微電子科學(xué)與工程專業(yè)“課程思政”改革初探*

錢敏 陳蕾 周敏彤 （蘇州城市學(xué)院光學(xué)與電子信息工程學(xué)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(yè)知識中的德育元素，實現(xiàn)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(xiàn)價值引領(lǐng)，能使學(xué)生樹立正確的價值觀，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞拇髮W(xué)生，真正體現(xiàn)育人本質(zhì)。

一、微電子科學(xué)與工程專業(yè)開展“課程思政”的優(yōu)勢與意義

微電子技術(shù)是現(xiàn)代信息化社會的基石，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興需要的核心技術(shù)之一。微電子工程專業(yè)課程中蘊含非常豐富的有待突破的高技術(shù)問題，也是西方世界針對我國進行封鎖的關(guān)鍵技術(shù)，是高校開展“課程思政”較好的載體。挖掘這些技術(shù)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(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們熱愛專業(yè)、努力學(xué)習(xí)發(fā)奮圖強，下定攻克科技難關(guān)的決心，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷，最終實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)相協(xié)同。

目前，我國在科技領(lǐng)域面臨不少“卡脖子”問題，如“華為事件”“中興事件”等，[2-3]國內(nèi)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(yè)人才。將“課程思政”的內(nèi)容融入芯片（集成電路）設(shè)計、制造和封裝測試作為主要內(nèi)容的微電子技術(shù)專業(yè)，能喚起廣大愛國學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。從基礎(chǔ)做起，扎扎實實推進專業(yè)教學(xué)，如能在課程專業(yè)知識教學(xué)中結(jié)合重點難點分析，挖掘核心技術(shù)中的典型思政元素，推進專業(yè)“課程思政”建設(shè)，創(chuàng)造性地豐富課程體系，講好科學(xué)知識和中國故事，引導(dǎo)學(xué)生正確認識歷史規(guī)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(xiàn)知識傳授與價值引導(dǎo)的有機統(tǒng)一，與通識課程中的思想政治理論課形成協(xié)同效應(yīng)，最終培養(yǎng)出專業(yè)能力過硬、政治合格、品德高尚的國家急需的微電子專業(yè)人才。[4-8]

二、“微電子科學(xué)與工程”專業(yè)開展“課程思政”的實施路徑

（一）基于“課程思政”教學(xué)改革的人才培養(yǎng)方案修訂

為主動應(yīng)對新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，2017年2 月以來，國家積極推進新工科建設(shè)，[9]努力探索工程教育的中國新模式。本科人才培養(yǎng)方案是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的綱領(lǐng)性文件，對專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量起著決定性的作用。結(jié)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(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案進行了修訂。

培養(yǎng)目標中，除了專業(yè)知識和技能外，還強調(diào)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，要求所培養(yǎng)的人才身心健康，具有道德文化素養(yǎng)、社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識、協(xié)作精神和溝通能力。在解決專業(yè)問題時，需要綜合考慮社會、健康、安全、法律和經(jīng)濟等方面的因素，具有國際化視野，并且具備終身學(xué)習(xí)的能力。

基本培養(yǎng)要求中強調(diào)熱愛祖國，擁護中國共產(chǎn)黨，掌握習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的基本原理；建設(shè)中國特色社會主義現(xiàn)代化，為人民服務(wù)，為國家富強、民族復(fù)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(yè)道德，具有愛崗敬業(yè)、艱苦奮斗、熱愛勞動、遵紀守法、團結(jié)合作的品質(zhì)。能以社會主義核心價值觀為引領(lǐng)，弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，發(fā)展社會主義先進文化。強化學(xué)生敬業(yè)、誠信、創(chuàng)新、奮斗、合作、奉獻等新時代精神。

畢業(yè)要求中增加了了解專業(yè)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(yīng)承擔的責(zé)任；了解專業(yè)問題的突破可能對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響；具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和道德修養(yǎng)，具備健康的身體和良好的心理素質(zhì)；具有團隊協(xié)作精神；具有良好的表達能力，能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)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(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，能夠追蹤學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展動態(tài)，具備不斷學(xué)習(xí)及適應(yīng)發(fā)展的能力，具有創(chuàng)業(yè)意識。

