摘" 要：將專業(yè)課與思想政治理論課有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課程思政教育是對(duì)高校專業(yè)課教育提出的新要求。文章通過分析“微納加工技術(shù)”課程的授課內(nèi)容，對(duì)課程中蘊(yùn)含的思政元素及所承載的思想政治教育功能進(jìn)行了深入挖掘，根據(jù)不同的教學(xué)單元課程內(nèi)容特點(diǎn)和內(nèi)涵，分別融合了科學(xué)素養(yǎng)、愛國(guó)情懷、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)等方面的思政元素，并設(shè)計(jì)了完整的課程思政案例，以期為其他課程的課程思政案例設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：微納加工；課程思政；教學(xué)案例；課程改革

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)相關(guān)專業(yè)人才提出很高的要求，除精通專業(yè)知識(shí)外，還必須有過硬的政治思想、良好的職業(yè)素養(yǎng)、強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感等。2016 年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中強(qiáng)調(diào)，要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。［1］2020年，教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知，明確指出建設(shè)高水平人才培養(yǎng)體系，必須將思想政治工作體系貫通其中，必須抓好課程思政建設(shè)。［2］以專業(yè)技能知識(shí)為載體加強(qiáng)大學(xué)生思想政治教育，具有強(qiáng)大的說服力和感染力，有助于將課堂主渠道功能發(fā)揮最大化，扭轉(zhuǎn)專業(yè)課程教學(xué)重智輕德現(xiàn)象，具有其他教育方式不可替代的優(yōu)勢(shì)。［3］通過在理工專業(yè)課程的課堂教學(xué)中引入合理的思政元素，將課程專業(yè)知識(shí)與思政內(nèi)容緊密融合設(shè)計(jì)優(yōu)秀的課程思政案例，在授課過程既能避免教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味，提高學(xué)生注意力，又能促進(jìn)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)潛移默化的“思政融合”和“寓教于學(xué)”。［4-7］

一、微納加工技術(shù)課程思政教學(xué)基本思路

“微納加工技術(shù)”課程是東南大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)類本科四年級(jí)學(xué)生的一門選修課程。該課程主要從微納加工技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，介紹微納加工技術(shù)的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝技術(shù)，使學(xué)生了解和掌握微納加工技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)綜合利用多種微納加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)微納器件的制造方法，為學(xué)生未來從事該領(lǐng)域的研究和工作提供必要的基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

結(jié)合學(xué)科知識(shí)與思政教育目標(biāo)，在保證課程教學(xué)內(nèi)容完整性的前提下引入課程思政元素，結(jié)合課程部分教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，通過深入挖掘課程的德育內(nèi)涵與元素，提煉形成愛國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任、科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)等思政元素。這個(gè)過程需要循序漸進(jìn)，任課教師需要充分發(fā)揮主體作用，不斷學(xué)習(xí)思政教學(xué)能力和技巧，才能潛移默化地實(shí)現(xiàn)思政教學(xué)，取得預(yù)期的教學(xué)效果。本研究考慮到課時(shí)限制和本課程思政教育處于初步階段，探索了在課程的四個(gè)教學(xué)單元中系統(tǒng)、深入地融合思政元素，如表1所示。

在教學(xué)過程中，刻意地單獨(dú)安排思政教育環(huán)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致形式突兀與生硬，流于表面，課程思政的效果達(dá)不到預(yù)期效果。因此需要任課教師根據(jù)課程思政元素精心策劃和運(yùn)用典型案例，借鑒多種教學(xué)載體將思政元素巧妙地融入知知識(shí)點(diǎn)的講解中，提升課程思政課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。從價(jià)值引領(lǐng)、能力培養(yǎng)和知識(shí)傳授三個(gè)層面將思政元素與知識(shí)講授相融合，創(chuàng)新教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人的效果。

二、微納加工技術(shù)課程思政案例設(shè)計(jì)及實(shí)踐

教學(xué)案例選取與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，關(guān)系到案例的引入是否緊密結(jié)合專業(yè)課知識(shí)點(diǎn)，是否能夠達(dá)到課程思政育人潤(rùn)物細(xì)無聲的良好效果。［8-9］以“光學(xué)光刻技術(shù)”教學(xué)單元融合愛國(guó)和敬業(yè)精神、工匠精神思政內(nèi)容為例，介紹本課程完整的思政案例設(shè)計(jì)。

（一）教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)目標(biāo)：（1）光學(xué)曝光技術(shù)的發(fā)展歷程；（2）光學(xué)光刻技術(shù)原理和技術(shù)特點(diǎn)；（3）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

2. 能力目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，提高學(xué)生分析能力、邏輯思維能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和思維。

