微電子科學與工程專業“課程思政”改革初探*

錢敏 陳蕾 周敏彤 （蘇州城市學院光學與電子信息工程學院）

“課程思政”的中心思想就是以課程為載體，立德樹人為根本，充分挖掘蘊含在專業知識中的德育元素，實現課程與德育的有機融合。[1]在知識傳播中，“課程思政”通過實現價值引領，能使學生樹立正確的價值觀，培養德才兼備的大學生，真正體現育人本質。

一、微電子科學與工程專業開展“課程思政”的優勢與意義

微電子技術是現代信息化社會的基石，是實現中華民族偉大復興需要的核心技術之一。微電子工程專業課程中蘊含非常豐富的有待突破的高技術問題，也是西方世界針對我國進行封鎖的關鍵技術，是高校開展“課程思政”較好的載體。挖掘這些技術熱點，介紹專門知識，融入課程思政元素，做到立德樹人潤物無聲，可以激發學生的學習興趣，引導他們熱愛專業、努力學習發奮圖強，下定攻克科技難關的決心，培養學生的家國情懷，最終實現知識傳授與價值引領相協同。

目前，我國在科技領域面臨不少“卡脖子”問題，如“華為事件”“中興事件”等，[2-3]國內信息化進程熱切呼喚“中國芯”，但不可否認的是目前我國在這方面還是存在短板，迫切需要微電子高端專業人才。將“課程思政”的內容融入芯片（集成電路）設計、制造和封裝測試作為主要內容的微電子技術專業，能喚起廣大愛國學生的學習熱情。從基礎做起，扎扎實實推進專業教學，如能在課程專業知識教學中結合重點難點分析，挖掘核心技術中的典型思政元素，推進專業“課程思政”建設，創造性地豐富課程體系，講好科學知識和中國故事，引導學生正確認識歷史規律，準確把握基本國情，增強“四個自信”，堅定理想信念，則能實現知識傳授與價值引導的有機統一，與通識課程中的思想政治理論課形成協同效應，最終培養出專業能力過硬、政治合格、品德高尚的國家急需的微電子專業人才。[4-8]

二、“微電子科學與工程”專業開展“課程思政”的實施路徑

（一）基于“課程思政”教學改革的人才培養方案修訂

為主動應對新一輪的科技革命和產業變革，2017年2 月以來，國家積極推進新工科建設，[9]努力探索工程教育的中國新模式。本科人才培養方案是實現人才培養目標的綱領性文件，對專業人才培養質量起著決定性的作用。結合新千年后我國開展的工程教育認證[10]和近年來開展的“課程思政”實踐，對微電子科學與工程專業的培養方案進行了修訂。

培養目標中，除了專業知識和技能外，還強調德、智、體、美、勞全面發展，要求所培養的人才身心健康，具有道德文化素養、社會責任感、創新精神和創業意識、協作精神和溝通能力。在解決專業問題時，需要綜合考慮社會、健康、安全、法律和經濟等方面的因素，具有國際化視野，并且具備終身學習的能力。

基本培養要求中強調熱愛祖國，擁護中國共產黨，掌握習近平新時代中國特色社會主義思想的基本原理；建設中國特色社會主義現代化，為人民服務，為國家富強、民族復興努力奮斗；努力踐行社會主義核心價值觀，具有良好的思想品德、社會公德和職業道德，具有愛崗敬業、艱苦奮斗、熱愛勞動、遵紀守法、團結合作的品質。能以社會主義核心價值觀為引領，弘揚中華優秀傳統文化，發展社會主義先進文化。強化學生敬業、誠信、創新、奮斗、合作、奉獻等新時代精神。

畢業要求中增加了了解專業問題解決可能對社會、健康、安全、法律、文化帶來的影響，并理解應承擔的責任；了解專業問題的突破可能對環境、社會可持續發展的影響；具有人文社會科學素養、社會責任感和道德修養，具備健康的身體和良好的心理素質；具有團隊協作精神；具有良好的表達能力，能夠就復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，并具備一定的國際視野；具有自主學習和終身學習的意識，能夠追蹤學科領域發展動態，具備不斷學習及適應發展的能力，具有創業意識。

