产教融合驱动半导体课程改革促新质生产力培养

[基金项目]2023年度成都信息工程大学产教融合、科教融汇课程与教材建设项目“产教融合背景下的‘半导体物理与器件”课程建设”（JYJG2023218）；2024年度成都信息工程大学本科教育教学研究与改革项目暨本科教学工程项目“科教融合背景下应用物理学一流专业人才培养模式改革与学风建设”（JYJG2024158）

[作者简介]（1987—），，女，四川成都人，博士，成都信息工程大学光电工程学院讲师（通信作者），主要从事新能源材料与器件研究；（1976—），男，四川成都人，博士，成都信息工程大学光电工程学院教授，主要从事光电半导体材料与器件研究；吴文娟（1985—），女，四川成都人，博士，成都信息工程大学光电工程学院教授，主要从事压电材料与器件研究。

[中图分类号］G642.0 ［文献标识码］A [文章编号]1674-9324（2025）14-0005-04 [收稿日期］2024-07-31

引言

在当今全球科技竞争日益激烈的背景下，新质生产力的崛起已成为推动经济社会发展的关键驱动力。作为电子与信息类专业学生的核心必修课程，“半导体物理与器件”在我国集成电路与微电子领域的现代高新技术发展中占据着举足轻重的理论和实用地位，是人才培养体系中与产业应用紧密相关的重要理论基础，因此受到了政府及教育界的密切关注与高度重视。

为了应对这一趋势，国家及教育部门密集出台了一系列政策文件，鼓励和支持产教融合、校企合作。例如，《中国制造2025》《国家创新驱动发展战略纲要》等，均强调产学研深度融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链的有效衔接。《国家职业教育改革实施方案》更是明确指出，要“深化产教融合、校企合作，育训结合，健全多元化办学格局，推动企业深度参与协同育人[”。这些政策为产教融合指明了方向，强调了其在人才培养中的核心地位，旨在培育能够引领新时代发展、驱动产业升级的创新型与实践型高素质人才。

鉴于“半导体物理与器件”课程与半导体产业的紧密联系，产教融合在本课程的深人实践中拥有广阔舞台。学校通过邀请企业工程师走进课堂，分享实战经验，并组织学生走进生产线，直观感受理论知识在产业中的应用，将极大提升学生的知识掌握程度与实践能力。因此，学校深化“半导体物理与器件”课程改革，引入产教融合机制，成为培育新质生产力的关键路径。

一、“半导体物理与器件”课程改革的现状、问题与挑战

（一）现状分析

目前“半导体物理与器件”课程主要分为三大部分：第一部分主要讲解半导体物理的基础知识，包括固体物理、量子力学，以及平衡和非平衡状态下载流子的输运和复合等相关概念和公式。第二部分介绍了半导体器件的基础理论，重点阐述PN结、金属与半导体的接触以及半导体异质结等器件的工作原理。第三部分则专注于介绍一些特定的半导体器件，如场效应晶体管、双极晶体管、太阳能电池、发光二极管和光电探测器等。作为电子信息领域的基础课程，本课程内容专业且知识点众多，显得较为抽象和难以理解，需要学生花费一定的时间和精力去消化和吸收[2]。

在新技术方面，半导体领域不断突破传统界限，量子点、二维材料、宽禁带半导体等新材料的应用，极大地丰富了半导体器件的性能与功能。例如，石墨烯以其出色的导电性和机械强度，成为下一代高速电子器件的热门候选材料；氮化镓等宽禁带半导体材料，则因其优异的耐高温、耐高压特性，在电力电子器件领域展现出巨大潜力。随着纳米加工技术的不断进步，纳米级半导体器件的制造成为可能，进一步推动了技术的微型化和集成化。此外，还有新兴应用领域，如利用单电子、单光子等量子态进行信息处理和传输，具有巨大潜力的量子计算与通信；基于半导体材料的生物传感器、荧光探针等在癌症诊断、药物递送等领域展现广阔前景的生物医学应用。

