黃瑋 張海磊 席筱穎

（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

一、引言

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，核心就是要確認(rèn)工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)。基于本科院校工程教育認(rèn)證成效，結(jié)合我國(guó)高職教育的實(shí)際情況，江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)在江蘇省教育廳指導(dǎo)下開(kāi)始進(jìn)行高職業(yè)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)。

以成果為導(dǎo)向（OBE）就是專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作開(kāi)展過(guò)程中的核心理念[1-3]堅(jiān)持“學(xué)生主體，成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)”的原則，從崗位需求出發(fā)，不僅培養(yǎng)人才的專(zhuān)業(yè)能力，同時(shí)也非常重視非專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)。這就要求專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中要重視課堂教學(xué)，將課程思政滲透融入專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)過(guò)程中[4-5]引領(lǐng)，教學(xué)內(nèi)容充分體現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)與前沿科技的結(jié)合，教學(xué)過(guò)程注重專(zhuān)業(yè)能力與理想責(zé)任意識(shí)的培養(yǎng)。

《半導(dǎo)體器件物理》是學(xué)校微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，肩負(fù)著建立學(xué)生基礎(chǔ)職業(yè)價(jià)值取向的使命，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)、愛(ài)崗敬業(yè)精神等非常重要。愛(ài)崗敬業(yè)，精益求精，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，探索創(chuàng)新等都是本門(mén)課程的思政焦點(diǎn)。

二、課程思政元素的挖掘

在微電子專(zhuān)業(yè)開(kāi)展專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作的前期準(zhǔn)備階段，專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)走訪行業(yè)、企業(yè)，面向應(yīng)屆畢業(yè)生、校友發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷等多種方式，了解集成電路行業(yè)中各崗位對(duì)于專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需求，從而確定本專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確畢業(yè)要求，重構(gòu)人才培養(yǎng)方案。

根據(jù)OBE理論，所有的專(zhuān)業(yè)課程都應(yīng)該對(duì)接畢業(yè)要求，也就是要能夠滿(mǎn)足核心能力培養(yǎng)需求。通過(guò)實(shí)施課程思政，也是為了確保在課程教學(xué)中要能夠基于OBE理念，在學(xué)生動(dòng)手操作的同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，避免枯燥的說(shuō)教，達(dá)成課程對(duì)應(yīng)于畢業(yè)生核心能力培養(yǎng)的支撐作用[6-7]。

（一）半導(dǎo)體器件物理課程內(nèi)容分析

根據(jù)國(guó)家教育部頒布的微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，《半導(dǎo)體器件物理》是圍繞半導(dǎo)體材料及器件結(jié)構(gòu)和特性展開(kāi)的重要專(zhuān)業(yè)核心課程。課程中系統(tǒng)全面地介紹了典型半導(dǎo)體材料的基本特性，以及集成電路中常見(jiàn)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)特性等。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握相關(guān)半導(dǎo)體器件的基本理論和分析方法，是后續(xù)學(xué)習(xí)以及從事集成電路芯片制造、設(shè)計(jì)、測(cè)試相關(guān)工作的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)教學(xué)開(kāi)展中，一直存在理論抽象繁瑣，學(xué)生理解困難等現(xiàn)象，為了達(dá)成專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)課程對(duì)人才培養(yǎng)的支撐作用，依據(jù)國(guó)家專(zhuān)業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，1+X集成電路開(kāi)發(fā)與測(cè)試職業(yè)等級(jí)證書(shū)等標(biāo)準(zhǔn)，以項(xiàng)目化方式重構(gòu)課程內(nèi)容。

（二）半導(dǎo)體器件物理的課程思政元素

集成電路芯片作為5G等新技術(shù)的硬件載體，是信息社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的重要一環(huán)，也是“新基建”必不可少的基礎(chǔ)支撐。為了破解卡脖子難題，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)芯片發(fā)展迅猛，人才需求量猛增。

作為微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，《半導(dǎo)體器件物理》課程更具有顯著的思政特性，是提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感，社會(huì)責(zé)任感的重要陣地，擁有豐富的可開(kāi)發(fā)的思政元素，本課程團(tuán)隊(duì)主要從以下幾個(gè)方面為課程教學(xué)實(shí)施打造思政資源。

