【研究生精品课程】引领学术前沿,培养国际视野:探索柔性MEMS系统的无限可能——集电学院张晓升教授在基于项目的“柔性MEMS系统与集成”课程上的探索
发布于:2024年01月08日 10:04   |   作者:[研究生院] 教学管理办公室   |   浏览次数:4310

       两次获评“研究生教学质量优秀”、获“第六届研究生优秀导学团队奖”、课程主授教师获评“成电国际合作与国际教育先进个人”、课程建设期间学生评教均超过95分、出版微电子学专业规划教材1本、形成多篇高水平期刊论文……

      走过三年建设时间,基于项目的研究生精品课程“柔性MEMS系统与集成”在回望总结中交上了这样一份亮眼的成绩单。

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“柔性MEMS系统与集成”课程负责人、集电学院张晓升教授

      “柔性MEMS系统与集成”,是当前电子科学与材料科学交叉融合的最新学术前沿,“这是我回国扎根成电后,为同学们开的第一门课,希望借此课程,引导学生理解和掌握微机电系统领域的最新研究动态,进而为集成电路与系统学科领域培养一批具有国际化视野的高水平研究生。”课程负责人、集电学院张晓升教授笃定地说。

初衷:高层次人才要对高水平人才的培养发挥作用

       2017年11月,张晓升回国来到成电,入职电子学院,成为微波电路与微系统集成团队的一员,同时作为校百人计划师资,在教学工作上从助教老师起步,就此拉开了与成电学子的讲台情缘。

       张晓升长期在微纳电子机械系统领域开展研究工作,在微纳复合制造、新型微纳能源、先进微纳传感、智能交互系统等重要前沿方向上开展了深入的研究工作,并取得了一系列重要研究成果。

       随着教学工作的进展,他感到有必要为学子开设一门跟自己的研究方向和研究领域结合紧密的课程,同时范围宽一些,以引导更多感兴趣的学生来学习。

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 全英文教学“第一课堂”

       电子学院对课程建设给予大力支持,经过紧锣密鼓的筹备和试讲,“柔性MEMS系统与集成”课程自2020年与广大学子见面,面向全校硕博士(包括留学生)选课,以全英文授课,讲授微机电系统,覆盖从工艺、器件、组件,到系统的完整体系。

      一个学期的教学积淀后,课程获得了电子学院、材料学院、信通学院的研究生、留学生青睐,得到了广泛的肯定与好评。2019年,该课程获学校第二批研究生精品课程建设立项;2021年开始基于项目的“柔性MEMS系统与集成”课程建设;2023年11月,在学校研究生精品课程建设项目结题验收中,从103个项目中脱颖而出,获评“优秀”(全校共14个)。

      如果说研究生精品课程就是思量如何把课讲好,让学生感兴趣、知识接受度高,同时发挥对整个课程体系的支撑作用的话,那么,基于项目的研究生精品课程又有着怎样的建设初衷呢?

      在张晓升看来,学校一直重视研究生教学改革,尤其注重高层次人才对高水平人才培养的作用发挥,将前沿研究成果转化为课程教学内容,突出课程“研究性”,让课程更加接地气。

     “当时全校在研究生专业课程中开始全英文授课的课程还不多见,当听到学生普遍反馈‘挺有意思、老师能不能多讲一点’;当看到近几学期选课人数越来越多时,我感到既是对我们课程教学上的认可,也是一份沉甸甸的育人责任。”

 特色:“三位一体”模式,让课程更具“研究性”

       在实践教学中,张晓升把传统的课堂教学向更广的方向延伸,通过近年来的教学深耕,逐步凸显课程建设特色:

     “三位一体”教学模式。通过“课堂教学+课程设计+实验操作”的模式,该课程实现了与国际高水平大学的教学模式的接轨,将传统的第一课堂教学向第二、第三课堂延伸。

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第二课堂”——全英文课程设计

     “第二课堂”由研究生自由组建,6-7人为一个课程设计研讨小组,分工合作完成选题报告并进行全英文PPT课堂展示,达到课程设计理论实践相结合的考核目的。

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 第三课堂”——实验演示、实验操作与实物测试

     “第三课堂”由项目组老师开展实验室安全教育和培训,在引导研究生了解实验室基本安全规范、仪器设备安全知识、基本化学品处理方法、应急处理方法、环境保护等知识的基础上,进行实验演示与实地指导,助力学生顺利安全地完成实验操作与实物性能测试。

