半導(dǎo)體物理課程思政內(nèi)容的挖掘

商繼敏 王如梅 翟玉生 李森

摘? 要：半導(dǎo)體物理課程思政目標(biāo)就是充分挖掘課程的德育內(nèi)涵，把社會(huì)主義核心價(jià)值觀和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入課程中，以培養(yǎng)大學(xué)生的民族意識(shí)和國(guó)家意識(shí)，使其能夠肩負(fù)起振興中華的責(zé)任。半導(dǎo)體物理是半導(dǎo)體技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，很有必要讓學(xué)生對(duì)新形勢(shì)下半導(dǎo)體物理思政內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。該文重點(diǎn)探討半導(dǎo)體物理課程思政內(nèi)容的挖掘，以半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史和里程碑的事件、半導(dǎo)體領(lǐng)域的科學(xué)家尤其是中國(guó)科學(xué)家的事跡和精神、中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在面臨的困難和需求等內(nèi)容為重點(diǎn)，讓學(xué)生領(lǐng)悟到時(shí)代所賦予自身的責(zé)任感和使命感，助其樹立遠(yuǎn)大理想。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體物理? 課程思政? 家國(guó)情懷? 科學(xué)精神

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）05（b）-0150-03

Abstract： The purpose of political education is to seek the meaning of the moral character in semiconductor physics course， including the core values and Chinese excellent culture in the course， developing college students' national consciousness， being responsible for powerful China. Recently， the United States has imposed limits on ZTE and Huawei about the semiconductor chips which have aroused great concern in the world. Semiconductor physics is a professional basic course of semiconductor technology. It is necessary for students to learn the political content of semiconductor physics under the new situation. Our paper focuses on the exploration of political content of semiconductor physics course， from the development history and milestone events of semiconductor science， and the spirit of scientists， and the difficulties of Chinese semiconductor industry， so that college students can well understand the responsibility of the times， and build the spire of home and country.

Key Words： Semiconductor physics; political course; national and family felling; scientist spirit

半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)在20世紀(jì)取得了偉大的成果，這主要體現(xiàn)在其已經(jīng)應(yīng)用到現(xiàn)代社會(huì)所有領(lǐng)域的科技產(chǎn)品上。一個(gè)國(guó)家的半導(dǎo)體信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)水平已成為衡量其綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，半導(dǎo)體技術(shù)涉及到較多的前沿科技，如信息技術(shù)、顯示、照明、探測(cè)及傳感、太陽能、生化、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域。半導(dǎo)體集成電路和光電子芯片產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全穩(wěn)定的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前沿性產(chǎn)業(yè)。而半導(dǎo)體物理是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)時(shí)代的基石，學(xué)好半導(dǎo)體物理這門課程對(duì)于未來科技人才的培養(yǎng)具有重要意義。教育的根本任務(wù)，就是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人[1]。由于大多數(shù)大學(xué)生認(rèn)為，對(duì)自己思想教育影響最深的是專業(yè)課程及其教師，這勢(shì)必要求專業(yè)課程要緊緊地與思想政治教育結(jié)合起來，利用專業(yè)課程內(nèi)涵的真善美，引導(dǎo)學(xué)生的人生觀和價(jià)值觀，引領(lǐng)學(xué)生的思想教育[2-4]。具體到半導(dǎo)體物理這門專業(yè)課程，在教學(xué)實(shí)施過程中如何落實(shí)完成這一任務(wù)是值得探索的一個(gè)問題。

根據(jù)2020年《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》精神，要把思想政治教育貫穿到人才培養(yǎng)體系中，培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題。在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生：做人做事做學(xué)問，促進(jìn)身心健康，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。要堅(jiān)持立德樹人，在課程建設(shè)中落實(shí)教書育人根本任務(wù)。而現(xiàn)實(shí)中的大學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中一般只重視專業(yè)知識(shí)的掌握，忽視課程思政的學(xué)習(xí)。因此，如何在半導(dǎo)體物理課程教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的人文情懷，啟發(fā)其科學(xué)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和科學(xué)精神，幫助其樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，是半導(dǎo)體物理教學(xué)過程中的一個(gè)重要內(nèi)容，而且這一內(nèi)容的影響對(duì)于我國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)人才的培養(yǎng)來說尤其重要。

目前，我國(guó)的核心技術(shù)、制造設(shè)備與美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有些差距，但是相信在未來，我國(guó)的半導(dǎo)體技術(shù)會(huì)發(fā)展得更好。半導(dǎo)體物理是半導(dǎo)體技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為了更好地培養(yǎng)半導(dǎo)體技術(shù)高端人才，很有必要讓學(xué)生對(duì)新形勢(shì)下的半導(dǎo)體物理思政內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的德育和政治立場(chǎng)的培養(yǎng)，以為培養(yǎng)出具有高尚思想道德修養(yǎng)的半導(dǎo)體技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

