將思政元素融入《數字集成電路設計》教學目標和課程內容

王仁平 施隆照 江 浩

（福州大學物理與信息工程學院 福建·福州 350108）

0 引言

習總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“要用好課堂教學這個主渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應[1]”。為貫徹落實教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》，全面推進高校課程思政建設，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質量?！稊底旨呻娐吩O計》課程作為集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的核心課程，在制定課程教學目標時更要采用“知識傳授與價值引領相結合”，融入思政元素，以學生愛黨、愛國、愛社會主義為主線，圍繞政治認同、家國情懷、法律意識、道德修養(yǎng)等優(yōu)化課程思政內容，充分吸引學生的課堂注意力，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生深入思考，在潛移默化中堅定學生理想信念，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

1 將思政元素融入課程教學目標

采用“知識傳授與價值引領相結合”，將思政元素融入《數字集成電路設計》課程教學目標，具體內容如下：

（1）要求學生了解集成電路發(fā)展歷史、未來發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)，系統(tǒng)掌握MOS器件、導線模型和互連問題，理解數字IC可靠性、成本、性能及功耗等因素對設計影響，能對數字集成電路系統(tǒng)全定制設計問題進行初步分析。通過思政研討，引導學生了解中國集成電路的發(fā)展歷史和現狀，激發(fā)學生社會責任感和服務國家發(fā)展戰(zhàn)略的家國情懷，幫助學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀。

（2）要求學生掌握數字集成電路全定制設計過程中的反相器、組合邏輯和時序邏輯等工作原理，了解28n標準單元庫設計的相關知識。引導學生將所獲得的知識、思想和方法等多樣性融合于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中，提高創(chuàng)新意識[2]。

（3）要求學生掌握數字集成電路全定制的基本設計方法、設計流程與相關軟件的使用，通過上機實踐，進一步理解反相器、組合邏輯、時序邏輯和加法器等工作原理，完成實驗任務，掌握標準單元庫設計方法。在實踐中不斷總結創(chuàng)新經驗，深入學習，迎難而上，并結合全國集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，鼓勵學生勇于去打開創(chuàng)新的大門。

（4）能夠對數字集成電路的時序問題進行分析，分析時序違規(guī)產生的原因并提出相應的解決方案。培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題、能提出解決方案，從而最終解決問題的能力。要求學生要有工匠精神、科研精神，成為具有較強專業(yè)知識的集成電路設計人才。

（5）能夠全定制設計滿足特定需求的數字集成電路如各種功能的組合邏輯電路、加法器、乘法器、存儲器，查閱相關的最新參考資料。并能在設計過程中，引導學生將愛國熱情積極轉化為努力學習專業(yè)知識、錘煉自身本領、投入偉大祖國建設工作中的實際行動。

2 建立課程思政資料庫，持續(xù)優(yōu)化課程思政內容

結合《數字集成電路設計》課程的專業(yè)知識教育內涵，深入挖掘本課程的相關的課程思政內容，研究本課程專業(yè)知識教育內涵和思想政治教育內涵的相互關系，建立課程思政資料庫。

（1）美國對中興通訊、華為等突施芯片禁售、非法拘捕華為孟晚舟，強勢打壓華為，對福建晉華集成電路制造企業(yè)進行技術禁運、阻止中國海外并購半導體企業(yè)等行為，我國在集成電路領域面臨“卡脖子”問題，“中國芯”曾被聚焦到公眾的眼前，那時唱衰我國微電子科技與產業(yè)實力的聲音喧囂而上?！稊底旨呻娐吩O計》課程作為肩負著培養(yǎng)我國集成電路人才的專業(yè)課程，在講授知識的同時，必須要比以往更為有效地教育引導學生了解中國集成電路的發(fā)展歷史和現狀，要讓學生懂得自主創(chuàng)新如果上不去，一味靠技術引進，就難以擺脫跟著別人后面跑、受制于人的局面，引領學生刻苦學習，努力實現關鍵技術重大突破，把關鍵技術掌握在自己手里，強化學生振興中華、建設強大中國集成電路的事業(yè)心和責任感，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

（2）在專業(yè)知識點中融入思政內容，采取與具體的知識點融合度高，以學識點上的特殊事件或學術背景，巧妙進行價值觀、思想、情感提煉[3]。如在講述第2章CMOS集成電路制造工藝時引入中芯國際在14納米工藝的增強版即N+1工藝的順利進展。北方華創(chuàng)先后攻克集成電路領域半導體設備如12英寸40nm、28nm甚至14nm設備的制造，正瞄準5/7nm設備，爭取處于世界第一梯隊。中微半導體刻蝕機率先通過臺積電7nm工藝驗證，成為臺積電7nm產線刻蝕設備供應商，并研發(fā)5nm，技術優(yōu)勢突出。在講述第8章數字集成電路實現策略時，引入華為公司的例子，從2015年6月到現在，美國政府對華為采取了至少3輪的不公平制裁，非法拘捕華為CFO孟晚舟，在美國的強壓困境下，華為并沒有被困難打敗，反而是越挫越勇，在戰(zhàn)略上，華為也開始逐步調整，包括出售了自己的預算型智能手機品牌榮耀、推出了自己的鴻蒙系統(tǒng)等。通過這些事件激發(fā)學生的國家自豪感和愛國熱情，堅定中國特色社會主義“四個自信”，并引導學生將愛國熱情積極轉化為努力學習專業(yè)知識、錘煉自身本領、投入偉大祖國建設工作中的實際行動。

（3）在講第12章存儲器與陣列結構設計時引入長江存儲只用3年的時間就完成了從32層到64層、再到128層的跨越，在2019年量產64層3D NAND時，落后于主流大廠1.5至2個世代，卻在2020年實現彎道超車，追平了國際主流存儲器大廠；引入兆易創(chuàng)新推出了國內首款容量高達2Gb、高性能SPINORFlash——GD55X系列產品。追趕國際主流的底氣在于創(chuàng)新，自主研發(fā)與專利積累，讓自身立于不敗之地。通過引入這些例子，鼓勵學生勇于去打開創(chuàng)新的大門，在實踐中不斷總結創(chuàng)新經驗，深入學習，迎難而上，引導學生樹立“今天為振興中華而勤奮學習，明天為創(chuàng)造祖國輝煌未來貢獻自己的力量”！

3 結束語

通過各種生動有趣的教學思政案例，以春風化雨，潤物細無聲地將學生培養(yǎng)成有思想，能創(chuàng)新，有正確價值觀的人才[4]。結合數字集成電路設計課程特點，深入挖掘本課程的相關的課程思政內容，充分吸引學生的課堂注意力，激發(fā)學生的學習興趣，從而進一步引導學生將專業(yè)學習與國家集成電路建設和發(fā)展相結合，突出培養(yǎng)踏實嚴謹、耐心專注、追求卓越的優(yōu)秀品質，培育求真務實、不斷創(chuàng)新、精益求精的精神，使本專業(yè)學生真正成長為心系社會并有時代擔當的專業(yè)技術人才，能積極投身于集成電路行業(yè)，推動我國集成電路向更高水平邁進。