“半导体物理器件”课程思政建设方法

王少熙 汪钰成 李伟

[摘 要] 价值塑造、能力培养、知识传授三位一体模式是我国人才培养的重要内涵，是培养微电子拔尖领军人才的重要手段。立德树人、用新时代特色社会主义思想铸魂育人、培养学生的家国情怀是根本任务;具有坚实的专业基础、创新精神、专业发展最新理解并具备实践能力是重要手段;通过课程平台的构建，打好扎实的工程理论知识，完成专业传授是核心内容。然而半导体物理与器件传统教学存在理论深、理解难、重视知识传授、缺乏与价值塑造和能力培养的有机融合。通过结合半导体物理与器件的知识点，提炼课程思政元素，从多角度融合课程思政内容，同时注重课程思政的有效性和长效性，有效地实现价值塑造、能力培养和知识传授的融合人才培养。

[关键词] 半导体物理;器件;课程思政;思政元素;融合人才

[基金项目] 2021年度西北工业大学半导体物理器件“课程思政”示范课程（202161）

[作者简介] 王少熙（1981—），男，江西九江人，博士，西北工业大学微电子学院副教授（通信作者），主要从事微电子可靠性、集成电路与系统和生物微电子研究;汪钰成（1993—），男，湖北黄冈人，博士，西北工业大学微电子学院副教授，主要从事生物微电子，新型半导体器件机理和应用研究;李 伟（1990—），男，甘肃定西人，博士，西北工业大学微电子学院副教授，主要从事生物微电子，二维材料特性和应用研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）42-0105-04   [收稿日期] 2021-05-24

一、引言

在当前世界不断发展变迁的环境下，作为人才培养的核心内容，塑造具备家国情怀的合格人才具有重要的作用和意义。如何培养人才、培养什么样的人才、为谁培养人才是教育工作者需要明确认识的事情。人才的培养不仅在于科学体系知识的传授，更要塑造合格的灵魂，引导学生胸怀家国情怀，才能更好地实现自我光明的未来，才能体现人生的价值和意义。

半導体物理与器件是微电子学专业的最重要的理论基础课，课程全面地论述半导体的一些基本物理概念、现象、物理过程及其规律。学习和掌握半导体物理和器件的基本理论和分析方法，是学习后续课程的基础，是从事微电子学的研究以及现代VLSI与系统设计和制造工作的理论基础。课程内容理论性强，一直存在学生听课难、理解难、考试难的现象。在教学改革过程中，如何有效提高知识传授效果的同时融合课程思政教学，塑造健康积极向上的心态，培养为社会主义事业奋斗的家国情怀，是体现人才培养水平和质量的关键。本文结合半导体物理与器件课程的思想政治建设，展现实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体融合的人才培养模式[1]。

二、课程思政目标

微电子专业目标为培养适应社会主义现代化建设需求的德智体美劳全面发展、在集成电路设计与制造领域内掌握坚实的理论基础和系统专门知识的复合型领军人才。结合课堂教学与课后资料，引导学生了解世情国情党情民情，增强对党的创新理论的政治认同、思想认同、情感认同，坚定中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。引导学生把国家、社会、公民的价值要求融为一体，提高个人的爱国、敬业、诚信、友善修养，自觉把小我融入大我，不断追求国家的富强、民主、文明、和谐和社会的自由、平等、公正、法治，将社会主义核心价值观内化为精神追求、外化为自觉行动[2]。结合典型事例和人物，大力弘扬以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神，教育引导学生传承中华文脉，富有中国心、饱含中国情、充满中国味。

三、课程思政内容

（一）建设思想政治元素库

围绕半导体物理与器件课程内容相关性，从国内外事件和领域著名人物等提炼课程思政元素，同时考虑学生的兴趣点和关注点，形成有效的课程思路元素库。如讲述量子阱效应牵引出量子计算和量子通讯，结合潘建伟教授团队在量子通讯领域成就展示大国重器和民族的脊梁;讲述晶体管时引申出美国硅谷“八叛徒与仙童半导体”故事，激励学生创新与敬业之精神;讲述隧道二极管应用引申出芯片，结合中兴、华为等与美国芯片之争，熏陶学生以爱国为己任奋发图强[3]。

