“半導體物理器件”課程思政建設方法

王少熙 汪鈺成 李偉

[摘 要] 價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體模式是我國人才培養的重要內涵，是培養微電子拔尖領軍人才的重要手段。立德樹人、用新時代特色社會主義思想鑄魂育人、培養學生的家國情懷是根本任務;具有堅實的專業基礎、創新精神、專業發展最新理解并具備實踐能力是重要手段;通過課程平臺的構建，打好扎實的工程理論知識，完成專業傳授是核心內容。然而半導體物理與器件傳統教學存在理論深、理解難、重視知識傳授、缺乏與價值塑造和能力培養的有機融合。通過結合半導體物理與器件的知識點，提煉課程思政元素，從多角度融合課程思政內容，同時注重課程思政的有效性和長效性，有效地實現價值塑造、能力培養和知識傳授的融合人才培養。

[關鍵詞] 半導體物理;器件;課程思政;思政元素;融合人才

[基金項目] 2021年度西北工業大學半導體物理器件“課程思政”示范課程（202161）

[作者簡介] 王少熙（1981—），男，江西九江人，博士，西北工業大學微電子學院副教授（通信作者），主要從事微電子可靠性、集成電路與系統和生物微電子研究;汪鈺成（1993—），男，湖北黃岡人，博士，西北工業大學微電子學院副教授，主要從事生物微電子，新型半導體器件機理和應用研究;李 偉（1990—），男，甘肅定西人，博士，西北工業大學微電子學院副教授，主要從事生物微電子，二維材料特性和應用研究。

[中圖分類號] G642? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）42-0105-04? ?[收稿日期] 2021-05-24

一、引言

在當前世界不斷發展變遷的環境下，作為人才培養的核心內容，塑造具備家國情懷的合格人才具有重要的作用和意義。如何培養人才、培養什么樣的人才、為誰培養人才是教育工作者需要明確認識的事情。人才的培養不僅在于科學體系知識的傳授，更要塑造合格的靈魂，引導學生胸懷家國情懷，才能更好地實現自我光明的未來，才能體現人生的價值和意義。

半導體物理與器件是微電子學專業的最重要的理論基礎課，課程全面地論述半導體的一些基本物理概念、現象、物理過程及其規律。學習和掌握半導體物理和器件的基本理論和分析方法，是學習后續課程的基礎，是從事微電子學的研究以及現代VLSI與系統設計和制造工作的理論基礎。課程內容理論性強，一直存在學生聽課難、理解難、考試難的現象。在教學改革過程中，如何有效提高知識傳授效果的同時融合課程思政教學，塑造健康積極向上的心態，培養為社會主義事業奮斗的家國情懷，是體現人才培養水平和質量的關鍵。本文結合半導體物理與器件課程的思想政治建設，展現實現價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體融合的人才培養模式[1]。

二、課程思政目標

微電子專業目標為培養適應社會主義現代化建設需求的德智體美勞全面發展、在集成電路設計與制造領域內掌握堅實的理論基礎和系統專門知識的復合型領軍人才。結合課堂教學與課后資料，引導學生了解世情國情黨情民情，增強對黨的創新理論的政治認同、思想認同、情感認同，堅定中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信。引導學生把國家、社會、公民的價值要求融為一體，提高個人的愛國、敬業、誠信、友善修養，自覺把小我融入大我，不斷追求國家的富強、民主、文明、和諧和社會的自由、平等、公正、法治，將社會主義核心價值觀內化為精神追求、外化為自覺行動[2]。結合典型事例和人物，大力弘揚以愛國主義為核心的民族精神和以改革創新為核心的時代精神，教育引導學生傳承中華文脈，富有中國心、飽含中國情、充滿中國味。

三、課程思政內容

（一）建設思想政治元素庫

圍繞半導體物理與器件課程內容相關性，從國內外事件和領域著名人物等提煉課程思政元素，同時考慮學生的興趣點和關注點，形成有效的課程思路元素庫。如講述量子阱效應牽引出量子計算和量子通訊，結合潘建偉教授團隊在量子通訊領域成就展示大國重器和民族的脊梁;講述晶體管時引申出美國硅谷“八叛徒與仙童半導體”故事，激勵學生創新與敬業之精神;講述隧道二極管應用引申出芯片，結合中興、華為等與美國芯片之爭，熏陶學生以愛國為己任奮發圖強[3]。

