【论文选刊】朱先军 刘蕾蕾 郭艳东 许吉：交叉融合性新专业柔性电子学的课程体系建设

作者简介：朱先军，南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院副教授，工学博士；刘蕾蕾，南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院副院长、教授、博士生导师，工学博士；郭艳东、许吉，南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院副教授，理学博士。

基金项目：南京邮电大学本科教改项目“交叉融合性新专业以柔性电子学专业为例的课程体系结构优化研究”（JG10622JX13）；江苏省高等教育教学改革研究项目“‘双一流’背景下电子信息类一流专业建设的研究与实践”（2021JSJG701）

当前科学研究日益呈现出多点突破、交叉汇聚的新态势，学科之间的交叉融合是知识的新增长点和科学前沿，也是产生重大的科学突破和颠覆性科学技术的领域。^[1] 柔性电子学是2020年度教育部新增审批的三十七个本科专业之一，是综合电子信息、电路系统、半导体技术等前沿科学与技术，面向国家重大战略需求的跨学科交叉融合领域设立的新专业。为进一步促进学科交叉融合，加快知识生产方式变革和人才培养模式创新，2021年初国务院学位委员会印发了《交叉学科设置与管理办法（试行）》的通知（学位〔2021〕21号），将“交叉学科”设置为我国第14个学科门类，突破了传统上纵向的知识分类。^[2]

我校南京邮电大学2021年向教育部申请并获批增置柔性电子学专业本科专业，于2022年9月招收了第一届本科生，柔性电子学专业高度交叉融合以电子科学与技术、信息与通信工程、光学工程和计算机科学与技术为代表的信息学科群和以材料科学与工程等为核心的材料学科群，因此需要聚焦学科交叉融合的前沿，进行课程体系的优化和教学内容的革新，培养具有多学科交叉背景的柔性电子领域创新拔尖人才。

1.以产业需求为导向

柔性电子是将有机、无机或有机无机复合（杂化）材料沉积于柔性基底上形成以电路为代表的电子（光电子、光子）元器件及其集成系统的一门新兴、交叉科学与技术，整合电子电路、功能材料、微纳制造等领域技术，横跨半导体制造与封装、电路印刷、显示面板、传感检测等产业，是引领信息科技、健康医疗、航空航天、再生能源等领域的新变革，带动相关产业实现新跨越的一场全新的电子技术革命，是极具发展前景的颠覆性信息技术之一。^[3]

本专业以面向产业发展需求为导向，注重与产业的对接，进行课程体系的建设，注重学生能力与素质的培养，突出专业人才培养的应用性、实践性，与以学生为中心，以成果为导向的工程认证理念相符。^[4] 本专业以柔性电子这一技术前沿的发展需求为目标导向，南京邮电大学柔性电子学专业培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要，在柔性电子学领域具备扎实的理论基础、工程知识、专业技术和解决复杂工程问题的实践能力和专业综合能力，交叉融合电子科学与技术、信息材料等学科，特别是能在柔性电子设计、信息学科交叉领域、系统集成及相关的电子信息科学领域从事科学研究与技术开发、产品设计、工程项目实施与管理的高素质专业人才。专业课程的设置以技术发展需求和培养目标为导向，合理设置核心课程、专业必修/选修课程和实践教学等。

2.突出多学科交叉融合

南京邮电大学柔性电子学专业立足于学校电子信息类人才培养特色，面向柔性电子未来技术和相关产业的发展需求，围绕着培养目标，以电子科学技术学科的课程为主，交叉融合光学工程、信息与通信工程、材料学、计算机科学与技术等学科的部分课程，在专业课程设置上突出交叉融合特点。根据学校电子信息类工程人才培养要求，在通识教育类课程的工程基础类课程中，不仅设置电子科学技术学科中的基础课程，还包括通信工程学科、计算机学科课程，使学生具备电子、通讯和计算机方面的基础知识。在专业教育类课程中，引入力学基础和材料学相关的课程，使学生掌握交叉学科中电子材料和电子制造中工程力学的基础知识，深度交叉融合光学工程学科的基础课程，使学生能够全面的学习掌握柔性电子学交叉的各学科之间知识点的关联和融合，各专业课程与柔性电子学专业交叉融合点以及对应的产业技术如图1所示，主要与4个专业交叉融合较多，交叉融合的课程在图中以小字号置于各专业代表的圆形重叠的部分，5个深度交叉融合的区域分别对应新一代信息技术、传感检测、健康医疗、微纳加工、智能电子制造等前沿技术领域。