（二）融合思想政治多元化

知识传授和能力培养是课程教学的首要目的，价值塑造需和两者相互结合，但不能舍本逐末。课程思政建设过程中，一方面需要保障知识讲述的主体性和流畅性，在知识传授的主线上合适的节点自然穿插思想政治元素，形成连贯整体;另一方面又需要增加生动性和趣味性，提升学生的兴趣点和注意力，提高教学效果[4]。采用的方法包括：直接在教案中给出与课程内容关系密切的人物或者事件信息，教学过程中针对这人物或者事件进行相关思想政治元素的展开;间接在教案中给出思想政治元素，教案中仅留有提示，教师可以根据提示进行扩展深入，再引申出提示背后的思想政治元素;师生互动法，在部分学生听课效果不佳的时候（如长时间理论推导）针对思想政治库中某个事件相互讨论发表看法，同时以正确的方法引导;课堂课后协同，建设微信公众号，围绕半导体物理器件及集成电路内容定期推送行业动态和体现思想政治特色的信息，增加学生知识面，熏陶学生爱国敬业等情操。

（三）实现思想政治教育长效性

课程内容和思想政治教育的最终目标是培育具有家国情怀的专业领军人才。评价一门课程思政的效果需要结合短期和长期的评价机制：短期效果体现在学生对专业的热爱程度，对学业的投入热情程度以及课堂学习氛围的状态[5]。任课教师从课堂表现得到感受，制定课程反馈表收集学生对课程内容和效果评价，从到课率、听课状态以及课程考试分数进行直观评价。另一方面，对毕业生实行长期跟踪评价方法，针对之前没有思想政治元素教学和有思想政治元素教学的毕业生定期收集反馈表，对比毕业生的就业状态和个人思想，综合跟踪反馈[6]。

四、课程思政方法

（一）思想政治元素精练方法

经过教学团队多次讨论、定期更新和维护，形成本课程的思想政治元素库。围绕引导学生的政治认同、思想认同、情感认同，坚定中国特色社会主义四个自信，引导学生的爱国、敬业、诚信、友善修养等精神追求定位，从半导体物理与器件的历史发展重大事件和关键人物、当前国内外半导体行业重要事件和关键人物提取思想政治元素，构建半导体物理与器件课程思政元素库。围绕课程知识点，尤其是在授课PPT上出现的知识点搭建思想政治元素关系，保障教学内容衔接的流畅性。

（二）一体四翼课程思政方法

以课堂教学为主体，以参与性教学、体验性教学、研究性教学、实践性教学为支撑的一体四翼课程思政教学方法。案例：半导体器件课堂授课为主体教学，参与性教学是通过教师设计论题和问卷，学生参与反馈和论题阐述，如本课程出题讨论中国芯片之争带来的机遇与责任;体验性教学是通过微信公众平台分享半导体器件新兴技术和国家第三代半导体政策信息，扩展课程内容和提升学生责任感;研究性教学是通过专家学者专题讲座讨论，开展研究性教學，深化课程内容。本课程邀请柔性电子器件教授讲座，补充新兴半导体器件内容;实践性教学是组织学生和教师通过假期瞻仰中共一大旧址，接受爱国主义教育。

五、课程思政教学案例

理论部分涉及了固体物理、量子力学、热力学等多门课程的知识，内容较为深奥复杂。融合思想政治元素，课堂教学过程中主要有三种方式进行。

1.讲述某个知识点时，在PPT上给出提示，引申出相关的课程思政元素，在相对较短的时间内与学生互动交流，如当讲解到回旋共振实验时，根据提示，引申出实验仪器的国外垄断仪器和当前局势下受其打压，部分仪器难以购买等事件，鼓励学生任重道远自强不息。

