金豫浙 夏煒煒 劉擁軍
摘? 要:國家安全工作是貫穿黨和國家各項事業的基本內容。新時代中美大國競爭背景下的貿易摩擦和科技對抗等外部承壓下,我國戰略新興產業特別是微電子方面正面臨著前所未有的挑戰,但也為致力于國家戰略產業發展、民族復興的專業人才提供歷史性機遇。技術創新型和產業應用型人才培養在“新工科”建設背景下,國家安全意識教育融入專業課程教學和實踐的成效,關系到我國產業安全和可持續發展的問題。該文旨在通過總體國家安全觀視角,對微電子科學與工程專業內涵建設和課程思政教學改革兩個方面的實踐總結,為振興地方產業、服務國家戰略的人才培養提供一點經驗貢獻。
關鍵詞:新工科;國家安全;微電子科學與工程;課程思政;教學改革
中圖分類號:G642? ? ? ? 文獻標志碼:A? ? ? ? ? 文章編號: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:江蘇省高等教育教改研究立項課題(重中之重)“‘四新’背景下地方綜合性大學實踐教學生態建設的探索與創新”(2021JSJG029);2021年江蘇高校“教學研究工作”專項課題“厚植思政教育于高校微電子課程教學的探索與實踐”(2021JSJY103);揚州大學廣陵學院教學改革研究課題“微電子一流專業——模擬電子技術‘金課’課程培育”(JGZD20003);揚州大學2022年“課程思政”教學示范課程建設項目“《半導體器件》”(揚大教務〔2022〕80號)
第一作者簡介:金豫浙(1984-),男,漢族,浙江金華人,碩士,高級工程師,碩士研究生導師。研究方向為微電子和光電子器件開發、可靠性分析及產業化應用。
做好新時代國家安全工作,要堅持總體國家安全觀,抓住和用好我國發展的重要戰略機遇期,把國家安全貫穿到黨和國家工作各方面全過程,同經濟社會發展一起謀劃、一起部署,堅持系統思維,構建大安全格局,促進國際安全和世界和平,為建設社會主義現代化國家提供堅強保障[1]。4月15日是“全民國家安全教育日”。教育部印發《關于加強大中小學國家安全教育的實施意見》,明確了構建完善國家安全教育內容體系、研究開發國家安全教育教材、推動國家安全學學科建設等八項重點工作[2]。高校作為國家人才培養、科學研究和社會服務的前沿陣地,需要筑牢高校國家安全防線,同時推進國家安全教育進校園、進課堂[3]。
微電子是電子工業的基礎,不搞微電子就是搞無米之炊,要高度重視微電子工業的地位和作用[4]。從國民經濟到國家戰略,無論是老百姓日常生活、用電、出行,還是載人航空航天工程,微電子“芯片”正成為支撐國家數字經濟、構建現代新能源體系、推進軍隊現代化的底層邏輯。本文通過對涉及半導體行業“卡脖子”產業事件回顧,分析我國行業健康發展和產業鏈安全的關鍵環節,研究應用型大學如何將國家安全意識理念融入新工科類專業建設、人才培養的方法和路徑,嘗試探索面對國家安全問題的微電子科學與工程專業課程教學改革的策略,提出專業和課程建設的一些經驗想法。
一? 總體國家安全下開展課程思政教育的現實依據
半導體微電子器件是現代電子信息產業的核心引擎。一組來自中國海關統計數據顯示,2019年中國集成電路進口金額3 040億美元,遠超排名第二的石油進口2 400億美元。其中處理器及控制器進口金額1 423億美元,同比增長12.8%[5];芯片已替代石油成為二十一世紀最重要的戰略物資,“芯片”的有無和好壞,直接關系到國家戰略可持續發展的安全問題。另一組來自中國電子信息產業發展研究院統計結果,Intel和AMD公司在高性能CPU領域完全壟斷[6];Broadcom(博通)、NXP(恩智浦)、ARM等歐美公司在嵌入式處理器方面幾乎壟斷;韓國三星、Hynix(海力士)、Micron(美光)在存儲芯片方面幾乎壟斷;美國TI(德州儀器)、ADI(亞德諾)兩大巨頭在高速DC/AC芯片被壟斷;除上述領域外,時鐘芯片、FPGA、以太網、RF芯片、高頻連接器和高性能光器件等也被歐美企業壟斷,國產芯片無法替代,且低端市場國內企業也需要IP授權。此外,市場上主流芯片設計EDA軟件也基本是美國公司。