由此可見，在培養計劃的修訂中，已經將社會主義核心價值觀的滲透作為基本內容，在德、智、體、美、勞各方面也提出了更新更高的要求。要培養學生永攀高峰的創新科學精神、踏實嚴謹的品質、社會責任感和使命意識、正確的道德素養價值取向，促使學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀、掌握改造世界的正確的方法論，形成科技報國的愛國主義人文情懷。不斷探索思政教育教學改革，將專業知識中的科學精神和愛國情懷相結合，潛移默化地實現思政育人目標。

（二）教學內容中思政元素的選擇

為提升學生的學習熱情，需要有針對性地進行“課程思政”教學設計，深度、合理地挖掘“課程思政”元素，融合專業知識和思政內容，最好涉及與國家重大需求相關的專業知識點。將知識傳授拓展到價值引領和能力培養的高度，以潤物無聲的方式培養學生崇尚科學的精神和人文情懷信念，以高調宣示的方式弘揚社會主義核心價值觀。努力爭取在專業核心課程教學內容中形成豐富的思政素材案例庫，最好涵蓋國家戰略、行業最新技術、時政熱點、人文哲學、職業發展、科學發明史、科學家重大貢獻等內容，有針對性地培養學生的創新科學精神、人文素養、家國情懷、政治認同等。在教案撰寫、教學設計、課堂教學、課程作業、考核等環節中，引導學生正確做人、做事、做學問。

將主動教學法應用在護理護理教學服務當中,可以有效的提高護理實習生在專業知識方面的掌握程度、實踐操作能力以及應急能力等多方面的能力,尤其是在應用情境教學時,可以借助情境教學中制定計劃的方法提高實習生評估患者綜合素質的能力,并將患者所存在的共性、個性問題進行針對性考慮和分析,借助實習生之間相同討論與教師的指導制定的計劃進行護理教學,可以顯著提升護理教學的價值與意義,同時借助主動教學法可以實現護理教學質量的循環性提升作用,優化護理教學效果,從而實現不斷提升護理實習生護理能力的目標[5]。

（三）教學模式的改革與課程考核評價改革

區別于傳統教學模式，基于“課程思政”的教學模式，要求教師堅持馬克思主義的立場、觀點、方法，將教學與科學精神的培養結合起來，“鹽溶于水”潤物無聲；提高學生正確認識、分析和解決問題的能力。結合目前國內高校廣泛推進的工程認證教學改革進行教學設計，如突出學生為中心、突出產出導向、突出持續改進。具體來說，教學設計包括：1.布置預習，強調學生必須結合學科前沿動態進行文獻查閱與分析，激發學生對科學的熱愛；2.在課程講授中強調互動、課堂討論等，結合社會科技熱點事件、先進人物事跡開展“課程思政”教學，注重歷史的比較、顯性的灌輸與隱性的滲透，突出社會主義核心價值觀的培養；3.結合課后復習、作業、實驗、拓展學習、小論文撰寫、業界參觀、行業專家授課等多個環節來鞏固所學知識，并利用現代通信手段（如QQ、微信）加強師生溝通。進一步融入“課程思政”元素，以促進學生自主學習，培育學生的學習興趣、科學精神、人文素養和家國情懷。

區別于傳統卷面成績評價為主的模式，基于“課程思政”的課程成績考核標準引入了基于過程導向的多元化的評價體系。平時授課時的交流互動、話題參與度、思政小論文等都納入成績考核范疇。

（四）核心教學團隊“課程思政”教學能力的培養

教師是開展“課程思政”建設的主體，有得天獨厚的價值引領優勢。為此，加強教師隊伍建設、充分提高教師的“課程思政”育人能力就被提上了議事日程。從某種意義上來講，學生的價值觀念是一張白紙，教師主觀意識的灌輸往往決定了某些學生的思想意識和成長的走向。如何將科學素養、創新意識、工匠精神、人文情懷、家國意識等元素與專業知識點有機結合起來，是每一位高校教師必須考慮的問題，這也是“課程思政”成功的關鍵點。信息社會，微電子技術發展迅猛，專業教師需加強自我專業學習，不斷拓寬專業視野，更新自身專業知識，與時俱進；強化自身德育意識與德育能力，強化課程教學政治責任，教書育人、言傳身教。以人才培養方案為綱領，做好教學過程設計，注重教學方法和手段的新穎性、多樣性，以“潤物細無聲”的方式陶冶大學生的思想情操，使學生堅守愛國理想信念，在教學全過程貫穿社會主義核心價值觀培養，引導學生健康成長。

