李月锋 邹 军 李 杨 郭春凤 杨波波 石明明 胡蓉蓉

（上海应用技术大学 上海 201418）

《功率器件热管理及应用》是一门理论与实验相结合的研究生专业课程。本课程基于工程传热学、功率半导体封装工艺、微纳传热学、新型热界面材料、功率器件机械结构、先进的传热和散热方法、有限元热分析为基础，以分立器件和功率IC的热分析和热设计为研究对象，以设计系统综合散热效果从而有效控制功率半导体器件结温为目的，详细阐述了功率器件的热管理的基本原理和常用方法，并且讲述了国内外功率器件的最新研发成果和进展，在解决热管理方面的最新工艺和成就。功率半导体器件不仅关系到各国民生问题，还逐渐成为各国科技竞争地和战略性领域。中国功率半导体发展之路，尤其是最近几年中美在该领域的制裁与自我崛起，出现了许多名人轶事，留下了许多可歌可泣的事迹，展示了中华儿女的励志爱国情怀[1]。但是，在功率半导体的相关课程教学与人才培养中，缺乏大国工匠精神的引领、奋斗激情的激励、危难时刻的担当意识。

1 初步构想

本课程以功率器件热管理为主线，结合工程传热学、电子设备热设计及分析技术和FLoEFD有限元热仿真等相关知识，融合工程案例，将功率器件热管理的基础知识点组合为传热学基本知识、功率器件基本热结构和系统散热设计三大模块，通过凝练理论知识点，增加应用性工程案例，融入思政元素，强化工程实际应用能力的培养，强化立德树人的教育初心。

1.1 构建功率器件热管理及应用新工科教学体系

基于工科教育专业认证，结合教学实践和经验，吸收行业先进技术和最新发展成果，注重工程实践和学生就业，注重实训项目知识点的重构与整合，补充完善课程内容，修订教学大纲，编制基于校企合作的专业链和产业链相衔接的教学内容，探索线上线下混合式深入互融教学方法，构建多维考核机制和方法，吸纳半导体前沿技术，打造功率器件热管理及应用新工科知识体系，在工程传热学的基础上，从功率器件本身特征出发，收集整理以SiC、GaN为代表的第三代半导体在高铁、新能源汽车、5G通讯、雷达、机器人等前沿应用中的热管理问题，结合前沿的材料工艺，形成具有专业特色的功率器件热管理及应用的新工科教学知识体系。

1.2 构建散热设计基础新工科知识体系

该课程涉及工程传热学、流体力学、强化传热技术及应用、热界面材料、微纳米尺度流动与传热学基础、有限元热分析、热工测量技术与方法等多门学科和技术。随着5G通信、“互联网+”、人工智能、新能源汽车等技术的发展，功率半导体器件迅速向高电压、大电流、高频化、模块化、智能化的方向发展，功率器件的散热设计越来越成为电力电子产品稳定工作的保障，该课程的授课内容及知识框架也需要不断更新及优化，同时也应该吸收相关行业的新材料、新工艺，形成散热设计基础新工科知识体系。

1.3 构建多维考核体系

课程考核的目的不在于分数，而在于对学生的学风、学习方法、人生观价值观的正面引导。加大平时学习及实践实验环节的比重，引入课程思政分值比重，激发学生的学习主动性，实现立德树人的目的。在理论知识考核的基础上加入能力素质考核、思政元素考核，使考试成绩不仅反映了学生对知识的掌握程度，还考察了其创造力、想象力以及专业素养、家国情怀等综合素质。

总之，通过该课题的建设，能够吸收先进的知识和技术，构建功率器件热管理及应用新工科教学体系，实现线上线下无缝衔接，积极渗透价值引领，培养适应企业需求和为社会服务的应用人才。

