微納電子器件課程思政案例教學的探索和實踐

劉森 李智煒 王璽

[摘 要]微納電子器件是一門涉及微電子、集成電路先進制造工藝和表征技術的課程。由于“中興”“華為”事件，我國微電子科學與產業技術引起廣泛關注和討論。文章以微納電子器件課程改革為契機，在課堂教學中融入思政元素，展示我國微電子領域取得的成就，引導大家客觀評價我國微電子產業技術，建立對我國微電子科學發展的信心和興趣，實現知識傳授和價值引領同頻共振。

[關鍵詞]課程思政;教學改革;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;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。

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

一、引言

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。”[1]進入新時代，黨和國家的思想政治教育工作也應該步入新臺階。課堂不僅僅是傳授知識的舞臺，更應該成為思政育人的平臺。大學生正處于人生觀、世界觀、價值觀成長成熟的關鍵時期，網絡中的一些負面新聞對大學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生形成正確的社會主義核心價值體系觀念，有助于培養有理想、有信念、有責任、有擔當的科技英才。

微納電子器件課程蘊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，課程講授內容與當前輿論關注的熱點密切相關。當前我國在微電子領域面臨“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光刻機禁運事件，引起了國內對我國微電子技術的廣泛關注和討論。作為微電子領域的科研人員、為我國微電子領域培養青年英才的教師，在講授知識的同時要引導大家客觀看待事物，去偽存真。誠然我國微電子技術距離美國最先進水平還有一定的差距，但是國內許多科研院所、民營企業已經開始在該領域布局，而且取得了顯著成績且達到世界領先水平，比如華為海思的麒麟芯片、中微半導體生產的5nm刻蝕機等。最后通過這些典型案例的教學，引導大家積極客觀評價我國微電子產業，激發學生投身微電子領域的熱情。

思想政治工作從根本上說是做人的工作，必須圍繞學生、關照學生、服務學生，不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質、文化素養，讓學生成為德才兼備、全面發展的人才[2]。微納電子器件的課程思政改革將緊緊圍繞以學生為中心，通過鼓勵和啟發式教學，讓學生走向講臺，以同齡人的身份和體會向大家講述對某一技術領域發展現狀的認識，盡量引起同學們的共鳴。

教育部部長陳寶生在新時代全國高等學校本科教育工作會議上的講話指出：“對大學生思想言行和成長影響最大的第一因素是專業課教師。”[3]微納電子器件是學院微電子科學與工程專業的核心課程，開設在大三下學期，正處于價值觀和思想認知趨于成熟的關鍵時期。本門課程將注重講解微電子產業的發展現狀和發展趨勢，微納制造過程中關鍵核心技術的基本原理和基本概念，在課程關鍵內容部分采用案例教學，將學院相關方向的科研成果融入課堂進行講授，注重科研思維和學科思維的培養。從目前來看，微納電子器件推進課程思政改革，探索思政案例的設計與實施正當其時，通過展示國內微電子產業發展成就，以及將身邊的科研成果帶入講堂，堅定學生對我國微電子科學的理想信念，引導學生正確認識歷史規律，增強四個自信，努力成為愛國、勵志、求真和力行的社會主義建設者和接班人。

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代電子學的前沿和基礎科學之一，與微電子行業的發展緊密相連。在當代電子信息系統中，微電子科學與技術具有十分重要的地位，處于電子信息系統產業鏈的上游，為眾多電子信息系統提供基礎器件支撐。進入新時代以來，我國微電子科學技術產業發展迅猛，僅2018年我國微電子產業相關的銷售額同比增長20%。但是由于我國長期在微電子領域技術薄弱，在當前中美貿易沖突背景下，微電子領域的薄弱導致我國面臨“卡脖子”問題。只有掌握微電子領域的核心技術才能成為真正意義上的經濟強國。而發展微電子技術的核心在于培養微電子領域的專門人才。微納電子器件課程針對學院微電子科學與工程、電子科學與技術兩個專業開設，主要講授微納電子器件的制造工藝和表征技術兩個方面。課程內講述的光刻技術、刻蝕技術等內容與當前網絡輿論熱點密切相關，非常適合開展思政教學。課程授課過程中，注重通過對網絡輿論的熱點開展分析，實施案例教學，引導大家客觀正面評價網絡事件，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

當前我們國內微納電子器件相關的教學活動中，主要還是采用傳統的教學模式，教師講什么，學生被動接受什么，學生自動參與教學活動的熱情不高，沒有充分調動同學們的積極性。教學內容沿用傳統知識體系，內容科學性較強，但是學生自主學習程度不高。另一方面，教學內容中的案例較少，而且大多數案例比較陳舊，和當前最先進的工藝技術相比有較大的出入。針對以上問題，并結合當前課程思政的要求，本課程在授課時注重強調案例教學，在精講概念、嚴格要求的基礎上，通過將學院微電子領域最新的科研成果帶入講堂，讓大家了解課堂內講授的加工工藝和表征技術在實際中的應用。引導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進行表征，在案例教學的背后著重講述學科思維。在科研成果案例講述的過程中，與國內外最先進水平相對比，強調我國在該領域的發展與進步，堅定同學們對微電子領域的信念，激發同學們學習的積極性。

