新工科背景下應(yīng)用型大學課程思政融入路徑探索

金豫浙 夏煒煒 劉擁軍

［摘 要］面對新時代背景下的國內(nèi)國際新挑戰(zhàn)和新機遇，文章立足人本邏輯、歷史邏輯和實踐邏輯三大邏輯，為實現(xiàn)“以德養(yǎng)人”“以史啟志”和“實踐育人”三個育人目標，以微電子科學與工程專業(yè)半導(dǎo)體器件課程為例，探索新工科背景下應(yīng)用型大學課程思政融入路徑。通過優(yōu)化理論教學內(nèi)容，厚植思政元素，落實立德樹人根本任務(wù)；堅持干中學、學中干的方式，改進課程教學方法，虛實結(jié)合，實現(xiàn)思政目標與課程目標的有機統(tǒng)一；強化過程參與和學生主體地位，優(yōu)化課程考核機制，提升新工科思政教學成效；以全球視野和戰(zhàn)略思維，為國家培養(yǎng)新一代應(yīng)用型青年造“芯”人才。

［關(guān)鍵詞］思政元素；半導(dǎo)體器件；新工科；課程思政

［中圖分類號］ G641 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）22-0096-04

“新工科”這一概念自2016年在國內(nèi)提出以來，形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”，是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1]。2020年，《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要〉的通知》指出，高等學校人才培養(yǎng)是育人和育才相統(tǒng)一的過程。建設(shè)高水平人才培養(yǎng)體系，必須將思想政治工作體系貫通其中，必須抓好課程思政建設(shè)，解決好專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”問題[2]。

課程思政的宗旨就是將知識傳授、能力培養(yǎng)以及價值引導(dǎo)、道德培養(yǎng)、意識形態(tài)輸送有機地交匯、融合起來，形成系統(tǒng)化育人長效機制，解決好“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的根本問題。本文旨在面對新時代背景下的國內(nèi)國際新挑戰(zhàn)和新機遇，以微電子科學與工程專業(yè)半導(dǎo)體器件課程為例，探索新工科應(yīng)用型大學課程思政融入路徑，挖掘新工科背景下的學科交叉融合特征和對新經(jīng)濟滲透引領(lǐng)等內(nèi)涵元素，促進專業(yè)課程與思想政治理論課同向同行，為高水平復(fù)合式應(yīng)用型人才培養(yǎng)做出應(yīng)有貢獻。

一、新時代新工科課程思政的兩大背景

（一）全球大國競爭背景下的“芯片之爭”

2018年以來，美國將多家中國知名科技企業(yè)及實體列入“實體清單”，對中興、華為等企業(yè)進行芯片領(lǐng)域制裁。2022年，美國的限制政策進一步升級，禁止將使用美國設(shè)備制造的高端芯片銷售給中國，并在8月簽署《芯片與科技法案》，10月再次要求全球主要半導(dǎo)體設(shè)備公司全面禁止對華開展業(yè)務(wù)。我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)因起步較晚，對美國高度依賴，再加上受到美國主導(dǎo)的《瓦森納協(xié)定》等國際技術(shù)出口管制規(guī)定的約束，采購半導(dǎo)體設(shè)備、芯片等的難度不斷增大[3]。美國妄圖用行政手段，重整全球半導(dǎo)體行業(yè)的供應(yīng)鏈，尤其是限縮中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。中美以“芯片之爭”為代表的科技戰(zhàn)已經(jīng)打響。

（二）中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略的“底層需求”

科技興則民族興，科技強則國家強。芯片是現(xiàn)代科技的底層邏輯，是新時代數(shù)字經(jīng)濟的核心引擎，產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)的安全對可持續(xù)發(fā)展具有國家戰(zhàn)略意義。從新中國成立初期的“兩彈一星”國防科技到“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標，在事關(guān)國家安全和發(fā)展全局的基礎(chǔ)核心領(lǐng)域，都離不開芯片的支撐作用。未來國家將加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，大力構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，努力實現(xiàn)“雙碳”目標，實施戰(zhàn)略性科學計劃和科學工程，如人工智能、量子信息、機器人、空天科技等前沿領(lǐng)域，這些領(lǐng)域關(guān)鍵芯片技術(shù)的自主可控對我國產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。