由此可見，在培養(yǎng)計劃的修訂中，已經(jīng)將社會主義核心價值觀的滲透作為基本內(nèi)容，在德、智、體、美、勞各方面也提出了更新更高的要求。要培養(yǎng)學(xué)生永攀高峰的創(chuàng)新科學(xué)精神、踏實嚴謹?shù)钠焚|(zhì)、社會責(zé)任感和使命意識、正確的道德素養(yǎng)價值取向，促使學(xué)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(xué)改革，將專業(yè)知識中的科學(xué)精神和愛國情懷相結(jié)合，潛移默化地實現(xiàn)思政育人目標。

（二）教學(xué)內(nèi)容中思政元素的選擇

為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，需要有針對性地進行“課程思政”教學(xué)設(shè)計，深度、合理地挖掘“課程思政”元素，融合專業(yè)知識和思政內(nèi)容，最好涉及與國家重大需求相關(guān)的專業(yè)知識點。將知識傳授拓展到價值引領(lǐng)和能力培養(yǎng)的高度，以潤物無聲的方式培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)的精神和人文情懷信念，以高調(diào)宣示的方式弘揚社會主義核心價值觀。努力爭取在專業(yè)核心課程教學(xué)內(nèi)容中形成豐富的思政素材案例庫，最好涵蓋國家戰(zhàn)略、行業(yè)最新技術(shù)、時政熱點、人文哲學(xué)、職業(yè)發(fā)展、科學(xué)發(fā)明史、科學(xué)家重大貢獻等內(nèi)容，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新科學(xué)精神、人文素養(yǎng)、家國情懷、政治認同等。在教案撰寫、教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)、課程作業(yè)、考核等環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生正確做人、做事、做學(xué)問。

將主動教學(xué)法應(yīng)用在護理護理教學(xué)服務(wù)當中,可以有效的提高護理實習(xí)生在專業(yè)知識方面的掌握程度、實踐操作能力以及應(yīng)急能力等多方面的能力,尤其是在應(yīng)用情境教學(xué)時,可以借助情境教學(xué)中制定計劃的方法提高實習(xí)生評估患者綜合素質(zhì)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(xí)生之間相同討論與教師的指導(dǎo)制定的計劃進行護理教學(xué),可以顯著提升護理教學(xué)的價值與意義,同時借助主動教學(xué)法可以實現(xiàn)護理教學(xué)質(zhì)量的循環(huán)性提升作用,優(yōu)化護理教學(xué)效果,從而實現(xiàn)不斷提升護理實習(xí)生護理能力的目標[5]。

（三）教學(xué)模式的改革與課程考核評價改革

區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)模式，基于“課程思政”的教學(xué)模式，要求教師堅持馬克思主義的立場、觀點、方法，將教學(xué)與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，“鹽溶于水”潤物無聲；提高學(xué)生正確認識、分析和解決問題的能力。結(jié)合目前國內(nèi)高校廣泛推進的工程認證教學(xué)改革進行教學(xué)設(shè)計，如突出學(xué)生為中心、突出產(chǎn)出導(dǎo)向、突出持續(xù)改進。具體來說，教學(xué)設(shè)計包括：1.布置預(yù)習(xí)，強調(diào)學(xué)生必須結(jié)合學(xué)科前沿動態(tài)進行文獻查閱與分析，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛；2.在課程講授中強調(diào)互動、課堂討論等，結(jié)合社會科技熱點事件、先進人物事跡開展“課程思政”教學(xué)，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(yǎng)；3.結(jié)合課后復(fù)習(xí)、作業(yè)、實驗、拓展學(xué)習(xí)、小論文撰寫、業(yè)界參觀、行業(yè)專家授課等多個環(huán)節(jié)來鞏固所學(xué)知識，并利用現(xiàn)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(xué)生自主學(xué)習(xí)，培育學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)精神、人文素養(yǎng)和家國情懷。

區(qū)別于傳統(tǒng)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(dǎo)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(xué)團隊“課程思政”教學(xué)能力的培養(yǎng)