三、微納電子器件課程教學中“課程思政”的設計與實施

（一）“課程思政”設計思想

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。以堅持以馬克思主義為指導，自覺把中國特色社會主義理論體系貫穿研究和教學全過程，轉化為清醒的理論自覺、堅定的政治信念、科學的思維方法。堅持以專業知識的傳授與社會主義核心價值觀引領相結合。針對當前大學生的特點，針對性開展思政教學，思想道德教育融入知識教育中，使學生成為新時代德才兼備的高水平人才。

微納電子器件課程思政改革將貫穿教案撰寫、教學設計、課堂教學以及課程考核等各個環節，將選取社會主義核心價值觀中的愛國、敬業、富強等內容展開。通過課程專業知識講授和思政教學，使同學們更加熱愛祖國，腳踏實地追求卓越的工匠精神。引導大家通過自己的努力，促使我國微電子領域的現代化發展，助力中國夢的實現。

（二）“課程思政”改革實踐

微納電子器件課程思政建設過程中還認真分析了教學內容各個部分的思政設計，總體如表1所示：

在第一部分緒論的教學計劃中，除了講授國際上微電子的發展歷史外，還將講授我國微電子發展的布局，通過引入我國“兩彈一星”工程的奮斗歷史，增強同學們對我國微電子產業發展的信心。同時，引導同學們分析和討論當前美國對我國微電子產業的“卡脖子”事件，要用發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域技術后，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業的核心技術嗎？增強學生的愛國情懷。

第二部分講授微納圖形化技術時，講授光刻技術，包括紫外光刻、深紫外光刻、極紫外光刻技術。在講授光刻技術發展歷程的過程中，引入當前網絡輿情比較關注的中芯國際極紫外光刻機禁運事件，同時介紹上海微電子研發的國產光刻機，讓同學們了解到我國光刻機的發展水平和布局。增強學生愛國和敬業精神，對于微電子領域的關鍵核心設備一定要牢牢掌握在自己手中。

第三部分講授刻蝕技術時，適時講授我國中微半導體公司生產的5nm刻蝕機被全球最大的半導體代工企業臺積電引入其5nm芯片制造線的事跡，讓同學們了解到我國在部分微電子領域設備的先進性，增強學生的愛國情懷。

第四部分講授薄膜沉積技術時，重點介紹一些國產薄膜沉積設備的發展現狀，是同學們了解我國在該領域的發展與布局，增強同學們的愛國情懷，以及為國家微電子科技發展而努力奮斗，實現中國夢的理想信念。

第五部分講授CMP拋光技術時，突出大國工匠精神，讓同學們了解國產拋光技術的發展，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時，穿插介紹一些我國聚束科技等公司生產的高通量掃描電子顯微鏡設備，使同學們了解到我國在掃描電子成像技術領域的水平和進展。同時結合我們學院在該領域最新的科研成果，通過案例教學使同學們了解當前最新的學術研究前沿和熱點問題，鼓勵大家勇于探索的敬業精神和富強意識。

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

在完成講授全部課程內容后，將進行“考試與評價”，教育學生愛國、誠信、富強、敬業的優良品德，引導學生為實現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

專業課的思政教育必須符合專業課程自身的規律與特點，從而達到潤物細無聲的目的。因此在微納電子器件課程理論體系的基礎上通過教學方法和教學內容的創新，實現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：一是通過學校督導專家獲得思政教育效果的反饋，二是通過問卷調查的方式，從授課對象獲得思政教育效果的反饋。根據反饋的結果，微納電子器件課程思政的改進主要從以下兩個方面入手：

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

第二，思政教育案例與專業教學內容的融合。目前根據反饋，部分案例與專業課教學內容的融合不夠緊密，過渡生硬刻板。針對這個問題需要專業課教師具備熟練的專業知識授課水準，并且能夠針對思政案例對教學內容進行部分調整，使之融合更加緊密。

五、結論

微納電子器件是微電子科學與工程的核心專業課程，直接面向我國半導體、微納器件制造領域，通過課程的學習能夠使學生掌握各種微納電子器件的制造工藝和表征方法。而且，針對當前的時政熱點，微納電子器件課程開展思政教育正當其時，可以使學生了解我國微電子領域的發展和布局，增強學生對我國微電子產業的信心，鼓勵大家積極從事微電子行業，掌握微電子領域的核心技術，為助力中國夢的實現貢獻力量。

參考文獻

[1]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

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

[3]解光勇，全沛.基于《微電子學概論》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