微納電子器件課程思政案例教學(xué)的探索和實踐

劉森 李智煒 王璽

[摘 要]微納電子器件是一門涉及微電子、集成電路先進(jìn)制造工藝和表征技術(shù)的課程。由于“中興”“華為”事件，我國微電子科學(xué)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)引起廣泛關(guān)注和討論。文章以微納電子器件課程改革為契機(jī)，在課堂教學(xué)中融入思政元素，展示我國微電子領(lǐng)域取得的成就，引導(dǎo)大家客觀評價我國微電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)，建立對我國微電子科學(xué)發(fā)展的信心和興趣，實現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)同頻共振。

[關(guān)鍵詞]課程思政;教學(xué)改革;微納電子器件

[作者簡介]劉 森（1988—），男，河南南陽人，博士，副研究員，研究方向為智能信息器件與電路系統(tǒng);李智煒（1989—），男，江西南昌人，博士，講師，研究方向為電子電路與信息器件;王 璽（1979—），女，陜西咸陽人，博士，副教授，研究方向為嵌入式電子系統(tǒng)。

[中圖分類號] G641[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-10-04

一、引言

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)：“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！盵1]進(jìn)入新時代，黨和國家的思想政治教育工作也應(yīng)該步入新臺階。課堂不僅僅是傳授知識的舞臺，更應(yīng)該成為思政育人的平臺。大學(xué)生正處于人生觀、世界觀、價值觀成長成熟的關(guān)鍵時期，網(wǎng)絡(luò)中的一些負(fù)面新聞對大學(xué)生價值觀的形成帶來了沖擊。在高校課堂中融入思想政治元素有利于大學(xué)生形成正確的社會主義核心價值體系觀念，有助于培養(yǎng)有理想、有信念、有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)?shù)目萍加⒉拧?/p>

微納電子器件課程蘊(yùn)含豐富的思政教育元素，課程主要講授微納電子器件的制造工藝和表征技術(shù)，課程講授內(nèi)容與當(dāng)前輿論關(guān)注的熱點密切相關(guān)。當(dāng)前我國在微電子領(lǐng)域面臨“卡脖子”問題，特別是2018年、2019年的“中興”和“華為”事件、中芯國際EUV光刻機(jī)禁運事件，引起了國內(nèi)對我國微電子技術(shù)的廣泛關(guān)注和討論。作為微電子領(lǐng)域的科研人員、為我國微電子領(lǐng)域培養(yǎng)青年英才的教師，在講授知識的同時要引導(dǎo)大家客觀看待事物，去偽存真。誠然我國微電子技術(shù)距離美國最先進(jìn)水平還有一定的差距，但是國內(nèi)許多科研院所、民營企業(yè)已經(jīng)開始在該領(lǐng)域布局，而且取得了顯著成績且達(dá)到世界領(lǐng)先水平，比如華為海思的麒麟芯片、中微半導(dǎo)體生產(chǎn)的5nm刻蝕機(jī)等。最后通過這些典型案例的教學(xué)，引導(dǎo)大家積極客觀評價我國微電子產(chǎn)業(yè)，激發(fā)學(xué)生投身微電子領(lǐng)域的熱情。

思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學(xué)生、關(guān)照學(xué)生、服務(wù)學(xué)生，不斷提高學(xué)生思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才[2]。微納電子器件的課程思政改革將緊緊圍繞以學(xué)生為中心，通過鼓勵和啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生走向講臺，以同齡人的身份和體會向大家講述對某一技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀的認(rèn)識，盡量引起同學(xué)們的共鳴。