3. 情感和思政目標(biāo)：（1）拓展學(xué)生思維，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣；（2）樹立民族自信心，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、愛國(guó)主義情懷及科學(xué)素養(yǎng)。

（二）教學(xué)方法

利用啟發(fā)引導(dǎo)、仿真演示、提問討論等多種方式，將理論知識(shí)與思政元素有機(jī)融合，一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面還可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。具體舉措包括：1. 啟發(fā)引導(dǎo)。以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，在課程開始時(shí)給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)室獲得一系列不同尺寸（最小線寬0.5微米以上）和形貌光刻實(shí)驗(yàn)SEM照片，進(jìn)行簡(jiǎn)單提問：這是實(shí)驗(yàn)室獲得的光刻結(jié)果，實(shí)驗(yàn)室的365nm光刻機(jī)能不能用于光刻90nm以下的線條，為什么？以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，帶著疑問主動(dòng)學(xué)習(xí)。2. 仿真演示。對(duì)于加工工藝課程來說，如果只是口頭講授課程內(nèi)容有些抽象和枯燥，學(xué)生對(duì)很多概念難以理解和記憶。為此，借助仿真軟件演示和視頻等手段，將課程內(nèi)容具象化、生動(dòng)化。如利用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的光學(xué)光刻仿真軟件演示接觸式、接近式和投影式光刻過程和光刻結(jié)果，讓學(xué)生直觀感受三種光刻方式光刻結(jié)果和技術(shù)特點(diǎn)，活躍課堂氣氛，同時(shí)幫助學(xué)生更好地理解和掌握光刻分辨率理論公示的內(nèi)涵。3. 提問討論。設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性的討論題讓學(xué)生先自行思考，然后展開分組討論，充分培養(yǎng)學(xué)生的思考能力。分組討論結(jié)束后，可以讓不同小組學(xué)生主動(dòng)分享小組討論結(jié)論，老師和其他同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，實(shí)現(xiàn)師生充分互動(dòng)，調(diào)動(dòng)課堂學(xué)習(xí)氣氛。

（三）教學(xué)過程

光學(xué)光刻工藝是半導(dǎo)體制造中最為重要的工藝步驟之一，其主要作用是將掩膜板上的圖形復(fù)制到硅片上，為下一步進(jìn)行刻蝕、離子注入等工序做好準(zhǔn)備。光刻的成本約為整個(gè)硅片制造工藝的1/3，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的40%～60%?！肮鈱W(xué)光刻技術(shù)”教學(xué)單元的主要教學(xué)過程如下。

在學(xué)生帶著疑問學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，開始講解光學(xué)曝光的工藝過程、光學(xué)曝光的方式和原理，在講授接觸式、接近式和投影式光刻技術(shù)的特點(diǎn)和過程時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的光學(xué)光刻仿真軟件分別演示接觸式、接近式和投影式光刻過程，并講解分析光刻仿真結(jié)果，讓學(xué)生直觀感受三種光刻方式的光刻結(jié)果和特點(diǎn)，活躍課堂氣氛，同時(shí)幫助學(xué)生更好地理解和掌握光刻機(jī)光刻分辨率理論公示的內(nèi)涵。

隨后從理論上深入地分析探討實(shí)驗(yàn)室的光刻機(jī)不能用于光刻90nm以下的線條的原因。逐步過渡到講授如何提高光學(xué)曝光分辨率的方法，結(jié)合回顧國(guó)內(nèi)外光刻機(jī)研發(fā)的歷史，介紹光刻機(jī)的在不同歷史時(shí)期的研發(fā)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，穿插講述我國(guó)先進(jìn)光刻機(jī)長(zhǎng)期以來依賴國(guó)外進(jìn)口，受到國(guó)際制裁的限制。近幾年以美國(guó)為首的西方國(guó)家為了進(jìn)一步限制中國(guó)的科技發(fā)展，加強(qiáng)了對(duì)ASML光刻機(jī)的禁運(yùn)措施。在這一挑戰(zhàn)面前，上海微電子并未退縮，反而加大了自主研發(fā)和創(chuàng)新的步伐，成功研制出了90nm量產(chǎn)光刻機(jī)，并再進(jìn)一步研發(fā)28納米國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)，進(jìn)一步解決光刻機(jī)領(lǐng)域的“卡脖子”問題，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和敬業(yè)精神。然后，播放5分鐘EUV光刻機(jī)原理的視頻，探討研發(fā)更先進(jìn)的EUV光刻機(jī)研制面臨著納米級(jí)制造高精度的光源對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭等技術(shù)難點(diǎn)。例如EUV光刻機(jī)的反射鏡，精細(xì)程度相當(dāng)于把整個(gè)地球打磨光滑，凸起不能超過一根頭發(fā)絲，如此高的精度要求只能靠手磨工藝實(shí)現(xiàn)，需要經(jīng)驗(yàn)豐富、手藝達(dá)到極致的“老工匠”來打磨這些元件，從而讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)和追求“工匠精神”。

