摘要：党的二十大以来，高校的思政教育地位被提高到前所未有的高度。无锡学院重视课程思政建设，鼓励课程思政内涵式发展。本文围绕微电子工艺基础课程，深度挖掘课程中的相关思政元素，并进行了明确分类。在此工作基础上，以离子注入一章为例，结合BOPPPS教学模式，详细设计了课程思政教学设计，确保知识目标、能力目标和素养目标可以较好达成，为同类课程设计提供了一定借鉴。

关键词：微电子工艺；教学思政；BOPPPS教学；教学设计；离子注入；

中图分类号：G641

党的二十大报告强调高校需完善思政工作体系，以立德树人为根本，用习近平新时代中国特色社会主义思想铸魂育人、启智润心，把思想政治工作始终贯穿学校教育教学全过程，拓展和提升思想政治工作的广度、深度、温度和效度，坚持知识传授与思想引领“双塑造”，培养好担当民族复兴大任的时代新人。无锡学院遵循习近平总书记关于思政课建设的指示，重视思政课程建设，致力于培养高素质教师队伍，创新课程设计，推动思政内涵式发展，激发学生主体性，培养时代新人。本文围绕微电子工艺基础课程，在教学过程中开展了BOPPPS教学模式，开展了以“挖掘思政元素—重构课程内容—实施思政育人”为主线的课程思政教学设计与实施。该创新教学模式有助于提升学生课程学习兴趣，并为同类课程开展提供思路借鉴。

一、微电子工艺基础课程与思政教学概况

自从2018年中美贸易战爆发以来，美国对中国在集成电路领域实施了一系列“卡脖子”制裁。以美国为代表的西方国家通过限制高端光刻机、离子注入机等集成电路关键设备出口来维持其技术优势，而中国则在积极发展自身的集成电路制造能力，以降低对外部技术的依赖。微电子工艺基础课程是无锡学院微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统专业的一门专业主干课，课程以集成电路制造工艺为主线，围绕集成电路制造工艺过程中的单步工艺与设备展开学习，主要介绍硅芯片制造基本单步工艺的原理、方法、设备，以及依托的技术基础和发展趋势。由上可知，微电子工艺基础课程与时代背景关联性强[1-2]，具有鲜明而独特的时代底色，理应成为当代微电子与集成电路专业大学生思政教育的主要课程之一。

无锡学院高度重视学校思政课建设，统筹挖掘思政教育资源，汇聚育人合力，构建全员、全程、全方位的“三全育人”格局，引导学生坚定理想信念、成长为担当民族复兴重任的时代新人。无锡学院微电子工艺基础课程教学团队坚持通过聚焦思政教育的重点、热点、难点、盲点，将知识传授、能力培养和价值塑造有机结合起来，引导学生坚定“四个正确认识”，提高辩证思维能力，勇担责任使命，以实际行动为实现中华民族伟大复兴贡献力量。

二、微电子工艺基础课程思政元素挖掘

经过课程教学团队为期一年半的集中备课和教学思政研讨，参考借鉴高校同一课程的教学思政改革举措[3-5]，凝练出微电子工艺基础课程中的思政元素主要包含家国情怀、责任担当、创新意识和中庸思维这四方面，并讨论出不同专业知识中思政元素的导入方式。下面结合具体的案例分别进行介绍。

（一）家国情怀方面

在微电子工艺基础课程介绍至国内发展历史时，可以简要回顾一下谢希德、林兰英等老一辈半导体院士矢志报国的人生经历。比如谢希德院士为了早日建设新中国，仅仅两年内就攻读获得麻省理工理论物理学博士学位。回国后她投身半导体物理学的教学与研究，开启了中国半导体从无到有的“破冰”之路，奠定了中国芯片事业的基础。林兰英院士在新中国成立后，不顾美国当局的阻挠，毅然放弃优越的生活条件，冲破重重阻力回到祖国。在极其艰苦的条件下，她在砷化镓晶体太空生长和性质研究方面取得了令世人瞩目的成绩。两位院士的生平和成就，展现了他们作为科学家的高尚品质和对国家、民族的巨大贡献。

在课程的光刻这一章，中国高端芯片的研究与制备困难在发展过程之中困难重重。在光刻发展过程之中，我们逐渐认识到，只有中国人自己能决定自己产业的命运。

（二）责任担当方面

在介绍热氧化设备时，可以引入半导体设备的国产化原因、趋势与现状。随着海外对我国在先进制程设备领域的限制进一步加剧，半导体设备的国产化亟需解决。在半导体这个高精尖领域，核心技术买不来、要不来、讨不来，唯有自主研发，方能掌握话语权。目前国产半导体设备厂商在刻蚀、沉积、热处理、清洗、涂胶显影、量测、CMP、离子注入以及测试机、分选机、探针台等核心工艺环节已取得长足进步，国产半导体厂商在所有半导体设备都有覆盖。这背后，是无数科研人员夜以继日的辛勤付出，是对“自主研发，持续创新”这一理念的坚定践行。

