金豫浙 夏炜炜 刘拥军
摘 要:国家安全工作是贯穿党和国家各项事业的基本内容。新时代中美大国竞争背景下的贸易摩擦和科技对抗等外部承压下,我国战略新兴产业特别是微电子方面正面临着前所未有的挑战,但也为致力于国家战略产业发展、民族复兴的专业人才提供历史性机遇。技术创新型和产业应用型人才培养在“新工科”建设背景下,国家安全意识教育融入专业课程教学和实践的成效,关系到我国产业安全和可持续发展的问题。该文旨在通过总体国家安全观视角,对微电子科学与工程专业内涵建设和课程思政教学改革两个方面的实践总结,为振兴地方产业、服务国家战略的人才培养提供一点经验贡献。
关键词:新工科;国家安全;微电子科学与工程;课程思政;教学改革
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2023)S1-0026-04
Abstract: National security is the basic content that runs through all the undertakings of the Party and the country. Under external pressure such as trade friction and technological confrontation in the context of great power competition between China and the United States in the new era, China's strategic emerging industries, especially microelectronics, are facing unprecedented challenges, but also provide historic opportunities for professionals committed to the development of national strategic industries and national rejuvenation. Under the background of "new engineering" construction, the training of technical innovative and industrial applied talents and the integration of national security awareness education into professional curriculum teaching and practice are related to the safety and sustainable development of our industry. From the perspective of the overall national security concept, this paper aims to make a practical summary of the connotation construction of microelectronics science and engineering and the reform of curriculum ideological and political teaching, so as to provide some experience contribution to the talent training of revitalizing local industries and serving the national strategy.
Keywords: emerging engineering education; national security; Microelectronics Science and Engineering; ideological and political education; teaching reform
基金項目:江苏省高等教育教改研究立项课题(重中之重)“‘四新’背景下地方综合性大学实践教学生态建设的探索与创新”(2021JSJG029);2021年江苏高校“教学研究工作”专项课题“厚植思政教育于高校微电子课程教学的探索与实践”(2021JSJY103);扬州大学广陵学院教学改革研究课题“微电子一流专业——模拟电子技术‘金课’课程培育”(JGZD20003);扬州大学2022年“课程思政”教学示范课程建设项目“《半导体器件》”(扬大教务〔2022〕80号)
