2020年,教育部办公厅 工业信息化部办公厅印发了《现代产业学院建设指南(试行)》,提出了七大建设任务。为展示国家现代产业学院在建设过程中形成的优秀成果、典型做法和成功经验,加大国家现代产业学院间的交流共享,提升示范性与影响力,鼓励更多高校和企业深入探索产教融合新模式、新机制,拓展合作新领域,“现代产业学院”公众号推出【典型】栏目,欢迎各现代产业学院积极投稿。
西南交大-中车时代微电子学院是教育部首批现代产业学院,由电气工程学院牵头建设,面向国家功率半导体“卡脖子”技术的重大战略需求,依托电气工程及其自动化国家一流本科专业,开展功率半导体器件及应用专业方向办学。学院由中国工程院丁荣军院士担任首任院长,依托西南交大在轨道交通领域的学科专业优势和中车株洲所在大功率半导体器件领域的产业优势,按照教育部新工科建设理念,建设国内顶尖、国际一流的功率半导体器件专业,打造功率半导体人才聚集地、创新策源地、产业新高地和现代产业学院示范区。
图1 西南交大-中车时代微电子学院
(1)确定人才培养目标,制“六维度”核心素养标准:学院旨在培养志存高远、具有家国情怀、理想信念坚定,有使命担当、全球视野和开拓创新精神,基础知识扎实、领导力强、面向未来的功率半导体行业领军人才;学院以问题需求为导向,制定了“人文价值观、学科专属知识技能、多元思维、跨学科能力、国际工程胜任力、终身发展力”六维度核心素养标准。
图2 六维度核心素养标准
(2)制定人才培养方案:通过“引企入校、到企办学”,学校教师、企业专家“双向双授”,全面推进新工科建设,校企合作共同制定了“功率半导体器件及应用”新工科专业方向培养方案,专业课程和毕业设计均有企业专家参与,打造具有行业特色的课程体系新架构。按照“需求导向、学科牵引、产业引导、交叉复合”的思路,校企深度融合,紧密对接功率半导体产业链,对标“新工科”建设原则与要求,按照跨学科人才培养目标,提出了本科-硕士-博士一体化培养思路以及功率半导体产业“研发—设计—制造—应用”的全链条专业人才培养布局。
图3 人才培养方案
(3)人才培养成效:自以功率半导体器件及应用专业方向开展人才培养以来,学生科创竞赛参与超过90%,本科生承担和参与了10项国家级、21项省级和32项校级大学生创新性实验计划项目,毕业设计题目95%以上源于科研与工程项目;在中国“互联网+”、“挑战杯”、电子设计竞赛、数学建模等高水平学科竞赛中,获国家级与省部级奖励52人次;参与发表高水平论文12篇、申请发明专利11项(已授权3项)。近3届本科毕业生深造率均超50%。
学院立足大功率半导体产业发展,以“一流+优势+特色”学科专业建设为总目标,依托西南交大国家级一流专业夯实专业“基本点”,借力中车株洲所产业优势强化专业“制高点”,校企攻关培育专业“增长点”,构建服务需求、特色鲜明、优势显著的学科专业体系。
按照“需求导向、学科牵引、产业引导、交叉复合”的思路,校企深度融合,紧密对接功率半导体产业链,对标“新工科”建设原则与要求,按照跨学科人才培养目标,设置功率半导体科学与工程专业,实现对功率半导体产业“研发—设计—制造—应用”的全链条专业人才培养的布局。
近几年,学院坚持常态化“引企入教”,每年邀请包括中车首席科学家/中国工程院院士、全国勘察设计大师在内50名以上的行业企业专家参与人才培养全过程。先后与中车株洲电力机车研究所、比亚迪、明德亨等知名公司签订战略协议,并于2020年加入中国功率半导体技术创新与产业联盟;与罗克韦尔共建列车牵引与网络控制系统平台、与贝加莱自动化公司共建智能信息处理-智能控制平台、与施耐德电气公司共建轨道交通供电系统实验室平台、与特锐德共建轨道交通-新能源利用实验平台。
图4 校企深度融合,建设教学资源
学院开创企业深度参与的校企产教融合型办学新模式;与四川九洲电器深入合作,共同承担2020年四川省首批产教融合示范项目(总经费:4300万元);主持的教育部产学合作协同育人项目入选2020年度中国高等教育博览会“校企合作,双百计划”典型案例。2022年,根据产业学院的发展和建设需求,以电气工程及其自动化专业“功率半导体器件及应用”方向的培养方案为基础进行修订和重新设计,完成了“功率半导科学与工程”新本科专业培养方案的制定;并获批四川省教改项目“基于现代产业学院的功率半导体专业拔尖人才培养模式改革与实践”1项。目前,清华大学、浙江大学、湖南大学、华中科技大学、西安交通大学、电子科技大学、西安电子科技大学、合肥工业大学等20余所高校依托电气工程或电子科学与技术设置了功率半导体的专业方向,因此,学院拟申报新增“功率半导体科学与工程”本科专业。
从功率半导体器件设计、生产、测试过程真实问题出发,重构“以真实问题为导向、以项目为牵引”的跨学科课程体系,将最新科技成果引入课堂和教材。基于新工科理念,引入行业标准、生产工艺和科研工程感悟,加速课程教学内容迭代。整合更新教学内容,优化模块课程教学大纲,设计交叉学科模块。融入最新科研成果和工程技术,结合校企合作协同育人,开设混合式教学课程,校企双方共同授课。例如:理论与实践结合的跨学科课程《从代码到实物-造你所想》、基于中车时代半导体产线联合打造的专业核心课程《功率半导体器件原理》、《功率半导体封装与集成》、《功率半导体器件工艺》等。学院获批国家级和省级一流课程3门。
