融入创新创业教育的理工科研究生课程思政教育探索

2025-01-15 00:00:00杨为家
高教学刊 2025年1期
关键词:案例设计创新创业探索

摘"要:“大众创业、万众创新”是建设创新型国家基本国策的延伸和保障,是实现“中国创造”的一个重要支撑。理工科研究生是实现科技创新的重要基石,也是未来创业的一个重要主体。该文将创新创业教育作为课程思政的一个重要目标,有机融入理工科研究生的专业课程,通过合理设计课程思政案例,塑造理工科研究生的创新创业意识和精神,为建设创新型国家和“中国创造”提供主力军。

关键词:研究生;课程思政教育;创新创业;案例设计;探索

中图分类号:G640"""文献标志码:A"""""文章编号:2096-000X(2025)01-0172-04

Abstract:\"Massentrepreneurshipandinnovation\"istheextensionandguaranteeofthebasicnationalpolicyofbuildinganinnovativecountry,andanimportantsupportfortherealizationofChina'screation.Scienceandengineeringgraduatestudentsareanimportantcornerstonefortherealizationofscientificandtechnologicalinnovation,andalsoanimportantsubjectoffutureentrepreneurship.Takinginnovationandentrepreneurshipeducationasanimportantgoalofcurriculumideologyandpolitics,organicallyintegratingitintotheprofessionalcoursesofpostgraduatesinscienceandengineering,shapingtheinnovationandentrepreneurshipawarenessandspiritofpostgraduatesinscienceandengineering,andprovidingthemainforcefortheconstructionofaninnovativecountryandChina'screation.

Keywords:graduatestudents;curriculumideologyandpoliticseducation;innovationandentrepreneurship;casedesign;exploration

创新创业人才是推动经济社会可持续发展的首要资源、构筑国家核心竞争力的关键要素,而大学生是最具创新创业潜力的群体之一,同时也是促进“大众创业、万众创新”的重要力量[1]。理工科研究生是大学生当中的精英,具备较强的实践能力和创新能力,是科技创新的中坚力量乃至“领头羊”[2]。同时,理工科研究生是最具技术创业潜力的群体。近几年创造数亿天价专利转让“奇迹”的主要完成人都是潜心深耕多年的理工科研究生[3-6]。未来,理工科研究生技术创业有望成为“大众创业”中的一股中坚力量,促动经济高效发展。当前,我国正处于建设创新型国家和实现中华民族伟大复兴的关键时期,在“大众创业、万众创新”背景下,国家对理工科研究生的政治要求是:与祖国同呼吸,共命运,齐发展;顺应时代发展要求,立足自身实际情况,或创新强国,或创业报国。古人有云,上医医国,中医医人,下医医病。理工科研究生应当结合自己的实际情况,找准自己在“大众创业、万众创新”中的位置。普通者,立足本职岗位,坚持技术小创新,“小步快跑”,树立科技强国的理念,伴随公司成长,在公司发展当中成就自我;中人者,走技术革新的道路,“大步迈进”,引领行业发展;优异者,瞄准目标,追求原始创新,制定技术标准,开拓新市场,走技术入股的创业道路。

一"课程思政与创新创业教育的融合探索

课程思政与创新创业教育并不是割裂的;创新创业教育是课程思政的一个非常重要的组成部分。另一方面,课程思政应当坚持与学生个人的发展需求实现有机统一:在课程思政教育中,学生的个人发展得到满足,而学生在追求实现个人价值的过程中学以致用,报效祖国。在当前,我国高等教育已经普及、研究生规模日益壮大的情况下,研究生未来的选择非常多,完全有可能做到在自己喜欢的事业中实现个人价值,乃至报效祖国。报效祖国不是一句空话,它是通过实际行动体现出来的。对于普通人而言,遵纪守法,踏踏实实做好自己的本职工作,就是在为祖国作贡献,就是在报效祖国。对研究生而言,国家的期待就要比普通人高一些:研究生应充当社会发展的基石,承担科技发展的创新先锋角色,积极开拓新的事业。