（二）融合思想政治多元化

知識傳授和能力培養是課程教學的首要目的，價值塑造需和兩者相互結合，但不能舍本逐末。課程思政建設過程中，一方面需要保障知識講述的主體性和流暢性，在知識傳授的主線上合適的節點自然穿插思想政治元素，形成連貫整體;另一方面又需要增加生動性和趣味性，提升學生的興趣點和注意力，提高教學效果[4]。采用的方法包括：直接在教案中給出與課程內容關系密切的人物或者事件信息，教學過程中針對這人物或者事件進行相關思想政治元素的展開;間接在教案中給出思想政治元素，教案中僅留有提示，教師可以根據提示進行擴展深入，再引申出提示背后的思想政治元素;師生互動法，在部分學生聽課效果不佳的時候（如長時間理論推導）針對思想政治庫中某個事件相互討論發表看法，同時以正確的方法引導;課堂課后協同，建設微信公眾號，圍繞半導體物理器件及集成電路內容定期推送行業動態和體現思想政治特色的信息，增加學生知識面，熏陶學生愛國敬業等情操。

（三）實現思想政治教育長效性

課程內容和思想政治教育的最終目標是培育具有家國情懷的專業領軍人才。評價一門課程思政的效果需要結合短期和長期的評價機制：短期效果體現在學生對專業的熱愛程度，對學業的投入熱情程度以及課堂學習氛圍的狀態[5]。任課教師從課堂表現得到感受，制定課程反饋表收集學生對課程內容和效果評價，從到課率、聽課狀態以及課程考試分數進行直觀評價。另一方面，對畢業生實行長期跟蹤評價方法，針對之前沒有思想政治元素教學和有思想政治元素教學的畢業生定期收集反饋表，對比畢業生的就業狀態和個人思想，綜合跟蹤反饋[6]。

四、課程思政方法

（一）思想政治元素精練方法

經過教學團隊多次討論、定期更新和維護，形成本課程的思想政治元素庫。圍繞引導學生的政治認同、思想認同、情感認同，堅定中國特色社會主義四個自信，引導學生的愛國、敬業、誠信、友善修養等精神追求定位，從半導體物理與器件的歷史發展重大事件和關鍵人物、當前國內外半導體行業重要事件和關鍵人物提取思想政治元素，構建半導體物理與器件課程思政元素庫。圍繞課程知識點，尤其是在授課PPT上出現的知識點搭建思想政治元素關系，保障教學內容銜接的流暢性。

（二）一體四翼課程思政方法

以課堂教學為主體，以參與性教學、體驗性教學、研究性教學、實踐性教學為支撐的一體四翼課程思政教學方法。案例：半導體器件課堂授課為主體教學，參與性教學是通過教師設計論題和問卷，學生參與反饋和論題闡述，如本課程出題討論中國芯片之爭帶來的機遇與責任;體驗性教學是通過微信公眾平臺分享半導體器件新興技術和國家第三代半導體政策信息，擴展課程內容和提升學生責任感;研究性教學是通過專家學者專題講座討論，開展研究性教學，深化課程內容。本課程邀請柔性電子器件教授講座，補充新興半導體器件內容;實踐性教學是組織學生和教師通過假期瞻仰中共一大舊址，接受愛國主義教育。

五、課程思政教學案例

理論部分涉及了固體物理、量子力學、熱力學等多門課程的知識，內容較為深奧復雜。融合思想政治元素，課堂教學過程中主要有三種方式進行。

1.講述某個知識點時，在PPT上給出提示，引申出相關的課程思政元素，在相對較短的時間內與學生互動交流，如當講解到回旋共振實驗時，根據提示，引申出實驗儀器的國外壟斷儀器和當前局勢下受其打壓，部分儀器難以購買等事件，鼓勵學生任重道遠自強不息。

2.第二種方式是直接融入行業重大事情或者重要人物，以整頁PPT形式加入。舉例：以整個半導體理論的發展歷史為主線，將各個主要知識點串聯起來，介紹了重要的理論背后的科學家以及他們的故事。我國著名物理學家、中國固體物理學和半導體物理學奠基人之一——黃昆院士的故事。介紹了他在微電子領域的地位和學術貢獻，講解他在中國微電子發展的關鍵時期，毅然決然回國的故事，講解了他嚴謹的學術態度以及重視基礎教學的師德師風和一心為國家做貢獻的精神。一方面為學生樹立了榜樣，增強了學生的民族自信心和自豪感，另一方面激發了學生為國家做貢獻的責任心，同時利用大師的事跡幫助學生培養了良好的學術態度和學習方法。

