高等教育是我國實施科教興國、人才強國戰(zhàn)略的重要一環(huán),如何培養(yǎng)滿足新時代發(fā)展需求、適應當今世界變化趨勢的高級人才,是高等教育工作者需要探索的問題。隨著國際環(huán)境的變化,我國的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級面臨新的挑戰(zhàn)。我國部分行業(yè)面臨技術難題,其中,以基于光電子微納制造科學背景的芯片技術最為典型。
黨的二十大報告明確提出,教育、科技、人才是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐,必須深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,開辟發(fā)展新領域新賽道,不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時發(fā)表重要講話,進一步明確了教育強國的戰(zhàn)略定位。
國家的繁榮發(fā)展離不開人才的儲備,人才的數(shù)量和質(zhì)量往往可以決定一個國家的命運。近些年,我國在諸多科技創(chuàng)新領域取得突破,如探月工程、載人航天工程等順利實施,“悟空”“墨子”“慧眼”等科學實驗衛(wèi)星成功發(fā)射,以及高性能裝備、智能機器人、新能源汽車、超級計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、智能技術等持續(xù)迭代升級。以上成就得益于我國在人才建設方面做出的卓有成效的努力。
但是,我國在部分高精尖技術領域仍然面臨“卡脖子”問題,美國等西方國家不斷構(gòu)建技術和貿(mào)易壁壘來抑制我國的產(chǎn)業(yè)升級。例如,芯片作為現(xiàn)代工業(yè)設備的核心部件之一,在諸多高新領域都有著重大的需求,而用于生產(chǎn)高性能芯片的光刻機,其核心技術仍然掌控在以美國為首的少數(shù)國家手中。因此,實現(xiàn)在關鍵科技領域的自立自強是突破對方技術封鎖的關鍵。高校作為教育金字塔的頂端,是科技創(chuàng)新的重要力量,其通過科學研究和服務社會,推動科技進步和社會發(fā)展。在高精尖科技創(chuàng)新領域,高校擁有高素質(zhì)的科技人才和豐富的科技資源,因此能在基礎科學研究和前沿技術研發(fā)等領域取得突破,同時也有條件在各相關領域孕育出頂尖人才。這也是高校的核心任務之一。
光電子科學與智能制造、精密加工以及芯片技術領域聯(lián)系緊密,是當前發(fā)展迅猛的前沿學科之一,對我國高精尖產(chǎn)業(yè)升級具有重要支撐作用。目前,國內(nèi)不少高校開設了光電子相關專業(yè),結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點制訂針對性培養(yǎng)方案,實現(xiàn)對光電技術領域的人才輸送。芯片制造和光刻機技術包含了眾多復雜和前沿的科學問題,我國在對應的技術領域仍有不少實際困難,如何培養(yǎng)能夠破解困局的光電子科學人才隊伍,成了光電專業(yè)的高校教育者需要思考解決的課題。本文從我國的教育強國戰(zhàn)略背景出發(fā),結(jié)合國家在光芯片技術領域的發(fā)展現(xiàn)狀,分析國家對相關高新技術人才的素質(zhì)要求,并基于“信息光學”專業(yè)課程,探究光電子專業(yè)人才的愛國情懷和工匠精神的培養(yǎng)策略。
一、根植愛國情懷,培育時代擔當
如今,我國在眾多科技領域已經(jīng)處于世界先進水平,人才強國戰(zhàn)略的實施,培養(yǎng)造就了大量的優(yōu)秀人才。然而,數(shù)據(jù)顯示,近十年來在美國獲得博士學位的中國留學生中,有大部分選擇留在美國。這導致大量的教育資源浪費,對我國的科技發(fā)展構(gòu)成了挑戰(zhàn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因之一是美國等西方國家對人才資源的爭奪,他們使用各種手段限制頂尖華人人才回國,以防止其威脅到美國的科技領先地位。同時,也有部分留學生家國情懷淡薄,舍不得放棄在國外獲得的良好就業(yè)和科研機會,不愿回國發(fā)展。此外,近年來也有重要行業(yè)領域人才流失報道,如航天系統(tǒng)技術骨干跳槽到其他高薪行業(yè)等,顯現(xiàn)出部分科技從業(yè)人員以利為重、愛國意識淡薄的問題。因此,高校在培養(yǎng)人才時,更需要注重培養(yǎng)人才的愛國情懷。