具体来说,课程思政与创新创业教育以及个人发展需求的有机融合可以从以下角度来考虑。第一,个人能力要与时代要求相一致。在当今时代,创新能力、创业素质是个人未来的核心竞争力。第二,个人的人生价值追求应当符合国家的价值导向。例如,进入国家需要的行业工作,并将其作为个人的事业追求;把个人的发明创造留在国内,支持国家相关产业的发展。第三,个人能力是实现个人价值的基础。让学生充分理解创新能力和创业素质的重要性,自发地学习和锻炼自己的创新能力和创业素质,从而更好地报效祖国。如图1所示。

在总结光电薄膜材料与技术课程中课程思政与创新创业教育实践的基础上,归纳出以下三种课程思政与创新创业教育的融合模式。

(一)"课程思政与创新精神融合模式:知识点—思政元素融入—知识应用创新—思政元素升华与个人发展

知识点:光电探测器/红外光电探测器/红外成像仪。光电探测器就是利用光敏材料(光电薄膜材料)把光信号转为电信号的器件,主要分为光伏型探测器和光电导型探测器两种类型。光信号可以是紫外光、可见光或红外光。

思政元素融入:让研究生观看2020年2月12日央视《军武零距离》之防空前卫专辑视频。视频中前卫-12导弹抗击8枚干扰弹命中无人靶机以及模拟喷气式战斗机或者巡航导弹的火箭弹。报道称,前卫-12是在前卫-2防空导弹基础上研发的新一代便携式防空导弹,体积小,可单兵操作,且操作简单,是野战防空的单兵利器。前卫-12防空导弹适应新型作战环境的要求,拦截能力强,可以拦截无人机、直升机、低空战斗机以及巡航导弹,是名副其实的多面手。前卫-12展现了世界领先的“反诱饵”技术与“激光近炸引信”技术,在同类型防空导弹中堪称无对手。央视报道称,目前世界上还没有其他类似的导弹公开展示过这样的能力。这是我国军工科研人员最新的技术创新成果。“反诱饵”技术核心就是高性能红外成像探测器(光电探测器)。“激光近炸引信”技术则说明我国具备制备高端小型激光器和接收器的技术和能力。

知识应用创新:引导研究生去开展创新性应用拓展训练,思考如何充分利用现有的光电设备,更好地为国防、科学研究或者为我们的生活服务。例如,光电探测器在侦察、跟踪、导弹预警等方面的应用;在适当加热或者暗室发光的条件下,可以利用红外成像仪去观察实验制备的薄膜材料的质量:薄膜是否受热均匀,哪些地方存在缺陷等等。又例如,在地震救援当中,可以利用高灵敏红外成像仪/生命体探测仪搜索幸存人员,及时开展救援,提高救援效率;利用便携式红外探测仪检测漏水点。

思政元素升华与个人发展:坚持自力更生,通过原始创新,突破重大关键技术难题,确保国家国防安全。就个人而言,应将学以致用与活学活用相结合,在实践中不断提升自己的创新能力,通过报效祖国,实现个人的价值和过上自己追求的生活。

(二)"课程思政与创业精神融合模式:知识点—思政元素融入—思政元素升华与个人发展

知识点:太阳能光伏电池是目前光电器件当中的一种,广泛应用于航天领域(卫星、飞船、太空站等)、野外发电、太阳能发电厂、家庭发电和路灯等。

思政元素融入:学而优则仕,技优则创业。薛鸣球院士献身光学,历经三次创业,成就非凡人生(第一次创业:高精度经纬仪、大口径高倍率远距望远镜;第二次创业:侦察卫星光学遥感相机;第三次创业:航天遥感用CCD相机)[7]。周照宇立足自身技术优势,创立了高技术创新型企业:三亚索像光电科技有限公司,立足于先进衍射光学和微纳光学的设计、制造工艺,面向机器人视觉、智能3D传感识别、激光电视等众多领域[8]。得益于松山湖科技创新产业园的集群优势,众多中小微型企业在这里诞生、快速成长,创造了大量的就业岗位[9]。