3.第三種方式就是在課堂教學活動剛開始、課堂教學活動即將結束或者某個時間段學生聽課狀態很差時候，引入思想政治元素，調動學生注意力以及提供有意幫助和熏陶。

六、課程思政教學成效

當前，半導體物理與器件課程思政融入的成效體現如下：與以往氣氛沉悶對比，課堂表現積極，學生能夠以飽滿的熱情參與課堂討論，以專注的態度聆聽教師授課;學生上課出勤率和發言率有明顯變化，少數學生能夠主動分享感受和體會，達到學生之間相互影響的效果;課后收集的課程反饋體現了學生對課程思政內容的肯定，在對學生進行知識傳授的同時，對學生的道德情操具有積極的影響和促進;尤其在三航報國情節和華為芯片事件的影響下，學生進入微電子專業深造的比例明顯增加。

半導體物理與器件是微電子科學與工程專業第一門專業相關課程，直接影響后續課程教學的效果和學生對專業的理解和認同。在本課程教學模式改革后，學生對專業的認同感明顯增強。學生考研選擇半導體物理與器件作為考試科目的人數兩年增加了三倍，學生保研和考研選擇本院的人數兩年增加了三倍以上。

七、結語

當前國際環境日趨惡化，中國與西方的競爭在于科技的較量，拋棄幻想發展自我強大的科技力量是關鍵。而科技力量的核心是人才，價值塑造、能力培養、知識傳授的三位一體人才培養模式是當前我國人才培養的重要內涵和關鍵，是實現培養微電子領域拔尖領軍人才目標的重要手段。立德樹人、用新時代特色社會主義思想鑄魂育人、著力培養學生的家國情懷是根本任務;具有堅實的專業基礎、富有創新精神、專業發展的最新理解并具備實踐能力是重要手段。

在半導體物理的教學實踐中，通過深入調研，精心設計，師生共同參與，建立起較為科學、完整的課程體系，探索學習教學模式的途徑和方法，培養學生富有主動的學習能力，提高教學效果與教學質量，收到一定的成效。通過課程平臺的構建，打好扎實的工程理論基礎知識，完成專業內容的傳授是核心內容。在課程思政教學改革項目的支持下，半導體物理與器件課程思政建設取得明顯成效，結果不僅驗證了論文描述方法的正確性和有效性，同時為其他課程思政建設起到示范作用。

參考文獻

[1]朱玥.“互聯網+”時代高校思政課虛擬實踐教學研究

[J].文化產業，2021（14）：107-108.

[2]胡穎飛.課程思政在半導體物理教學中的實踐方法探索[J].科教文匯（下旬刊），2021（4）：72-73+78.

[3]孟強強，苗萌，薛燕.材料物理性能中“課程思政”的教學實踐探討[J].當代化工研究，2021（6）：112-114.

[4]劉森，李智煒，王璽.微納電子器件課程思政案例教學的探索和實踐[J].教育教學論壇，2020（47）：236-238.

[5]申慧，趙國營，侯京山，等.《半導體材料》課程建設的實踐與思考[J].教育現代化，2019，6（78）：80-81+135.

[6]侯京山，趙國營，劉玉峰，等.半導體材料課程思政教育建設的探索和研究[J].新校園（上旬），2018（9）：12.

On the Method of “Curriculum Ideological and Political Education” in the Course of Semiconductor Physics and Devices

WANG Shao-xi， WANG Yu-cheng， LI Wei

（School of Microelectronics， Northwestern Polytechnical University， Xian， Shaanxi 710072， China）

Abstract： The trinity model of value shaping， ability training， and knowledge imparting is the important connotation of talent training in the country， and it is an important means to achieve the goal of cultivating top-notch talents in the field of microelectronics. It is the fundamental task to build students morality， cast their souls and educate them with the socialist thoughts with the characteristics of the new era， and focus on cultivating students patriotism. Having a solid professional foundation， an innovative spirit， an understanding of the latest professional development， and practical ability are important means to all students. Through the construction of the course platform， students can learn a solid foundation of engineering theories and teachers can complete the teaching of professional content， which are the core contents. However， the traditional teaching process of Semiconductor Physics and Devices has some problems such as too many obscure theories， difficulties in students understanding， too much emphasis on knowledge imparting， and the lack of organic integration between value shaping and ability training. This paper combines actual cases and the knowledge points of Semiconductor Physics and Devices to refine ideological and political elements， integrates ideological and political content from multiple perspectives， and at the same time focuses on the effectiveness and long-term effect of “curriculum ideological and political education”， so as to effectively realize value shaping， ability training and knowledge transfer in talent training.

Key words： semiconductor physics; device; “curriculum ideological and political education”; ideological and political elements; compound talents