當今社會,部分學生受到不良風氣的影響,局限于“學而優(yōu)則仕”這樣的小格局,將讀書的目標設定為個人得利,缺乏社會責任感和民族使命感。對此,高校在培養(yǎng)學生時,需要強化對學生理想信念的塑造,將學生的個人理想和國家發(fā)展利益、中華民族偉大復興相結(jié)合,讓學生提高“為中華之崛起而讀書”的思想覺悟。當前,高校愛國主義教育已被廣泛重視,如開設愛國主義歷史課程、舉辦愛國主義沙龍及觀影活動等。但是,部分愛國主義教學內(nèi)容單一,有些偏重形式主義,缺乏對世界觀、人生觀、價值觀的深入講解,難以提高學生對客觀現(xiàn)狀的認識。此外,部分愛國主義教育的授課教師經(jīng)驗不足,引導學生樹立堅定愛國信念的能力較弱。因此,筆者認為,要加強高校愛國主義教育,應從以下三個角度科學施策。
(一)強化師資隊伍建設,加強愛國主義教育
愛國主義教育實施的主體是高校教師。對此,高校需要加強師資隊伍建設,提升教師隊伍的素質(zhì)水平和思想水準,激勵教師多元化豐富授課內(nèi)容,提高多角度引導學生的能力。教師需要深化對課程內(nèi)容的理解和認識,靈活地將課程內(nèi)容與愛國情懷有機聯(lián)系起來,使二者碰撞產(chǎn)生火花?!靶畔⒐鈱W”作為光電子學科的核心課程之一,教學內(nèi)容具有一定的深度,學生在初學時會覺得內(nèi)容生澀難懂而領會不深。授課過程中,教師可根據(jù)《信息光學》的章節(jié)內(nèi)容具體知識點融入愛國主義教育素材,激發(fā)學生的學習興趣,達到更好的教學效果。例如,以課程知識點“圓孔夫瑯禾費衍射”與光刻技術息息相關為切入點,介紹國家集成電子產(chǎn)業(yè)取得的成就,以及當前芯片、光刻機遭遇國外技術封鎖的現(xiàn)狀,讓學生意識到所學知識可助力國家解決難題,有效調(diào)動其學習積極性;還可結(jié)合華為公司的實例,講述該公司自立自強攻克核心技術、突破技術封鎖的不凡歷程。在專業(yè)課程中融入愛國主義教育,要求教師與時俱進進行教學創(chuàng)新,深入思考國家發(fā)展大局中相關專業(yè)知識應用背景,從而更好地將愛國情懷融入教學實踐。
(二)拓展愛國主義教育深度,豐富教育內(nèi)涵
一方面,教師可以結(jié)合偉人事跡開展中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育,增強學生的文化自信。例如,講授信息光學發(fā)展史時,教師可結(jié)合課程內(nèi)容,介紹許多科學家海外學成歸來報效祖國作出了重要貢獻,如“兩彈一星”元勛錢學森、鄧稼先,“中國核潛艇之父”黃旭華等。這些科學家不僅在專業(yè)領域成就卓著,還在國家關鍵時期的發(fā)展建設中發(fā)揮了重要作用。另一方面,教師可以結(jié)合教學內(nèi)容與社會時事拓展愛國主義教育。當代科技日新月異,對社會生活影響廣泛深遠,也是學生比較關注的內(nèi)容。《信息光學》教材中有不少延伸的知識點,例如,數(shù)字計算全息技術與當今飛速發(fā)展的機器視覺和人工智能等技術結(jié)合緊密,正在影響改變著人類社會生活。因此,教師在教學中可以適當?shù)匾龑W生將國家、社會發(fā)展與自身發(fā)展聯(lián)系起來,讓學生把握時代變化的主題,增強主人公意識,敢作敢為,引領時代。
(三)建立長效教育機制,深化愛國情懷的持久培養(yǎng)
愛國主義教育是一個長期且潛移默化的過程,其教育效果難以有一個直觀量化的標準。愛國主義教育的最終效果,體現(xiàn)在學生對愛國精神和家國情懷的領悟,以及能否做到知行合一。從長遠來看,高校學生畢業(yè)后能否不忘初心、牢記使命,是評價愛國主義教育質(zhì)量的關鍵。“信息光學”課程內(nèi)容能衍生出眾多學科研究方向,如圖像識別處理、光學精密檢測、精密加工、生物光子學等。因此,教師要積極引導、鼓勵學生立足本學科讀研深造。針對優(yōu)秀人才,教師需要引導他們領悟“科學沒有國界,但是科學家有自己的祖國”的深刻意義。高質(zhì)量的愛國主義教育,對增強頂尖人才的家國意識及其向心力、凝聚力十分重要。
二、培育工匠精神,鑄就卓越品質(zhì)
工匠精神既是對專業(yè)技能精益求精的一種追求,也是專業(yè)技術工作者重要且寶貴的品質(zhì)。當代高新技術快速發(fā)展,開展專業(yè)工作不僅要求相關人員素質(zhì)過硬、態(tài)度嚴謹,同時也需要他們刻苦鉆研、銳意創(chuàng)新。工匠精神,離不開對本職工作的熱愛和實現(xiàn)自我價值的理想抱負。培育人才的工匠精神是一個復雜而龐大的系統(tǒng)工程,包含專業(yè)技能、治學態(tài)度、理想信念等多個方面。高校作為為國家輸送技術人才的搖籃,需要擔負起培育人才工匠精神的職責。