三、核心思政元素及典型案例

舉例來說，就社會主義核心價值觀的渲染，選擇如下典型案例來落實：

（一）家國情懷、民族精神

“微電子學概論”中談到微電子技術的發展過程時，絕大多數微電子科技成果都是從西方世界開始發展的，但我們絕對不用妄自菲薄。歷史上，幾位重量級的華裔微電子專家也為微電子技術的發展做出了具體的貢獻，促進了世界范圍微電子產業的發展，為信息化社會的發展奠定了重要基礎[11]。薩支唐先生發明了CMOS 技術，這是現代電路設計中的主要技術，也是電子電路綠色環保設計理念的主要載體。施敏先生是非揮發快閃存儲器的發明者，在現代電子系統中，其主要作為記憶存儲單元，在以電腦、手機為代表的現代信息化設備中有著廣泛應用。進入新千年后，微電子工藝技術的發展遇到了瓶頸，進入了后摩爾時代，微電子特征尺寸不能再按照“按比例縮小原則”制程來加工得到，針對如何延續摩爾時代的問題，華人科學家胡正明的研究發揮了重要作用，他采用鰭式MOS管，創造性地利用立體結構，盡最大可能地延續了摩爾時代。事實上著名的華人微電子科學家還遠不止這三位，他們的成就不僅表明華人完全有能力發展好IC產業，還完全能勇立潮頭。通過上述講述，學生的民族自豪感油然而生。通過國內外微電子技術發展歷史的縱向對比和當今技術發展水平的橫向對比，讓學生正視歷史和現實，樹立遠大目標，并積極投身科學研究，為國家建設作貢獻。

中華人民共和國成立后，西方世界對我國進行各方面的封鎖。在一窮二白的基礎上，我國的科學家不畏艱難，包含微電子技術在內的科學技術領域得到了快速發展，為新中國兩彈一星的成功研制作出了卓越的貢獻，也涌現了一批著名的微電子科學家，如黃昆、謝希德等，他們是中華民族的驕傲。

近幾年，隨著我國科學技術的發展，我國的綜合國力得到了空前的提升。我國的GDP 已經超過了日本、德國，躍升至世界第二名，位列美國之后。這時，西方世界的狼子野心暴露無遺，美國對我國進行了全面的制裁，其中最重要的就是以微電子技術為代表的技術封鎖，涉及芯片禁運、芯片設計EDA 軟件禁運、科學計算軟件MATLAB 禁運等。美國還禁止臺積電企業為華為自主設計的手機芯片（代號麒麟）進行代工，妄圖扼殺我國微電子產業的發展。在這種情況下，我們必須堅持自主創新，發展我們自己的微電子產業，才能不受制于人。從這個角度上講，微電子專業的學生更要踔厲奮發，滿懷家國情懷，發揚不畏艱險永不言敗的民族精神，努力奮斗，相信不久的將來一定能解決所有問題。

（二）行業使命、科學精神

“集成電路工藝”中有關微納加工技術，所謂的“14nm 技術”“7nm 技術”“5nm 技術”等，指的是現代CMOS 結構電路柵極的長度，該參數決定了現代低功耗電路產品的性能，是一個重要的技術指標，也是微電子芯片加工技術的難度、先進度指標。目前世界范圍內，能完成最先進5-7nm 工藝的微電子公司只有臺積電、Intel 和三星，他們處于壟斷地位。再先進的電路設計，假如無法通過制程生產出來，也無濟于事。目前國內集成電路生產工藝制程還達不到最先進的水平，導致芯片性能達不到最優化，這也是西方世界對我國微電子產業“卡脖子”的關鍵原因。由于我國微電子產業技術起步較晚，現有的技術儲備、人才儲備還不能全面解決這些問題。我們必須加強微電子產業人才培養，厚積薄發；同時，科學事業來不得半點虛假，必須聚焦技術攻關，堅持自主研發，相信一定能解決產業難題。我們欣喜地看到，以華為為代表的中國公司，在手機無線通信5G 標準及芯片的研制中已經居于世界領先水平；以騰訊、阿里巴巴、百度為代表的互聯網信息化社會新經濟業態改變了人類的生活方式，對社會發展起到了巨大的促進作用。我們有理由相信，中華民族偉大復興不是夢。