第一作者简介:金豫浙(1984-),男,汉族,浙江金华人,硕士,高级工程师,硕士研究生导师。研究方向为微电子和光电子器件开发、可靠性分析及产业化应用。
做好新时代国家安全工作,要坚持总体国家安全观,抓住和用好我国发展的重要战略机遇期,把国家安全贯穿到党和国家工作各方面全过程,同经济社会发展一起谋划、一起部署,坚持系统思维,构建大安全格局,促进国际安全和世界和平,为建设社会主义现代化国家提供坚强保障[1]。4月15日是“全民国家安全教育日”。教育部印发《关于加强大中小学国家安全教育的实施意见》,明确了构建完善国家安全教育内容体系、研究开发国家安全教育教材、推动国家安全学学科建设等八项重点工作[2]。高校作为国家人才培养、科学研究和社会服务的前沿阵地,需要筑牢高校国家安全防线,同时推进国家安全教育进校园、进课堂[3]。
微电子是电子工业的基础,不搞微电子就是搞无米之炊,要高度重视微电子工业的地位和作用[4]。从国民经济到国家战略,无论是老百姓日常生活、用电、出行,还是载人航空航天工程,微电子“芯片”正成为支撑国家数字经济、构建现代新能源体系、推进军队现代化的底层逻辑。本文通过对涉及半导体行业“卡脖子”产业事件回顾,分析我国行业健康发展和产业链安全的关键环节,研究应用型大学如何将国家安全意识理念融入新工科类专业建设、人才培养的方法和路径,尝试探索面对国家安全问题的微电子科学与工程专业课程教学改革的策略,提出专业和课程建设的一些经验想法。
一 总体国家安全下开展课程思政教育的现实依据
半导体微电子器件是现代电子信息产业的核心引擎。一组来自中国海关统计数据显示,2019年中国集成电路进口金额3 040亿美元,远超排名第二的石油进口2 400亿美元。其中处理器及控制器进口金额1 423亿美元,同比增长12.8%[5];芯片已替代石油成为二十一世纪最重要的战略物资,“芯片”的有无和好坏,直接关系到国家战略可持续发展的安全问题。另一组来自中国电子信息产业发展研究院统计结果,Intel和AMD公司在高性能CPU领域完全垄断[6];Broadcom(博通)、NXP(恩智浦)、ARM等欧美公司在嵌入式处理器方面几乎垄断;韩国三星、Hynix(海力士)、Micron(美光)在存储芯片方面几乎垄断;美国TI(德州仪器)、ADI(亚德诺)两大巨头在高速DC/AC芯片被垄断;除上述领域外,时钟芯片、FPGA、以太网、RF芯片、高频连接器和高性能光器件等也被欧美企业垄断,国产芯片无法替代,且低端市場国内企业也需要IP授权。此外,市场上主流芯片设计EDA软件也基本是美国公司。
在产业并购和投资方面,我国为振兴半导体产业发展也投入巨大资金和政策支持,一些半导体公司及财团通过海外并购对我国半导体行业建设做出显著贡献。但相比其他发达国家,我国成功收购海外优质半导体公司的案例却屈指可数,在全球半导体并购的占比也不高。比如2015年7月,紫光集团拟收购国际内存芯片巨头美国美光科技(Micron),未能通过美国外国投资委员会(简称:CFIUS)的审查。之后紫光集团拟对美国西部数据15%股份的收购案,也因CFIUS的审查要求而终止。对于中资收购美国以外的公司,如2016年1月,金沙江收购荷兰飞利浦LED元件厂Lumileds的交易同样因CFIUS审查而未成交。同样,福建宏信基金曾计划以收购德国LED半导体设备MOCVD龙头爱思强(Aixtron),然而时任美国总统的奥巴马发布总统令,以国家安全为由阻碍交易,最终收购以失败告终。
2022年8月,历经美国参众两院多轮博弈的《芯片和科学法案》经美国总统拜登签署正式成为法律[7]。数字时代的半导体产品等同于内燃机时代的石油,所以半导体成为美国对中国实施科技遏制的核心领域。美国政府妄图利用《芯片和科学法案》等行政手段,卡住半导体相关产品供应链,限制中国数字经济等战略新兴产业高端化发展,重整全球半导体产业行业格局,尤其是限缩中国半导体行业的发展。
以上事实证明,关键核心技术是买不来、讨不来的。核心技术关系到军事安全、战略资源安全、信息安全和能源安全等,只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障经济安全、产业安全、国防安全和政治安全。为更好地支持我国半导体产业的发展,我国科技部、工信部、发改委早在2008年起就依次出台了多项鼓励半导体产业发展的政策,财政部、税务总局也出台了财税优惠政策,以此支持、促进半导体相关企业的发展。长期以来,产业界虽然意识到我国对国外芯片依存度过高,存在供应链风险,但由于种种原因,国产芯片相关领域研发和产业化进展缓慢,“华为事件”以来给每一个从业者都敲响了国家和产业安全的警钟。华为创始人任正非在造访东南大学、南京大学等高校时表示:“点燃未来灯塔的责任无疑是要落在高校上,而高校就是为社会输出人才的地方,中国芯片的崛起必然需要人才的努力。”应用型大学培养的人才是国家科技发展和产业振兴的希望,为国家安全提供了最重要的人才和技术保障,而专业课程体系建设关乎国家科技和产业安全,影响创新性应用型人才安全和培养质量。