超大規(guī)模集成電路加工追求光學(xué)曝光的極限分辨率，而微系統(tǒng)或微機(jī)電系統(tǒng)追求光學(xué)曝光的另一個(gè)極端——超厚膠曝光。因此，在以上講解的基礎(chǔ)上，講授厚膠光刻技術(shù)原理和特點(diǎn)，包括垂直入射曝光、厚膠移動(dòng)掩模曝光和傾斜入射曝光等多重曝光方式，在此繼續(xù)利用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的光學(xué)光刻仿真軟件進(jìn)行各種厚膠光刻工藝的仿真演示，讓學(xué)生直觀感受不同厚膠光刻方式的光刻結(jié)果和特點(diǎn)。

最后，針對(duì)文獻(xiàn)中采用厚膠光刻工藝得到的復(fù)雜的三維顯影結(jié)構(gòu)，［10］提出一個(gè)問題：如何直接利用厚膠光刻工藝得到這樣的微結(jié)構(gòu)？引導(dǎo)學(xué)生分組積極討論，結(jié)合所學(xué)知識(shí)說明自己的想法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)習(xí)印象和拓展思維能力。學(xué)生分組匯報(bào)討論結(jié)果，師生共同點(diǎn)評(píng)，最后老師進(jìn)行總結(jié)，并給出一個(gè)比較優(yōu)選的曝光方式，并借此具有一定“奇思妙想”的曝光技術(shù)鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

（四）教學(xué)效果

在本教學(xué)單元課程結(jié)束后，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)積極性、思想狀況等進(jìn)行評(píng)價(jià)，利于教學(xué)方法策略的持續(xù)改進(jìn)。參與調(diào)查的2022級(jí)本課程班級(jí)學(xué)生共28人，調(diào)查結(jié)果如圖1 所示。由圖1可以看出，通過本教學(xué)單元的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生很好地掌握了光學(xué)光刻技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)等知識(shí)要點(diǎn)，并認(rèn)為本教學(xué)單元的教學(xué)過程對(duì)個(gè)人的成長(zhǎng)很有幫助。這說明本教學(xué)單元的內(nèi)容和教學(xué)模式較好地實(shí)現(xiàn)了專業(yè)知識(shí)性與思想教育性合二為一，有助于學(xué)生在未來的工作崗位或職業(yè)道路上走得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)。由圖1的各項(xiàng)問卷指標(biāo)可知，學(xué)生不僅在專業(yè)知識(shí)方面有所提高，而且在提高學(xué)習(xí)熱情、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感等方面都有很好的表現(xiàn)，說明本教案的教學(xué)設(shè)計(jì)一定程度上實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一，其中蘊(yùn)含的思政元素，能夠引起學(xué)生的關(guān)注和共鳴，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

三、結(jié)語

習(xí)近平總書記指示高校教師，要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行。本研究深入挖掘了“微納加工技術(shù)”課程的思政元素，在此基礎(chǔ)上提出了課程思政案例教學(xué)設(shè)計(jì)的思路，將學(xué)科知識(shí)與思想政治教育內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，將相關(guān)思政元素潛移默化地傳授給學(xué)生，讓課程內(nèi)容既有豐富的科學(xué)知識(shí)，又有深邃的思想深度，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確價(jià)值觀，培養(yǎng)優(yōu)秀的精神品質(zhì)和道德修養(yǎng)，使學(xué)生成為“德才兼?zhèn)洹钡纳鐣?huì)主義新時(shí)代建設(shè)者。

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（責(zé)任編輯：陳華康）

基金項(xiàng)目：2020年東南大學(xué)課程思政教育教學(xué)改革與研究實(shí)踐項(xiàng)目“‘微納加工技術(shù)’課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)案例研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020-33）；2021年東南大學(xué)課程思政校級(jí)示范課改革試點(diǎn)立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目“微納加工技術(shù)”（項(xiàng)目編號(hào)：2021-81）。

作者簡(jiǎn)介：周再發(fā)（1978—），男，博士，東南大學(xué)MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任、博士生導(dǎo)師，東南大學(xué)特聘教授，研究方向?yàn)镸EMS CAD軟件開發(fā)、MEMS和集成電路協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、微納傳感器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)等。