面向未来产业的特色教材建设...与实践——以太赫兹产业为例_王磊.pdf

第 卷第 期大学物理实验 年 月 收稿日期：基金项目：南京邮电大学教学改革研究项目（）；江苏省高等教育教改研究课题（）。通讯联系人文章编号：（）面向未来产业的特色教材建设思考与实践 以太赫兹产业为例王 磊，邹 辉（南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京）摘要：目前面向未来产业的教材建设仍存在许多问题，本文提出要基于未来技术特点，紧贴产业发展规律，政产学研紧密结合的原则进行教材编写。以太赫兹前沿科技课程的教材为例，具体说明面向未来太赫兹产业的特色教材建设的心得与体会，以期为相关未来产业的教材建设提供借鉴和参考。关键词：未来产业；教材建设；太赫兹产业中图分类号：文献标志码：大学物理实验投稿网址：通过几十年的艰苦奋斗，我国已经发展成为拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家，为中华民族伟大复兴奠定了坚实的基础。面对日益复杂、激烈竞争的国际环境，如何从制造业大国向制造业强国迈进是需要思考的重大课题。未来产业是占领战略制高点的关键一环。未来产业以未来技术为基础，如量子技术、柔性电子、太赫兹（，）技术和人工智能等，是基于前沿、重大科技创新而形成的产业。未来技术通常具有多学科交叉的特点，发展过程中易产生新理论、新技术、新模式甚至新物种，有利于构建未来持续竞争优势。各国都高度重视未来技术的发展。年教育部提出的未来技术学院建设，就是瞄准未来 年的前沿性、革命性、颠覆性技术，对未来科技创新领军人才前瞻性培养，抢占未来科技发展先机。及早让学生全面、系统地了解前沿领域，有利于满足学生自我提升需求，有利于提高其竞争力。而针对未来技术相关课程的教材建设是最基础和重要的组成部分。本文将简要介绍现阶段面向未来产业的教材存在的问题，对面向未来产业的特色教材建设提出一些建议，具体分享未来 产业特色教材建设的一些实践经验，以期对我国相关未来产业教材建设有借鉴意义。目前大学教材，尤其专业课教材，普遍存在内容陈旧、形式单一、知识点散乱和逻辑性差等问题，系统讲解面向未来产业的教材还存在比较稀缺的突出问题。以 技术的书籍为例，太赫兹科学技术和应用，主编是 领域的著名学者张希成教授等。这本书很早就已经出版（年），内容基于当时已有的基本概念和应用。太赫兹雷达于 年出版，由杨晓波等老师编写，内容既涵盖 雷达系统的基础知识，也包括 雷达领域的新研究进展，但面向对象是广大 雷达科研工作者。相关英文书籍有许多，如 ，是由首尔大学的几位韩国学者撰写，但都比较适合学术研究，多为学术论文的合集。关于 技术的系列讲座视频很多，但内容往往集中在主讲专家熟悉的某个专业领域，缺乏系统性整理。互联网上也有许多关于 技术的科普性质的学习资料，但比较突出的问题是碎片化，难免还有一些错误描述会误导学生。总之，适合大学生学习的面向未来 产业的最基本的教材还没有。因此，迫切需要推进面向未来产业的特色教材建设。面向未来产业的特色教材建设原则 建设面向未来产业的特色教材，应以未来技术的发展趋势为指引，遵循相关产业发展规律，政产学研紧密结合，在内容和形式上都要有所突破与创新。以未来技术为指引进行教材建设是关键未来技术是建设面向未来产业特色教材的根本。未来技术具有前瞻性、交叉性和引领性的特点。在教材内容的遴选与编撰、经典案例的选择方面，要体现未来技术的这些特点；重点要处理好教材的广度与深度、基础与前沿的关系；要做到专业与科普之间平衡，难易得当，深入浅出。按照未来产业发展规律进行教材建设是特色 贴近产业发展规律组织教材的编写，联合企业相关行业专家，共同开发课程，把产业发展进程贯穿到教材中，使特色教材建设更具优势。应从材料、器件到系统及应用，从未来产业的起源、演变到发展及延伸，全面清楚地阐明来龙去脉，使学生较为专业地掌握整个行业行情，有利于培养学生的系统观和大局观。政产学研紧密结合，进一步提升面向未来产业的教材建设质量 当前对大学生的培养，与企业、社会需求和前沿科学研究脱节。因而推动产教研融合，产学合作，校企协同育人是大势所趋，人心所向，能使学生及早地站在一个更高的视角来学习研究。与行业专家联合规划与开发教材，与高校科研项目相结合，可以优势互补，保障教材更贴近产业发展实际需求和产业前沿技术，有助于高校快速培养行业亟需的新型人才。华为联合高校发布的“华为高校人才培养指定教材 华为 学院系列教材”丛书，就充分体现了“产教融合”的思想，对解决长期以来一直存在的产学研脱节的问题，完善人才培养体系，加强人才储备和梯队建设，推动相关学科建设具有重要意义。同时与思政教育结合，严把政治关，严防“毒教材”。在教材建设数字化改革大背景下，教材在形式上也要有所突破和创新。要注重教材形式的多样性、形象化，使学生愿学、乐学，提高学习效率。首先要增加图表和视频等教学内容。随着信息技术的迅猛发展，建设基于 互动式和虚拟技术的“活”教材，能够更加引起学生的学习热情和兴趣，驱动其自主学习。尝试建设云教材，为学生提供丰富可扩展、进度可跟踪和精致化的全新教材学习体验。面向未来 产业的教材建设具体实践与思考 波泛指频率在（）之间的电磁波。技术在通信雷达、安全检查、生物医学和无损检测等方面应用前景广阔。