教育部部長陳寶生在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上的講話指出：“對大學(xué)生思想言行和成長影響最大的第一因素是專業(yè)課教師。”[3]微納電子器件是學(xué)院微電子科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，開設(shè)在大三下學(xué)期，正處于價值觀和思想認(rèn)知趨于成熟的關(guān)鍵時期。本門課程將注重講解微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，微納制造過程中關(guān)鍵核心技術(shù)的基本原理和基本概念，在課程關(guān)鍵內(nèi)容部分采用案例教學(xué)，將學(xué)院相關(guān)方向的科研成果融入課堂進(jìn)行講授，注重科研思維和學(xué)科思維的培養(yǎng)。從目前來看，微納電子器件推進(jìn)課程思政改革，探索思政案例的設(shè)計與實施正當(dāng)其時，通過展示國內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展成就，以及將身邊的科研成果帶入講堂，堅定學(xué)生對我國微電子科學(xué)的理想信念，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識歷史規(guī)律，增強(qiáng)四個自信，努力成為愛國、勵志、求真和力行的社會主義建設(shè)者和接班人。

二、微納電子器件課程特點與思政改革

（一）課程特點

微納電子器件課程屬于當(dāng)代電子學(xué)的前沿和基礎(chǔ)科學(xué)之一，與微電子行業(yè)的發(fā)展緊密相連。在當(dāng)代電子信息系統(tǒng)中，微電子科學(xué)與技術(shù)具有十分重要的地位，處于電子信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的上游，為眾多電子信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)器件支撐。進(jìn)入新時代以來，我國微電子科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，僅2018年我國微電子產(chǎn)業(yè)相關(guān)的銷售額同比增長20%。但是由于我國長期在微電子領(lǐng)域技術(shù)薄弱，在當(dāng)前中美貿(mào)易沖突背景下，微電子領(lǐng)域的薄弱導(dǎo)致我國面臨“卡脖子”問題。只有掌握微電子領(lǐng)域的核心技術(shù)才能成為真正意義上的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國。而發(fā)展微電子技術(shù)的核心在于培養(yǎng)微電子領(lǐng)域的專門人才。微納電子器件課程針對學(xué)院微電子科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)兩個專業(yè)開設(shè)，主要講授微納電子器件的制造工藝和表征技術(shù)兩個方面。課程內(nèi)講述的光刻技術(shù)、刻蝕技術(shù)等內(nèi)容與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)輿論熱點密切相關(guān)，非常適合開展思政教學(xué)。課程授課過程中，注重通過對網(wǎng)絡(luò)輿論的熱點開展分析，實施案例教學(xué)，引導(dǎo)大家客觀正面評價網(wǎng)絡(luò)事件，鼓勵大家積極思考未來“我該怎么做”，才能助力國家擺脫目前的被動局面。

（二）課程思政改革

當(dāng)前我們國內(nèi)微納電子器件相關(guān)的教學(xué)活動中，主要還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師講什么，學(xué)生被動接受什么，學(xué)生自動參與教學(xué)活動的熱情不高，沒有充分調(diào)動同學(xué)們的積極性。教學(xué)內(nèi)容沿用傳統(tǒng)知識體系，內(nèi)容科學(xué)性較強(qiáng)，但是學(xué)生自主學(xué)習(xí)程度不高。另一方面，教學(xué)內(nèi)容中的案例較少，而且大多數(shù)案例比較陳舊，和當(dāng)前最先進(jìn)的工藝技術(shù)相比有較大的出入。針對以上問題，并結(jié)合當(dāng)前課程思政的要求，本課程在授課時注重強(qiáng)調(diào)案例教學(xué)，在精講概念、嚴(yán)格要求的基礎(chǔ)上，通過將學(xué)院微電子領(lǐng)域最新的科研成果帶入講堂，讓大家了解課堂內(nèi)講授的加工工藝和表征技術(shù)在實際中的應(yīng)用。引導(dǎo)大家思考為什么在該問題研究的時候會選用這種加工工藝，為什么選擇這種表征技術(shù)進(jìn)行表征，在案例教學(xué)的背后著重講述學(xué)科思維。在科研成果案例講述的過程中，與國內(nèi)外最先進(jìn)水平相對比，強(qiáng)調(diào)我國在該領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步，堅定同學(xué)們對微電子領(lǐng)域的信念，激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性。

