟森”虚拟仿真平台不仅提升了光电信息课程的智能化教学水平，还为培养创新型人才提供了强有力的实践支撑。

图12 以“学术立交桥”为载体的仿真案例库开发交流活动

图13 “锟森”虚拟仿真平台的开发

图14 基于“锟森”虚拟仿真平台的研教融合实践

在以“锟森”虚拟仿真平台为核心的实践教学培养下，研究生的实践创新能力得到显著加强。团队研究生共获“挑战杯”创业赛银奖1项、学院路校友科技创新奖1项，4人次获国际会议优秀论文，获软件著作权4项（图15）。自研的“锟森”软件在国内首创了光电信息类课程AI大模型教学智能体和虚拟仿真系统，打破了国外工业软件的垄断地位，解决了光电信息教育领域虚拟仿真平台“卡脖子”的难题。基于该系统的光电信息课程实践教学已经在北京大学、南方科技大学、香港理工大学等10余个兄弟院校落地应用，形成教学资源的建设共享，收到了良好的效果（图16）。

图15 在实践教学培养下，研究生同学代表性获奖与成果

图16 “锟森”AI大模型教学智能体和虚拟仿真平台的使用推广