产教融合是“半导体物理与器件”课程改革的重要方向之一，但当前的融合程度仍然不足。一方面，高校与企业之间的合作机制尚未建立健全，缺乏有效的沟通平台和合作机制；另一方面，高校在课程设置、教学内容和教学方法等方面未能充分考虑产业需求和企业实际，导致人才培养与产业发展之间存在脱节现象。

（ = ） 问题与挑战

1.课程内容陈旧。当前，“半导体物理与器件”课程所使用的教材和教学大纲未能及时跟上半导体产业技术的最新进展和前沿动态。课程内容往往局限于传统的基础理论和经典模型，缺乏对新兴材料、新器件、新工艺以及新技术应用的介绍和探讨。这导致学生所学知识与实际产业发展脱节，难以适应快速变化的市场需求。“半导体物理与器件”课程改革面临的问题与挑战如图1所示。

2.教学方法单一。传统教学模式以讲授为主，缺乏多样化的教学手段和互动性强的课堂活动。这种教学方式往往以教师为中心，忽视了学生的主体地位和个体差异，难以激发学生的学习兴趣和创新精神。

3.实践教学薄弱。学生缺乏动手操作的机会和实验平台支持，难以将理论知识应用于实际。实验教学往往局限于验证性实验，缺乏设计性、综合性和创新性的实验项目。

4.产教融合机制不足。高校与企业的合作不够紧密，缺乏有效的产教融合机制，难以将产业界的最新技术和需求及时引入课堂。高校在课程设置、教学内容和教学方法等方面未能充分考虑产业需求和企业实际，导致人才培养与产业发展之间存在脱节现象。

二、产教融合助力新质生产力培养的策略与实践

“半导体物理与器件”课程改革的主要目标在于通过更新教学内容、改革教学方法、加强实践教学和引人产教融合机制，提升学生的实践能力和创新精神，培养适应新质生产力需求的高素质人才。图2展示了建立产教融合“半导体物理与器件”课程的教学改革策略，本文提出以下教学策略与实践路径。

（一）更新教学内容，紧跟产业发展

高校应与企业深度合作，共同开发课程教学内容，将最新的科研成果、技术动态和产业应用案例融入教学之中，使课程内容更加贴近产业需求和技术前沿。例如，高校引入新材料、新工艺、新器件的教学内容，拓宽学生的知识视野，使其掌握最新的半导体技术和行业动态。同时，高校注重培养学生的跨学科素养和创新能力，增加交叉学科的教学内容。

（二）改革教学方法，增强互动性

高校应采用启发式、讨论式、探究式等多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性。高校利用现代信息技术手段丰富教学手段，如虚拟仿真实验、在线课程等，提高教学效果和学生的学习体验。高校应鼓励学生参与课堂讨论与案例分析，培养其分析问题和解决问题的能力。

（三）加强实践教学，提升动手能力

高校应建立完善的实践教学体系，包括实验课、课程设计、实习实训等多个环节。高校应与企业合作共建联合实验室，共享科研资源与实验设备。联合实验室的建设不仅可以提升学生的实验技能和科研能力，还可以促进学校与企业之间的深度合作和交流，推动双方在技术研发和人才培养方面的协同发展。高校应鼓励师生参与企业的技术创新和产品开发活动，学生可以亲身体验从理论到实践的转化过程，加深其对专业知识的理解和提升其应用能力。高校通过产学研用一体化的方式推动科技创新成果转化，促进产学研用的紧密结合。