同時，專業(yè)人才的流失也是我國行業(yè)發(fā)展的瓶頸。微電子科學與專業(yè)半導(dǎo)體器件課程通過思政教學的實施，引導(dǎo)大學生扣好人生第一粒扣子。立足新時代發(fā)展，融入家國情懷，創(chuàng)新課堂教學，利用知識視野、歷史視野、全球視野，為中國特色社會主義現(xiàn)代化強國培養(yǎng)微電子行業(yè)人才。

二、新工科課程思政建設(shè)理念的三大邏輯

半導(dǎo)體不是從天上掉下來的，也不是靈機一動想出來的，更不是偶然碰出來的，而是通過一段時期的科學實驗研究發(fā)現(xiàn)的；任何重大的應(yīng)用或成熟的理論，都需要積累和準備階段[4]。為了讓學生能更好地接觸教學內(nèi)容，新工科課程思政教學應(yīng)遵循人本邏輯、歷史邏輯和實踐邏輯三大邏輯。

基于人本邏輯，實現(xiàn)“以德養(yǎng)人”。要弘揚中外科學家精神，用中外科學家的人文素質(zhì)滋養(yǎng)新一代大學生，特別是老一輩科學家把個人事業(yè)融入偉大的新中國建設(shè)事業(yè)中，為半導(dǎo)體事業(yè)奉獻青春的愛國精神。如科學家黃昆和謝希德作為國內(nèi)半導(dǎo)體物理的兩位主要開創(chuàng)者[5]，一生都在默默傳遞著知識的薪火，他們對祖國的赤子之情、對事業(yè)的赤子之誠、對黨的赤誠之心和高尚的情操垂范世人。晶體管的發(fā)明人約翰·巴丁，是目前為止唯一兩次獲得諾貝爾物理學獎的科學家，并以“為人低調(diào)”出名，“盡公民的責任為社會服務(wù)和促進社會進步”和“在團隊中用科學方法協(xié)同解決問題”是他的終生信條[6]。

基于歷史邏輯，遵循“以史啟志”。要積極主動地學習借鑒世界優(yōu)秀科技文明，特別是近代科學理論的發(fā)展歷史，認識科學發(fā)展的螺旋式，用博大的胸懷營造更加開放包容的創(chuàng)新文化；新中國史、中國改革開放史也是一部部創(chuàng)業(yè)史，激勵青年學生踔厲奮進、篤行不怠，共擔民族復(fù)興重任、立國之復(fù)興大志。如從近代科學技術(shù)史的回溯中學習能帶、功函數(shù)、電子親和能等微電子專業(yè)基本理論，同時深刻理解科學發(fā)現(xiàn)演化過程中的偶然性和必然性等哲學原理；又如從對“兩彈一星”研制歷史的追憶中追尋紅色足跡、賡續(xù)紅色血脈，讓學生認識到晶體管芯片在科技發(fā)展和國防安全等國家戰(zhàn)略中的重要地位。

基于實踐邏輯，注重“實踐育人”。“優(yōu)秀人才”和“科學知識”是經(jīng)過實踐淬煉的人才和能夠服務(wù)于實踐的成果，應(yīng)堅持一切“從實踐出發(fā)”[7]。要深刻理解馬克思主義實踐觀和毛澤東思想實踐論，構(gòu)建“政產(chǎn)學研用”多元協(xié)同育人體系，想國家之所想，急國家之所急，通過實踐支撐產(chǎn)業(yè)振興，服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略[8]。如結(jié)合本地微電子產(chǎn)業(yè)，聯(lián)系揚杰科技的肖特基二極管在光伏新能源中的應(yīng)用，并讓學生調(diào)研SiC IGBT、GaN HEMT等半導(dǎo)體電力電子器件的發(fā)展史，認識在國家重大戰(zhàn)略背景下微電子器件所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，拓寬學生的專業(yè)知識面，拉近課堂與產(chǎn)業(yè)的距離，培養(yǎng)地區(qū)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略急需的應(yīng)用型人才。

