半导体物理与材料课程教学研究
摘要：半导体物理与材料课程教学使学生掌握好教学大纲规定的专业知识和专业技能，在专业课的教学中加入思政元素。探索改革课程的目标内容、方法步骤及过程，从而取得成效。
关键词：半导体物理与材料；思政元素；教学改革
1引言
电子信息产业的规模和水平已成为衡量一个国家整体科学技术和综合实力的重要标志，相应学科的发展密切关系到国家微电子、智能信息、光电子等前沿领域的发展，涉及国家“十三五”重点发展的领域。本课程主要介绍半导体物理与材料方面基础知识和基本规律，是半导体集成电路行业产业发展的科学基础[1]。学好本课程，对于国家科技事业的发展和服务于南京市地方经济有着重要意义。将思政元素有机融入到专业课的教学中，已有部分尝试[2-5]。在掌握原有课程体系教学大纲规定的专业知识和专业技能的基础上，带领学生开展并参与了诸如课程教研讨论、课后实践总结、专业知识竞赛以及全国大学生集成电路双创大赛等一系列思政与专业相结合的实践活动，充分发挥课程思政德育功能与价值导向引领作用，在培养半导体集成电路行业产业应用型人才的智育育人与德育树人目标达成方面，取得了良好效果。
2半导体物理与材料的教学改革
2.1课程建设的目标。本课程主要介绍半导体物理与材料方面基础知识和基本规律，是半导体行业产业发展的科学基础。通过本课程学习，使学生掌握半导体晶格结构、电子和空穴分布以及电荷输运原理等，掌握半导体材料性质、性能参数测试以及设计方法。本课程着力培养学生的基础知识技能、工程实践创新能力以及科学研究素养，为微电子领域从事电子器件制作、电路与系统测试应用打下坚实基础。培养学生的团队协作能力、奉献精神和集体观念，学生在思想境界与人格品质上得到进一步的提升，价值取向得到进一步端正，自身爱国情怀与民族自豪感得到进一步的增强，担当起科技强国的使命和责任；最终达到为国家培养出电子信息行业应用型人才的智育育人与德育树人目标效果。2.2教学改革的方法。本课程在课程思政教学改革实施过程中，主要采取了下列方法步骤。（1）实施“专业课中融入思想政治教育”，注重关注电子信息行业动态，关注我国相关行业发展以及相应的就业机遇与挑战；授课与课程设计过程中推进德育教育音视频及动画教学。（2）将思政内容融入到教学大纲修订中，注重集成电路应用专业知识点与思政育人的有效结合。比如将我国半导体产业以及相关IC制造企业从无到有，从小到大，直到做大做强的艰辛发展历程实例融入。（3）通过课堂教学讨论，在教学生掌握专业知识点的同时，深度挖掘知识点中蕴含的思政元素，用正确方式把社会主义价值观和思维方法传授给学生，使学生树立正确的人生观、价值观、世界观。（4）将课程思政理念有机地融入学生的课堂作业与课程学习实践报告中，将每阶段专业知识点与我国实际行业产业情况相联系，引导学生积极思考，激发同学们的爱国情怀、学习激情与创业热情，总结自己自身情况，勇于担当科技强国的重大使命和责任。（5）聘请相关行业专家与马列学院思政教师作为课程思政指导教师，定期开展专业知识讲座；教学过程中，整合专业课程教师、学生管理队伍，各成员之间相互沟通总结经验。（6）通过举办课程思政示范课程知识竞赛，让学生更深入了解半导体集成电路相关知识；通过带领学生参加半导体集成电路学科竞赛，让学生切身体验半导体集成电路行业产业最新动态。2.3课程建设解决的问题与取得的成效。本课程在课程思政教学改革实施过程中，主要取得了下列初步成效。（1）课程设计、教案。半导体物理与材料授课过程中，推进德育教育音视频以及动画教学，引入了鼓励青年学生的讲话、我国半导体行业科技工作者取得的创新成果与成就等；引入并加强了现代化教学手段与信息化建设，推进建设开放共享的网络教学平台，立体化提升了智育德育效果与效率。（2）教学大纲修订。在完成课程智育目标体系基础上，融入了课程思政育人目标与具体切入点，修订的教学大纲中，明确标注了思政内容融入相关专业知识点的情况，实现了专业知识点与思政育人的有效结合。修订晶体材料这个章节时，将我国半导体行业产业发展面临的机遇与挑战融入。修订电荷输运这章时，将我国集成电路芯片制造企业如中芯、华为等发展历程融入。修订PN结时，融入我国太阳能电池与LED行业企业从无到有、从弱到强直到赶超国际先进的实例。