（四）建立产教融合机制，推动产学研用一体化

高校应与企业建立长期的、稳定的合作关系，共同制定教学大纲和培养计划，邀请企业专家参与课程教学和教材编写工作，将产业界的最新技术和需求引人课堂教学。高校应邀请企业专家和技术人员来校授课或举办专题讲座，让学生了解行业动态和技术前沿。企业导师的实践经验可以为学生提供宝贵的参考和借鉴，同时通过与学生交流互动，企业也能培养潜在的人才储备。同时，高校鼓励教师和学生参与企业的技术创新和产品开发活动，通过产学研用一体化的方式推动科技创新和成果转化。通过参与实际项目的研究和开发，学生可以锻炼自己的科研能力和创新意识，也可以为企业的技术创新和产业升级贡献力量，促进产学研用紧密结合。

三、实践案例

成都信息工程大学应用物理学专业，作为一个深度交叉融合的专业，不仅扎根于物理学科的坚实基础，还广泛吸纳了电子信息、光电材料与器件等多个学科的精华。本专业在“半导体物理与器件”的本科教育领域深耕细作，致力于培养出一批既拥有扎实理论功底，又富有创新精神的高素质人才。这些学生未来能够灵活应用所学知识，解决复杂的工程实际问题，成为半导体产业中不可或缺的应用型专业人才。

为更好地适应行业需求与提升学生实践能力，成都信息工程大学与华赐半导体材料有限公司携手合作，共同推进产教融合教学改革项目。双方共建实验室与实训基地，引人企业专家授课，开展联合科研项目，为学生提供了丰富的实践机会与宝贵的学习资源。通过项目的实施，学生的实践能力、创新能力与团队协作能力均得到了显著提升，为学生未来的职业发展奠定了坚实基础。

结语

在新质生产力蓬勃发展的背景下，“半导体物理与器件”课程作为电子类工科专业的基石，其改革对于推动集成电路与微电子产业发展以及培养高素质创新人才至关重要。当前，课程内容陈旧、教学方法单一、实践教学薄弱及产教融合不足等问题制约了教学效果与人才培养质量。对课程的改革必须紧密围绕新质生产力的需求，深化产教融合机制，通过更新教学内容、改革教学方法、加强实践教学等措施，全面提升课程教学质量与人才培养水平。只有这样，我们才能培养出更多适应未来科技发展趋势的高素质、创新型科技人才，为我国集成电路与微电子产业的蓬勃发展提供有力的人才支撑。未来，我们期待更多高校与企业能够携手合作，共同探索“半导体物理与器件”课程改革的新路径，为我国高新技术产业的升级发展贡献智慧与力量。

参考文献

[1]吴虑，朱德全.中国职业教育现代化改革的目标框架与行动路向：《国家职业教育改革实施方案》的现代化蓝图与实践方略[J].高校教育管理，2020，14（1）：115-124.

[2]方彦俊.探索半导体物理与器件创新教学模式培养高素质专业人才[J].教育进展，2024（14）：1482-1488.

Industry-Education Integration Driven Semiconductor Curriculum Reform for Cultivating New-QualityProductive Forces LIU Xin， YANG Ding-yu， WU Wen-juan （College of Optoelectronic Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu， Sichuan 610000， China）

Abstract： Under the vigorous development of newquality productivitySemiconductor Physicsand Devices， as thecore foundational courses for electronic engineering majors，holds irrplaceable theoretical guidance and practical value for the robust advancement of the integrated circuit and microelectronics industry.The curriculum reformin this feld is not only intricately linked to the progressof thediscipline itself，but alsodirectly impacts thecultivation of high-quality， innovative scientific and technological talents in the future，constituting a vital component in shaping new quality productivity. Based on the background of the course reform of Semiconductor Physics and Devices，this paper reviews its current situation，difficulties，and challenges.It creatively discusses how to inject strong impetus into cultivating new quality productivity by deepening industry-education integration mechanisms.This paper proposes specific solutions and measures combined with practical cases to provide a reference for teaching reform in Semiconductor Physics and Devices while ofering strong support for cultivating new quality productivity.

Key Words： industry-education integration； Semiconductor Physics and Devices； curriculum reform； new quality productivity