3门课程思政示范课程实例
为助力老师们实现教学能力的全面提升、拓宽教学视角与思路,我们将转载分享一批具有代表性的案例供大家学习参考。在本期内容中,我们特别推出西安电子科技大学的3门校级课程思政示范课程。
《计算物理》
学院:物理与光电工程学院
授课老师:郭立新
课程简介
有限元方法已经在电气工程领域成为各类电磁场、电磁波工程定量分析与优化设计的主导数值计算方法,并且无一例外地构成各种先进、实用计算软件包的基础。
有限元方法是基于变分原理的一种离散化方法,它一般是将所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,即泛函求极值问题。本节内容将进一步探究“剖分逼近”这一有限元离散化的手段,把问题的整体区域剖分为有限个基本块,然后通过单元上的插值逼近,得到一个结构简单的函数集,称为“有限元空间”,有限元方法就是在这个有限元空间中寻找泛函的极小值作为近似解。
课程特色
《模拟电子技术基础》
1.在教学中不只注重学生对具体知识点的掌握,还注重学生的知识结构的建立,即一节课的知识点在整个课程中的地位。
2.采用启发式教学方法。通过不断提出问题促进学生积极主动地思考,增强学生的探究意识。
3.采用板书和PPT相结合的教学形式。对于较为抽象的知识点利用PPT的动画循序渐进地进行展示。对于需要强调的重点内容和公式推导部分,采用板书的形式。
课程思政教学设计
教学目标
本节内容将进一步探究“剖分逼近”这一有限元离散化的手段,把问题的整体区域剖分为有限个基本块,然后通过单元上的插值逼近,得到一个结构简单的函数集,称为“有限元空间”,有限元方法就是在这个有限元空间中寻找泛函的极小值作为近似解。
课程思政特色
1.摒弃“说教感”,将专业内容与思政自然融合的教学设计。
2.突出设计紧扣思政主题的典型教学案例。一方面侧重于知识传授与价值塑造相结合;另一方面侧重于知识传授与能力培养相结合。
3.结合思政的创新性、多样化反馈和现场讨论考核方式。
学院:计算机科学与技术学院
授课老师:杨鹏飞
课程简介
“模拟电子技术”是通信工程、计算机科学与技术、电子信息科学与技术、应用电子技术、物理学等专业本科的一门重要的专业必修课,具有很强的综合性、技术性和实用性。
通过本课程的学习:掌握模拟电子电路的基本概念、基本理论和基本的分析方法。对半导体器件、集成运算放大器以及由它们构成的常用模拟电子线路有较全面和系统的认识。进一步培养自身的基本实验技能,工程计算能力和分析问题解决问题的能力,为今后的工作及后续课程的学习打下基础。
课程特色
注重物理概念,采用工程观点;
重视实验技术,善于总结对比;
理论联系实际,注意应用背景;
寻求内在规律,增强抽象能力。
《二极管的构成及简化模型》本节内容是计算机科学与技术专业模电教材中1.2节。在此之前,学生已学习了PN结的构成及伏安特性,从这节课开始,模电学习要真正进入实际电路学习和设计阶段,是学生理论联系实际学习的重要转折。
课程思政教学设计
教学目标
1.知识目标
二极管的构成及简化模型。
2.能力目标
培养学生类比转化、理论联系实际能力,提高学生总结对比、辩证分析能力。
3.价值目标
认识事物要符合规律、辩证的看待问题、因地制宜制定策略。
教学方法
在模电教学中,我们不但要让学生学会理论知识,还要理论联系实际,培养辩证思维和工程思维能力。本着这一原则,再结合学生的思维特点和心理特征,本节课所采用的教学方法是:讲授法、讨论法、直观演示法、任务驱动法。过程中,抓住学生特点,积极采用形象生动、形式多样的教学方法和学生广泛的、积极主动参与的学习方式,定能激发学生兴趣,有效地培养学生钻研能力,促进学生个性发展。
教学过程
1.以旧引新:先复习PN结的构成和伏安特性,提出PN结如何使用的问题,以二极管作为PN结最简单的应用入手,引出二极管的构成;
2.类比分析:根据熟悉的PN结的构成和伏安特性对比归纳出二极管的构成及伏安特性;
3.总结归纳:根据熟悉场景应用,给出二极管的大信号等效模型;
4.分析展望:继续引导学生分析二极管的新的应用场景,进而给出小
信号模型
课程思政理念
1.由PN结的构成及伏安特性推导出二极管的构成及伏安特性,归纳出事物认识应该由浅入深、利用熟悉事物分析新生事物的认知规律;
2.点接触型、面接触型等二极管在最高工作频率和最大电流之间的平衡,引出事物是利弊相生,我们应善于发现和利用有利方面而抑制有害方向的方法;
3.由类比学习的思路引出二极管的简化模型,由简化思想引出人生要适当做减法的哲理。
二极管在不同的应用场合下可以采用不同的等效模型,引出生活中要根据不同条件和基础做出不同选择的哲理。
《集成电路制造技术与实践》
学院:微电子学院
授课老师:戴显英、魏葳
课程简介
