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【课程思政】《微电子器件》:胸怀中国心 培养“芯”人才

作者:校新闻中心 发布时间:2020-10-15 来源:校新闻中心

编者按:9月25日,学校召开课程思政建设推进与经验交流会,学习贯彻中央和教育部相关精神和要求,总结学校课程思政建设情况,就做好下一阶段工作作出安排部署。在教师代表交流发言环节,外国语学院吕汀副教授、81818威尼斯任敏副教授、通信抗干扰技术国家级重点实验室雷霞教授结合具体案例,先后分享了《大学外语“通用英语B”》《微电子器件》《移动通信系统》课程开展课程思政建设的探索和经验。新闻中心特此采访报道这些课程与各位读者分享。以下是81818威尼斯任敏副教授在《微电子器件》课程中开展“课程思政”的举措:

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  中兴事件、华为事件不仅令社会各界震惊,成为全网热议的焦点话题,也成了81818威尼斯《微电子器件》课程深度思考和讨论的对象。

  在上课之前,课程组成员任敏副教授就在线发布了学习任务和参考资料,请同学们进行课外阅读和资料查找,并分组讨论形成初步看法,为课堂讨论做好充分准备。

  “为什么会发生芯片战争?华为该怎么办?国家该怎么办?作为微电子专业学生,我们该怎么办?”在梳理了“华为事件”的时间线之后,任敏用一些列问题启发学生不断深入思考。

  “芯片是工业粮食,是关系国家安全的国之重器。”她说,“我们不仅要讲研发芯片的知识,而且要讲责任使命,让至诚报国、心系社会的时代担当精神深深扎根在学生的心灵深处!”

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明确目标:一片冰心志在中国“芯”

  在微电子相关专业的知识体系中,《微电子器件》是核心基础课程,也是考研的必考课程,因此受众广泛,学生重视程度高。

  任敏表示,在这门课程中开展“课程思政”,若能达到预期的教学效果,将对学生产生十分积极的影响,甚至让学生受益终身。

  根据教育部和学校的课程思政指导方针,该课程明确教学目标,做到有的放矢,努力把知识目标和思政目标有机融合。

  为此,课程组重新制定了“课程思政版”的教学大纲,对知识目标和思政目标进行了详细的界定和要求,甚至细化到了每个章节。

  “设置思政内容,首先要精准定位,找专业和思政内容契合点,而不是简单拼凑。”任敏认为,“老师要找学生的需求点和兴趣点,并落实到小的知识点,设计出具体案例。”

  例如,在第一章《半导体基本方程》中,讲解“微电子技术发展历史”这个知识点时,她会回顾“硅谷”的诞生过程,阐释“创新”的精神内核,鼓励学生不惧权威、勇于创新。

  在讲“国内微电子技术发展现状”知识点时,她从中美贸易战切入,提出了技术自主可控的重要性,让学生认识到国内外的技术差距,引导学生勇担使命、为国奉献。

  她认为,不同的思政内容要采取不同的讲授方式。对哲学素养、科学思维的培养要春风化雨、润物无声,以人文关怀启迪学生;而弘扬社会主义核心价值观要高调宣示,用正能量感染学生。

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丰富案例:信手拈来都是好素材

  课程思政在这门课程中的融汇贯通,处处可见。从《国家集成电路产业发展推进纲要》等重要文件、政策,到国家集成电路产业投资基金成立等重要举措,从新型二极管在行业领域中的重要应用,到萨之唐等科学家的精彩故事,丰富多彩,引人入胜。

  第二章的“PN结大注入效应”就是课程思政的典型例子。课程组把这个知识点和辩证法结合起来,让学生在学习专业知识的同时,受到哲学的浸润。

  根据电中性原理,大注入时中性区的多子应该和少子保持相同分布。但这样的分布下多子将发生扩散,从而产生正负电荷在空间上的分离,因此出现净电荷,产生自建电场。有电场显然就不是电中性,因此可以推出自相矛盾的结论。紧接着,在求解电场时,由于不知道多子的分布,又可将其近似为少子分布。

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  一会儿是多子分布等于少子分布,一会儿多子分布又不等于少子分布。“这是第二章的重点和难点,每次学到这里学生就充满了困惑,但如果采用正确的方法论,抓住主要矛盾,问题就能迎刃而解。”任敏说,这个知识点是一个很好的哲学命题,反应了认识论中的矛盾的对立统一问题。

  自建场是由于正负电荷的分布差异造成的,在讨论电场成因的时候自然不能忽略差异,但这个差异又是极小的,为了简化求解又可以将其忽略。通过这样一步步分析,她可以润物无声地把辩证唯物主义思想内化到学生的思维方式中,让学生的人文素养自然地得到提升。

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2018年,陈星弼院士(中)入选ISPSD首届名人堂

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  课程组还把科学知识的传授与科学家的精彩故事相结合,让学生感受和理解科学家追求科学的精神,尤其是,通过介绍陈星弼院士、张波教授团队的科研故事和科研成果,既启发学生敢于突破“极限”,又鼓励学生弘扬“求实求真、大气大为”的成电精神,为国家做贡献。

  陈星弼院士的超结器件,突破了硅极限,使器件功耗大大降低,目前已形成了超10亿美元的市场规模。通过这些成电故事,可以让学生深刻体会到创新思维的价值以及成电人的品格。

改进方法:让学生成为思政的积极参与者

  在精心准备和设计课程内容的同时,课程组还不断改进教学方法,探索适用于本课程的交互性、启发性的思政教学。她把“课堂+课外”、“线上+线下”相结合,形成了形式多样的教学方式,增强了课程思政的吸引力和说服力,也充分调动了学生的主观能动性,让学生成为思政的积极参与者甚至是设计者。

  具体来说,在课堂上,老师会采用案例教学、师生互动、分组讨论等丰富多样的教学方式。在课堂之外,老师会把思政教育的阵地不断延伸,利用MOOC系统线上教学、课外阅读、QQ群互动等,用年青人喜爱的方式和他们交流,使思政教育更具亲和力。

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  为了检验思政教育的效果并及时做出调整,课程组还通过问卷调查收集学生的意见建议。为了进一步提高学生的积极性,课程组还对考核方式进行改革,在课程总成绩中增加思政部分,通过学生的课堂表现和思政小论文质量来综合评判。

  目前,该课程已开设中文版和英文版MOOC课程,是开展线上课程思政的有效方式,也可以影响更多的受众。课程思政也取得了明显的效果,主要体现在三个方面:

  第一,引导学生形成了正确的价值观、人生观。学生在评教中反复提到人文思想、责任感等,可以看出课程对他们已经产生了积极的影响。

  第二,培养了学生的创新思维和科学精神。去年任敏讲完陈星弼院士的“超结器件”之后,班上有几位本科生就申请了“大创”项目,研究超结器件的EMI噪声问题,提出了低噪声器件的新结构。学生的这些创新性工作,已发表国际会议文章2篇、申请了中国发明专利1项。

  第三,培养了学生的家国情怀和社会责任感。很多同学在就业时会首选国家重点单位,立大志向、上大舞台。

  习近平总书记说:“广大青年人人都是一块玉,要时常用真善美来雕琢自己,不断培养高洁的操行和淳朴的情感,努力使自己成为高尚的人。”课程组老师们表示:“《微电子器件》课程就是用思想上的真、政治上的善、情感上的美,用心、走心培养‘芯’人才!”


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