在讲解等离子体在薄膜生长与刻蚀应用前，可以回顾电子特种气体的发展现状。电子特气，作为半导体制造中不可或缺的“血液”，其重要性不言而喻。电子气体在半导体材料市场占比约为13%，仅次于硅片38%的占比，是半导体最重要的原材料之一。中国作为世界上最大的半导体消费市场之一，过去在这一领域面临外企垄断，长期在夹缝中求生。在此背景下，国内电子特气企业如金宏气体、南大光电、华特气体等，它们积极响应国家号召，加大研发投入，不断突破技术瓶颈，为我国半导体产业的自主可控贡献了重要力量。国内电子特气企业的崛起，是我国半导体产业蓬勃发展的一个缩影，也是我国企业在新时代背景下“勇于担当，不辱使命”的生动写照。

（三）创新意识方面

在讲解外延技术时，先介绍教材上外延的定义中，衬底需为晶体。另一方面，引申国内科研团队近期实现了石墨烯玻璃晶圆-氮化物的“异构外延”报道。这一成果证实了材料的外延可以摆脱衬底为晶体的限制，说明教材上的结论也未必是真理。该成果是我国科研人员在半导体材料领域取得的重大突破，彰显了我国在科技创新方面的实力和潜力，在新型显示、柔性电子学等领域具有重要应用前景，将推动相关产业的快速发展。

在讲解多晶硅的应用时，可以拓展到多晶硅在自对准栅极中的应用。早期的MOSFET使用铝（Al）作为栅材料，漏极和源极的掺杂工艺需要超过800°C的高温退火。此时，栅极Al会熔化并扩散到下层的硅层而导致短路。此外，在制造过程中如果栅极掩模未对准，则会产生输入电容的寄生重叠，降低晶体管的开关速度。为了避免这种情况，解决方法就是自对准栅极工艺。由仙童半导体和贝尔实验室发明的自对准栅极技术因其极大改善了晶体管的性能、降低了布线难度、提升了芯片的集成度，在45 nm以上的集成电路中得到广泛应用。以上事实反映了技术创新在工艺节点迭代升级中的重要意义。

（四）中庸思维方面

中庸思维广泛体现在微电子工艺的各个工艺中。比如，生长速率快的水汽氧化生长质量一般，生长速率慢的干氧氧化生长质量最好，为了降低生长时间、提高生长质量，往往采用“干—湿—干”的生长工序组合。又比如，热扩散掺杂时，采用恒定表面源扩散能调控杂质总量和扩散深度，却无法调节表面掺杂浓度；采用限定表面源扩散能调控表面掺杂浓度和扩散深度，却无法调整杂质总量。因此实际中，往往将两种扩散工艺相结合，先进行恒定表面源扩散，控制掺入的杂质总量，再采用限定表面源扩散，达到要求的表面浓度和扩散深度。

通过以上案例的介绍，我们希望学生能够认识到，技术方案的不完美性是普遍存在的。引申到生活和学习中，每个人一定会有各种各样的烦恼，解决烦恼的途径很难存在完美的方案，我们必须学会在不同的选择之间做出权衡，接受选择的不完美。通过引导学生从多个角度审视问题，可以更加灵活地应对问题，并确定最终方案。这不仅能够避免学生在遇到问题时陷入死胡同，还能防止他们因冲动导致过激行为，酿成社会悲剧。

三、基于BOPPPS教学模式的微电子工艺基础课程思政教学设计

课程思政是一种融合性的教学方式，它强调将思想政治教育自然融入到各类专业课程教学中，将不是将二者割裂。通过课程思政，学生不仅能掌握相关的专业知识，也能理解知识背后的价值、情感和道德等。下面围绕课程中的离子注入一章，结合课程思政，开展基于BOPPPS教学模式的教学设计，以下将从导入、目标、前测、参与、后测、总结六个环节分别阐述课程思政教学设计的实施过程。

（一）导入

在课程导入环节，首先播放2023年中国高能离子注入机研制成功的视频，这既能让学生对离子注入技术与设备形成初步的印象，也可以对国产高端离子注入机产生浓厚的民族自豪感，激发学生的爱国情怀，调动学习积极性，为接下来的课程内容奠定良好的基础。

（二）目标

导入环节后，引入本章内容的教学目标：（1）知识目标：理解离子注入的工作原理，掌握离子注入的实施效果，理解离子注入的副作用（即注入损伤）。（2）能力目标：树立通过数理公式推导解决实际工程问题的意识；能通过公式分析推断离子注入过程中，不同物理量如何影响纵向投影射程；掌握表征横向效应的参数与对比方法。（3）素养目标：增强爱国情怀，借助离子注入也有沟道效应不完美现象这一事实，塑造学生中庸思维。通过以上内容的介绍，可以让学生明确课程重点，主动投入到课堂学习中。