二 总体国家安全观下微电子课程思政教育的三大逻辑
“新工科”建设是在新的一轮科技革命和产业变革背景下,为适应新的国际形势和满足国家战略发展需要而提出的新理念。对于应用型大学“新工科”专业建设和课程体系建设,首先要阐明总体国家安全观下的课程思政建设的指导思想。
(一) 总体国家安全观下树立课程思政以民为本的人本逻辑
国家安全的关键是保障人民生命健康安全,保证人民安居乐业。课程思政建设中始终坚持以人为本的指导思想,以为党和国家培养好学生为中心任务,保障专业人才安全。教学中结合不同时代背景下国家安全问题,挖掘学科领域工程师的工匠精神、企业家的创业精神和科学家的专研之道等人文素养,实现对学生知识的传授、价值的传递和精神的传承,为学生有使命地成长提供充盈的养分,让新时代的继任者充满创新创业激情,更富于国家安全和民族复兴的担当。
(二) 总体国家安全观下微电子专业进化和产业演进的历史逻辑
落后就要挨打,物理的进化和技术的变革历史需要后来者复盘。“科学本身不仅包括专业知识和技能,而且包括概念的相互关系、世界观、对人类和知识的本性的看法这一切综合在一起,组成了科学哲学,形成了整个人类史上一段连续的、重要的历史”[8]。对于抽象的理论教学中,注重科学现象的发现、机制的推理及公式概念形成的认识过程,在历史追溯中,还原专业知识的雏形,理解专业理论及产业的螺旋式发展规律和趋势。在历史环境中,深刻分析微电子技术对推动社会进步的贡献和提高国家安全水平的关键作用。
(三) 总体国家安全观下“新工科”课程思政闭环式的实践逻辑
“新工科”创新型卓越工程和科技人才培养,需要“干中学,学中干”。空谈误国,实干兴邦。课程中专业理论来源于实验室和产业实践,通过教与学的过程,实现学生对专业思想和工程意识的传承,并在工程实践、产业服务中完成专业知识的转化和运用。实践教学中要尊重学生的个性化,多元化发展;注重养成探究式、批判性思维;发挥团队合作精神,培植社会责任感、产业报国使命感、工程伦理道德感,进而培养学生具备善于问题发现,主动分析和解决问题的创新能力,造就满足未来国家发展和新产业需要的工程领域“践行者”和“创造者”。
三 “新工科”课程思政教育的实践路径——以微电子科学与工程专业为例
党的二十大指明在新征程上向着新的奋斗目标出发,我们准备经受风高浪急甚至惊涛骇浪的重大考验。大国间的利益博弈在经济领域、科技领域、人才领域充分展现,科技和人才竞争背后归根结底是教育。高等学校作为专业人才培养和科学研究的前沿阵地,国家安全意识教育融入专业人才培养、科学研究和产业社会实践关系到党和国家的前途和命运。
(一) 建立顶层设计,推动微电子学科的专业交叉融合
学习党史、建国史及改革开放史,赓续红色精神,深刻理解坚持党对我国社会经济发展、民族复兴道路上各项事业起领导作用的重大意义,深刻理解总体国家安全观对国家各项事业、实现民族复兴的基础性、关键性和可持续性作用。坚持党对国家安全工作的绝对领导,在涉及应用型科技人才培养的教育领域,坚持党的领导是必须遵循的政治原则。学校从校级党委、教师党员再到学生党员积极分子,都要形成高度思想统一,以夯实国家安全人才基礎为教学培养目标,构建大安全格局。课堂是大学生国家安全教育的前沿阵地,坚持党的绝对领导、践行总体国家安全观、完善大学生国家安全教育体系,回答好“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本性问题。
学校系科和各教研室,要在专业课程中将总体国家安全意识与专业课程教育相融合,重视并解析专业课程内容与具体国家安全问题,如国防安全、产业安全、能源安全、生物安全等领域的结合点。任何学科专业知识在时间空间并非孤立,鼓励开展跨专业跨学科备课,促进不同专业知识点的交叉融合,比如微电子专业与其他不限于理工农医史哲学科的交叉融合,提升大学生总体国家安全意识下的专业认同、提高大学生利用专业技能维护国家安全的创新能力、强化大学生的责任担当和底线思维,整合并团结专业内外各类资源,形成以微电子专业为突破口的总体国家安全思想教育共识。总体国家安全观理论作为专业课程思政教育的着力点,逐步把大学生国家安全传统普及教育和专业教育深度融合,切实满足国家对微电子专业科技和不同产业应用领域安全人才的迫切需求。
(二) 厚植思政元素,推进专业内涵式和外延式共同发展
