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一流本科课程半导体照明技术建设及教学改革研究

2024-11-02林介本吴荣琴李银成张保平郭震宁

大学教育 2024年19期

[摘 要]一流本科课程建设是深化教育教学改革、提升人才培养质量的重要举措。课程组从课程改革目标、改革方向出发,阐述了闽南科技学院半导体照明技术课程教学资源、产教融合平台、依托平台等建设情况,论述了课程改革的方法与特色,提出了梳理课程知识体系、面向地方特色产业、培养交叉学科意识等有机结合的课程建设方法。该课程教学改革的成效和经验,为新工科背景下一流本科课程建设提供了参考。

[关键词]半导体照明技术;一流本科课程;教学改革;课程改革;创新创业

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)19-0011-05

2019年,《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》指出要开展一流本科课程建设,树立课程建设新理念,推进课程改革创新,进而提高本科课程的高阶性、创新性和挑战度[1]。一流本科课程的建设水平、质量和成果是衡量高校教学质量和办学水平的重要标志。在建设一流本科课程过程中,高校要基于立德树人、课程思政、课程体系、产教融合等,在教学资源和教学方法上不断创新与改革,以推进应用型高级产业人才培养。

一、一流本科课程半导体照明技术的改革思路

(一)改革目标

半导体照明技术课程以培养具有半导体照明理论及其应用技术、光色度学基本技能和实践能力的本科高级应用型光电人才为改革目标。半导体照明技术课程是闽南科技学院光电信息科学与工程专业的必修课程。2008年,作为福建师范大学独立学院的闽南科技学院开设了光电信息科学与工程专业。2010年,在中国半导体照明技术快速发展的风口期,闽南科技学院引进了“双师型”教师,并开设了半导体照明技术课程。

(二)改革方向

1.与时俱进,推进课程思政。通过讲授半导体照明技术发展历史、半导体科学家的自主创新精神以及半导体技术对节能和经济发展的重要作用等,激发学生学习课程的兴趣以及投身国家建设的热情。例如,从讲授光色电参数随LED正向电流的变化规律对调光调色技术的重要性,到论述基于智能调光技术的路灯技术及产品对中国现代化城市建设的重要性。此外,还通过爱国主义教育协同推进课程思政建设和人格教育[2]。例如,讲授林兰英院士的科学精神、王启明院士对国家半导体照明工程的推动等,让学生了解他们对科技发展的作用,使学生意识到自己肩负的责任,自觉树立正确的价值取向。

2.面向产业,产教融合教学。2017年,《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》提出要深化产教融合、校企合作。要以培养学生实践创新能力为重要目标,深入开展产学研合作[3]。闽南科技学院一流本科课程建设面向半导体照明产业以及厦门市、泉州市、漳州市半导体照明产业群,与龙头企业如三安光电股份有限公司、厦门乾照光电股份有限公司、福建天电光电有限公司、福建世光新能源股份有限公司等建立了深度合作关系。

3.双师双能,深化教学实践。闽南科技学院的“双师型”教师林介本承担半导体照明技术课程教学任务,其既具备电子工程师(中级)、输变电及其自动化工程师(中级)、高级碳排放管理师(高级)等行业技能证书以及教师资格证书,又具有良好的职业素养、扎实的知识储备、较强的专业技能,在教学中能做到将书本理论知识与工程实际相结合。

4.专业实训,提升专业技能。为有效提升学生的专业技能和实践能力,闽南科技学院开设了LED与太阳能应用实训课程,引导学生在校企合作光电实训基地完成实训项目,该实训基地共建设了2条企业标准生产线。

(三)考核评价

1.课程考核评价。以期末考试、日常考勤、课堂检测为主,有效考查学生的学习状况。通过课程论文撰写和举办讨论会来促进学生思考,使其了解半导体照明技术对产业和社会的意义。同时辅以校内学生问卷调查、毕业学生企业走访的形式,逐步提升课程思政和教学服务质量等。

2.校内外同行和学生评价。听课学生对课程进行评价,认为本课程结合教材与企业实训内容,应用性强,能与半导体技术及产业发展相接轨。相关企业对课程进行评价,认为通过课程学习,能使学生具有良好的创新能力和职业胜任力。产学研合作基地、教学实践基地等对学生进行评价,认为通过对本课程的学习,能使学生具有较强的专业性、良好的专业素养和社会责任感。

二、一流本科课程半导体照明技术建设

(一)教学资源建设

为了使理论教学和实践教学有机融合,课程组主要从以下三个方面进行了教学资源建设。

1.半导体照明技术课程采用陈宇编著的《LED制造技术与应用》、方志烈编著的《半导体照明技术》等作为教材或参考书,并通过学院自编的讲义《半导体照明技术》进行知识点和产业链结构梳理。

2.引入企业技术培训课件。引进“双师型”教师,采用产教合作等方式开展教学,将有关企业技术的内容融入教学课件,如大功率LED Molding封装工艺、芯片级(CSP)LED封装工艺等。