本课程创建于1959年,目前教学团队10人。课程主要内容有:绪论、硅单晶与硅晶圆制备、氧化、离子注入、化学气相淀积、光刻、金属化、工艺集成与工艺流程。
课程特色
1.四位一体创新课程内容体系。根据集成电路制造技术的特点,遵循一流课程的“两性一度”建设标准,落实新工科对实践能力和创新能力的培养理念,对课程内容体系进行了创新重构,建立了西电红色基因特色课程思政、工艺原理、工艺仿真和工艺设计的四位一体课程内容体系。
2.多模式全过程课程思政教学。为解决课程思政教学存在的教学模式仅有ppt、教学过程仅限课堂等普遍问题,提出了多模式全过程的课程思政教学创新方法。采用线下课堂传授、线上自主学习、课程论文考核、翻转课堂演讲等多种教学模式,将课程思政贯穿教学全过程。
3.尖端科研成果反哺教学。将最新科研成果和获奖成果及时更新到工艺仿真、工艺设计和案例教学中,强化知识理论与实际应用的紧密关联,不断提升学生创新与实践能力。
4.主副教材与双语教学。以闪存发明人施敏的《半导体制造基础》为主教材,夯实工艺理论基础。以中芯国际创始人张汝京的《纳米集成电路工艺技术》进行最新技术与工艺设计教学,培养实践与创新能力。以国际著名教材《Microchip Fabrication-A Practical Guide to Semiconductor Processing(SixthEdition)》为英文辅助教材,采用全英文ppt课件实施教改班双语教学。
课程思政教学设计
课程目标
秉持“以学生为中心,德育为先,能力为重,知识为基,创新精神”的人才培养和教学理念,开展课程设计和组织教学。强调思政与理论教学和实践教学的有机融合,落实立德树人的根本任务。不断探索教学内容与教学方法的改革与创新,持续提高教学质量,打造“金课”。
1.知识目标。系统掌握现代集成电路制造技术的工艺原理、技术特性与应用、工艺仿真和工艺设计等专业知识,熟悉工艺的新技术、新材料、新设备、最新应用、发展趋势、技术瓶颈和卡脖子关键问题,深刻理解集成电路制造技术对社会、环境和经济发展的影响。
2.能力目标。通过工艺虚拟仿真实验与工艺设计实践,掌握工艺仿真软件的使用,培养勇于质疑、大胆创新的精神,增强实践动手能力,具备深度分析和解决复杂工艺问题的能力。
3.育人目标。以马列主义为指导,坚持知识传授与价值引领相结合,讲好中国故事和西电故事,传承红色基因和西电精神,树立对中国集成电路制造技术跨越式发展的使命感、责任感和信心,培养正确的理想信念、价值取向、政治信仰和社会责任,塑造国家建设和社会发展急需的德智体美劳全面发展的合格人才。
课堂设计思路
以OBE为教学理念,采用线上线下、研讨、翻转课堂等混合教学模式,运用PPT课件、雨课堂、在线平台等数字化教学手段,系统讲授工艺原理、技术特征与最新应用,注重工艺技术的前沿性与先进性,强调系统性;采用课堂讲授与线上学习与实践方式,进行工艺虚拟仿真实验和工艺设计实践,不断更新工艺仿真和工艺设计素材,强调创新性和挑战度,培
养学生解决复杂工艺问题的综合能力和工程思维,完成能力与综合素质培养的教学任务。
采用课堂讲授、翻转课堂、线上学习等方式,立足课程学科内容,注重价值观和爱国情操,突出红色基因和西电精神特色,完成课程思政和课程育人教学,切实落实立德树人的根本任务。不断进行教学模式、教学方法和教学手段的改革与创新,持续提高教学质量。
课程思政理念及分析
半导体硅的重要性——在典型半导体材料锗与硅的对比中,从硅的材料特性差,但器件性能好出发,引导学生思考全面发展的重要性。
点石成金——小沙粒,大作为甘于奉献,勇于担当,精益求精。培养家国情怀,增强担当意识。
节能环保与法律法规——介绍多晶硅大规模生产制备工艺存在的环境污染问题和解决方法,培养学生环境保护的工程师意识,使学生理解微电子和集成电路技术与社会可持续发展的关系。
林兰英院士——通过林兰英院士早年海外求学、从国家需求出发转投半导体材料研究,在技术封锁之下攻克硅单晶、硅外延技术和单晶炉设备研制的瓶颈出发,引导和激励学生作为新一辈微电子人的报国热情。
扎根西部建设,实现0到1的突破——通过孙青前辈和郝跃院士为代表的几代西电微电子人扎根西部、奋斗奉献的创业历程,强调微电子人应以“富国强芯”为己任,将西迁精神之火传承下去,服务国家战略发展需要,为民族复兴而奋发努力。
集微成著——成语“积微成著”的出处与寓意可这样解读:其中,“积”可对应集成电路中的“集”,“微”则对应微纳尺度的晶体管,“著”便是集成后形成的芯片。借助这一课程思政内容,能帮助学生更形象地理解微电子与集成电路各自的特性及二者的关联,引导学生认识到学习需从细微之处着手,持续积累知识,并学会对不同知识进行综合运用。结合中美关系背景下华为面临的困境,进一步激励学生投身微电子与集成电路领域,用“芯”去圆自己的梦想。
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