（3）课堂讨论与实践报告。深度挖掘半导体集成电路方面的专业知识点中蕴含的思政元素，老师在课堂上提出论题，学生分组讨论，激发同学们的爱国情怀、学习激情与创业热情，勇于担当IC领域科技强国使命和责任，引导学生做好归纳总结。定期分阶段布置给学生课程学习实践报告，注意将每阶段的专业知识点与我国半导体集成电路行业产业的发展状况相结合，加深对我国半导体集成电路行业发展的机遇与挑战，以及中美贸易战对我国IC芯片产业的影响等的理解，使课程思政理念有机融入到学生的课程实践报告中。（4）知识竞赛与学科竞赛。2019年6月份举办了本课程的课程思政示范课程知识竞赛，采用网络在线答题、实时判分并投屏获奖公示，获得了师生的一致好评。暑期分别带队参加了由工信部举办的“第三届全国大学生集成电路创新创业大赛”NI杯的分决赛与全国总决赛，入围总决赛并荣获全国二等奖。（5）课程思政示范课程工作室平台。聘请了半导体行业专家与思政方面的教授学者作为思政育人顾问，组建多学科背景互相支撑、良性互动的课程教学团队。教学过程中，整合专业课程教师、学生管理队伍，各成员之间相互沟通总结经验，使思想政治教育从专人向全员的创造性转化。2.4课程建设的不足。由于课程思政教学改革仍处于尝试阶段，不足之处主要有以下三方面。（1）尚未形成一支稳定的课程思政示范课程教学团队，相应建设规范与方法、思政育人质量评价、激励机制等有待进一步健全。（2）在课程设计、大纲修订以及教案编写等方面，还没有系统性地形成与融入一个课程思政的方案方法。（3）课程思政教学改革的调研工作不够充分，工作总结不够及时，没有形成相应的理论调研报告、建设总结报告以及教学改革方案。2.5改进措施。（1）邀请马克思主义学院的思政专家进课堂，将课程思政与思政课程进一步有机结合[4,5]。在半导体物理与材料课程思政示范课程建设工作中，除聘请本院专家学者担任指导教师，加入课堂教学并进行理论指导，同时，聘请马院专家担任思政指导教师，邀请他们过来深入地开展学术讲座。（2）教学改革前期与相应的行业企业结合较少，后期应着重跟进与相关企业（比如台积电等）的产学研合作，以行业需求为起点，结合学科体系内在规律，优化课程所需的知识技能与素质要求，将最新产业技术嵌入到课程教学中。（3）推进“学生中心、成果导向、持续改进”的工程教育理念。利用网络教学平台，引入行动导向课程，在此基础上推进翻转课堂，进一步优化网络教学平台。注重学生个性化发展，借助校企合作平台，招收有潜力、有志趣的学生参与产学研项目，培养他们的创新意识与行业能力。
3结语
通过开展《半导体物理与材料》课程思政教学改革，引导学生立志赶超国际先进半导体行业产业技术。在南京市大力发展的电子信息产业的大背景下，立足于我国国情与当前南京市集成电路产业发展现状，以行业产业应用研究促进课程思政理论研究，紧密围绕南京市半导体集成电路行业、产业发展以及其对人才和技术的需求，坚持课程建设与科技研发和服务地方经济社会发展相结合，担当起科技强国的使命和责任，开展科技研发和科技成果转化，达到为国家培养出半导体行业应用型人才的育人目标，全面提升科技服务对南京的贡献度。
参考文献
[1]刘恩科.半导体物理学[M].北京:电子工业出版社,2011.
[2]钟家松,陈大钦.半导体材料课程的教学改革探索[J].教育教学论坛,2016(10):85-86.
[3]张彦,于永强,陈士荣,于宝证,吕洪君.“半导体材料”课程教学改革探索与实践[J].电气电子教学学报,2014,36(01):15-17.
[4]赵静.协同推进高校思想政治理论课建设研究[J].思想理论教育导刊,2019(09):88-92.
[5]左勇超.课程思政:新时代全新的教育理念――课程思政实践路径的梳理分析[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2019(03):15-16.
张鹏展 于咏怿 张冷 李方政 李玉魁 徐志国 陈正宇 王正昱 金陵科技学院电子信息工程学院
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