3.建设线上资源和视频资源。一方面根据教材和产业新技术建设自有的线上资源与短视频资源,另一方面通过MOOC等在线开放课程资源实现课程资源的多元化。

(二)产教融合平台建设

推动产教融合平台服务于一流本科课程建设,使课程教学与光电产业实际需求紧密结合,培养学生解决半导体照明领域相关问题的能力和创新能力。目前,闽南科技学院依托企业实践教学基地、卓越工程师培养基地、校企合作光电实训基地等平台开展教学,使学生在专业实践中培养专业素养和职业情感。

1.企业实践教学基地。结合企业实践教学基地开展教学,有助于学生了解光电企业产业化的新技术、新工艺,将专业课程理论知识与生产实际相结合,进而提升学生的综合素质和能力。目前,闽南科技学院光电信息科学与工程专业跟阳光中科(福建)能源股份有限公司、深圳市莱特斯光电科技有限公司等15家企业建立了企业实践教学基地。

2.卓越工程师培养基地。为了提升毕业生的实践能力和创新能力,高质量培养卓越工程师,满足半导体照明技术及其应用领域对人才的需求,闽南科技学院与冠捷显示科技(厦门)有限公司等企业建立了卓越工程师培养基地,结合企业提供的工程化科研项目实践岗位、实习岗位等,同时采用“双导师”制,培养了具有扎实照明技术知识和较强创新能力的工程师队伍。

3.校企合作光电实训基地。为了进一步增强学生的实践能力,闽南科技学院与福建世光新能源股份有限公司共同成立了闽南科技学院校企合作光电实训基地,在实践课程项目、人才培养、实习就业等方面展开了深入的合作。目前,已开设的LED与太阳能应用实训课程包括半导体器件光色电特性测试与分析、锂电池充放电特性分析、LED驱动电源输入输出特性分析等实践项目。

(三)依托平台建设

1.设立省级一流本科专业建设点。2019年,闽南科技学院光电信息科学与工程专业入选福建省一流本科专业建设点名单。

2.获批泛家居智能照明福建省高校工程研究中心。2018年,闽南科技学院面向南安市泛家居千亿产业集群成立了泛家居智能照明福建省高校工程研究中心,并获得福建省教育厅立项(闽教科〔2018〕89号)。2023年,闽南科技学院新增投入设备经费200万元,该中心成为教师科研能力和学生创新能力培养基地。

3.获批福建省泛家居智能照明公共实训基地。2023年,福建省泛家居智能照明公共实训基地入选福建省高校新工科共建共享实践平台,进一步提升了高等教育服务创新与发展能力。

4.建设泉州芯谷半导体现代产业学院[4]。该产业学院主要面向半导体集成电路、半导体太阳能电池、半导体照明技术三大领域,由高校、产业园区和企业合作共建,推动应用型人才培养目标重塑和培养标准重构。

(四)特色与创新

1.知识、技能与思政相结合,实现教学与育人的有机协同。 通过理论教学、技能培训以及课外基于泛家居照明实训基地的多样化实践,改变了传统教学中教师重知识灌输轻思政育人和能力培养的弊端。结合系统化的知识结构和思政元素开展教学,激发了学生学习的主动性。

2.以产业链为主线,推动产教融合育人实践并获得实效。 以产业链为主线,引导学生在理解上下游技术和产品关系的基础上,了解中国各个区域在半导体照明产业上的布局特征,并对未来可能就业的产业有一定的认识,将产业融入课程教学,使学生能学以致用并在毕业后对口就业,激发学生主动学习的积极性。

3.以“LED+”推动课程思政改革,使学生从学习者转变为创新者。在讲授半导体照明技术知识基础上,侧重讲授“LED+”的交叉应用领域,如植物生长、光医疗、光固化等,使学生能够从课程学习转变为技术探索。

三、一流本科课程半导体照明技术教学改革的方法

(一)梳理课程知识体系,培养产业链意识

对于政府而言,抓产业重点就是抓产业链[5]。对于面向产业的专业课程半导体照明技术而言,要培养学生对专业知识和产业应用的兴趣,就需要重点梳理课程知识体系,并逐步培养学生的产业链意识。

引进“双师型”教师,有助于促进学生了解产业知识结构以及企业对工程技术人员(如电子工程师、光学工程师、结构工程师、散热工程师等)的实际需求。因此,在课程讲授过程中,教师需要梳理半导体照明技术课程的知识体系(见图1)。

产业链是指产业上下游之间基于一定的技术经济联系、时空布局关系而客观形成的链条式关联形态,通常包含价值链、企业链、供需链和空间链等四个维度。在课程改革中,加强对学生产业链意识的培养,有助于学生理解半导体照明产业的完整性、层次性、指向性,有助于引导学生结合闽南地区产业特征,培养专业兴趣,并逐步明确自身职业定位。半导体照明产业链结构如图2所示。