思政元素升华与个人发展:穷则独善其身,达则兼济天下。学而优则仕,技优则创业(创业精神)。创新与创业不是各自孤立的,创业应当走技术创新的道路;创业难,守业更难,唯有坚持技术创新的路线,才能确保企业的长盛不衰。国家和企业应当坚持创新驱动发展战略,营造适合技术创新型人才成长和创业的良好环境,打造团结合作、勇于突破的创新团队。

(三)"课程思政与创新创业精神融合模式1:知识点—思政元素融入—思政元素升华与个人发展

知识点:在光电器件的芯片制备当中,光刻胶是一种关键配套材料。光刻机对光刻胶进行曝光显影,溶液腐蚀之后,即可获得光电元器件之间所必须的沟道。

思政元素融入:作为中国微电子材料领域的领军企业——江苏南大光电材料股份有限公司(以下简称南大光电),产品广泛应用于制备LCD、LED、OLED、功率器件、光伏产业、相变存储器、半导体激光器和集成电路芯片制造等领域。遵循“自主创新、替代进口、振兴产业”的初心,南大光电始终坚持聚焦主业,坚守科技报国,践行时代责任。2020年6月27—29日在上海新国际展览馆举办了2020上海国际半导体展览会。江苏南大光电材料股份有限公司在此次展会中展示的MO源、电子气体、光刻胶产品,吸引了众多参展公司的洽谈和关注。在MO源技术方面,南大光电一举打破了国外公司的技术垄断。目前公司已成长为全球MO源主要生产商,全球市占率超过40%。2019年底,南大光电向光刻胶配套原材料领域展开技术攻关[10]。此前,我国的光刻胶主要依赖从日本进口。而日本在2018年中美贸易冲突之后不久就停止了对我国出口光刻胶。

思政元素升华与个人发展:企业应当将“科技报国,勇挑重担,不负使命”发展成为企业文化;而个人则应当切实履行自己的岗位职责,本着“创新强国、实业报国”的崇高使命感,做好自己的日常工作,在国家发展中,实现个人的成长和发展。

(四)"课程思政与创新创业精神融合模式2:抛出问题—传授知识—创新能力培养—融入思政元素—思政元素升华与个人发展

抛出问题:在磁控溅射、热蒸发、涂覆法、旋涂法、喷涂法、浸渍提拉镀膜、水热法、电化学沉积(电镀)、丝网印刷、激光喷墨沉积、3D打印、静电纺丝、化学气相沉积(CVD)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强/辅助化学气相沉积(PECVD)、氢化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)、原子层沉积(ALD)和液相外延等方法中,哪些是可以生长外延薄膜(单晶薄膜)的?哪些是产业化生产常用的设备?

传授知识:根据制备原理和现有报道,CVD、MOCVD、PECVD、HVPE、MBE、PLD、ALD和液相外延是可以用来制备单晶薄膜的设备。曾经有报道,磁控溅射在非常小的工艺窗口内可以在硅单晶衬底上制备出Al单晶薄膜。磁控溅射是产业化生产中经常使用的设备,主要用来制备各种多晶功能薄膜,例如ITO、AlN等光电薄膜、TiN或TiC耐磨涂层、TiO2染色和纳米染色(纺织行业)等等。旋涂法在实际生产中应用范围相对较小,主要用于电子封装当中的光刻胶涂覆。MBE生长速率慢,产量低,主要是实验研究使用。在特殊的航空航天领域用的高品质GaAs太阳能电池就是采用MBE制备,但成本相对昂贵,6英寸级别的GaAs太阳能电池,一片的生成成本在1万元以上。PLD虽然生长速率较快,但是产量低,使用成本昂贵,基本都是实验室研究使用。MOCVD、PECVD、HVPE是产业化生产中用来制备单晶薄膜的设备。MOCVD产量大,2英寸一炉可达54片(4英寸/16片、6英寸/7片),主要用来制备发光二极管(LED)外延片、激光器(LD)外延片、雷达芯片。PECVD产量也非常可观,主要是应用于制备硅基太阳能电池;在LED封装或电子封装当中主要应用于制备氧化铝、氮化硅、二氧化硅薄膜等绝缘薄膜层。HVPE的生长速率较快,可以达到每分钟1微米,且产量高,是制备单晶衬底的一种理想手段。液相外延在产业化生产中同样有应用,它主要用于制备单晶衬底和GaAs基红外探测器外延片。我国主要是应用液相外延制备硅单晶衬底,而日本在液相外延GaAs基红外探测器外延片方面具有非常成熟的工艺和生产线。