目前,高校針對專業(yè)制訂人才培養(yǎng)方案,往往只注重訓練提升學生的專業(yè)技能,卻沒有重視工匠精神的培育,導致部分學生對工匠精神存在認知偏差。在“信息光學”課程的教學過程中,涉及復雜知識點的學習理解,學生需要具備數(shù)學、物理等方面的扎實基本功。相關學研過程中,經(jīng)常包含復雜的推導演繹過程,需要學生能夠沉下心坐“冷板凳”,主動攻克難題。筆者在多年教學實踐中發(fā)現(xiàn),面對復雜公式推導或者較難的專業(yè)知識點,部分學生有逃避心理,不愿意耗費時間、精力解決問題。他們?nèi)狈Α翱杏补穷^”的魄力和勇氣,不具有工匠精神蘊含的品質(zhì)。因此,對學生工匠精神的培育必須落到實處。這是培養(yǎng)頂尖人才的關鍵。筆者認為,應當從以下幾個方面開展工作,探索有效的培養(yǎng)模式,激勵學生追求卓越的工匠精神。
(一)引導學生發(fā)掘興趣愛好,提升求知欲
工匠精神是專注本業(yè)精益求精、孜孜以求的態(tài)度,因此,興趣和愛好是做好專業(yè)工作的第一動力。古今中外的各行各業(yè)大師,無一例外都是對自己的研究領域滿懷熱愛,然后才能取得卓越成就?!靶畔⒐鈱W”課程在光電信息領域應用前景廣闊,如傅里葉變換在圖像處理、信號分析中的普遍使用,光學傳遞函數(shù)在成像系統(tǒng)中的大量應用等。因此,在教學中需要大力進行學科背景宣介,使學生在相應技術領域開闊眼界,對特定行業(yè)產(chǎn)生興趣。此外,教師需要引導學生做好職業(yè)規(guī)劃,讓學生了解所學知識將來能在何種領域大有可為,從而主動關注了解行業(yè)發(fā)展形勢,相應提升自身專業(yè)素養(yǎng)。大量的教學經(jīng)驗表明,主動性和目標性強的學生,更加容易取得優(yōu)異的成績,并有更大的概率在相關學科取得突破。
(二)深化學生的參與層次與沉浸體驗,實現(xiàn)知行合一
“信息光學”作為高等光學課程,在基礎光學知識體系上引入了新的概念和理論,難度有所提高。要想讓學生熟練掌握高難度的知識點,需要通過豐富實踐促進學生對知識的消化吸收。比如,相干濾波系統(tǒng),涉及幾何光學的成像、透鏡的傅里葉變換、頻譜轉(zhuǎn)換等多個內(nèi)容,知識點龐雜,需要融會貫通。學生既要能基于理論公式對系統(tǒng)的作用進行計算,又要能從原理上深化理解。如若學生僅僅死記硬背公式,則難以充分掌握、活學活用。若在教學中創(chuàng)造實驗條件讓學生自己動手,搭建相干濾波的光路實驗系統(tǒng),直觀地認識系統(tǒng)輸出與頻譜選擇的對應關系,則能夠促使學生深刻理解知識點。又如,在教學“信息光學”中關于傅里葉變換全息的內(nèi)容時,可以鼓勵學生基于MATLAB(商業(yè)數(shù)學軟件)編寫程序代碼方式進行全息計算,從而提高學生的知識運用能力。這也是培育工匠精神的關鍵一環(huán)。
(三)引領學生沉浸于巨匠之光,激發(fā)其崇高志向
工匠精神難能可貴,但僅憑課堂口頭頌揚,是難以令人信服的。然而,這種精神在身體力行的學術巨擘身上得以詮釋,具有強大感召力?!缎畔⒐鈱W》教材中涉及光學科學發(fā)展前沿的內(nèi)容。教學期間教師可以嘗試舉辦一些學術講座,例如,邀請相關專業(yè)領域?qū)W術大師介紹學科前沿,一方面讓學生了解光學學科的最新動態(tài),另一方面讓學生與大師近距離互動交流,切身感悟成為大師級人才所需要的科學精神,從而摒棄浮躁,嚴謹治學。除了上述方式,教師也可以鼓勵學生多渠道領略大師風采、學習優(yōu)秀人才先進事跡,見賢思齊、篤行不怠,堅毅走好前行之路。
三、結(jié)語
頂尖專業(yè)人才的培育離不開精心的雕琢與磨礪,高等教育階段對其能力塑造與素質(zhì)培養(yǎng)具有不可估量的影響。黨的二十大報告明確指出了加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的緊迫性,尤其強調(diào)了強化基礎研究、崇尚原創(chuàng)精神、激勵自由探索的重要性。在此背景下,要孕育出新一代杰出的基礎研究人才,就必須在專業(yè)教育中深度融合愛國情懷教育,把工匠精神培育視為專業(yè)培養(yǎng)體系中不可或缺的一環(huán),以此激發(fā)人才內(nèi)生動力,使他們能夠在自己的研究領域?qū)P?、專業(yè)、專注,用奮斗與創(chuàng)新譜寫“追求卓越、臻于至善”的華章。