三、微納電子器件課程教學(xué)中“課程思政”的設(shè)計與實施

（一）“課程思政”設(shè)計思想

微納電子器件課程思政將緊緊圍繞社會主義核心價值觀開展思政教學(xué)。以堅持以馬克思主義為指導(dǎo)，自覺把中國特色社會主義理論體系貫穿研究和教學(xué)全過程，轉(zhuǎn)化為清醒的理論自覺、堅定的政治信念、科學(xué)的思維方法。堅持以專業(yè)知識的傳授與社會主義核心價值觀引領(lǐng)相結(jié)合。針對當(dāng)前大學(xué)生的特點，針對性開展思政教學(xué)，思想道德教育融入知識教育中，使學(xué)生成為新時代德才兼?zhèn)涞母咚饺瞬拧?/p>

微納電子器件課程思政改革將貫穿教案撰寫、教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)以及課程考核等各個環(huán)節(jié)，將選取社會主義核心價值觀中的愛國、敬業(yè)、富強(qiáng)等內(nèi)容展開。通過課程專業(yè)知識講授和思政教學(xué)，使同學(xué)們更加熱愛祖國，腳踏實地追求卓越的工匠精神。引導(dǎo)大家通過自己的努力，促使我國微電子領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展，助力中國夢的實現(xiàn)。

（二）“課程思政”改革實踐

微納電子器件課程思政建設(shè)過程中還認(rèn)真分析了教學(xué)內(nèi)容各個部分的思政設(shè)計，總體如表1所示：

在第一部分緒論的教學(xué)計劃中，除了講授國際上微電子的發(fā)展歷史外，還將講授我國微電子發(fā)展的布局，通過引入我國“兩彈一星”工程的奮斗歷史，增強(qiáng)同學(xué)們對我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心。同時，引導(dǎo)同學(xué)們分析和討論當(dāng)前美國對我國微電子產(chǎn)業(yè)的“卡脖子”事件，要用發(fā)展觀的辯證思維看待該事件，等中國下大力氣突破微電子領(lǐng)域技術(shù)后，美國還能拿什么來制裁我們？“兩彈一星”都制造出來了，還能突破不了微電子產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)嗎？增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷。

第二部分講授微納圖形化技術(shù)時，講授光刻技術(shù)，包括紫外光刻、深紫外光刻、極紫外光刻技術(shù)。在講授光刻技術(shù)發(fā)展歷程的過程中，引入當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)輿情比較關(guān)注的中芯國際極紫外光刻機(jī)禁運事件，同時介紹上海微電子研發(fā)的國產(chǎn)光刻機(jī)，讓同學(xué)們了解到我國光刻機(jī)的發(fā)展水平和布局。增強(qiáng)學(xué)生愛國和敬業(yè)精神，對于微電子領(lǐng)域的關(guān)鍵核心設(shè)備一定要牢牢掌握在自己手中。

第三部分講授刻蝕技術(shù)時，適時講授我國中微半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的5nm刻蝕機(jī)被全球最大的半導(dǎo)體代工企業(yè)臺積電引入其5nm芯片制造線的事跡，讓同學(xué)們了解到我國在部分微電子領(lǐng)域設(shè)備的先進(jìn)性，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷。

第四部分講授薄膜沉積技術(shù)時，重點介紹一些國產(chǎn)薄膜沉積設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，是同學(xué)們了解我國在該領(lǐng)域的發(fā)展與布局，增強(qiáng)同學(xué)們的愛國情懷，以及為國家微電子科技發(fā)展而努力奮斗，實現(xiàn)中國夢的理想信念。

第五部分講授CMP拋光技術(shù)時，突出大國工匠精神，讓同學(xué)們了解國產(chǎn)拋光技術(shù)的發(fā)展，鼓勵腳踏實地、追求卓越的精神。

第六部分講授電子顯微技術(shù)時，穿插介紹一些我國聚束科技等公司生產(chǎn)的高通量掃描電子顯微鏡設(shè)備，使同學(xué)們了解到我國在掃描電子成像技術(shù)領(lǐng)域的水平和進(jìn)展。同時結(jié)合我們學(xué)院在該領(lǐng)域最新的科研成果，通過案例教學(xué)使同學(xué)們了解當(dāng)前最新的學(xué)術(shù)研究前沿和熱點問題，鼓勵大家勇于探索的敬業(yè)精神和富強(qiáng)意識。