教師是開展“課程思政”建設(shè)的主體，有得天獨厚的價值引領(lǐng)優(yōu)勢。為此，加強教師隊伍建設(shè)、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(xué)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(xué)生的思想意識和成長的走向。如何將科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、工匠精神、人文情懷、家國意識等元素與專業(yè)知識點有機結(jié)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(guān)鍵點。信息社會，微電子技術(shù)發(fā)展迅猛，專業(yè)教師需加強自我專業(yè)學(xué)習(xí)，不斷拓寬專業(yè)視野，更新自身專業(yè)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(xué)政治責(zé)任，教書育人、言傳身教。以人才培養(yǎng)方案為綱領(lǐng)，做好教學(xué)過程設(shè)計，注重教學(xué)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(xué)生的思想情操，使學(xué)生堅守愛國理想信念，在教學(xué)全過程貫穿社會主義核心價值觀培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)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(xué)概論”中談到微電子技術(shù)的發(fā)展過程時，絕大多數(shù)微電子科技成果都是從西方世界開始發(fā)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(shù)的發(fā)展做出了具體的貢獻，促進了世界范圍微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為信息化社會的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)[11]。薩支唐先生發(fā)明了CMOS 技術(shù)，這是現(xiàn)代電路設(shè)計中的主要技術(shù)，也是電子電路綠色環(huán)保設(shè)計理念的主要載體。施敏先生是非揮發(fā)快閃存儲器的發(fā)明者，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，其主要作為記憶存儲單元，在以電腦、手機為代表的現(xiàn)代信息化設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用。進入新千年后，微電子工藝技術(shù)的發(fā)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(xù)摩爾時代的問題，華人科學(xué)家胡正明的研究發(fā)揮了重要作用，他采用鰭式MOS管，創(chuàng)造性地利用立體結(jié)構(gòu)，盡最大可能地延續(xù)了摩爾時代。事實上著名的華人微電子科學(xué)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(fā)展好IC產(chǎn)業(yè)，還完全能勇立潮頭。通過上述講述，學(xué)生的民族自豪感油然而生。通過國內(nèi)外微電子技術(shù)發(fā)展歷史的縱向?qū)Ρ群彤斀窦夹g(shù)發(fā)展水平的橫向?qū)Ρ?，讓學(xué)生正視歷史和現(xiàn)實，樹立遠大目標，并積極投身科學(xué)研究，為國家建設(shè)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(chǔ)上，我國的科學(xué)家不畏艱難，包含微電子技術(shù)在內(nèi)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域得到了快速發(fā)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(xiàn)了一批著名的微電子科學(xué)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的綜合國力得到了空前的提升。我國的GDP 已經(jīng)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(shù)為代表的技術(shù)封鎖，涉及芯片禁運、芯片設(shè)計EDA 軟件禁運、科學(xué)計算軟件MATLAB 禁運等。美國還禁止臺積電企業(yè)為華為自主設(shè)計的手機芯片（代號麒麟）進行代工，妄圖扼殺我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在這種情況下，我們必須堅持自主創(chuàng)新，發(fā)展我們自己的微電子產(chǎn)業(yè)，才能不受制于人。從這個角度上講，微電子專業(yè)的學(xué)生更要踔厲奮發(fā)，滿懷家國情懷，發(fā)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(yè)使命、科學(xué)精神

“集成電路工藝”中有關(guān)微納加工技術(shù)，所謂的“14nm 技術(shù)”“7nm 技術(shù)”“5nm 技術(shù)”等，指的是現(xiàn)代CMOS 結(jié)構(gòu)電路柵極的長度，該參數(shù)決定了現(xiàn)代低功耗電路產(chǎn)品的性能，是一個重要的技術(shù)指標，也是微電子芯片加工技術(shù)的難度、先進度指標。目前世界范圍內(nèi)，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(shè)計，假如無法通過制程生產(chǎn)出來，也無濟于事。目前國內(nèi)集成電路生產(chǎn)工藝制程還達不到最先進的水平，導(dǎo)致芯片性能達不到最優(yōu)化，這也是西方世界對我國微電子產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的關(guān)鍵原因。由于我國微電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)起步較晚，現(xiàn)有的技術(shù)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(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)，厚積薄發(fā)；同時，科學(xué)事業(yè)來不得半點虛假，必須聚焦技術(shù)攻關(guān)，堅持自主研發(fā)，相信一定能解決產(chǎn)業(yè)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(jīng)居于世界領(lǐng)先水平；以騰訊、阿里巴巴、百度為代表的互聯(lián)網(wǎng)信息化社會新經(jīng)濟業(yè)態(tài)改變了人類的生活方式，對社會發(fā)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(fù)興不是夢。