1.半導(dǎo)體器件物理中的哲學(xué)思想

結(jié)合理論知識(shí)點(diǎn)，挖掘其中隱藏的哲學(xué)思想。

如講解“平衡PN結(jié)的形成”時(shí)，組織學(xué)生分組討論，繪制思維導(dǎo)圖，理清平衡PN結(jié)的形成過(guò)程：“多子擴(kuò)散→自建電場(chǎng)→少子漂移→達(dá)成平衡”，在梳理的過(guò)程中，把握馬克思主義哲學(xué)中事物間的相聯(lián)系構(gòu)成事物的發(fā)展這一原理。

又如，PN結(jié)的雪崩擊穿特性可以很好地和“量變與質(zhì)變的辯證關(guān)系”這一哲學(xué)原理進(jìn)行結(jié)合，雪崩擊穿是指PN結(jié)在強(qiáng)電場(chǎng)下，高速運(yùn)動(dòng)的載流子不斷碰撞產(chǎn)生更多的電子和空穴，不斷積累，量變引發(fā)質(zhì)變，當(dāng)載流子數(shù)量猛增到一定程度時(shí)，就表征為PN結(jié)中出現(xiàn)較大的反向電流，此時(shí)稱(chēng)為PN結(jié)擊穿。充分體現(xiàn)了量變是質(zhì)變的必要準(zhǔn)備，而質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。

結(jié)合哲學(xué)思想開(kāi)展教學(xué)，一方面可以讓學(xué)生更通俗形象地去理解相關(guān)器件原理，另一方面也能在熏陶中升華學(xué)生的思想。

2.半導(dǎo)體器件發(fā)展史和科技前沿

當(dāng)今信息社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)半導(dǎo)體器件的發(fā)展，所以在半導(dǎo)體器件物理教學(xué)中可以圍繞集成電路發(fā)展史中里程碑式的事件展開(kāi)，激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新，積極探索的學(xué)習(xí)熱情，如晶體管的發(fā)明、集成電路的發(fā)明，近幾年有關(guān)石墨烯的發(fā)現(xiàn)，第三代半導(dǎo)體的研究等。

如通過(guò)世界上第一個(gè)集成電路的誕生，介紹了杰克·基爾比和羅伯特·諾伊斯兩位科學(xué)家之間的專(zhuān)利之爭(zhēng)，兩位科學(xué)家各自獨(dú)立開(kāi)展研究，從不同的角度實(shí)現(xiàn)了器件集成的目標(biāo)，開(kāi)創(chuàng)了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新時(shí)代，通過(guò)這個(gè)案例，引導(dǎo)學(xué)生體現(xiàn)半導(dǎo)體器件的發(fā)展和規(guī)律，也鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新探索，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

又如，在講解半導(dǎo)體材料時(shí)，介紹由透明膠帶撕出來(lái)的諾貝爾獎(jiǎng)——石墨烯。在傳統(tǒng)研究中，人們認(rèn)為如石墨烯一般的完美二維結(jié)構(gòu)晶體是無(wú)法在非絕對(duì)零度的環(huán)境中穩(wěn)定存在的。但是兩位英國(guó)科學(xué)家利用一種特殊膠帶，實(shí)現(xiàn)石墨片的分離，并最終得到由碳原子構(gòu)成的薄片，也就是石墨烯，這也說(shuō)明，當(dāng)我們從事技術(shù)研究工作時(shí)，勇于探索、大膽嘗試是非常重要的。

3.國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展和先進(jìn)榜樣

面對(duì)當(dāng)前以美國(guó)為首的西方國(guó)家的封鎖，發(fā)展中國(guó)芯迫在眉睫，結(jié)合國(guó)情，讓學(xué)生了解國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確差距和優(yōu)勢(shì)，了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)的先進(jìn)榜樣，激發(fā)學(xué)生作為微電子行業(yè)技術(shù)人員的使命擔(dān)當(dāng)。

如在介紹功率器件的應(yīng)用時(shí)，通過(guò)中國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)展示國(guó)家IGBT自主研發(fā)的情況。以往，IGBT主要依賴(lài)進(jìn)口，限制了中國(guó)交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但是中車(chē)集團(tuán)不斷研發(fā)，經(jīng)過(guò)努力，終于建成了具有完全自主產(chǎn)權(quán)的IGBT生產(chǎn)線，打造出亮眼的中國(guó)高鐵名片，增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)家使命感，激勵(lì)學(xué)生將國(guó)家發(fā)展作為崇高的理想追求。

