《半导体材料学》课程思政教育建设的思考

《半导体材料学》课程思政教育建设的思考

刘波，魏涛，胡敬，李永丹，李丹霞

苏州科技大学材料科学与工程学院，江苏省 苏州市， 215009

摘要：本科阶段的课程思政教育是培养具有较强的专业能力、较高的思想政治素质人才的根本保障。本文将半导体相关的思政元素融入课程中，介绍了《半导体材料学》课程思政教育目标和思政元素设计，给出了《半导体材料学》课程思政教育的相关案例，这为实现本科阶段的立德树人与教书育人的有机统一提供参考。

关键词：半导体材料学；思政教育；思政案例

随着高清视频和智能电子产品逐渐普及，全球数据爆发式大规模增长，同时大数据时代对现有数据中心的存储和运算设备提出了几乎无法克服的挑战。存储和运算设备的核心是芯片。从国家安全的角度讲，需要自主研发芯片，打破我国芯片完全被国外垄断的被动局面；国家经济的高速发展使得中国半导体进口量大大超过石油的进口而成为最大的单项进口物资，其中包括了四分之一的芯片。为了满足我国半导体芯片领域巨大的需求和破解“卡脖子”难题，国家相继颁布和实施了系列促进集成电路产业发展的政策和设置集成电路科学与工程相关学科等。其中的半导体材料是实现集成电路产业跨越式发展和重大创新的基础，《半导体材料学》是材料及物理专业的核心基础课程。

课程思政教育的不断推进和大力建设是深入贯彻落实立德树人根本任务的战略举措，是培养专业能力强、政治素质过硬的高水平人才的根本保障。为了实现这一伟大目标，需要破除传统专业课程教学重视专业知识传授、轻思想政治教育的教书育人模式，充分发挥材料科学与工程学科发展优势和集成电路产业蓬勃发展态势的引领作用，把基础专业知识的传授与思想政治教育结合起来，把价值观引导和人生职业规划贯穿起来，把思政教育有机融入教学与科研过程中，从而深化课程的内涵，构筑风清气正的育人环境，在润物细无声中贯彻教书育人、立德树人的长效机制。

一、《半导体材料学》课程思政教育目标和思政元素设计

《半导体材料学》课程是对半导体材料的基本概念、基础理论、发展历史、国内外现状、生长工艺、物性表征和器件应用等方面进行系统介绍的专业基础课程，涉及知识面广、内容丰富、理论比较深、基本物理概念和公式推导比较多。常见的课堂教学方法基本上以直接传授枯燥的知识点为主，没有结合学生的自身兴趣点，导致学生只能被动地接受专业知识，而缺乏主观能动性，教学效果不理想。因此，需要改善教学方法，根据知识点的属性进行归类整理，在恰当的教学过程中引入诸如为什么学、如何学、有何用、如何与个人职业规划相关联等学生特别关注的兴趣点，通过融入各种与学生切身相关的课程思政元素的方式，将看似枯燥的知识传授与实实在在的人生价值观相结合，活跃课堂讲课气氛，激发同学们的求知欲，在润物细无声中实现了课程思政教育有机融入专业知识传授中，提高同学们的自学能力与创新意识，为成长为合格的社会人才奠定坚实基础。

《半导体材料学》课程思政教育的主要目标至少包括：1）塑造国家使命感和社会责任感，要为民族复兴事业而奋斗，要为破解我国集成电路产业“卡脖子”难题而努力学习；2）培养学生家国情怀意识，学习不仅仅为了个人发展，更重要的是要爱国敬业，为国奉献；3）摒弃死记硬背方法，建立主动探索式的学习方式，牢固掌握和灵活运用“学问思辨行”学习方法，采用枯燥的理论知识与崇高的理想相结合、理性传授与感性实物相结合等各种灵活多变、高效实用的教学方式激活学生的积极性、主动性和学习热情；4）培养同学们“甘坐冷板凳、勇于创新”的科学精神，杜绝急功近利的不良之风，牢固树立脚踏实地、一步一个脚印专心学习基础理论知识、耐心研究基础科学问题和突破技术难题的良好学风；5）始终坚持个人职业发展与国家和社会迫切需求相结合，坚决抵制学术造假等歪风邪气。基于以上分析，《半导体材料学》课程设计的思政元素包括：社会责任；家国情怀；学习方法；思维方式；科学精神；职业发展；职业规划。