（三）理想信念、創(chuàng)新精神

“半導(dǎo)體器件原理”中，各種新穎的電子元器件的發(fā)明，無不凝聚了科學(xué)家的創(chuàng)新精神。如晶體管的發(fā)明、集成電路的發(fā)明、CCD 的發(fā)明、CMOS 技術(shù)的發(fā)明、DRAM 的發(fā)明、FLASH 的發(fā)明、CPU 的發(fā)明、FinFET 的發(fā)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(shù)影響了社會的發(fā)展，引領(lǐng)了科學(xué)技術(shù)的潮流，帶領(lǐng)人類進入了信息時代，給人類帶來了巨大的福利。創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，科學(xué)家的創(chuàng)造發(fā)明是堅定理想信念的結(jié)果。2020 年 9 月 11 日，在科學(xué)家座談會上，習(xí)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(chuàng)新路子，特別是要把原始創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置?！笨梢哉f，微電子技術(shù)的發(fā)展過程、一部集成電路發(fā)展史，就是一部原始創(chuàng)新的發(fā)明史。

（四）社會責(zé)任、協(xié)作精神

“半導(dǎo)體物理”中引入“課程思政”元素：肖克利對微電子技術(shù)發(fā)展作出的巨大貢獻是毋庸諱言的，他為晶體管的發(fā)明、完美的理論解釋做出了杰出的貢獻，但在晶體管及相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)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(yè)發(fā)展方向、團隊管理方面發(fā)生了不小的摩擦，以至于企業(yè)發(fā)展并不成功，體現(xiàn)了其協(xié)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(yè)—Intel 的誕生。Intel 孕育了CPU 的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(xué)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(xiàn)代全球化互聯(lián)新時代，單打獨斗已經(jīng)不能勝任科學(xué)創(chuàng)新發(fā)展，國際合作共贏是大趨勢。對于微電子產(chǎn)業(yè)中使用的一般材料和設(shè)備的研發(fā)或采購，要積極融入國際產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈，加強協(xié)作，勇于承擔造福全人類的社會責(zé)任。

（五）敬業(yè)守信、工匠精神

“集成電路設(shè)計”“集成電路版圖設(shè)計”等課程中，要反復(fù)強調(diào)做事追求卓越的態(tài)度，千萬不能馬虎了事。要時刻提醒自己，目前國內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)中還存在短板。在學(xué)習(xí)別人的技術(shù)時要善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，反復(fù)總結(jié)，積極消化，敬業(yè)守信，努力創(chuàng)新?！凹呻娐饭に嚒敝?，集成電路制程是一個非常復(fù)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(guān)技術(shù)以及接觸、互連、隔離和封裝技術(shù)反映了微納精細技術(shù)發(fā)展上的工匠精神，蘊含了精益求精、敬業(yè)奉獻、專注勤勉、創(chuàng)新進取的職業(yè)精神，更有職業(yè)倫理等新元素。因此，在人才培養(yǎng)中，針對團隊溝通合作、社會責(zé)任感、職業(yè)道德、工程倫理等也提出了新要求。在制定專業(yè)培養(yǎng)方案時，對于工程專業(yè)認證的需要也要進行充分的考量。

四、結(jié)語

微電子專業(yè)課程的性質(zhì)，尤其契合新時代高等教育對于培養(yǎng)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(yōu)勢。要充分利用相關(guān)專業(yè)課程中的“課程思政”元素，在專業(yè)教學(xué)中全面融入思想教育的理念，實現(xiàn)高等教育立德樹人根本任務(wù)。學(xué)生在運用知識時，需要強化對人生的思考，深化對科技發(fā)展水平、社會發(fā)展程度的理解，提高國情意識，提升社會責(zé)任感，增強學(xué)以致用的能力，發(fā)展社會協(xié)作能力。“課程思政”堅持知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造三位一體育人，從家國情懷、專業(yè)能力、人文素養(yǎng)三方面真正實現(xiàn)思政育人目標。本文為微電子科學(xué)與工程專業(yè)“課程思政”改革提供了一些意見參考，提出了建設(shè)路徑。修訂培養(yǎng)方案，完善課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容并挖掘“課程思政”元素，改革教學(xué)模式、教學(xué)方法和課程評價方法，提升教師價值引領(lǐng)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(shè)進程。培養(yǎng)具有馬克思辯證唯物主義、愛國主義、習(xí)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(xué)生形成高尚的道德和社會主人公精神。