陳曉勇，董 帥，劉海容，穆繼亮

（1.中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山西 太原030051）

（2.中北大學(xué)電子測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原030051）

（3.晉西工業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 太原030027）

（4.中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太原030051）

我們已邁入電子信息新時(shí)代，早在2004年電子信息產(chǎn)業(yè)即成為人類社會(huì)最大的產(chǎn)業(yè)部門。目前，我國(guó)是世界上最大的電子信息產(chǎn)品制造國(guó)，國(guó)家把發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)等高端制造業(yè)定為戰(zhàn)略國(guó)策，給予了大量政策支持和財(cái)政資助。強(qiáng)勢(shì)的電子信息產(chǎn)業(yè)顛覆了既有的產(chǎn)業(yè)秩序并重構(gòu)了社會(huì)生產(chǎn)和知識(shí)體系，也革新了人類的生活方式和思維方式，對(duì)各行各業(yè)特別是化學(xué)化工行業(yè)造成了廣泛且深遠(yuǎn)的影響，因此如何迎接、消化、吸收、應(yīng)對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)影響成為當(dāng)前化學(xué)化工教學(xué)亟須解決的任務(wù)。

一、電子信息新時(shí)代特征

電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，在不足百年中即完成了從分立電子元器件、集成電路到基于大規(guī)模集成系統(tǒng)如電腦、工作站等的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的過渡，而目前已跨入互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是電子信息的新時(shí)代，此時(shí)代的特征是：（1）大規(guī)模數(shù)據(jù)、信息真正“大爆炸”。人、事、物混同一體的物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的使用帶來大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息數(shù)量巨大、數(shù)據(jù)種類奇多。鄔賀銓院士介紹：到2020年人類制造的數(shù)據(jù)將達(dá)40ZB，若以光盤存貯，光盤重量將達(dá)424艘航母重；（2）更加開放共享：不僅僅是原始資源共享，共享者之間補(bǔ)充的新資源亦共享；不僅僅是書本、電子資料等靜態(tài)電子資源和數(shù)據(jù)共享，思想、做事方法等動(dòng)態(tài)、無形資源亦開始共享，并且共享者之間開始互動(dòng)；（3）更加自動(dòng)化、電氣化和互聯(lián)網(wǎng)化：智能機(jī)器人、無人裝備不斷進(jìn)步和應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)思維已不僅僅限于信息行業(yè)，社會(huì)各生產(chǎn)領(lǐng)域均開始擁抱互聯(lián)網(wǎng)，最典型的例子就是電子零售行業(yè)的興起；（4）技術(shù)要求更加高精尖、知識(shí)更新更快、電子信息產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)影響更大：人類目前集成電路制造工藝商用已在20nm級(jí)、實(shí)驗(yàn)室已在10nm級(jí)。

二、電子信息產(chǎn)業(yè)對(duì)化學(xué)化工教育的影響

在新時(shí)代下，化學(xué)化工教育正面臨前所未有的影響，主要包括正、反兩個(gè)方面。

（一）正的影響是電子信息產(chǎn)業(yè)帶給化學(xué)化工教育的機(jī)遇

1.電子信息產(chǎn)業(yè)給化學(xué)化工教育輸送了新的教育技術(shù)和教學(xué)手段。電化教學(xué)在現(xiàn)代化學(xué)、化工教育中廣泛采用，PPT（PowerPoint）、電動(dòng)幕、拾音器成為現(xiàn)在課堂教學(xué)的標(biāo)配；動(dòng)畫或動(dòng)態(tài)圖展示單元操作、實(shí)驗(yàn)過程和流程控制成為化學(xué)化工專業(yè)教育必要教學(xué)技巧；CAD（電腦輔助設(shè)計(jì)）、CAI（電腦輔助教學(xué)）得到深入應(yīng)用，在化工管道、容器設(shè)計(jì)、單元操作仿真計(jì)算等方面大展拳腳。除此之外，電子信息時(shí)代可以將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室“搬到網(wǎng)上”，這樣既實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)一樣的教學(xué)效果，又有效避免了由操作不當(dāng)帶來的危險(xiǎn)后果及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)有毒試劑、有害氣體帶給學(xué)生的人身安全問題；同時(shí)對(duì)一些實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)的原理、化學(xué)過程展示如核爆均可以通過數(shù)字手段進(jìn)行呈現(xiàn)，極大地增加了教學(xué)的直觀性。另外電子書包、教學(xué)云等知識(shí)媒介概念亦開始深入人心。