2 提炼典型思政案例，精心设计课程，构建“三融三促”育人新举措

系统挖掘课程中的“价值”因素，凝练形成课程思政“案例树”。以专业技能为载体，将思政融入知识传授（第一课堂），促进思政因素的学深悟透和工心匠能的培养；以科研实训（第二课堂）为途径，促进勇于实践、敢于创新、为民服务和报效祖国的决心；以潜移默化的文化浸润（第三课堂）为手段，促进人文知识、家国情怀、民族底蕴的传承和发扬。通过“三融三促”育人体系，力争实现显性教育与潜性教育相统一，崇尚科学和服务社会相统一，家国情怀与社会责任相统一，敬畏生命与人文关怀相统一，实现立德树人。

2.1 思政融入知识传授

总书记指出：“守好一段渠，种好责任田，同向同行，协同效应。”作为高校教育工作者，肩负着教书育人的历史使命，是对学生的思想和成长影响最大的角色，建设好第一课堂（知识传授）的“课程思政”是落实立德树人的首要任务。为此，需要深入挖掘专业课程思政元素，并有机融入到课程教学和实践的各个环节，将纯理论的灌输教学转为有实践性的案例教学，并设计评价反馈环节进行修正和改进。近年来，我国功率器件制造水平显著提升，国产航母、高铁、C919飞机、大型驱逐舰、天眼等装备已经投入国防、生活、交通等领域的实际应用中。这些大国重器研发案例不仅包含着一定的半导体内容，还蕴含着大量的思想政治教育因素，因此，可以将其作为在功率器件专业教育中渗透思想政治教育的切入点。

2.2 思政融入科研实践

功率器件热管理与应用是一门特别重视实践和应用的工程学科。课程思政与科研实训、学科竞赛等专业课实习有机结合，可将专业知识体系之外的主题式思政背景有效地融入到实践环节中。

（1）笔者所在课题组研究生连续三年参加“互联网+”大学生创新创业大赛，并在第七届“互联网+”大赛中以团队项目《灯钦-深紫外杀菌消毒的领航者》荣获上海市金奖。基于此项目，团队基于原创的核心技术，研发了以下三款产品，分别为空气净化器、智能杀菌保温杯和移动加湿器。在产品的研发过程不免会涉及有关功率器件的应用，以及散热的相关问题，但团队成员没有因此就止步不前，而是充分利用团队合作，结合理论知识，克服重重困难，最终荣获上海市金奖。

（2）保护热带雨林是全球的共识，是成本最低最有效的减碳手段之一。但是目前“退胶还林”政策的提出具备一定的可行性，但是橡胶也是国家的战略资源之一，也像守住18亿亩耕地一样重要。因此需要提高橡胶林下的生物多样性，也就是林下套种的模式，不仅能保住农户在橡胶林下的正常收入，还能增加额外的收入，防止林下土地的营养流失。

本课题组团队响应号召，研制了林下专用的激光补光系统，照射覆盖面积可达2亩，可适应草本植物、瓜果类植物、育苗补光等。

2.3 思政融入文化传承

电力电子学科的发展是靠一辈辈电力电子人接力传承实现的，功率器件作为电力电子学科的分支，更应该将前辈们的工匠精神、家国情怀、勇于探索、创新实践、艰苦奋斗等优良基因在新时代得以传承和发扬；并注重吸收国内外先进理念和行业创新精神，实现中西融通和产学研交融。

本课程借助信息化技术平台，在知网学习通、微信群等信息化平台进行讨论学习，讨论内容国产芯片发展的奋发历程，有赛贝克发明热电偶、热成像的广泛应用及不足之处，陶文铨院士的数值传热情怀和IEC热学标准，华为手机艰难的结构热设计过程等，充分展示了科学家和企业技术人员的家国情怀、人文素养、国际视线、创新精神和工匠精神。

3 总结与展望

本课程在教学过程中立足我校服务地方经济的学校办学定位，依托功率器件热管理和应用课程培养具备青年政治特质、适应新时代发展所需要的应用型人才的培养目标，基于“三融三促”育人新举措，融入爱国精神、工匠精神、团队精神；提高学生稳定意识、大局意识、协作意识、规划意识、底线意识；培养工科人文情怀、专业素养等，实现价值观的引领，使课程内容变得更鲜活、更有感染力。针对本课程的内容特点，深入挖掘思政元素，以“人和事”为主线，由国家到地方，由团队到个人，由远及近，由历史传承到时政热点。