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“五元联动、全程贯通”课程思政模式在半导体器件基础中的教学探索

2022-02-16  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:邓婉玲 吴霞 罗志 黄君凯 发表期数:现代职业教育 2022年3期 本文字数:2602

  [摘           要]  以暨南大学微电子学院“半导体器件基础”课程思政的教学改革为契机,基于课程的内在特点和“五元联动、全程贯通” 课程思政模式,以课程目标为驱动,通过对思政元素的多维度挖掘并贯通于教学全过程,为课程思政的教学提供了润物无声的融入和实施方案,推进“半导体器件基础”课程“立德树人”育人目标的实现。
  [关    键   词]  课程思政;半导体器件;思政元素;立德树人
  [中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603(2022)03-0076-03
   一、引言
   集成电路芯片等高科技技术对国家战略、经济和民众生活具有重要性。目前,微电子技术、半导体技术及集成电路产业发展已经成为国家重点战略。“半导体器件基础”作为微电子技术类专业本科生核心的专业基础课,其教学内容涉及半导体器件的科学与技术研究的诸多领域,蕴藏着丰富的、具有课程自身特色的思政教育元素。本课程的思政教育除了贯彻课程思政的一般规律外,还必须深度融合微电子技术人才的培养目标。在教育部积极推进“新工科”建设的背景下,半导体技术人才培养的本质在于创新能力的培养,因此,课程思政应重点从“新”出发,把正确价值观融于新工科创新人才的知识、能力、情感目标的培养之中,优化课程思政内容安排,形成思政教育全程贯通、教学元素多维联动的有机教学体系。
   本文基于“知识传授与价值引领相结合”[1]的教学理念,在已有的教学积累和研究基础上,构建“半导体器件基础”课程的教学目标,从教学内容、教学方法、教学评价等方面全程寻找多维思政教学元素的融入点,整理并总结了适合课程自身规律和特点的思政教学实施方案,解决了课程思政的难点问题,育人成效有了明显的提高。基于“五元联动、全程贯通”的方案凸显课程特色,可推广至其他类似的工科专业课程。
   二、“半导体器件基础”课程思政的实施
   (一)课程思政的实施模式及其体系
   以习近平总书记强调的“立德树人”为引领[2],本课程构建和实践的课程思政融入模式及其实施体系挖掘与课程专业教学内容密切相关的家国、工程、协作、创新和人文五个维度的思政元素,有机地融入课程的教學目标、教学内容、教学方法和教学评价等教学全流程的各个环节与时空,以“五元联动、全程贯通”模式在思政的价值熏陶与专业的知识传授之间产生润物无声的育人成效。
   (二)思政元素的“五元联动”
   课堂教学是高校培养人才的重要途径。教学过程既要进行知识传授,又要与价值引领相结合[1,3]。通过充分实践和挖掘,本教学团队为“半导体器件基础”课程的教学建造了五维联动的思政教育元素及其教学资源。
   1.家国情怀,使命担当
   微电子技术和集成电路在国家战略中占据重要地位。我国在某些半导体器件的研究领域取得了突出的成果,一代又一代的科学家和工程师为我国半导体技术和集成电路发展做出了努力。例如,黄昆院士在1951年英国留学后,怀着振兴中华、报效祖国的殷切心情,放弃国外优越的生活条件,回到祖国担任北京大学物理系教授,创建了中国第一个半导体物理专业,为半导体技术产业培养了第一批人才。黄昆先生被称为中国半导体一代宗师,使中国半导体事业从无到有,并发展壮大。类似的中国半导体技术科学家、教育家的故事还有很多,他们坚定的信仰、爱国奋进的精神总能让学生终身受益。又如现代,华为海思的众多工程师夜以继日攻坚克难,自主创新研发了基于最新5 nm工艺制程的麒麟系列手机芯片,使我国集成电路设计领域追上先进国家的技术。暨南大学微电子学院有多位毕业生在华为公司工作并参与了这些项目的研发,我们邀请他们回校跟学生分享他们工作的经历和感想,使学生更容易产生情感认同和共鸣,筑牢科技报国的信念。
   2.工程伦理,服务社会
   在信息化社会中,工程伦理指引人们从伦理角度审视科学技术运用于工程实践时对社会的影响[4]。当今信息化社会呈现出信息传播与更新速度快、影响范围广、开放性强、复杂多样等特点。因此,面对这些挑战性,在课堂教学中需要针对性地帮助学生学习,为他们今后面对工程伦理相关问题时能作出对社会有利的判断。以典型的电子信息领域违反工程伦理的例子为引导,以小组讨论等形式激发学生从多个角度分析专业伦理对社会产生的影响,从而养成“让科技更好地服务社会”的专业伦理。此外,通过分享学生在科技下乡、社会调查、志愿服务等活动中的感想,进一步深化科学与伦理的统一。
   3.交叉融合,合作共赢
   目前,新兴交叉领域的科技创新层出不穷,如人工智能、生物医学电子、物联网等。这些创新都凸显未来需要更多具备不同学科背景、来自不同研究领域的从业者进行合作交流,共同对话碰撞产生创新的火花。例如,在“半导体器件基础”课程中,最基本、最重要的半导体器件——双极型晶体管,是由贝尔实验室的三位科学家共同发明的,他们三人也因此获得诺贝尔物理学奖。其中肖克利和巴丁都是理论物理学家,而布拉顿则是实验物理学家。起初的工作基于肖克利偏爱的金属—半导体结构,在多次尝试失败之后,巴丁认识到半导体的表面缺陷有着非常不利的影响,必须找到“钝化”表面(消除缺陷)的方法。经过这三个人的紧密合作,在短短几个月时间里,他们取得了重大的进展,终于实现了第一个半导体晶体管,并通过实验的方法证明这是一个很有用的电子器件,从而开启了信息时代。2021年,暨南大学微电子学院四名本科生联合医学院学子合作完成的“基于拉力传感器的智能输液监控系统”,该项目在第十六届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛上获得特等奖。这些例子和成绩都体现了交叉合作在未来社会中呈现出越来越重要的作用。

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