课程体系教学案例的探索与融入
刘志福 田甜 李杨 李莹
【摘要】? ? 半导体材料作为当代信息技术产业的核心和革命先导，一直处于微电子、信息、绿色能源等产业的发展前沿，成为新材料产业的重要组成部分。但是，作为培养企业一线高端应用创新人才的平台基地，应用创新型大学担负着重要的使命，同时在现代化的教育体系中扮演着引领性的关键作用。除了传道授业解惑以外，提高学生的思政素养、主人翁意识，更是大学的培养方向。应用创新型人才德育素养的提升与职业精神的培育也在教学中发挥着很大作用。挖掘课程中的思政元素，与专业知识相融合，让思政教育辅助专业内容，使专业内容在思政教育中升华。提升学生的专业认同感，树立专业意识，对自己的职业生涯进行认识和定位。
【关键词】? ? 半导体专业? ? 教学案例? ? 应用创新型人才
前言
材料科学与工程专业是培养基础研究与应用创新人才的核心专业，面对竞争日益激烈的国际竞争，对人才的培养要求也越来越高。可以说，材料科学的快速发展是关系国家未来国际地位的重要保障。《半导体器件与工艺》课程体系作为面向该专业的一门专业必修课，课程涉及的半导体器件原理与制造工艺不仅在半导体微电子行业，还在芯片设计、集成电路、LED产业领域有着重要的应用，也是目前国家在芯片卡脖子核心领域中重要的一环，在材料专业学生培养计划中占据重要的地位。近年来，我校已经毕业的学生凭借所掌握的知识，已经进入半导体核心企业工作，如中芯国际、华虹半导体、日月光半导体、晶澳太阳能等。这说明该课程体系有助于培养该行业急需的应用型人才。然而，现代职业教育体系建设过程中，大学除了教授专业知识外，对于学生的职业素养培养时间和占比欠缺，这是目前教育体系中缺失的重要一环，进而导致学生进入社会后难以短时间适应新的评价机制，降低了人才的培养力度，在多方面使得学生缺乏一定的职业素养。如：工匠精神、团队合作、知恩图报等精神。因此，该课程的教学质量和效果直接影响学生对本专业的认识和就业率。针对教学内容中涉及大量的半导体物理与工艺器件知识，具有很强的理论性，以及学生的就业要求与职业发展前景，在《半导体器件与工艺》课程体系教学过程中将德育教育与专业内容相融合，即采取课程思政的举措是教学必需与行业亟需的，也更加符合我校培养应用创新型人才的办学特色。
本文通过国内外专家在行业发展、科学研究、企业管理及国家发展等方面的案例分析各种技术及应用。从国情出发，了解我們的发展优势及劣势，激发学生的危机感及责任感，同时让学生明白“落后就要挨打”的道理，提高学生的科学素养。通过企业精神的灌输，让学生明白“企业精神”的意义，通过学生的工匠精神，思考人生的目标及价值。因此，将课程思政元素与专业知识内容相融合，让思政教育反哺专业内容，让思政渗透专业，使专业知识在思政教育中得到提高、升华。通过半导体器件与工艺体系的学习，不仅让学生掌握半导体器件的基本理论知识，还为后续课程以及从事微电子行业的工作打下基础，提升学生的专业认同感，树立专业意识，对自己的职业生涯进行认识和定位。
一、教学案例的优选与融入
1、 “扬眉吐气中国芯”——介绍半导体器件发展史，让学生感受国情的变化及国人的智慧，提升学生的国情观念、政治认同和民族自豪感
美国对“中国半导体威胁论”的声明进一步激发了国人的爱国热情，作为新一代的大学生也应出一份力，学习最新的科学理论，指导半导体技术进步。对于中国芯片行业来说，2018年8月8日是一个非常值得纪念的日子。因为在这一天，来自中国杭州的芯片开发商嘉楠耘智正式宣布，全球首个7纳米芯片成功量产，为这场旷日持久的“芯片战争”带来重大转折，中国芯具有里程碑的意义。纵观我国半导体发展的历史，每一次发展都是暗合世界经济发展的趋势。
2、人工智能离不开半导体芯片，让学生了解人工智能的未来及飞速变化，扩展学生国际视野，了解半导体及人工智能的未来
人工智能之父 John McCarthy说：人工智能就是制造智能的机器。同时，人工智能也是社会经济发展过程中新的增长点，既能引起大学生的兴趣，也能促进教学相长。人工智能在未来会成为半导体行业新的刺激点和催化剂，包括寒武纪、在内的多数AI芯片创业公司纷纷获得多轮融资，促进了经济的增长。这些内容会让学生认为所学知识是有前途的，是有发展的，是有未来的。人工智能与半导体之间是一个相互促进、相互增长、相互依赖的关系，这些产业未来市场趋势分析、合作发展策略、各国政策导向、行业前沿技术是向学生展示发展潜力的优秀机会。这可让学生了解所学知识的实际应用，及时了解行业变化，增强对世界上相关领域的认识。