在產業并購和投資方面,我國為振興半導體產業發展也投入巨大資金和政策支持,一些半導體公司及財團通過海外并購對我國半導體行業建設做出顯著貢獻。但相比其他發達國家,我國成功收購海外優質半導體公司的案例卻屈指可數,在全球半導體并購的占比也不高。比如2015年7月,紫光集團擬收購國際內存芯片巨頭美國美光科技(Micron),未能通過美國外國投資委員會(簡稱:CFIUS)的審查。之后紫光集團擬對美國西部數據15%股份的收購案,也因CFIUS的審查要求而終止。對于中資收購美國以外的公司,如2016年1月,金沙江收購荷蘭飛利浦LED元件廠Lumileds的交易同樣因CFIUS審查而未成交。同樣,福建宏信基金曾計劃以收購德國LED半導體設備MOCVD龍頭愛思強(Aixtron),然而時任美國總統的奧巴馬發布總統令,以國家安全為由阻礙交易,最終收購以失敗告終。
2022年8月,歷經美國參眾兩院多輪博弈的《芯片和科學法案》經美國總統拜登簽署正式成為法律[7]。數字時代的半導體產品等同于內燃機時代的石油,所以半導體成為美國對中國實施科技遏制的核心領域。美國政府妄圖利用《芯片和科學法案》等行政手段,卡住半導體相關產品供應鏈,限制中國數字經濟等戰略新興產業高端化發展,重整全球半導體產業行業格局,尤其是限縮中國半導體行業的發展。
以上事實證明,關鍵核心技術是買不來、討不來的。核心技術關系到軍事安全、戰略資源安全、信息安全和能源安全等,只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障經濟安全、產業安全、國防安全和政治安全。為更好地支持我國半導體產業的發展,我國科技部、工信部、發改委早在2008年起就依次出臺了多項鼓勵半導體產業發展的政策,財政部、稅務總局也出臺了財稅優惠政策,以此支持、促進半導體相關企業的發展。長期以來,產業界雖然意識到我國對國外芯片依存度過高,存在供應鏈風險,但由于種種原因,國產芯片相關領域研發和產業化進展緩慢,“華為事件”以來給每一個從業者都敲響了國家和產業安全的警鐘。華為創始人任正非在造訪東南大學、南京大學等高校時表示:“點燃未來燈塔的責任無疑是要落在高校上,而高校就是為社會輸出人才的地方,中國芯片的崛起必然需要人才的努力。”應用型大學培養的人才是國家科技發展和產業振興的希望,為國家安全提供了最重要的人才和技術保障,而專業課程體系建設關乎國家科技和產業安全,影響創新性應用型人才安全和培養質量。
二? 總體國家安全觀下微電子課程思政教育的三大邏輯
“新工科”建設是在新的一輪科技革命和產業變革背景下,為適應新的國際形勢和滿足國家戰略發展需要而提出的新理念。對于應用型大學“新工科”專業建設和課程體系建設,首先要闡明總體國家安全觀下的課程思政建設的指導思想。
(一)? 總體國家安全觀下樹立課程思政以民為本的人本邏輯
國家安全的關鍵是保障人民生命健康安全,保證人民安居樂業。課程思政建設中始終堅持以人為本的指導思想,以為黨和國家培養好學生為中心任務,保障專業人才安全。教學中結合不同時代背景下國家安全問題,挖掘學科領域工程師的工匠精神、企業家的創業精神和科學家的專研之道等人文素養,實現對學生知識的傳授、價值的傳遞和精神的傳承,為學生有使命地成長提供充盈的養分,讓新時代的繼任者充滿創新創業激情,更富于國家安全和民族復興的擔當。
(二)? 總體國家安全觀下微電子專業進化和產業演進的歷史邏輯
落后就要挨打,物理的進化和技術的變革歷史需要后來者復盤。“科學本身不僅包括專業知識和技能,而且包括概念的相互關系、世界觀、對人類和知識的本性的看法這一切綜合在一起,組成了科學哲學,形成了整個人類史上一段連續的、重要的歷史”[8]。對于抽象的理論教學中,注重科學現象的發現、機制的推理及公式概念形成的認識過程,在歷史追溯中,還原專業知識的雛形,理解專業理論及產業的螺旋式發展規律和趨勢。在歷史環境中,深刻分析微電子技術對推動社會進步的貢獻和提高國家安全水平的關鍵作用。