2.電子信息產(chǎn)業(yè)給化學(xué)化工教育提供了新的教學(xué)模式和環(huán)境。以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為代表的泛在教育（u-learning）漸成主流，網(wǎng)絡(luò)課程（開放在線課堂）服務(wù)（MOOC，如斯坦福大學(xué)牽頭的Coursera、MIT和哈佛創(chuàng)立的edX）蓬勃發(fā)展并加速擠壓傳統(tǒng)教學(xué)空間。同學(xué)們可以方便地學(xué)習(xí)MIT的化工原理、物理化學(xué)、普通化學(xué)等課程，了解不同的教學(xué)風(fēng)格和自主決定學(xué)習(xí)時(shí)間、場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)了教育資源共享和公平，充分體現(xiàn)泛在教育的優(yōu)越性。翻轉(zhuǎn)課堂在全國(guó)各地開始受到重視并在多地試點(diǎn)。這些教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)教學(xué)模式，變教師主導(dǎo)為教師引導(dǎo)，而學(xué)生學(xué)習(xí)也由以聽為主變?yōu)橐詫W(xué)為主。

3.電子信息產(chǎn)業(yè)給化學(xué)化工教育帶來了新的教學(xué)內(nèi)容。電子信息產(chǎn)業(yè)也給化學(xué)、化工學(xué)科帶來了全新的教學(xué)內(nèi)容和理論知識(shí)，如半導(dǎo)體材料、納米材料制備、摻雜、微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控以及刻蝕加工，光刻膠的合成、改性，光催化、電子束催化化學(xué)理論建立與發(fā)展，化學(xué)從下而上（bottom-up）的自組裝開始替代從上而下（top-down）的機(jī)械加工，以突破集成電路產(chǎn)業(yè)的<15nm尺度結(jié)構(gòu)制備工藝等等，這些與電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿緊密相關(guān)的工藝與化學(xué)知識(shí)均應(yīng)該在化學(xué)化工教學(xué)中充分體現(xiàn)和反映。

（二）電子信息產(chǎn)業(yè)帶給化學(xué)化工教育的負(fù)面影響

1.技術(shù)“恐懼”與知識(shí)的更新壓力。電子信息技術(shù)的高速發(fā)展使教育技術(shù)、理論知識(shí)等瞬息變化。教育工作者再無法繼續(xù)一份教案教一輩子的工作狀態(tài)，必須時(shí)時(shí)關(guān)注理論前沿和工業(yè)發(fā)展，并隨時(shí)補(bǔ)充新的知識(shí)，以支撐電子信息產(chǎn)業(yè)等的發(fā)展和需要。如我國(guó)的集成電路制造，國(guó)家在2006年起開展“核高基”重大專項(xiàng)，先后發(fā)展微電子32nm及其以下制造工藝公關(guān)，電子信息產(chǎn)業(yè)高速、前沿和高制造標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，要求化學(xué)化工教育不斷地增加、更新教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)理論知識(shí)以緊跟并支撐電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如光刻膠制備、微加工工藝等電子信息產(chǎn)業(yè)工藝，與化學(xué)化工緊密相關(guān)，故作為一名化學(xué)化工教育工作者必須掌握并能推動(dòng)上述知識(shí)成熟、優(yōu)化和發(fā)展；要求從事化工化學(xué)教育的教師不斷地學(xué)習(xí)、更新自身知識(shí)、了解電子信息產(chǎn)業(yè)需要和理論前沿以滿足電子信息產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展需求。教育技術(shù)電教化后，新的教學(xué)工具和軟硬件設(shè)施不斷更新和裝備課題，教師們必須與時(shí)俱進(jìn)學(xué)習(xí)掌握新教育技術(shù)運(yùn)用技能。

2.“人機(jī)”親密而情商鍛煉弱化。網(wǎng)絡(luò)教育迅猛發(fā)展，同學(xué)們學(xué)習(xí)知識(shí)的手段、接觸知識(shí)方便性急劇增加，也更多地愿意在電能、智能移動(dòng)終端上查詢、獲取知識(shí)，這就勢(shì)必造成同學(xué)們之間“人機(jī)”接觸遠(yuǎn)多于“人師”接觸，甚至遠(yuǎn)多于同學(xué)與同學(xué)之間的交流。而人與人之間交往，即情商教育亦是教育的一部分，顯然網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展對(duì)學(xué)生的情商教育是不利的。