学科专业的建设是我国高等教育的基本,是人才培养的依托平台,专业建设直接关系到人才培养的质量。从教材到知识学习,从理论创新到产业开拓,在专业课知识性的基础上,增加人文性,提升时代性和开放性。通过“中国心”的人物调研和故事讲述,把家国情怀自然渗入专业课程始终,实现润物无声的效果,激发学生科技报国的家国情怀;通过“中国芯”细分产业发展及历史沿革,探寻我国产业发展的曲折历史,客观审视我国“芯片”产业发展及技术进步所面临的全球性挑战和机遇,激励学生产业报国的使命担当,将个人的专业前程融入到国家的复兴大业。学生在微电子课程思政育人教育培养下,心系国家,初步建立了全球性的产业格局视野、从技术发展的历史观,体味我国创新创业的艰苦卓绝和巨大成就,树立了更明确的人生目标,学习的价值感和使命感得到升华。学生普遍在专业学习方面更积极主动,并立志将自身的成长融入我国半导体产业的振兴发展中去。
结合半导体行业特点和应用型大学培养模式,从材料到芯片再到系统应用,从装备制造到IC设计再到芯片生产,从“微电子”行业全产业链闭环视角,挖掘“卡脖子”涉及国家产业安全的思政元素,建立思政教学库,在提高本对口就业率的基础上,辐射全校不局限于微电子专业学生的微电子素质能力提升课程的思政教育教学,为满足行业对不同专业人才需求而培养应用型人才队伍梯队,比如机械、软件、信息、化学和生物等。通过全方位的课程思政教学过程,实现对学生的价值引领,在职业理想上树立目标,激发学生对专业的兴趣和主动学习的热情,推动微电子专业建设的内涵式和外延式同步发展,扩大“微电子”思政教育课程的覆盖群体。只要有源源不断的优秀青年大学生投身到我国的微电子半导体行业,“中国芯”产业才能蓬勃发展,不被“卡脖子”。
(三) 深化产教融合,提升专业课程的“国产化”协同性
在国家安全意识教育方面,虽然受到了国家、社会、高校的高度重视,但仍需多渠道加强师资队伍建设。我校已建立了“校企共建课程”机制,通过联合国内行业内头部企业共同开发“国产化系列”专业配套课程,为半导体产业国产化人才培养建立梯队。柔性引进,除校内专业带头人外,聘请了央企、国企及上市企业高级工程师担任校外专业带头人,把握专业建设方向,指导课程建设、实验实训和课程思政教育基地建设,也为建设“双师型”人才队伍努力践行。组建虚拟教研室,开展专业教学研讨和项目合作,在发挥各自专业特长,形成团队教学思想合力,教师作为大学生国家安全教育的主导者,其所遵循的方向在教育过程中发挥着至关重要的引领作用。
通过与企业开展各种形式的交流活动和项目合作,及时更新骨干教师的工程实践水平,提高教学团队的“双师”素养,让学院专业教师做到真正服务国家及产业人才培养和技术服务,想国家之所想,急产业之所急。并通过定期总结、学习、交流培训,不断提升教师开展具备专业领域背景的国家安全教学活动的能力。积极探索产教融合模式,创建由校内教学团队和企业技术专家组成的校企产教研融合创新型教学团队。在保证基础性专业人才培养的同时,培育一批拔尖型创新学生人才,为不同层次的学生匹配相对应的教学资源、实践机会。邀请本地优秀企业为微电子专业在校学生开展半导体技术进展和新型应用等行业发展报告,拓宽了学生的专业知识和行业视野,拉近了课堂与产业的距离,让同学们体会地区和国家相关产业的发展格局,引导人才培养供给侧和产业需求侧的意识融合,为服务本地产业和促进应用型专业人才队伍建设做出积极贡献;组织高年级学生参与行业培训,理论与实操相结合,实现了培训与岗位需求的零距离对接,帮助学生跨过专业门槛和就业门槛,提升专业技能和职业素养。以赛促学,积极组织参与国家级学科竞赛,了解学科前沿和产业需求,将竞争和服务意识融入实践教学过程,提升在校大学生创新服务能力、工程素养以及团队协作精神,用专业行动践行总体国家安全观。
四 结束语
思想是行动的指导,青年学生的理想信念关乎国家未来。总体国家安全观下“新工科”专业和课程建设应以课程思政建设为契机,立足“芯”时代、面向“芯”未来,落实立德树人的新要求。通过微电子专业理论和实践教学内容的优化完善、学科逻辑的重塑及评价体系的重构等一系列改革措施,将国家安全意识融入专业教育教学的全过程,将传统课堂转变为学生的切身体验,实现以高度的政治自觉、全球化的国际视野和扎实的专业素养来维护国家安全。
总之,总体国家安全观下“新工科”课程思政教育具有重要的现实意义和重大的战略意义。教学实践中以微电子专业为切入点,不断加强和完善“中国式”的双师型教师队伍建设,在人才培养的过程中植入关心国家安全,主动维护国家安全的主人翁意识,让学生在专业成长中持续拥有获得感和参与感,激励一代又一代青年学生将自己的专业前程和国家命运紧紧联系在一起,为我国的国家安全筑起一道“芯的万里长城”。
参考文献:
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