又如利用大國(guó)工匠顧春燕巧手點(diǎn)亮雷達(dá)之眼的事跡作為思政資源，顧春燕作為職業(yè)院校優(yōu)秀學(xué)生代表，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，成長(zhǎng)經(jīng)歷上更具有可參考性，通過(guò)豎立榜樣，讓學(xué)生明確自己的職業(yè)定位，追求形成精益求精的工匠精神。

4.工程及實(shí)踐案例

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)研討總結(jié)在科研及工程實(shí)踐過(guò)程中經(jīng)歷的工程案例，還可以通過(guò)挖掘往屆學(xué)生實(shí)習(xí)、就業(yè)過(guò)程中的典型事例，邀請(qǐng)校友分享。

如教師分享在東北寒冷冬季時(shí)使用手機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，解釋低溫環(huán)境對(duì)半導(dǎo)體器件運(yùn)行的影響，還可以在此素材的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生去研究國(guó)產(chǎn)手機(jī)和國(guó)外品牌手機(jī)在使用中的區(qū)別，了解國(guó)產(chǎn)芯片的發(fā)展情況、技術(shù)優(yōu)劣等。

又如通過(guò)校友分享在企業(yè)的成長(zhǎng)和發(fā)展經(jīng)歷，為學(xué)生提供職業(yè)發(fā)展規(guī)劃的參考，也能幫助學(xué)生更好地去把握本門(mén)課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，了解半導(dǎo)體器件物理課程的學(xué)習(xí)和未來(lái)職業(yè)發(fā)展間的聯(lián)系。

5.社會(huì)熱點(diǎn)事件

近年來(lái)，社會(huì)大眾也非常關(guān)注中國(guó)“芯”的發(fā)展，相關(guān)事件往往能夠引起廣泛的社會(huì)討論，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)也需要時(shí)刻關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)事件，及時(shí)做好收集整理，做好分類(lèi)應(yīng)用，結(jié)合課程內(nèi)容融入教學(xué)。

圖1 課程思政目標(biāo)和思政元素的融入示意圖

圖2 部分教學(xué)任務(wù)中思政點(diǎn)融入情況示意圖

三、課程思政教學(xué)實(shí)施

（一）確定課程思政目標(biāo)

根據(jù)符合高職專(zhuān)業(yè)認(rèn)證規(guī)范要求的微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，基于OBE理念的“反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤痹瓌t，確定半導(dǎo)體器件物理課程主要支撐的核心能力培養(yǎng)，在教學(xué)實(shí)施中，也需要從培養(yǎng)對(duì)應(yīng)核心能力的角度去考慮，將思政內(nèi)容融入整個(gè)教學(xué)過(guò)程，并據(jù)此明確本課程的思政教學(xué)目標(biāo)。

前期已經(jīng)梳理過(guò)針對(duì)半導(dǎo)體器件物理課程可開(kāi)發(fā)的課程思政元素，根據(jù)本課程的思政教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)協(xié)商整理相應(yīng)的課程思政資源。

（二）課程內(nèi)容優(yōu)化

本門(mén)課程為理實(shí)一體化課程，為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的原理抽象、理解困難等問(wèn)題，課程采用項(xiàng)目化教學(xué)模式，將教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)理論、學(xué)以致用、提升拓展三大模塊，將理論知識(shí)與實(shí)踐內(nèi)容有效結(jié)合，進(jìn)行遞進(jìn)式學(xué)習(xí)。

將課程內(nèi)容按照元器件類(lèi)型，劃分為若干項(xiàng)目，再進(jìn)步解構(gòu)成若干教學(xué)任務(wù)，明確課堂思政載體，最后將其融入課程教學(xué)中。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，需根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，融入不同的思政元素，并選擇合適的教學(xué)方法與手段，進(jìn)行教學(xué)改革。