（三）理想信念、創新精神

“半導體器件原理”中，各種新穎的電子元器件的發明，無不凝聚了科學家的創新精神。如晶體管的發明、集成電路的發明、CCD 的發明、CMOS 技術的發明、DRAM 的發明、FLASH 的發明、CPU 的發明、FinFET 的發明，前三項獲諾貝爾獎，后面幾項都獲諾貝爾獎提名。這些技術影響了社會的發展，引領了科學技術的潮流，帶領人類進入了信息時代，給人類帶來了巨大的福利。創新驅動發展，科學家的創造發明是堅定理想信念的結果。2020 年 9 月 11 日，在科學家座談會上，習近平總書記指出：“在激烈的國際競爭面前，在單邊主義、保護主義上升的大背景下，我們必須走出適合國情的創新路子，特別是要把原始創新能力提升擺在更加突出的位置。”可以說，微電子技術的發展過程、一部集成電路發展史，就是一部原始創新的發明史。

（四）社會責任、協作精神

“半導體物理”中引入“課程思政”元素：肖克利對微電子技術發展作出的巨大貢獻是毋庸諱言的，他為晶體管的發明、完美的理論解釋做出了杰出的貢獻，但在晶體管及相關技術的產業化發展中，其個人弱點也充分暴露，他跟合作伙伴諾伊斯等在企業發展方向、團隊管理方面發生了不小的摩擦，以至于企業發展并不成功，體現了其協作精神方面的欠缺。相反，諾伊斯等的出走，造就了一個偉大的企業—Intel 的誕生。Intel 孕育了CPU 的產業化應用，開啟了個人電腦的新時代，從此人類開始了信息化的時代征程。這就是科學史上著名的“叛逆八人幫”事件。[12]世事變遷，這一事件被后世傳為美談，但是也作為反面教材來警示后人。現代全球化互聯新時代，單打獨斗已經不能勝任科學創新發展，國際合作共贏是大趨勢。對于微電子產業中使用的一般材料和設備的研發或采購，要積極融入國際產業鏈和生態鏈，加強協作，勇于承擔造福全人類的社會責任。

（五）敬業守信、工匠精神

“集成電路設計”“集成電路版圖設計”等課程中，要反復強調做事追求卓越的態度，千萬不能馬虎了事。要時刻提醒自己，目前國內微電子產業中還存在短板。在學習別人的技術時要善于發現問題、解決問題，反復總結，積極消化，敬業守信，努力創新。“集成電路工藝”中，集成電路制程是一個非常復雜精細的過程，可以說是國家科技實力的一個代表，光刻機及相關技術以及接觸、互連、隔離和封裝技術反映了微納精細技術發展上的工匠精神，蘊含了精益求精、敬業奉獻、專注勤勉、創新進取的職業精神，更有職業倫理等新元素。因此，在人才培養中，針對團隊溝通合作、社會責任感、職業道德、工程倫理等也提出了新要求。在制定專業培養方案時，對于工程專業認證的需要也要進行充分的考量。

四、結語

微電子專業課程的性質，尤其契合新時代高等教育對于培養具有家國情懷的高水平人才的要求，因此，開展“課程思政”具有得天獨厚的優勢。要充分利用相關專業課程中的“課程思政”元素，在專業教學中全面融入思想教育的理念，實現高等教育立德樹人根本任務。學生在運用知識時，需要強化對人生的思考，深化對科技發展水平、社會發展程度的理解，提高國情意識，提升社會責任感，增強學以致用的能力，發展社會協作能力。“課程思政”堅持知識傳授、能力培養和價值塑造三位一體育人，從家國情懷、專業能力、人文素養三方面真正實現思政育人目標。本文為微電子科學與工程專業“課程思政”改革提供了一些意見參考，提出了建設路徑。修訂培養方案，完善課程體系，優化教學內容并挖掘“課程思政”元素，改革教學模式、教學方法和課程評價方法，提升教師價值引領能力是新時代“課程思政”的必由之路。深入的工作仍需多方共同努力，進一步開闊思路，推進建設進程。培養具有馬克思辯證唯物主義、愛國主義、習近平新時代中國特色社會主義思想的新時代高水平人才，促進學生形成高尚的道德和社會主人公精神。