三、課程思政教學設(shè)計與探索——以半導(dǎo)體器件為例

（一）厚植思政元素，重塑課程教學內(nèi)容

本課程是高等學校本科集成電路、微電子科學與工程專業(yè)必修的一門專業(yè)主干課，是研究集成電路和微電子器件技術(shù)的基礎(chǔ)課程。首先須明確專業(yè)課的課程思政育人目標，聯(lián)系產(chǎn)業(yè)實踐、面向國家戰(zhàn)略，深挖課程和專業(yè)相關(guān)思政元素，重塑專業(yè)課的課程思政教學內(nèi)容體系，找準思政切入點，將隱性課程思政元素融入顯性課堂教學中，實現(xiàn)思政教學目標。主要思政元素和教學目標等內(nèi)容見表1。

為解決課程思政在教學實踐中的困境、將思政教育自然而然地融入教學，教師借助表1，在熟知教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將知識傳授、能力培養(yǎng)以及價值引領(lǐng)與課程思政教學目標有機統(tǒng)一；編寫涵蓋人、產(chǎn)、史、事四大元素的案例素材庫，從“小故事、大人物”“小產(chǎn)業(yè)、大視野”到“小課堂、大思政”，用科學人物樹榜樣，用產(chǎn)業(yè)沿革看發(fā)展，將課程思政元素貫穿理論教學、實踐教學、指導(dǎo)自學、線上討論等課程教學各環(huán)節(jié)，在激發(fā)學生專業(yè)學習興趣的同時培養(yǎng)學生產(chǎn)業(yè)報國、科技興國的使命感，全面落實立德樹人的根本任務(wù)。

（二）建構(gòu)式演進性學習，重塑專業(yè)課程教學方法

半導(dǎo)體器件課程連接了半導(dǎo)體物理和集成電路等電子電路類專業(yè)課程，課程涉及許多抽象的物理模型和概念，公式繁多，傳統(tǒng)的授課方式很難在課堂上產(chǎn)生很好的教學效果。所以，本課程通過深挖物理模型和概念的歷史背景，以科學技術(shù)演化歷史為載體，讓學生在物理學的進化史和半導(dǎo)體器件的發(fā)展演化進程中學習專業(yè)知識，引發(fā)學生對科學技術(shù)發(fā)展的偶然性和必然性的哲學思辨。課程中物理類比的思想貫穿始終，如“我國的第一個晶體管”和“美國的第一個晶體管”的對比，“金半接觸結(jié)”和“PN結(jié)”形成機制的對比、理想模型和非理想模型的對比等，通過類比探尋物理機制本源。讓學生深刻體會從現(xiàn)象到本質(zhì)的辯證統(tǒng)一思想是知識學習和科學探索的重要方法論。此外，很多器件模型和物理機制晦澀難懂，為了更具感官沖擊，教學中教師不能僅僅簡單機械式地口頭講述，做好課件是關(guān)鍵。要上好一堂課，往往不止需要十堂課的準備時間。豐富的視頻、圖片等素材，能在滿足學生視覺觀賞性的同時，對學生的認知理解產(chǎn)生促進及提高作用。

現(xiàn)代教學方法的創(chuàng)新是與時俱進的，沒有最好的教學方法，只有更合適的教學方法。對于半導(dǎo)體器件這一實踐成本較高的新工科課程，可以使用器件虛擬仿真實驗來加強實踐教學的同步融合。結(jié)合對學術(shù)論文和專利文本的解讀，讓學生認識到器件理論來源于實踐，并增強學生對核心知識的運用能力。教師也應(yīng)緊跟時代發(fā)展步伐，完善教學方法，為適應(yīng)新時代強國戰(zhàn)略需求培養(yǎng)更多的創(chuàng)新卓越人才。