(二)服务区域经济,面向地方特色产业

1.巩固理论教学+实验教学+企业实践的产教融合教学模式。进一步推进产教融合教学模式更新,加大力度建设晶安光电、乾照光电、世光新能源等教学实践基地,引导学生将理论与实践相结合。

2.融入泛家居照明新知识。结合南安市千亿产业集群泛家居产业,以光电技术服务泛家居产业为目标,重点针对光谱构造技术、UV 固化技术、光催化技术等进行研究性教学,培养学生的创新意识。

3.引入产业前沿非视觉LED照明中的创新技术知识,激发学生对新产业、新科技的学习兴趣。

(三)培养交叉学科意识,提升创新创业能力

半导体照明技术中普通白光LED照明技术与产品日趋成熟,企业对普通应用型人才的需求降低。而新兴的特种照明,如植物照明、固化照明、健康照明、教育照明等是LED产业的新热点。半导体照明技术课程基于教材但不局限于教材和参考书,结合最新的产业技术和改革方向,引导学生主动学习新知识,融入产业发展,了解细分后的高新技术领域。

为此,本课程引入“LED+健康”“LED+医疗”“LED+工业应用”等新技术、新趋势,帮助学生了解国际趋势和领先技术,将他们培养成为具有国际视野的应用型人才。

四、半导体照明技术课程教学改革成效与经验

(一)引进专家对课程建设与教学改革进行指导

为提高科研水平和办学能力,加快构建高水平人才培养体系,助力产业转型升级,泉州市于2009年开始实施“桐江学者奖励计划”。2022年11月,闽南科技学院光电信息科学与工程专业引进厦门大学张保平教授为桐江学者讲座教授。张保平教授是半导体照明技术领域的知名专家,具有丰富的科研、教改工作经验,他指导学院成立了半导体照明与光伏应用创新团队,组织团队成员修订了人才培养计划,这对一流本科课程建设具有重要的意义。

(二)应用型本科高校的“金课”教改

2019年,半导体照明技术课程获得闽南科技学院“金课”教改项目立项。在“金课”教改的推动下,课程组优化教学设计,增加教学资源,创新教学模式,融入课程思政,提高教学质量。在实施校级“金课”教改的基础上,半导体照明技术课程建设得以强化,并获得福建省线下一流本科课程立项。2021年11月,半导体照明技术课程教师获得闽南科技学院第九届青年教师教学竞赛首届课程思政教学技能大赛二等奖。

(三)一流课程建设背景下的人才培养模式

近年来,闽南科技学院光电信息科学与工程专业的人才培养模式为在理论教学基础上加强实验、实训教学;组织学生到产教合作企业进行参观、见习;由校内导师和企业导师指导学生完成毕业论文,并引导学生完成毕业实习,推动学生在产教合作企业就业。例如,学院2015届一名光电信息科学与工程专业毕业生,在福建世光新能源股份有限公司完成毕业论文和实习工作后,留在该企业担任照明灯具研发工程师,目前已工作8年。

(四)课程教学改革融合创新创业教育

2015年,国务院办公厅《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》指出,要促进专业教育与创新创业教育有机融合,调整专业课程设置,挖掘和充实各类专业课程的创新创业教育资源,在传授专业知识过程中加强创新创业教育[6]。

半导体照明技术课程将教学案例带入光电创新实验室,并积极鼓励学生将创新技术与产业结合,相关研究成果获得国家专利2项。引导学生参加竞赛,学生获第十四届“挑战杯”福建省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项,南安市泛家居创新创业大赛金奖1项、铜奖1项。2022年3月,半导体照明技术课程教学团队实施的“产业引领、多维一线、产教协同”——应用型半导体专业人才创新创业教育改革项目获闽南科技学院教学成果一等奖。

五、结语

课程组针对一流本科课程半导体照明技术的教学资源、教改方法等进行了研究与实践,通过引导“双师型”教师提升教学水平,优化理论与实践教学体系。半导体照明技术“金课”教改中,通过教学资源与平台建设、优化教学方法等,缩短了教学与产业之间的距离,使专业教育面向产业需求,提高了学生创新创业思维能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.教育部关于一流本科课程建设的实施意见[EB/OL].(2019-10-31)[2023-01-31].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[2] 金鑫,郑臻荣.新工科专业顶尖紧缺人才培养模式的探索:以光电信息科学与工程专业为例[J].教育教学论坛,2022(37):9-12.

[3] 高玉梅,沈慧,迟锋,等.应用型地方高校校外实践基地建设的探索:以光电信息科学与工程为例[J].科技视界,2022(20):94-96.

[4] 郭震宁,林介本.面向泉州芯谷的半导体现代产业学院建设模式研究[J].教育科学(全文版),2023(6):172-175.

[5] 张汉鹏.数字经济背景下的产业链发展与治理[J].福建师范大学学报(哲学社会科学版),2022(2):78-83.

[6] 国务院办公厅.国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见[EB/OL].(2015-05-04)[2024-03-03].https://www.gov.cn/gongbao/content/2015/content_2868465.htm.

[责任编辑:苏祎颖]