第七部分在講授掃描探針顯微技術(shù)時，將學(xué)院最新的研究成果帶入課堂，通過身邊人的事跡，讓同學(xué)們了解到我國在本領(lǐng)域的科研實力，鼓勵大家投身于微電子領(lǐng)域，為國家富強(qiáng)、實現(xiàn)中國夢而奮斗的信念。

在完成講授全部課程內(nèi)容后，將進(jìn)行“考試與評價”，教育學(xué)生愛國、誠信、富強(qiáng)、敬業(yè)的優(yōu)良品德，引導(dǎo)學(xué)生為實現(xiàn)中國夢而奮斗的堅定信念。

四、微納電子器件課程思政改革的效果與改進(jìn)

專業(yè)課的思政教育必須符合專業(yè)課程自身的規(guī)律與特點，從而達(dá)到潤物細(xì)無聲的目的。因此在微納電子器件課程理論體系的基礎(chǔ)上通過教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，實現(xiàn)理論知識與思政教育的同頻共振，將成為微納電子器件能否順利實施的關(guān)鍵。

課程授課完畢后，主要通過以下兩個方式獲得反饋：一是通過學(xué)校督導(dǎo)專家獲得思政教育效果的反饋，二是通過問卷調(diào)查的方式，從授課對象獲得思政教育效果的反饋。根據(jù)反饋的結(jié)果，微納電子器件課程思政的改進(jìn)主要從以下兩個方面入手：

第一，提高專業(yè)課授課教師的思政能力。通常專業(yè)課授課教員在專業(yè)知識授課能力方面無從挑剔，但是就思政教育而言，和專業(yè)的思政教師還有不小的差距。思政教育相當(dāng)于是在現(xiàn)有事實和案例基礎(chǔ)上的提高與升華，這對于理工科背景出身的微電子專業(yè)教師還是有一定的苦難，因此如何建設(shè)合格的、高水平的專業(yè)教師隊伍是非常關(guān)鍵的。

第二，思政教育案例與專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的融合。目前根據(jù)反饋，部分案例與專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容的融合不夠緊密，過渡生硬刻板。針對這個問題需要專業(yè)課教師具備熟練的專業(yè)知識授課水準(zhǔn)，并且能夠針對思政案例對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行部分調(diào)整，使之融合更加緊密。

五、結(jié)論

微納電子器件是微電子科學(xué)與工程的核心專業(yè)課程，直接面向我國半導(dǎo)體、微納器件制造領(lǐng)域，通過課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生掌握各種微納電子器件的制造工藝和表征方法。而且，針對當(dāng)前的時政熱點，微納電子器件課程開展思政教育正當(dāng)其時，可以使學(xué)生了解我國微電子領(lǐng)域的發(fā)展和布局，增強(qiáng)學(xué)生對我國微電子產(chǎn)業(yè)的信心，鼓勵大家積極從事微電子行業(yè)，掌握微電子領(lǐng)域的核心技術(shù)，為助力中國夢的實現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]習(xí)近平在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)：把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[2]付冬娟，夏曉川，張賀秋，等.《微電子技術(shù)導(dǎo)論》課程思政改革的探索與實踐[J].高教學(xué)刊，2020（18）：177-179.

[3]解光勇，全沛.基于《微電子學(xué)概論》開展“課程思政”的探索[J].高教論壇，2020（2）：39-42.

Abstract： Micro-Nano Electronic Devices is a course involving microelectronics， integrated circuit advanced manufacturing technology and characterization technology. Due to the "ZTE" and "Huawei" incidents， China's microelectronics science and industrial technology have been widely concerned and discussed. This paper takes the Micro-Nano Electronic Devices course reform as an opportunity to incorporate ideological and political elements into classroom teaching， demonstrates the achievements in the field of microelectronics in our country and guides students to objectively evaluate China's microelectronics industry， so as to establish students' confidence and interest in the development of microelectronics in the country and realize the goal of knowledge transfer and value guidance.

Key words： "curriculum ideology and politics"; teaching reform; Micro-Nano Electronic Devices