（三）主動探究合作研討，重塑課程評價體系

課程評價將通過強化過程評價、開展激勵式評價來促進學生自主學習、終身學習，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作意識，兼顧個性發(fā)展。高品質(zhì)的課堂教學離不開學生的參與，而部分教師的“填鴨式”教學違背了教育規(guī)律和學生認知規(guī)律。課程考核要側(cè)重平時模塊，強化過程參與度和實踐認知評價，弱化終結(jié)性單一評價，可借助線上QQ群、雨課堂等學習平臺，記錄教學互動頻次，量化學生的參與度。教學過程中教師除了系統(tǒng)地講授，還根據(jù)課程知識點融合“中國心——半導(dǎo)體領(lǐng)域科學人物”和“中國芯——大半導(dǎo)體細分產(chǎn)業(yè)”等主題，讓學生進行調(diào)研和演講。通過分組調(diào)研，引導(dǎo)學生開展多樣化的課程思政探究式學習，增強其理論聯(lián)系實際的應(yīng)用意識。

課程考核體系改革更能激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣，強化學生在教學過程中的主體地位。學生普遍在專業(yè)學習方面更主動、更具目的性，并立志將自身的成長融入我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的振興發(fā)展中。課程組對學生的考研升學及相關(guān)領(lǐng)域就業(yè)情況進行了持續(xù)跟蹤，最終對課程思政教學成效給出了更完整的評價。近兩年，我校微電子專業(yè)升學率穩(wěn)定在20%左右，就業(yè)率達到95%以上，目標單位有優(yōu)質(zhì)的本地微電子企業(yè)，也有國內(nèi)知名的半導(dǎo)體細分行業(yè)、創(chuàng)新企業(yè)等。高質(zhì)量的就業(yè)情況和穩(wěn)定的升學率，是課程組持續(xù)完善課程思政教學改革的最大動力，也是深化專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的最直接成果，更為服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和國家戰(zhàn)略發(fā)展做出了積極貢獻。

四、結(jié)語

本課程組通過半導(dǎo)體器件課程思政教學實踐，深挖課程中的思政元素并自然滲入專業(yè)課程教學中，實現(xiàn)了潤物無聲的教學效果，激發(fā)了學生科技報國的家國情懷；在探尋我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的曲折歷史中，客觀審視我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)進步所面臨的全球性挑戰(zhàn)和機遇，激勵學生勇于擔當產(chǎn)業(yè)報國的使命，將個人的專業(yè)前程融入國家的復(fù)興大業(yè)。學生在微電子課程思政教育中初步建立了全球性的產(chǎn)業(yè)格局視野，從技術(shù)發(fā)展的歷史中體會到我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的艱苦卓絕和巨大成就，樹立了更明確的人生目標，學習的價值感和使命感也得到了升華。

總體而言，課程思政是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其建設(shè)和推廣必須繼續(xù)探索、深化和完善。后續(xù)我們將根據(jù)學科特征及學校定位，完善課程的系統(tǒng)性建設(shè)，進一步發(fā)揮專業(yè)基礎(chǔ)課程的示范作用；提高應(yīng)用型本科專業(yè)建設(shè)新認識，深化專業(yè)建設(shè)與學校發(fā)展、地區(qū)經(jīng)濟、國家戰(zhàn)略的協(xié)同。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《高等學校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知[EB/OL].（2020-05-28）[2023-05-19].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[3] 楊道州.《瓦森納協(xié)定》封鎖下的中國集成電路產(chǎn)業(yè)“卡脖子”問題分析及應(yīng)對策略[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)管理，2020（2）：8-18.

[4] 黃昆.半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展過程中的基本研究[J].自然辯證法研究通訊，1966（1）：52-56.

[5] 李志堅.我國第一部半導(dǎo)體著作：黃昆、謝希德兩同志合著的“半導(dǎo)體物理學”一書介紹[J].物理通報，1960（4）：192-193.

[6] 蘇澈. 巴丁：當?shù)驼{(diào)成為習慣[N]. 中國科學，2014-04-25（12）.

[7] 王建華.走向從實踐出發(fā)的高等教育學[J].江蘇高教，2008（2）：16-19.

[8] 江作軍.應(yīng)用型大學校企合作的現(xiàn)實邏輯與路徑創(chuàng)新[J].中國高等教育，2021（22）：22-24.

［責任編輯：劉鳳華］