       在2022-2023年的课程建设过程中,项目组老师结合实际教学情况,灵活分配“课堂教学+课程设计+实验操作”三个教学环节的课时,同时在第一、二课堂中有针对性地融入第三课堂实验操作,以视频、文献推荐的形式,提前向学生输入相关知识点,取得了显著的效果。

       让研究生教育充满“国际范儿”。课程建设的项目组成员均具有两年以上海外学习或工作背景,均为QS世界排名前50位的著名学府,具有出色的国际学术交流和教学的经验,有能力以全英文方式面向全校研究生授课,并引导学生进行全英文国际热点文献的阅读和英文交流。

       课程在实施过程中,常态化邀请国际知名学者,以学术前沿报告等形式,开展部分章节的授课。

       清华大学、北京大学、南京大学、上海交通大学、复旦大学、美国西北大学、美国加州理工学院、新加坡国立大学等一批知名学者纷至沓来,在学术研讨会上将各自研究方向上做出的重要创新带给成电学生。

     “‘大咖们’分享的微纳机电(MEMS)系统和柔性电子在传感、射频、生物医学等领域的最新研究成果,让人耳目一新,增强了各学科之间的交叉融合,感到真正接触到了该领域的最前沿。”同学们开心地表示。

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“柔性MEMS系统与集成(全英文)”线上学习网站

       此外,课程已完善“柔性MEMS系统与集成(全英文)”线上学习网站(https://i.study.uestc.edu.cn/fmemst/)建设。同学们说,“线上线下相结合教学突破了传统的教学模式,提供了全新的互动功能,课程网站还新增了在线咨询、在线阅读、在线交流等学习方式,在文、图、视频等多种形式的学习中,感到学习不再枯燥。”

思政:埋下自主创新、砥砺前行的伏笔

     “研究柔性微系统,实现弯道超车,突破‘卡脖子’问题”“探索环境友好型材料,贯彻落实‘绿水青山就是金山银山’的指导思想”“积极创新,弘扬‘五四精神’”……

       作为电子科学与技术一级学科专业选修课程,“柔性MEMS系统与集成”通过知识讲授、实验训练和“大咖面对面”,为引导自主创新、砥砺前行的新时代青年埋下伏笔。

       课程组在课程建设中,注重引导学子深入思考当前我国在集成电路与系统领域面临的“卡脖子”技术难题,将一批结合专业学习的思政案例在课堂上自然呈现,以润物无声的方式,将爱国主义教育、科技强国理念融入课程建设多个方面,实现了课程思政与专业知识讲授的紧密结合。

     “讲授我国高新技术在艰难的国际局势中自主创新、砥砺前行的发展历程时,我能看到同学们眼中闪烁的光芒,这是因为认识到眼下学习的科学技术与国家需求的息息相关性而迸发出的,我能感到我们的课堂,激发起了青年学子的科研报国志。”张晓升欣慰地说。

       此外,课程组邀请的国际知名学者在精彩的学术报告同时,也在与青年学子的面对面中,将“志存高远,将个人理想追求融入到国家事业当中”的重要性和必要性作强调,激励青年学人为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗。   

       经由该课程扎实的学习训练后,研究生普遍掌握了微电子机械系统的基本工作原理、基本概念和分析方法,具有了初步的分析和设计MEMS器件及系统集成的能力,并能结合课程设计所研讨的难度适中的课题,实际体验动手制备相关器件。

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基于项目的研究生精品课程“柔性MEMS系统与集成”建设成效荣誉奖励

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基于课程建设形成的多篇高水平期刊论文

      “这门课程让我更加深入地了解了柔性电子学的应用前景和发展趋势,同时也让我更加自信地面对未来的挑战。”“通过实践操作和项目展示等方式,我提高了自己的实践能力和创新思维。”修完课程的电子学院侯世强同学如是说,更得益于课程的影响,已经拿到研究生国家奖学金的他,就此坚定了未来的科研方向和道路。

       张晓升说,从小自己就对电子信息技术心生向往与憧憬,回溯一路从电子科大读研,到北京大学读博,再到瑞士洛桑联邦理工大学和日本东京大学工作直至回国入职成电的人生历程,自己越发感到站好讲台、守好微电子机械系统的“责任田”,才是自己的天职,“坚持立德树人根本任务,助力电子科学与技术学科高质量发展,沿着这个方向,我们始终不辍前行。”