3.思維訓(xùn)練強(qiáng)度和動(dòng)手能力培養(yǎng)不足。訓(xùn)練學(xué)生的思維能力、養(yǎng)成思考習(xí)慣是教育的重要任務(wù)之一，而在電子信息時(shí)代，一般知識(shí)、通用知識(shí)網(wǎng)上一查就有，不利于學(xué)生思考；另外信息量大了，理論知識(shí)多了，但是實(shí)踐相對(duì)少了，而化學(xué)化工是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，這對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力是個(gè)制約。

三、化學(xué)、化工教育界對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)影響的應(yīng)對(duì)與實(shí)踐

電子信息產(chǎn)業(yè)崛起需要化學(xué)、化工教育界在課程建設(shè)、教育思想和教學(xué)體系架構(gòu)等多方面進(jìn)行調(diào)整、改革甚至重構(gòu)，以適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)要求和發(fā)展，為我國(guó)由電子信息產(chǎn)業(yè)制造大國(guó)、代工大國(guó)向電子信息產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)過渡貢獻(xiàn)重要力量。分析表明，中國(guó)化工教育規(guī)模位居世界前列；化工人才培養(yǎng)的數(shù)量和質(zhì)量基本滿足當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)一般發(fā)展的需要，但未來化學(xué)工程師的培養(yǎng)還應(yīng)在全面工程教育的框架下更加重視電子信息方面的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和全球化理念的培養(yǎng)。

根據(jù)國(guó)家的“十二五”規(guī)劃，面向電子信息產(chǎn)業(yè)，化學(xué)化工教育應(yīng)該通過優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)卓越的具有電子信息背景知識(shí)的化工化學(xué)人才；加強(qiáng)和改進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，全面提升師資教育隊(duì)伍水平；加強(qiáng)課程改革與教學(xué)資源建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，并改革教學(xué)方式方法，全面提高教學(xué)水平。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)人才培養(yǎng)水平的整體提升，形成一個(gè)教育觀念先進(jìn)、改革成效顯著、特色更加鮮明的化學(xué)化工的現(xiàn)代化教育。

（一）確立面向電子信息產(chǎn)業(yè)的新化學(xué)、化工教育理念和人才培養(yǎng)目標(biāo)，架構(gòu)新的培養(yǎng)方案

化學(xué)、化工專業(yè)教育與人才培養(yǎng)目標(biāo)定位應(yīng)該從服務(wù)傳統(tǒng)化工生產(chǎn)轉(zhuǎn)向服務(wù)電子信息產(chǎn)業(yè)及相關(guān)化學(xué)品行業(yè)，重視化學(xué)、化工與電子信息產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展和相互促進(jìn)，實(shí)施以電子信息產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的化學(xué)、化工專業(yè)人才培養(yǎng)模式，把電子信息產(chǎn)業(yè)要求引入化學(xué)、化工人才培養(yǎng)方案、課程體系和評(píng)價(jià)要求，培養(yǎng)電子信息產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的創(chuàng)新型化學(xué)、化工特色人才，適應(yīng)電子信息化的時(shí)代要求。

（二）架構(gòu)新的課程、教材體系，大力吸納電子信息產(chǎn)業(yè)的知識(shí)成果與面向電子信息產(chǎn)業(yè)未來要求

把半導(dǎo)體可控、潔凈生產(chǎn)及微納跨尺度加工，光刻蝕等新興化合物及體系的合成、制備，功能薄膜化學(xué)生長(zhǎng)、后處理及器件應(yīng)用等方面的相關(guān)成果和理論知識(shí)作為化學(xué)、化工學(xué)科新的課程之一，大力擴(kuò)充或者更新現(xiàn)有化學(xué)合成、化工單元操作知識(shí)與課程內(nèi)容，架構(gòu)新的課程體系。編寫如“半導(dǎo)體化學(xué)”“焊接、封裝材料與化學(xué)理論”等緊密結(jié)合電子信息產(chǎn)業(yè)的實(shí)際教材，系統(tǒng)介紹電子信息產(chǎn)業(yè)用化合物、材料的制備與加工，有效地實(shí)施電子信息產(chǎn)業(yè)理論知識(shí)生產(chǎn)、傳播和更新。