(三)? 總體國家安全觀下“新工科”課程思政閉環式的實踐邏輯
“新工科”創新型卓越工程和科技人才培養,需要“干中學,學中干”。空談誤國,實干興邦。課程中專業理論來源于實驗室和產業實踐,通過教與學的過程,實現學生對專業思想和工程意識的傳承,并在工程實踐、產業服務中完成專業知識的轉化和運用。實踐教學中要尊重學生的個性化,多元化發展;注重養成探究式、批判性思維;發揮團隊合作精神,培植社會責任感、產業報國使命感、工程倫理道德感,進而培養學生具備善于問題發現,主動分析和解決問題的創新能力,造就滿足未來國家發展和新產業需要的工程領域“踐行者”和“創造者”。
三? “新工科”課程思政教育的實踐路徑——以微電子科學與工程專業為例
黨的二十大指明在新征程上向著新的奮斗目標出發,我們準備經受風高浪急甚至驚濤駭浪的重大考驗。大國間的利益博弈在經濟領域、科技領域、人才領域充分展現,科技和人才競爭背后歸根結底是教育。高等學校作為專業人才培養和科學研究的前沿陣地,國家安全意識教育融入專業人才培養、科學研究和產業社會實踐關系到黨和國家的前途和命運。
(一)? 建立頂層設計,推動微電子學科的專業交叉融合
學習黨史、建國史及改革開放史,賡續紅色精神,深刻理解堅持黨對我國社會經濟發展、民族復興道路上各項事業起領導作用的重大意義,深刻理解總體國家安全觀對國家各項事業、實現民族復興的基礎性、關鍵性和可持續性作用。堅持黨對國家安全工作的絕對領導,在涉及應用型科技人才培養的教育領域,堅持黨的領導是必須遵循的政治原則。學校從校級黨委、教師黨員再到學生黨員積極分子,都要形成高度思想統一,以夯實國家安全人才基礎為教學培養目標,構建大安全格局。課堂是大學生國家安全教育的前沿陣地,堅持黨的絕對領導、踐行總體國家安全觀、完善大學生國家安全教育體系,回答好“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本性問題。
學校系科和各教研室,要在專業課程中將總體國家安全意識與專業課程教育相融合,重視并解析專業課程內容與具體國家安全問題,如國防安全、產業安全、能源安全、生物安全等領域的結合點。任何學科專業知識在時間空間并非孤立,鼓勵開展跨專業跨學科備課,促進不同專業知識點的交叉融合,比如微電子專業與其他不限于理工農醫史哲學科的交叉融合,提升大學生總體國家安全意識下的專業認同、提高大學生利用專業技能維護國家安全的創新能力、強化大學生的責任擔當和底線思維,整合并團結專業內外各類資源,形成以微電子專業為突破口的總體國家安全思想教育共識。總體國家安全觀理論作為專業課程思政教育的著力點,逐步把大學生國家安全傳統普及教育和專業教育深度融合,切實滿足國家對微電子專業科技和不同產業應用領域安全人才的迫切需求。
(二)? 厚植思政元素,推進專業內涵式和外延式共同發展
學科專業的建設是我國高等教育的基本,是人才培養的依托平臺,專業建設直接關系到人才培養的質量。從教材到知識學習,從理論創新到產業開拓,在專業課知識性的基礎上,增加人文性,提升時代性和開放性。通過“中國心”的人物調研和故事講述,把家國情懷自然滲入專業課程始終,實現潤物無聲的效果,激發學生科技報國的家國情懷;通過“中國芯”細分產業發展及歷史沿革,探尋我國產業發展的曲折歷史,客觀審視我國“芯片”產業發展及技術進步所面臨的全球性挑戰和機遇,激勵學生產業報國的使命擔當,將個人的專業前程融入到國家的復興大業。學生在微電子課程思政育人教育培養下,心系國家,初步建立了全球性的產業格局視野、從技術發展的歷史觀,體味我國創新創業的艱苦卓絕和巨大成就,樹立了更明確的人生目標,學習的價值感和使命感得到升華。學生普遍在專業學習方面更積極主動,并立志將自身的成長融入我國半導體產業的振興發展中去。