产业是未来产业之一。年，美国麻省理工学院评出了“改变未来世界的十大技术”，技术是其中之一；年，日本更是将 技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。同年，我国政府专门召开了“香山科技会议”，邀请国内多位在 领域有影响的院士专门讨论我国 事业的发展方向并制定发展规划。此外，世界上其他许多国家与地区政府、企业、大学和研究机构都纷纷投入到 技术研发的热潮之中，成为本世纪最为重要的新兴学科之一。自 年 科学协同创新中心成立后，我国就开启了中国高校、研究所、企业协同创新研究 的新时代。年，芜湖 科学城暨工程中心项目开工，标志着芜湖 产业项目正式启动。年，雄安新区 项目建设总投资 亿元，打造全球最具规模的 产业基地。年，江苏南通携手中科院打造的智能感知研究院，瞄准 等领域，已取得了一系列研究成果。目前需要大量 领域的高技术后备力量，因而推进面向未来 产业的特色基本教材建设尤为迫切。本人长期从事 教学科研工作，有校外挂职经验，对相关高新技术产业有一定深入的调研，对政府在支持高新技术产业政策方面有一定学习 第 期王 磊，等：面向未来产业的特色教材建设思考与实践与了解，这些有助于我们 特色教材建设工作。我们面向未来 产业的教材分篇章设置，包括入门篇，基础篇和进阶篇。分别针对不同学习对象，具有不同特点，同时融入思政教育、交叉和特色内容。教材总体结构框图如图 所示。图 面向未来 产业的教材总体结构框图入门篇面向大一、大二学生。对 技术还一无所知的他们，如果突然被灌输一些较深的理论知识，会让人感觉枯燥、乏味。因此，这部分内容没有具体的公式，主要通过生动的语言、大量的图表和视频等让学生了解 基本技术及其未来产业的广阔前景，激发学生对 技术的兴趣。入门篇主要以时间轴安排教材内容，科普 技术的发展与演进过程，体现教材建设面向 产业的特色。提供参考文献等资料库，让想深入学习的学生能找到地方，找准地方继续学习。借鉴液晶显示产业发展史、微电子产业发展史等高新技术产业发展历程，讲解典型案例和经验启示等，使学生对 这一未来产业有一定的了解。坚决杜绝“毒教材”，同时融入思政内容，介绍前辈敢为人先的奋斗历程，鼓励学生勇攀科技高峰，积极投身于未来产业领域，增加学生的爱国热情，崇尚科学的精神和攻坚关键核心技术的勇气。基础篇面向大三、大四学生。主要以空间轴安排教材内容，使学生掌握 技术基础知识和关键技术等。教材内容不仅包括：数学物理基础、电磁波基本理论和光学基本理论等。同时，按照 技术内在逻辑顺序，分模块组织教材，如 材料、源、功能器件和 探测器等相关内容。紧跟时代潮流，对比国内、国外发展情况，重在精准选择高质量教材内容，以期提高学生的学习效率。注意不断更新、优化教材内容。面对专业界限淡化的趋势，增加学科交叉内容，如人工智能、生物医学等方面的介绍。结合学校创新创业训练计划等，使学生对 这一未来产业有比较清楚认识。进阶篇主要面向研究生。研究生层次的人才培养尤为重要。在研究生层次培养 专业人才，有利于该领域的技术积累和人才积累，从而促进我国 技术的本土化和持续发展。重点介绍 系统与应用场景实例。介绍反映学科行业发展的最新知识、技术、成果和富有特色的内容，突出发展趋势，展现 产业潜力，如加入本研究团队所熟悉的液晶技术与 技术相结合的特色内容。增加相关产业政策的介绍，鼓励学生以未来产业发展的现实需求出发，积极参与“互联网”等创新创业竞赛项目，从而使学生对 这一未来产业有不断深入理解。好的教材重要性不言而喻，做好教材需要很多要求。不仅对编撰老师自身要求高，还要加强合作；不仅要从内容上把关，而且在教材形式上也要有所突破与创新，如利用、技术，使学生更形象、更深刻地理解和把握基于未来技术的未来产业发展。只有这样，才能把我们的教材做成“金”教材，为面向未来高新技术产业的人才培养保驾护航，为未来产业的发展占据先机。结 语本文首先介绍了建设面向未来产业特色教材的时代背景，指出了当下存在问题。然后提出了特色教材建设原则与建议。最后，以建设面向 未来产业的特色教材为例，具体给出了我们的初步探索方案和一些心得体会。面向未来产业特色教材建设任重而道远，需要志同道合的人们共同努力，一起推动教材建设质量提升，使学生尽早涉及前沿领域，较全面、系统认识相关未来产业，掌握先机，为未来产业的茁壮成长贡献力量。本文不仅对面向未来产业的教材建设有参考价值，对其他领域的教材建设亦有借鉴意义。参考文献：刘进，林松月，吕文晶，等未来技术学院如何引领大 学 物 理 实 验 年未来高等工程教育研究，（）：，刘鲍，张宇，宋阳，等“三类型四维度”人才培养模式的探索与实践 以新能源材料与器件专业为例大学物理实验，（）：王立英，米文博新工科建设中物理学前沿研究深入本科教育的探索与实践大学物理实验，（）：吴宝明产教融合视野下高职院校“三教”改革教育与职业，（）：李华春出版融合语境下的云教材知识服务前景探析编辑学刊，（）：王倩，张建祥，高国棉，等“新工科”背景下大学物理实验教学中课程思政的探索与实践大学物理实验，（）：王俊明，沈涛，冯月，等学科竞赛对光电领域创新创业与课程思政建设效果提升的探讨大学物理实验，（）：，（），）：，：；第 期王 磊，等：面向未来产业的特色教材建设思考与实践