图 1  柔性电子学专业交叉融合学科与前沿技术对应关系

3.引入前沿技术

当今社会电子信息技术发展迅速，信息技术革命新技术产出层出不穷，柔性电子是其中新兴的前沿技术之一。柔性电子学专业面向柔性电子这一技术前沿的发展需求，将柔性电子技术前沿引入到教学内容之中，使学生既具备扎实的专业知识，又具有对柔性电子前沿的认识和理解，掌握当前的前沿技术，成为发展柔性电子技术的新鲜力量。在课程设置中，需要将柔性制造、健康医疗、人脑交互、生物传感等柔性电子领域的前沿技术，引入到教学中，一方面可以通过“柔性电子学导论”“柔性电子制造工艺”“柔性生物电子”等专业课程引入到教学中，另一方面需要加强学生的科学实践教学，引导学生走进科学实践中，利用加入教学教师的课题研究等加深对科学前沿的了解和认识。

按照以上的基本思路，南京邮电大学柔性电子学专业从专业核心课程、专业选修课程、教学实践等环节合理设置教学课程，做好教学有序安排。各个环节围绕培养柔性电子领域高素质专业人才的目标和柔性电子技术发展需求，以电子科学与技术学科的课程为主体，交叉融合柔性电子技术领域需求的相关的学科，突出多学科交叉融合的特点，引入交叉融合的前沿技术，进行课程体系的构建和教学内容的革新。

1.核心课程

柔性电子学专业核心课程主要有“柔性电子学导论”“电路分析基础”“信号与系统”“模拟电子线路”“数字电路与逻辑设计”“微型计算机原理与接口技术”“柔性电子力学基础”“柔性电子材料基础”“半导体物理与器件”“柔性电子器件”“柔性显示技术”“柔性电子制造工艺”“光电子学”等，其中有4门来自本专业的主干学科电子科学技术专业的基础核心课程，1门来自信息工程专业的基础课程，1门计算机学科的基础课程，1门光学工程专业的基础课程，表1中列出了具体课程名称、学时设置、开课学期、以及与背景学科的对应关系。设置相关学科的基础课程使学生具备电子、通讯、计算机和光学方面的基础知识，学生掌握基本原理，为更好地进一步学习各学科之间的交叉融合的知识点和前沿技术打下基础。另外4门是电子科学与技术分别与材料、力学和光学交叉融合形成的具有柔性电子学专业特色的基础课程，使学生学习掌握柔性电子学交叉的各学科之间知识点的关联和融合。此外本专业不仅在各门专业课程中引入最新的前沿技术，而且专门开设了两门引入前沿技术的课程，1门是“柔性电子学导论”，开设在第一学期，引导学生初步了解柔性电子技术的发展，整体了解本专业的培养特色，另外1门是“柔性电子制造工艺”，开设在本专业学习的第七个学期，让学生在进行了前3年的系统学习之后，更进一步了解掌握柔性电子制造的前沿技术，与第8学期的毕设实践和毕设之后的就业方向进行良好地衔接。