1? 導(dǎo)體物理思政內(nèi)容分析

半導(dǎo)體物理是專業(yè)基礎(chǔ)課程，其知識(shí)體系理論性強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免出現(xiàn)害怕心理。該課程主要包括半導(dǎo)體材料的性質(zhì)特點(diǎn)、能帶理論、雜質(zhì)和缺陷的作用、半導(dǎo)體中的載流子、pn結(jié)、MOS結(jié)構(gòu)等內(nèi)容[5-6]。自從2016年全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議召開以來，鄭州輕工業(yè)大學(xué)的半導(dǎo)體物理課題組積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，開展課程思政教學(xué)改革，采取了很多有效的方法，歷經(jīng)了教學(xué)與實(shí)踐。經(jīng)過近幾年的研究，在具體實(shí)施過程中，以半導(dǎo)體物理課程為載體，針對(duì)理工科專業(yè)課程思政課堂的特點(diǎn)，深挖顯性和隱形的思政元素，針對(duì)每一章節(jié)都可以形成較為系統(tǒng)的課程思政內(nèi)容體系，使其具備提升思政教學(xué)內(nèi)容的導(dǎo)向作用。該課程教師在教學(xué)過程中的典型教學(xué)內(nèi)容主要包括：深度挖掘半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史和里程碑的事件、半導(dǎo)體領(lǐng)域的科學(xué)家事跡和精神、中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和困惑等內(nèi)容。通過這些內(nèi)容的講授，讓學(xué)生領(lǐng)悟到時(shí)代所賦予的責(zé)任感和使命，樹立家國(guó)情懷，進(jìn)而把半導(dǎo)體物理課程建設(shè)成為有時(shí)代使命感的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

1.1 半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史和里程碑的事件

現(xiàn)代社會(huì)的科學(xué)技術(shù)革命依托于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中，半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)方面的諾貝爾獎(jiǎng)有重要的意義，對(duì)當(dāng)代科技和社會(huì)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。在半導(dǎo)體的相關(guān)知識(shí)講解中，要結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展史中的里程碑式的實(shí)驗(yàn)和器件，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。比如晶體管的發(fā)明、隧道二極管的發(fā)明、集成電路的發(fā)明、電荷耦合器件（CCD）的發(fā)明、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)理論、石墨烯的發(fā)現(xiàn)、藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）發(fā)明等。利用這些半導(dǎo)體技術(shù)方面獲得諾貝爾獎(jiǎng)等里程碑事件，講述相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行分析和探討，幫助學(xué)生認(rèn)清楚半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的熱情。半導(dǎo)體物理理論性強(qiáng)，僅僅講述課本知識(shí)枯燥乏味，可以利用里程碑事件把理論和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。結(jié)合半導(dǎo)體器件的誕生和應(yīng)用，講述其相關(guān)理論原理知識(shí)的同時(shí)，充分利用其應(yīng)用性能和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。例如：講述pn結(jié)原理的應(yīng)用內(nèi)容時(shí)，展示pn結(jié)作為微電子器件和發(fā)光器件對(duì)信息社會(huì)的影響。半導(dǎo)體作為各種器件的“心臟”“大腦”等，在很多應(yīng)用領(lǐng)域均可以挖掘半導(dǎo)體物理的身影，培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)方法，啟發(fā)科學(xué)興趣，培養(yǎng)對(duì)專業(yè)的熱愛，讓學(xué)生在大學(xué)階段培養(yǎng)出濃厚的專業(yè)情感。

1.2 科學(xué)家事跡

半導(dǎo)體物理教學(xué)中會(huì)涉及到很多半導(dǎo)體領(lǐng)域的科學(xué)家，如中國(guó)半導(dǎo)體物理的奠基人黃昆先生。黃昆在英國(guó)留學(xué)期間已經(jīng)是一名出色的物理學(xué)家，可以在英國(guó)獲得很好的生活條件，但在學(xué)成后，他毅然歸國(guó)，將全部身心都投入到祖國(guó)的半導(dǎo)體建設(shè)中。利用黃昆先生的事跡、黃昆先生立志求學(xué)經(jīng)歷、回國(guó)后為我國(guó)的固體物理和半導(dǎo)體物理教育工作奉獻(xiàn)畢生心血等一些歷歷在目的照片，展現(xiàn)我國(guó)半導(dǎo)體物理的誕生歷史。在這樣的教學(xué)過程中，能夠潤(rùn)物細(xì)無聲地培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神，幫助其樹立家國(guó)情懷，引導(dǎo)青年學(xué)生樹立正確的人生觀，將個(gè)人發(fā)展與國(guó)家發(fā)展相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)自我人生價(jià)值。通過講述中國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的一些突破性技術(shù)，如林蘭英的材料制備技術(shù)、王守武的器件應(yīng)用等，均能給學(xué)生們提供鮮活的思政素材。如授課內(nèi)容中加入我國(guó)第一個(gè)晶體管的誕生、第一個(gè)激光器的制備等中國(guó)科學(xué)家的事跡和貢獻(xiàn)，不僅增加趣味性，還能把身邊真實(shí)的圖片和場(chǎng)景展現(xiàn)給學(xué)生。通過這些思政教育，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信和文化自信、提高學(xué)生分析解決物理相關(guān)問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、勇于創(chuàng)新的工匠精神，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)前輩們的精神，立志為祖國(guó)的半導(dǎo)體事業(yè)奮斗。