（三）前测

在前测环节，教师在学习通发布若干与离子注入相关的单选题，请学生限时答题。测试题不宜太难，其中可以考察学生对课程导入环节视频的理解，比如上海凯世通半导体公司在离子注入机的哪个环节，为半导体制造的国产替代做出了伟大贡献？根据测试结果，教师可以了解学生对本课题的兴趣及先备知识，以便调整后续教学内容的深度及进度，让课堂教学更有针对性。

（四）参与

参与式学习环节中，要注重以学生为主体。在讲清离子注入的概念、特点、工作原理等主要知识点后，将通过若干案例分析（案例1：低/高能量的重离子注入运动情况；案例2：低/高能量的轻离子注入运动情况；案例3：沟道效应的成因与消除方法），并结合上海凯世通半导体公司在高能离子注入设备研制过程中存在的核心技术难题，激发学生学习热情，加深对所学内容的理解，强化对国产先进制造的认同与民族自豪感。

（五）后测

后测环节中，通过学习通布置小测验，比如将离子注入与热扩散对比，指出离子注入的不足之处。学生可以通过对比了解到离子注入的另一面，对离子注入产生更全面客观的认识。测验题一方面帮助学生梳理课程的重难点，另一方面也是对教学效果的评估。根据评估结果，教师可以得到客观的反馈结果，通过对薄弱环节进行补充讲解，帮助学生巩固知识点。课后还可以及时进行教学反思整改，调整教学设计。

（六）总结

最后，教师可以对本堂课的主要内容进行回顾、提炼和延伸，介绍我国国产高端离子注入机的难能可贵与发展趋势。根据后测环节的测试结果，指出学生的一些共性问题。并可以由本堂课内容延伸至下次课需要涉及的教学内容，比如可以提问“离子注入后的注入损伤如何消除？”，激发学生好奇心和学习热情，让感兴趣的同学课后提前复习。

四、总结

本文围绕微电子工艺基础课程，挖掘了课程中相关的课程思政元素，将其分为四大类，分类进行了阐述。结合BOPPPS教学模式，以离子注入一章内容进行了教学设计，细化了教学环节安排和运用的思政素材、课堂提问、案例分析等。通过对教学设计的分解，可以找出教学盲点、改善并提升教学成效，让学生积极参与教学过程，深刻掌握所学知识。

参考文献

[1]谢生，兰馗博，徐江涛，等.“微电子工艺技术”教学改革创新与实践.电气电子教学学报，2021，43（06）：27-30+51.

[2]李严，殷树娟，李涵，等.基于OBE的微电子工艺课程实验设计[J].集成电路应用，2024，41（05）：92-93.

[3]田丽，王蔚，兰慕杰，等.“微电子工艺与实践”课程群建设与教改实践[J].电气电子教学学报，2020，42（02）：48-51.

[4]谢海情，刘刚，唐俊龙.微电子工艺学课程教学方式改革探究[J].中国教育技术装备，2021，（06）：92-93+99.

[5]李文静，李东和.BOPPPS教学模式下茶文化与鉴赏课程思政教学设计研究[J].大学教育，2024，（09）：79-82.

【基金项目】2022年江苏省高等教育教改研究项目应用型本科电子信息工程一流专业人才培养模式研究与实践（2022JSGJKT053）；2023年江苏省高等教育教改研究项目“目标引领、二元导入、三层递进、四维驱动”：地方高校集成电路人才培养体系的构建与实践（2023JSJG375）资助项目；无锡学院2024年教改课题及教学资源建设项目（项目编号：2024AL016，2024SZJC004）

余耀，性别：男，民族：汉族，出生年月：1990年2月，籍贯：湖北省仙桃市，工作单位：无锡学院，研究方向：微纳光电器件、嵌入式系统等领域，学历：博士研究生，职称：讲师，单位所在地：江苏省无锡市锡山区锡山大道333号，邮编：214105，

黄瑞，性别：男，民族：汉族，出生年月：1992年6月，籍贯：江苏省宿迁市，工作单位：无锡学院，研究方向：半导体工艺设计与仿真、集成电路器件制备等领域，学历：博士研究生，职称：讲师，单位所在地：江苏省无锡市锡山区锡山大道333号，邮编：214105。

张丽，性别：女，民族：汉族，出生年月：1996年8月，籍贯：江苏省无锡市，工作单位：无锡学院，研究方向：毫米波雷达系统设计与信号处理等领域，学历：博士研究生，职称：讲师，单位所在地：江苏省无锡市锡山区锡山大道333号，邮编：214105。