创新培养能力:引导研究生充分认识各种镀膜技术的优点、缺点、应用领域,能够根据自己的使用需求选择恰当的镀膜技术来完成自己的实验或者工作。在理解设备原理的基础上,可以考虑对设备进行部分改进和优化(即创新,很多新型的设备就是这样诞生的),从而更好地制备出高质量光电薄膜或者光电器件。

融入思政元素:爱思强(AIXTRON)是德国一家著名半导体设备供应商,也是世界上仅有的能生产MOCVD设备的两家公司之一(另一家是美国公司VEECO)。MOCVD是LED外延芯片制造的关键核心设备。德国联邦经济部于2016年9月8日批准中国福建宏芯基金收购该企业,但于10月24日突然“反悔”。德媒披露,此举与美国情报部门的介入有关。美国情报部门称,爱思强的技术也可用于卫星、雷达等军工产业[11]。2016年12月5日,德国爱思强公司当地时间3日发布临时公告称,美国总统奥巴马日前已签署命令,禁止中国福建宏芯基金收购爱思强的美国业务[12]。由于美国的阻挠,最终我国没有完成对德国爱思强公司的收购。为什么美国要阻止中国收购爱思强公司呢?这是因为我国中微半导体设备(上海)股份有限公司已经实现MOCVD设备的国产化,并拥有自己的知识产权。而且中国的逆向工程和仿制再创新能力非常强,同时加上我国具备较为完善的工业配套体系,我国可以将MOCVD的生产成本大幅降低下来,在MOCVD设备品质的同等情况下,形成价格优势。一旦我国收购爱思强公司成功,在吸收其先进MOCVD技术之后,必定会进行技术再创新,势必会对美国VEECO公司造成巨大的竞争压力和生存压力。过去的事实证明,中国具备强大的技术再创新能力。例如,中国从德国引进高铁技术,在技术再创新之后,很短的时间内实现对德国原有技术的超越,并向其他国家成功出口。中国高铁的成功,让美国人感到忧虑,害怕同样的事情发生在自己身上。由此可以得出这样的结论,中国人是具有创新能力。同学们也同样拥有创新能力,关键是要有创新精神,培养和锻炼出自己的创新意识和创新思维,进而通过长期的应用实践就可以培养出自己的创新能力。

思政元素升华与个人发展:将创新元素、创新案例、创业案例作为作业素材或者融入创新性实验之中,强化创新创业教育,熏陶研究生的创新创业意识和精神,坚定其“科技强国、实业报国、创新兴国”信念。工欲善其事必先利其器。高端制造装备是实现“中国智造”和“中国创造”的重要基础。以光刻机、高分辨透射电子显微镜、精密数控机床等为代表的关键制造和检测设备还亟待攻克。有志于在这些领域发展的研究生,可以大胆假设,小心求证,提出创新性的技术方案或者替代方案,在攻克技术难关的同时,成就自己的一番事业!研究生应当志存高远,与祖国同呼吸,共命运,齐发展!