結合半導體行業特點和應用型大學培養模式,從材料到芯片再到系統應用,從裝備制造到IC設計再到芯片生產,從“微電子”行業全產業鏈閉環視角,挖掘“卡脖子”涉及國家產業安全的思政元素,建立思政教學庫,在提高本對口就業率的基礎上,輻射全校不局限于微電子專業學生的微電子素質能力提升課程的思政教育教學,為滿足行業對不同專業人才需求而培養應用型人才隊伍梯隊,比如機械、軟件、信息、化學和生物等。通過全方位的課程思政教學過程,實現對學生的價值引領,在職業理想上樹立目標,激發學生對專業的興趣和主動學習的熱情,推動微電子專業建設的內涵式和外延式同步發展,擴大“微電子”思政教育課程的覆蓋群體。只要有源源不斷的優秀青年大學生投身到我國的微電子半導體行業,“中國芯”產業才能蓬勃發展,不被“卡脖子”。
(三)? 深化產教融合,提升專業課程的“國產化”協同性
在國家安全意識教育方面,雖然受到了國家、社會、高校的高度重視,但仍需多渠道加強師資隊伍建設。我校已建立了“校企共建課程”機制,通過聯合國內行業內頭部企業共同開發“國產化系列”專業配套課程,為半導體產業國產化人才培養建立梯隊。柔性引進,除校內專業帶頭人外,聘請了央企、國企及上市企業高級工程師擔任校外專業帶頭人,把握專業建設方向,指導課程建設、實驗實訓和課程思政教育基地建設,也為建設“雙師型”人才隊伍努力踐行。組建虛擬教研室,開展專業教學研討和項目合作,在發揮各自專業特長,形成團隊教學思想合力,教師作為大學生國家安全教育的主導者,其所遵循的方向在教育過程中發揮著至關重要的引領作用。
通過與企業開展各種形式的交流活動和項目合作,及時更新骨干教師的工程實踐水平,提高教學團隊的“雙師”素養,讓學院專業教師做到真正服務國家及產業人才培養和技術服務,想國家之所想,急產業之所急。并通過定期總結、學習、交流培訓,不斷提升教師開展具備專業領域背景的國家安全教學活動的能力。積極探索產教融合模式,創建由校內教學團隊和企業技術專家組成的校企產教研融合創新型教學團隊。在保證基礎性專業人才培養的同時,培育一批拔尖型創新學生人才,為不同層次的學生匹配相對應的教學資源、實踐機會。邀請本地優秀企業為微電子專業在校學生開展半導體技術進展和新型應用等行業發展報告,拓寬了學生的專業知識和行業視野,拉近了課堂與產業的距離,讓同學們體會地區和國家相關產業的發展格局,引導人才培養供給側和產業需求側的意識融合,為服務本地產業和促進應用型專業人才隊伍建設做出積極貢獻;組織高年級學生參與行業培訓,理論與實操相結合,實現了培訓與崗位需求的零距離對接,幫助學生跨過專業門檻和就業門檻,提升專業技能和職業素養。以賽促學,積極組織參與國家級學科競賽,了解學科前沿和產業需求,將競爭和服務意識融入實踐教學過程,提升在校大學生創新服務能力、工程素養以及團隊協作精神,用專業行動踐行總體國家安全觀。
四? 結束語
思想是行動的指導,青年學生的理想信念關乎國家未來。總體國家安全觀下“新工科”專業和課程建設應以課程思政建設為契機,立足“芯”時代、面向“芯”未來,落實立德樹人的新要求。通過微電子專業理論和實踐教學內容的優化完善、學科邏輯的重塑及評價體系的重構等一系列改革措施,將國家安全意識融入專業教育教學的全過程,將傳統課堂轉變為學生的切身體驗,實現以高度的政治自覺、全球化的國際視野和扎實的專業素養來維護國家安全。
總之,總體國家安全觀下“新工科”課程思政教育具有重要的現實意義和重大的戰略意義。教學實踐中以微電子專業為切入點,不斷加強和完善“中國式”的雙師型教師隊伍建設,在人才培養的過程中植入關心國家安全,主動維護國家安全的主人翁意識,讓學生在專業成長中持續擁有獲得感和參與感,激勵一代又一代青年學生將自己的專業前程和國家命運緊緊聯系在一起,為我國的國家安全筑起一道“芯的萬里長城”。
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