1.3 增加科技前沿和中國(guó)國(guó)情教育

半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展迅猛，在半導(dǎo)體的知識(shí)講解中，始終要貫穿當(dāng)代科技的發(fā)展和前沿內(nèi)容。要將相關(guān)的最新報(bào)道技術(shù)和發(fā)展前沿融入相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。半導(dǎo)體知識(shí)涉及的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)較多，如涉及半導(dǎo)體材料、器件制造、器件設(shè)計(jì)、封裝封測(cè)等眾多方面。在教學(xué)中，教師可以結(jié)合中國(guó)國(guó)情，讓學(xué)生了解國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和差距。結(jié)合具體事例介紹我國(guó)和國(guó)際上半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)生深刻了解到我國(guó)的核心技術(shù)、制造設(shè)備跟美國(guó)、日本等國(guó)家還存在一定差距。國(guó)家要強(qiáng)大，必須有強(qiáng)大的科技力量作為支撐。目前，我國(guó)的“卡脖子”技術(shù)主要聚焦在半導(dǎo)體技術(shù)上，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神，國(guó)家好個(gè)人才能好，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生為祖國(guó)的半導(dǎo)體事業(yè)奮斗的志向。在半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用方面，讓學(xué)生了解我國(guó)的一些科技企業(yè)，例如：華為等業(yè)企為器件研發(fā)、芯片研發(fā)付出的堅(jiān)持和努力。通過一些身邊的具體事例，引導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)同社會(huì)主義核心價(jià)值觀、科學(xué)精神同向同行，最終達(dá)到協(xié)同效應(yīng)的教學(xué)效果。

在教學(xué)過程中，為了更好地讓同學(xué)們樹立家國(guó)情懷，有必要講述歷史上的特殊年代，比如：中國(guó)科技先驅(qū)“摸石頭過河”制備微電子芯片的過程，在極其困難的環(huán)境下，是他們的努力使得國(guó)內(nèi)的很多半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破等。特殊時(shí)期，科技先驅(qū)們強(qiáng)烈的民族責(zé)任心、高度的國(guó)家使命感無疑是驅(qū)使他們敢于開拓、勇于創(chuàng)新、不懼困難、勇于擔(dān)當(dāng)、不辱使命的巨大動(dòng)力，這些重大歷史事件激勵(lì)著青年學(xué)生自覺把國(guó)家和民族的事業(yè)作為崇高的理想追求，立志成為勇?lián)姑?、勇于?chuàng)新、勇于開拓、勇做時(shí)代的弄潮兒。將半導(dǎo)體物理專業(yè)知識(shí)融入思政教育中，使專業(yè)知識(shí)不再枯燥乏味，思政教育有了專業(yè)知識(shí)作為載體，亦不再空洞。

2? 結(jié)語

開展課程思政是一個(gè)新的教育理念，作為專業(yè)課程教師，要在思想上和行動(dòng)上積極響應(yīng)課程思政的教育改革，改變傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式;要深入挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素，并把這些元素通過潤(rùn)物細(xì)無聲的方式滲透到教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)全方位育人的目的，要利用思政教育，達(dá)到“潤(rùn)物細(xì)無聲”的效果。對(duì)于專業(yè)性和理論性較強(qiáng)的半導(dǎo)體物理學(xué)這門課程，如何挖掘課程思政內(nèi)容是該課程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。筆者通過在教學(xué)中的實(shí)踐和探索，更新教育觀念，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中加入以上內(nèi)容作為該課的課程思政。教學(xué)效果表明，通過實(shí)施課程思政，能夠在教學(xué)實(shí)施過程中引導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)方向，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)半導(dǎo)體技術(shù)知識(shí)的能力，進(jìn)而把半導(dǎo)體物理課程建設(shè)成為有時(shí)代使命感的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

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