二"结束语

通过在教学环节和考核中系统性地、多方位融入思政元素,一方面,锻炼理工科研究生创新实践能力和创业素质;另一方面,培养理工科研究生创新创业思维和创新精神。总之,要为学生打造一堂有温度的思政课。虽然,在研究生专业课课程思政实践中探索出了一些模式和方法。然而,还存在不足之处。未来,将继续优化,不断丰富课程思政的形式和更新素材,力求以更加贴切的形式、更加符合学生的发展需求、更加熟悉而温暖的语言或者形式展现出来,打造“温暖”课堂,从而打动理工科研究生的心,引导理工科研究生深刻理解“创新强国、创业报国”,树立“科技创新强国、技术创业”的崇高理想。

参考文献:

[1]李克强.政府工作报告——2015年3月5日在第十二届全国人民代表大会第三次会议上[EB/OL].(2015-03-17)https://www.zgggw.gov.cn/shishixinwen/2037.html.

[2]王俊勇,王冀宁.大学生创新创业行为演化路径研究——基于大众创业、万众创新时代背景[J].企业经济,2016(5):69-74.

[3]凤凰网.5.2亿天价转让费!这位教授的专利,一个字就值7000元[EB/OL].(2019-05-30)https://finance.ifeng.com/c/7n6MxKBjdXz.

[4]网易网.一个专利,5亿元!大学教授比流量明星值钱,这才是最好的时代![EB/OL].(2020-11-18)https://www.163.com/dy/article/FRNCEFNE05329TW8.html.

[5]湘潭大学新闻网.我校签订重大科技成果转化项目签约总金额达5亿元[EB/OL].(2020-11-16)https://news.xtu.edu.cn/info/1042/19249.htm.

[6]搜狐网.中南大学两项锂电池技术转让经费分别高达1.4亿元和1.5亿元[EB/OL].(2018-07-19)https://www.sohu.com/a/242158029_286128.

[7]周玉玲.三次创业铸就光学辉煌事业——记中国工程院院士、应用光学和光学工程专家薛鸣球[J].中国新技术新产品精选,2003(5):50-54.

[8]网易网.2021海南双创周三亚索像光电科技创始人周照宇:十年专注光学领域用激情点燃创业路[EB/OL](2021-10-19).https://www.163.com/dy/article/GMMVCIGF053469JX.html.

[9]刘明剑.松山湖创业故事(六)丨欧思科光电:让LED的光更智能[EB/OL](2021-11-12).https://www.sohu.com/a/500782521_121106875.

[10]搜狐网.江苏南大光电材料坚持“自主创新、替代进口、振兴产业”,发展我国电子材料领域[EB/OL].https://www.sohu.com/a/413058468_120144890.

[11]中华网.奥巴马下令阻止中国企业收购德国半导体企业爱思强[EB/OL].(2016-12-03)https://news.china.com/international/1000/20161203/30063156.html.

[12]中国行业研究网.奥巴马禁止中企并购爱思强美国业务,德国称不影响审查[EB/OL].(2016-12-05)https://www.chinairn.com/news/20161205/094934988.shtml.

基金项目:2022年广东省研究生教育创新计划项目“光电薄膜材料与技术”(2022SFKC_081);广东省2022年度教育科学规划课题(高等教育专项)“以培养技术创新型人才为导向,探索《光电功能材料》课程中的创新教育”(2022GXJK354);2022年度省级课程思政示范认定项目“材料科学与工程专业课程思政教学团队”(GDSZ2022001);2022年度五邑大学校级本科高质量课程建设与创新创业教育建设改革项目“光电功能材料”(KC2022081);2021年五邑大学课程思政示范团队“材料科学与工程专业教学团队”(SZ2021002)

第一作者简介:杨为家(1980-),男,汉族,广西桂平人,材料学博士,副教授,硕士研究生导师。研究方向为纳米材料、光电功能材料与器件、柔性电子器件。

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