另外，電子信息化時(shí)代為化學(xué)化工學(xué)科帶來了很多方便的畫圖及計(jì)算工具，使得化學(xué)化工的表達(dá)更加美觀、快捷。比如ChemOffice、Chemwindow、ChemDraw等，對(duì)于這些電子軟件尤其要加大教學(xué)力度，讓學(xué)生從本質(zhì)上達(dá)到了解與靈活運(yùn)用，培養(yǎng)出能寫、能畫、能算的全面化工人才。

（三）鍛造面向電子信息產(chǎn)業(yè)的化學(xué)、化工立體教學(xué)體系

面向電子信息產(chǎn)業(yè)的化學(xué)、化工立體教學(xué)體系包括：一方面從理論課程開設(shè)、教材建設(shè)和實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐培訓(xùn)三環(huán)節(jié)探索建立不斷創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容的有效機(jī)制，另一方面設(shè)立以本科生為起點(diǎn)，銜接碩博各階段教育教學(xué)體系。除了開設(shè)相關(guān)電子信息教育專業(yè)課程，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)均應(yīng)以電子信息產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向。實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)開展光刻膠合成、光催化實(shí)驗(yàn)，刻蝕、顯影液的配制及刻蝕過程、顯影過程實(shí)驗(yàn)，電鍍液配制和電鍍制備工藝實(shí)驗(yàn)和培訓(xùn)。聯(lián)系相應(yīng)的集成電路生產(chǎn)企業(yè)、電子產(chǎn)品化學(xué)品制造企業(yè)為實(shí)習(xí)基地，讓化學(xué)、化工專業(yè)學(xué)生參觀、實(shí)習(xí)或建立聯(lián)合培養(yǎng)合作關(guān)系。課堂外，組織學(xué)生大量查閱電子信息產(chǎn)業(yè)、化學(xué)、化工交叉聯(lián)系的論文和資料，并組織撰寫相關(guān)論文，拓展化學(xué)、化工專業(yè)學(xué)生的電子信息視野和應(yīng)用思維。另外，積極吸收、創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生參與電子信息前沿產(chǎn)品研究，在科研實(shí)踐中培養(yǎng)動(dòng)手能力，養(yǎng)成學(xué)以致用習(xí)慣并具時(shí)代意識(shí)。同時(shí)評(píng)估、考試體系也應(yīng)多向電子信息產(chǎn)業(yè)傾斜，應(yīng)增加相應(yīng)內(nèi)容。

（四）形成教師培訓(xùn)和再教育機(jī)制

教師教育觀念和全球視野對(duì)化學(xué)、化工教育是否緊跟電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切相關(guān)，因此需要在新時(shí)代的化學(xué)、化工教育中建立教師培訓(xùn)和再教育機(jī)制，使教師隨時(shí)了解并掌握電子信息產(chǎn)業(yè)前沿，方向和研究熱點(diǎn)，特別是電子信息產(chǎn)業(yè)在國(guó)外的進(jìn)展和最新成果。另外，教師從備課、講授、課后等環(huán)節(jié)都可以利用信息技術(shù)來使教學(xué)內(nèi)容更加接近科學(xué)發(fā)展前沿，達(dá)到教學(xué)目的。作為一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是必不可少的，信息化技術(shù)也在實(shí)驗(yàn)教育中起到了必不可少的作用。教師在教育的過程中可以通過計(jì)算機(jī)將大量的實(shí)驗(yàn)視頻和模擬畫面帶入課堂，提高教育的知識(shí)性、形象性和趣味性。再教育的目的也正是如此，從根本上將教育改革進(jìn)行到底，在探索中令老師和同學(xué)一同進(jìn)步。

四、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)是知識(shí)的生產(chǎn)、傳播和推廣者，面向時(shí)代發(fā)展需求培養(yǎng)人才是大學(xué)設(shè)立和運(yùn)營(yíng)的天職，因此面向電子信息產(chǎn)業(yè)的化學(xué)化工教育是大學(xué)化工教育的本職工作。建立面向電子信息產(chǎn)業(yè)的化學(xué)化工教育體系將直接服務(wù)于我國(guó)當(dāng)前的電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型、跨越和發(fā)展，黨中央提出的大力發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)的大局，也必將為實(shí)現(xiàn)原始、自主、核心、貢獻(xiàn)高等院校的力量，最后也將推動(dòng)我國(guó)面向電子信息產(chǎn)業(yè)的教育教學(xué)改革和化學(xué)化工的創(chuàng)新發(fā)展，這是一個(gè)機(jī)遇，也是一個(gè)挑戰(zhàn)。