將專(zhuān)業(yè)知識(shí)的傳授和社會(huì)價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，在講授器件專(zhuān)業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)器件分析設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)技能的同時(shí)，充分發(fā)揮思政教育功能，針對(duì)課程思政目標(biāo)，從開(kāi)發(fā)的課程思政元素中選取合適的要素，與課程內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合，積極培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，教育引導(dǎo)并樹(shù)立大學(xué)生科學(xué)世界觀，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)在實(shí)踐技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范細(xì)致、精益求精、執(zhí)著專(zhuān)注和追求卓越的工匠精神。

（三）改進(jìn)教學(xué)方法

在半導(dǎo)體器件物理課程中實(shí)施的思政教學(xué)過(guò)程全部立足于“學(xué)生成長(zhǎng)為中心”的教學(xué)理念，采用線上線下混合式教學(xué)，突出教學(xué)活動(dòng)中的學(xué)生主體地位，課前課后利用教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真平臺(tái)等，采用多種信息化資源，為學(xué)生提供課前預(yù)習(xí)和課后鞏固的途徑，掌握基礎(chǔ)知識(shí)理論，而在課堂教學(xué)中更側(cè)重于實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)以及實(shí)踐技能的培養(yǎng)，并組織學(xué)生分組完成任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

在整個(gè)課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程中把前期所做的課程思政設(shè)計(jì)融入課前預(yù)習(xí)、課中討論、實(shí)踐練習(xí)、課后鞏固等各個(gè)環(huán)節(jié)中。

如在介紹功率半導(dǎo)體器件的課前預(yù)習(xí)中，通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布有關(guān)“中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)紀(jì)錄背后的秘密”視頻，讓學(xué)生了解中國(guó)高鐵的“芯”臟——功率半導(dǎo)體IGBT器件的發(fā)展，對(duì)于中車(chē)集團(tuán)不斷努力，發(fā)展IGBT的創(chuàng)新精神有了初步的體會(huì)，為后續(xù)課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的思政引導(dǎo)奠定基礎(chǔ)。

又如，在開(kāi)展MOS管版圖設(shè)計(jì)的任務(wù)過(guò)程中，邀請(qǐng)往屆校友，對(duì)于學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，分享多年在企業(yè)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作的經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生更好地理解如何去把握該任務(wù)中的重難點(diǎn)。

再比如在半導(dǎo)體材料特性分析這一項(xiàng)目的課程教學(xué)實(shí)施完成后，組織學(xué)生分分組查找有關(guān)新型半導(dǎo)體材料石墨烯的介紹，了解該材料的發(fā)現(xiàn)由來(lái)，主要特性和應(yīng)用等，組織學(xué)生小組討論，并通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提交討論結(jié)果，更好地去感悟在技術(shù)研發(fā)過(guò)程中必須要大膽求證，敢于探索。

作為一門(mén)理實(shí)一體化課程，實(shí)踐環(huán)節(jié)也是課程中非常重要的環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)安排中，組織學(xué)生分組合作完成器件特性分析、測(cè)試、設(shè)計(jì)等任務(wù)，明確組內(nèi)成員分工，協(xié)調(diào)各小組任務(wù)完成進(jìn)度，通過(guò)教師演示、優(yōu)秀示范、組內(nèi)互助等方式強(qiáng)化實(shí)踐技能的培養(yǎng)，并通過(guò)任務(wù)后的小組總結(jié)，明確操作要點(diǎn)，規(guī)范要求等，培養(yǎng)學(xué)生形成規(guī)范細(xì)致、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文依托課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在《半導(dǎo)體器件物理》課程中進(jìn)行課程思政教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)，基于OBE理念，根據(jù)高職專(zhuān)業(yè)認(rèn)證規(guī)范的要求，探討了結(jié)合專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行課程思政元素開(kāi)發(fā)的途徑，對(duì)于課程思政教學(xué)實(shí)施中思政教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法的改進(jìn)等方面進(jìn)行了實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

課程思政教學(xué)中兼顧課程自身特點(diǎn)和課程教學(xué)目標(biāo)，與專(zhuān)業(yè)課教學(xué)各司其職又形成合力，實(shí)現(xiàn)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才核心能力培養(yǎng)的支撐。本課程中進(jìn)行課程思政改改革的經(jīng)驗(yàn)，可以為本專(zhuān)業(yè)其它專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)改革實(shí)施提供重要的參考，進(jìn)一步豐富專(zhuān)業(yè)課程思政的實(shí)現(xiàn)，達(dá)成專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。