二、《半导体材料学》课程思政教育思政案例简介

通过在绪论中介绍国际国内半导体产业的发展现状，突出讲解我国被“卡脖子”领域的实际情况，激发学生的学习热情，明确要为“国家复兴、社会发展和个人成长”而学习。重点介绍我国半导体产业之父张汝京的创业历程，为学生树立正确的家国情怀、社会责任感及国家使命感，张汝京博士放弃了美国优越的生活，义无反顾回到祖国，报效祖国的半导体产业，他经常说的“以做中国人为荣”、“家国情怀”，“回国报效，很有兴趣，很有热忱”和“你们或许体会不到，离开故土多年，我要为祖国出一份力的信念更加强烈！”等简单朴实的话语特别值得我们学习。其它典型的思政案例包括：在半导体工艺概论章节中介绍半导体工艺流程及各种半导体工艺的基本原理和应用过程中，使学生了解我国半导体领域核心工艺被“卡脖子”的重点所在，做到精准学习，认识到高精尖半导体技术的发展需要有志青年的深度参与和奉献。在区熔提纯章节中讲解区熔原理和硅锗的提纯工艺，重点介绍我国半导体材料科学的奠基人与开拓者林兰英教授在硅锗提纯领域的光辉事迹。在晶体生长章节中通过讲解晶体生长基本规律，激发学生学习中国半导体之母谢希德教授的科研事迹，培养科学精神。在硅锗晶体中的杂质与缺陷章节中通过阐述杂质能级及杂质的分布规律，激发学生学习中国半导体技术奠基人-黄昆教授的科研事迹，激励学生努力学习理论知识，培养科学精神。在硅外延生长章节中讲解外延生长基本理论和工艺，指出半导体领域是我国发展落后的产业，国外一直对我国实施技术封锁，从事半导体相关工作的人员需要具备扎实的专业知识功底，同时还要能潜心研究基础科学问题，敢于突破攻关核心技术难题，并举例，我国半导体产业和当年核武器研发一样，被国外技术封锁，钱学森等老一辈科学家克服万难，最终突破并成功的事迹，培养社会责任和不怕吃苦、攻坚克难的科学精神。在II-VI族化合物半导体章节中，以II-VI族化合物在空间探索领域有重要的应用为切入点，通过介绍我国太空技术（如北斗系统）的发展已处于国际领先水平，针对其中涉及的大量半导体技术进行介绍，增强民族自信心，自豪感，同时还要培养同学们的家国情怀。

三、结束语

《半导体材料学》课程已成为材料科学与工程专业的专业必修课。在教学实践中，我们将半导体相关的思政元素融入课堂中，在讲授专业知识点的同时培养学生的家国情怀、社会责任感和使命感。通过介绍半导体领域的先辈事迹，激发同学们学习半导体的专业热情、塑造同学们的合理正当价值观。将半导体相关的各个思政元素与《半导体材料学》知识点有机融合，提高半导体课程的教学水平和育人效果。

参考文献

1. 杨树人、王宗昌、王兢等著。半导体材料（第三版），北京：科学出版社，2013.1

2. 张汝京等编著。纳米集成电路制造工艺（第2版），北京：清华大学出版社，2017.1

3. 张汝京的传奇，注定与他的拳拳报国心相互印证，电子发烧友网，http://www.elecfans.com/d/892964.html

作者简介：1刘波，男，1973.08，汉，山东临沭，博士研究生，二级研究员，博导，国家973计划项目首席科学家，研究方向是信息存储、新能源、传感器材料与器件，

 2魏涛，男，1988.09，汉，四川巴中，博士研究生，讲师，纳米光电材料与器件研究，

3胡敬，男，1987.11，土家，湖北宜昌，博士研究生，讲师，微纳传感及信息存储，

4李永丹，女，1968.01 汉，江苏苏州，本科，助理研究员，大学生思想政治教育与就业创业指导服务，

5李丹霞，女，1969.03，汉， 河南商水，本科，助理研究员， 教务管理，

基金项目: 2021年省级一流本科专业建设点(487功能材料)；苏州科技大学一流本科专业(功能材料)培育项目（2020ZYXY-08）