3、镜头下的芯片内部震撼记录，原来芯片也可以这么美，感受芯片中的美，提升学生对审美情趣的感知，体会到科学与艺术的统一
世界上目前最复杂的芯片，已经集成了上百亿颗晶体管。在只有指甲盖几分之一大的空间内，完全就是一个微观宇宙。我们跟随着电子显微镜，去这个世界探究一番。在芯片微观结构图中，可以看到小到几微米的材料，这对学生来说是不可思议的。在这些微细的结构中，很像城市里的高楼大厦、河流穿梭、马路交错。学生会感觉自己好像是这座城市的建设者，置身城市上方，带领学生以一个全新的绚烂的视角来了解科技，原理芯片真不简单。
4、芯原董事长戴伟民：做芯片设计应当耐得住寂寞，经得起诱惑，使学生感受职业素养对职业发展和社会责任的重要性
芯原公司经过千难万险才发展成如今的集团公司，正是基于对于行业、理论认真的思考，才选择了一条正确的市场开发道路。从台湾到北美乃至日本市场，再到国内市场，尽管遇到多种困难和挑战，但都一一克服，面对未来卡脖子的诸多问题，寻求特定解决方案，这样才成为颠覆芯片产业的科技新贵，进而引导当前芯片发展的主流模式。
5、感受华为半导体器件设计师的精益求精的精神，使学生具有工程师的科学精神，有坚持不懈的探索精神
2015年，设计师Mathieu Lehanneur加盟华为巴黎美学研究所，成为华为首席设计师，这是华为做出的重要决定。他负责一个设计团队，从事华为特定设计机型的开发。目前，华为公司发布的折叠屏手机Mate X已使得华为第一次在设计上开始引领全球。这样的案例可引领学生开阔视野，半导体器件不只是做出硬的产品，柔性的产品也能够驾轻就熟。
6、智能服装的未来：可穿戴电子设备，了解器件的传感应用，如光学、电子学，从技术创新到实践，让学生感受梦想终归会成为现实
加拿大航天局使用了一种智能衬衫，该衬衫可以通过远距离的几个传感器进行远程监控。这件衬衫的设计旨在追踪穿着者的健康状况。智能衬衫可收集有关活动水平，生命体征的健康数据，包括血氧水平、血压、心率和电活动，以及呼吸率和睡眠质量。跟踪宇航员健康状况的调查结果将用于医疗保健系统更容易获得，并支持新的家庭护理和远程医疗服务。
7、邀请世界500强企业人员现场与学生交流，感受企业价值观、愿景、使命。
案例分析部门遇到课题挑战时所作方案及危机预案。了解企业喜欢什么样的大学生。使学生近距离感受企业文化，培养中国特色社会主义绿色发展观。如：3M是全球性的多元化科技企业，创建于1902年，素以勇于创新、产品繁多著称于世，我们生活中的诸多创新产品，涵盖医疗器械、智能服饰、办公用具、智慧交通等核心市场占据领导地位。
二、结语
材料专业课程都有其发展的历史足迹，与生活中的各个应用领域以及国家的综合国力有著千丝万缕的关系。结合半导体课程体系特点，挖掘体系中蕴含的育德元素，使之学生更加容易接受。在教学方法改革中，注重案例教学的运用，案例能够把深奥的专业课程深入浅出，起到普通教学所无法达到的效果，实现课程思政润物细无声的育人功效。在教学载体创建中，要注重校企的协同效应，让学生不光懂知识，还能用知识。通过建立校企合作育人机制，借助企业技术资源引领学生的专业取向、爱岗敬业和理想追求，确保课程思政不限于课堂，还与学校的定位、人文的范围相呼应，更与企业文化、社会环境之间实现良性互动。
参? 考? 文? 献
[1] 高等学校课程思政建设指导纲要，教高3号.）
[2] 刘志福等，我们真的缺芯吗？光电专业学生培养的若干思考，课程教育研究，2019，18， 233.
[3] 刘志福等，应用技术背景下的光电材料实验改革思路探讨，科技资讯，2016， 25， 81.
[4] 田甜等，基于应用型本科人才培养的半导体器件物理基础课程教学研究，高等教育，2016，11，148.
[5] 田甜等， 浅析材料物理应用型本科专业转型发展-以上海应用技术大学为例，中国设备工程， 2018， 11， 220.
[6] 高德毅等，从思政课程到课程思政： 从战略高度构建高校思想政治教育课程体系，中国高等教育，2017，1，43.
[7] 专访芯原股份董事长戴伟民，中新网，2020.11.8.