学院与企业已建设多个实验平台,学院建有半导体器件工艺VR实验室、功率半导体器件封测实验室、功率半导体器件与老化实验室、功率半导体器件测试实验室等4个实验室,以及功率半导体器件可靠性、宽禁带器件驱动与应用等2个科研实验室,并建立学生科创中心,用于支撑现代产业学院功率半导体科学与工程专业的本科实验教学和硕博阶段学生的学术研究。另外中车株洲所拥有的功率半导体与集成技术全国重点实验室、国家能源大功率电力电子器件研发中心、变流技术国家工程研究中心等国家级科研平台和相关IGBT、SiC生成线和中试线,用于开展学生的生产实习、实践课程建设工作。根据现代产业学院建设思路和新工科模式,本科生培养按照“3+1”的时间培养模式,也即:3年时间在校开展基础课程与专业课程学习,1年在企业开展现场实践、课程设计、毕业设计等相关工作。
学院专业教师与产业教师主持了国家重点研发计划、国家自然基金(联合、优青、面上和青年)、省重点研发计划、区域创新和国际合作等项目20余项。校企双方通过合作研究与攻关,将课堂搬到生产现场,实现理论-实践混合教学模式。同时校企共建了国家级工程实践教育中心科教实践平台,使得企业资源融入科研与教学,尤其实践教学环节更强,进一步做到“你中有我,我中有你”,为从本科生到研究生的实习实践提供了保障机制。
图6 功率半导体器件工艺VR实验室
目前学院已经形成了一支由中国工程院院士、国家万人领军人才、国家教学名师为代表,由中青年骨干教师组成的教学能力强、科研水平高、工程背景深厚的校企深度融合的教学团队。本专业教师团队33人,其中中国工程院院士1名、国家级领军人才3人、国家教学名师1名、国家“四青”3人、四川省人才计划入选者10人。
按职称分布来看,教授14人,副教授10人,讲师8人;按学历情况来看,30人获得博士学历,2人获得硕士学历;按年龄结构来看,50岁及以上8人,40岁及以上15人,30岁及以上9人。已有的师资队伍职称搭配合理、学历水平高、年龄结构合理、呈现年轻化态势,是一支有活力、专业化的教师队伍。
图8 师资队伍结构
学院利用西南交大“国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心”、“磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室”,以及中车株洲所“功率半导体与集成技术全国重点实验室”、“国家能源大功率电力电子器件研发中心”等平台优势,积极谋划筹建“成都市功率半导体创新中心”,预期实现高校知识溢出直接服务区域经济社会发展,推动应用科学研究成果的转化和应用,促进产业转型升级。
图9 筹建成都功率半导体创新中心的规划研讨
2022年1月,西南交通大学原副校长冯晓云教授陪同成都市委常委、成都市高新区曹俊杰书记前往株洲所,与丁荣军院士、中车株洲时代电气尚敬总经理商讨中车时代微电子学院建设与成都市功率半导体器件科技创新中心规划。同年3月-6月,学校与成都高新区多次组织有关成都功率半导体创新中心筹建工作的座谈。随后,学校、成都高新区、中车时代电气就依托现代产业学院筹建成都功率半导体创新中心的规划进行了新一轮座谈和研讨,并启动创新中心科研平台规划和建设计划申报工作。
(1)大学内部治理体系
采用校企协同育人的多元化、开放式合作办学管理模式,构建“理事会决策、行政管理、党组负责”的组织架构,建立理事会核心决策,下辖学院行政机构与学院党组两大架构。
学院理事会设理事长1名(由院长担任),副理事长3名(分别由校领导、企业领导、政府领导等人组成)以及理事5名,主要负责学院的发展规划与战略;学院行政班子设院长1名,副院长3名(其中1名企业方兼职副院长),主要负责学院日常运行事务的决策;学院党组织设党组书记及副书记各1名,负责学院党建和学生工作。学院行政办公室、教学办公室、学生工作办公室、专业建设委员会、产业办公室(主任1名)以及实验实训中心等学科交叉、产教融合、科教融合型机构,彰显新工科内涵的现代产业学院内部治理格局。
(2)外部办学保障机制
基于新工科建设理念,提出“五链条、四要素、双循环”的教育、产业双向联动发展机制。通过“政-产-学-用-金”各主体间信息、人才、技术与资源共享,形成“管理链、教育链、创新链、产业链、资金链”五链条协调发展衔接机制,保障学院与功率半导体产业集群联动发展。
图10 “五链条、四要素、双循环”双向联动发展机制
学院提供新方案、新建议,配合成都市高新区发展规划和战略,协助成都市政府管理部门制定产业升级发展政策与规划,间接影响资金投资导向,促进行业面向新应用、发展新产业,形成新的经济增长点;学院针对企业创新发展新需求和新问题,通过校企合作提出基于新工科、以学生为中心新理念的校企科研合作新模式,依托企业平台孵化新产品、新技术,助力产业升级发展。