2.第二种方式是直接融入行业重大事情或者重要人物，以整页PPT形式加入。举例：以整个半导体理论的发展历史为主线，将各个主要知识点串联起来，介绍了重要的理论背后的科学家以及他们的故事。我国著名物理学家、中国固体物理学和半导体物理学奠基人之一——黄昆院士的故事。介绍了他在微电子领域的地位和学术贡献，讲解他在中国微电子发展的关键时期，毅然决然回国的故事，讲解了他严谨的学术态度以及重视基础教学的师德师风和一心为国家做贡献的精神。一方面为学生树立了榜样，增强了学生的民族自信心和自豪感，另一方面激发了学生为国家做贡献的责任心，同时利用大师的事迹帮助学生培养了良好的学术态度和学习方法。

3.第三种方式就是在课堂教学活动刚开始、课堂教学活动即将结束或者某个时间段学生听课状态很差时候，引入思想政治元素，调动学生注意力以及提供有意帮助和熏陶。

六、课程思政教学成效

当前，半导体物理与器件课程思政融入的成效体现如下：与以往气氛沉闷对比，课堂表现积极，学生能够以饱满的热情参与课堂讨论，以专注的态度聆听教师授课;学生上课出勤率和发言率有明显变化，少数学生能够主动分享感受和体会，达到学生之间相互影响的效果;课后收集的课程反馈体现了学生对课程思政内容的肯定，在对学生进行知识传授的同时，对学生的道德情操具有积极的影响和促进;尤其在三航报国情节和华为芯片事件的影响下，学生进入微电子专业深造的比例明显增加。

半导体物理与器件是微电子科学与工程专业第一门专业相关课程，直接影响后续课程教学的效果和学生对专业的理解和认同。在本课程教学模式改革后，学生对专业的认同感明显增强。学生考研选择半导体物理与器件作为考试科目的人数两年增加了三倍，学生保研和考研选择本院的人数两年增加了三倍以上。

七、结语

当前国际环境日趋恶化，中国与西方的竞争在于科技的较量，抛弃幻想发展自我强大的科技力量是关键。而科技力量的核心是人才，价值塑造、能力培养、知识传授的三位一体人才培养模式是当前我国人才培养的重要内涵和关键，是实现培养微电子领域拔尖领军人才目标的重要手段。立德树人、用新时代特色社会主义思想铸魂育人、着力培养学生的家国情怀是根本任务;具有坚实的专业基础、富有创新精神、专业发展的最新理解并具备实践能力是重要手段。

在半导体物理的教学实践中，通过深入调研，精心设计，师生共同参与，建立起较为科学、完整的课程体系，探索学习教学模式的途径和方法，培养学生富有主动的学习能力，提高教学效果与教学质量，收到一定的成效。通过课程平台的构建，打好扎实的工程理论基础知识，完成专业内容的传授是核心内容。在课程思政教学改革项目的支持下，半导体物理与器件课程思政建设取得明显成效，结果不仅验证了论文描述方法的正确性和有效性，同时为其他课程思政建设起到示范作用。

参考文献

[1]朱玥.“互联网+”时代高校思政课虚拟实践教学研究

[J].文化产业，2021（14）：107-108.

[2]胡颖飞.课程思政在半导体物理教学中的实践方法探索[J].科教文汇（下旬刊），2021（4）：72-73+78.

[3]孟强强，苗萌，薛燕.材料物理性能中“课程思政”的教学实践探讨[J].当代化工研究，2021（6）：112-114.

[4]刘森，李智炜，王玺.微纳电子器件课程思政案例教学的探索和实践[J].教育教学论坛，2020（47）：236-238.

[5]申慧，赵国营，侯京山，等.《半导体材料》课程建设的实践与思考[J].教育现代化，2019，6（78）：80-81+135.

[6]侯京山，赵国营，刘玉峰，等.半导体材料课程思政教育建设的探索和研究[J].新校园（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