表 1  柔性电子学主要专业核心课程与背景学科对应关系

2.教学内容革新

柔性电子学专业一方面根据学科交叉融合的特点，在保留本校电子科学与技术专业课程中必要的基础电学课程的基础下，进行了部分特色新课程的增加，如“柔性电子力学基础”“柔性电子材料学基础”“柔性显示技术”和“柔性生物电子”等。另一方面有些课程，在保留与电子科学与技术专业课程部分教学内容一致的情况下，根据专业的特色进行教学内容的更新，增加多学科交叉融合性的新教学内容，形成本专业的特色课程，比如“柔性电子器件”“激光技术与柔性电子应用”。“柔性电子器件”吸收容纳了电子科学与技术专业的“微电子材料与器件”和“微纳传感器件及应用”的内容，突出柔性器件材料和结构的特点。“激光技术与柔性电子应用”这门课程，是以电子科学与技术专业的一门选修课“激光技术与应用”为基础，考虑到激光技术在柔性电子器件制造工艺中的前沿应用，对教学内容进行融合和创新，在介绍激光基本原理的基础上，进行激光加工技术的介绍，并增加了激光剥离和激光直写技术及在柔性电子学中的应用的教学内容，最终形成“激光技术与柔性电子应用”。

3.实践教学创新

本专业采取实验教学、实践训练、科研学术训练三方位结合的方式对学生进行综合实践能力的培养。实验教学包括基础实验课程和专业实验课程，含有物理实验、电工电子实验、光电子基础实验、集成电路设计实验、微电子材料与器件实验、光信息实验等实验课程，与理论课程相结合，以电学实验为基础，培养学生动手实验能力、结合理论分析解决问题能力。实践训练由通识教育实践、专业课程实践、实践工程训练、校外实践和毕设设计组成，其中专业课程实践有电子电路课程设计、软件设计和电子科学综合设计组成，融合传统电子电路和柔性电子器件开展综合设计实践。实践工程训练由金工实习等环节组成，校外实践部分有实验教学和实践训练环节，除此外，本专业增加对学生的科研学术训练，通过成长导师制等方式引导本科生于大二、大三时期加入本专业教师的科研团队中，参与导师团队的科研课题，聚焦柔性电子器件与集成、智能电路与系统、量子与软物质光学等科研方向，参与科研学术讨论，进行科学实验训练等。通过实验教学、实践训练、科研学术训练综合提升学生的实践能力。

1.突出专业特色，强化教研结合

柔性电子学专业在柔性电子产业蓬勃发展和柔性电子前沿技术日益更新之势下应运而生，专业课程的设置要突出多学科交叉融合的特色，面向产业发展需求，结合前沿技术发展现状，将各学科的基础知识进行整合，注重学科交叉点的融合，形成特色鲜明的课程体系。同时应注重吸收最新的科研成果，将各学科交叉融合点的科研创新成果融入课程教学中，同时专业课程任课教师科研方向应与课程相匹配，实现科研和教学的良性双向互动。此外与国内具有相同专业的院校，互相借鉴，保留特色专业课程的基础上，共同建设几门柔性电子学专业的核心课程，实现校际之间人才培养的共通性，为后继的研究生教育提供良好的基础。

2.与柔性电子行业校企合作、产教融合

深化产教融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，是推动教育优先发展、人才引领发展、产业创新发展、经济高质量发展相互贯通、相互协同、相互促进的战略性举措，是推进人力资源供给侧结构性改革的战略性任务。^[5] 本专业在现有的校企合作实践教学基地的基础上，紧跟江苏省柔性电子产业发展布局，拓展与新兴的柔性电子企业建立校企合作模式，实现产教融合协同育人。通过引入柔性电子行业产业教授、开设校企共建课程、与企业共建实践教学基地等方式，充分发挥柔性电子行业和企业在实践教学体系中的作用，培养学生分析和解决柔性电子领域复杂工程问题的实践能力。

3.建立周期性课程体系优化机制

课程体系是人才培养的落脚点，课程建设是实现人才培养目标的主要途径^[6]，建立周期性的课程体系合理性评价和优化制度可以促进课程建设不断完善，保障人才培养的质量。本专业可以建立两年为一个周期的课程体系优化机制，对本专业的课程目标达成情况进行分析和统计，充分研讨和论证当前课程目标和教学内容能否满足当前产业发展需求和前沿技术发展情况。根据当前产业发展需求和前沿技术发展情况及时进行课程体系的调整，论证增设新课程取代部分课程的必要性，或者对原有课程教学内容进行更新，形成良好的课程体系动态调整机制。

责任编辑：黄小青‍‍‍

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