將思政元素融入《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)目標(biāo)和課程內(nèi)容

王仁平 施隆照 江 浩

（福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院 福建·福州 350108）

0 引言

習(xí)總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“要用好課堂教學(xué)這個(gè)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(yīng)[1]”。為貫徹落實(shí)教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程作為集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的核心課程，在制定課程教學(xué)目標(biāo)時(shí)更要采用“知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合”，融入思政元素，以學(xué)生愛黨、愛國、愛社會(huì)主義為主線，圍繞政治認(rèn)同、家國情懷、法律意識、道德修養(yǎng)等優(yōu)化課程思政內(nèi)容，充分吸引學(xué)生的課堂注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，在潛移默化中堅(jiān)定學(xué)生理想信念，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

1 將思政元素融入課程教學(xué)目標(biāo)

采用“知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合”，將思政元素融入《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)，具體內(nèi)容如下：

（1）要求學(xué)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(dǎo)線模型和互連問題，理解數(shù)字IC可靠性、成本、性能及功耗等因素對設(shè)計(jì)影響，能對數(shù)字集成電路系統(tǒng)全定制設(shè)計(jì)問題進(jìn)行初步分析。通過思政研討，引導(dǎo)學(xué)生了解中國集成電路的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略的家國情懷，幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。

（2）要求學(xué)生掌握數(shù)字集成電路全定制設(shè)計(jì)過程中的反相器、組合邏輯和時(shí)序邏輯等工作原理，了解28n標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計(jì)的相關(guān)知識。引導(dǎo)學(xué)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(xué)生掌握數(shù)字集成電路全定制的基本設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)流程與相關(guān)軟件的使用，通過上機(jī)實(shí)踐，進(jìn)一步理解反相器、組合邏輯、時(shí)序邏輯和加法器等工作原理，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，掌握標(biāo)準(zhǔn)單元庫設(shè)計(jì)方法。在實(shí)踐中不斷總結(jié)創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，深入學(xué)習(xí)，迎難而上，并結(jié)合全國集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生勇于去打開創(chuàng)新的大門。

（4）能夠?qū)?shù)字集成電路的時(shí)序問題進(jìn)行分析，分析時(shí)序違規(guī)產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)的解決方案。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)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(xué)生要有工匠精神、科研精神，成為具有較強(qiáng)專業(yè)知識的集成電路設(shè)計(jì)人才。

（5）能夠全定制設(shè)計(jì)滿足特定需求的數(shù)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(chǔ)器，查閱相關(guān)的最新參考資料。并能在設(shè)計(jì)過程中，引導(dǎo)學(xué)生將愛國熱情積極轉(zhuǎn)化為努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識、錘煉自身本領(lǐng)、投入偉大祖國建設(shè)工作中的實(shí)際行動(dòng)。

2 建立課程思政資料庫，持續(xù)優(yōu)化課程思政內(nèi)容

結(jié)合《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程的專業(yè)知識教育內(nèi)涵，深入挖掘本課程的相關(guān)的課程思政內(nèi)容，研究本課程專業(yè)知識教育內(nèi)涵和思想政治教育內(nèi)涵的相互關(guān)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(qiáng)勢打壓華為，對福建晉華集成電路制造企業(yè)進(jìn)行技術(shù)禁運(yùn)、阻止中國海外并購半導(dǎo)體企業(yè)等行為，我國在集成電路領(lǐng)域面臨“卡脖子”問題，“中國芯”曾被聚焦到公眾的眼前，那時(shí)唱衰我國微電子科技與產(chǎn)業(yè)實(shí)力的聲音喧囂而上。《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》課程作為肩負(fù)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(shí)，必須要比以往更為有效地教育引導(dǎo)學(xué)生了解中國集成電路的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，要讓學(xué)生懂得自主創(chuàng)新如果上不去，一味靠技術(shù)引進(jìn)，就難以擺脫跟著別人后面跑、受制于人的局面，引領(lǐng)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)重大突破，把關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手里，強(qiáng)化學(xué)生振興中華、建設(shè)強(qiáng)大中國集成電路的事業(yè)心和責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

（2）在專業(yè)知識點(diǎn)中融入思政內(nèi)容，采取與具體的知識點(diǎn)融合度高，以學(xué)識點(diǎn)上的特殊事件或?qū)W術(shù)背景，巧妙進(jìn)行價(jià)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(shí)引入中芯國際在14納米工藝的增強(qiáng)版即N+1工藝的順利進(jìn)展。北方華創(chuàng)先后攻克集成電路領(lǐng)域半導(dǎo)體設(shè)備如12英寸40nm、28nm甚至14nm設(shè)備的制造，正瞄準(zhǔn)5/7nm設(shè)備，爭取處于世界第一梯隊(duì)。中微半導(dǎo)體刻蝕機(jī)率先通過臺積電7nm工藝驗(yàn)證，成為臺積電7nm產(chǎn)線刻蝕設(shè)備供應(yīng)商，并研發(fā)5nm，技術(shù)優(yōu)勢突出。在講述第8章數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)策略時(shí)，引入華為公司的例子，從2015年6月到現(xiàn)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(qiáng)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(diào)整，包括出售了自己的預(yù)算型智能手機(jī)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(xué)生的國家自豪感和愛國熱情，堅(jiān)定中國特色社會(huì)主義“四個(gè)自信”，并引導(dǎo)學(xué)生將愛國熱情積極轉(zhuǎn)化為努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識、錘煉自身本領(lǐng)、投入偉大祖國建設(shè)工作中的實(shí)際行動(dòng)。

（3）在講第12章存儲(chǔ)器與陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)引入長江存儲(chǔ)只用3年的時(shí)間就完成了從32層到64層、再到128層的跨越，在2019年量產(chǎn)64層3D NAND時(shí)，落后于主流大廠1.5至2個(gè)世代，卻在2020年實(shí)現(xiàn)彎道超車，追平了國際主流存儲(chǔ)器大廠；引入兆易創(chuàng)新推出了國內(nèi)首款容量高達(dá)2Gb、高性能SPINORFlash——GD55X系列產(chǎn)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(lì)學(xué)生勇于去打開創(chuàng)新的大門，在實(shí)踐中不斷總結(jié)創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，深入學(xué)習(xí)，迎難而上，引導(dǎo)學(xué)生樹立“今天為振興中華而勤奮學(xué)習(xí)，明天為創(chuàng)造祖國輝煌未來貢獻(xiàn)自己的力量”！

3 結(jié)束語

通過各種生動(dòng)有趣的教學(xué)思政案例，以春風(fēng)化雨，潤物細(xì)無聲地將學(xué)生培養(yǎng)成有思想，能創(chuàng)新，有正確價(jià)值觀的人才[4]。結(jié)合數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)課程特點(diǎn)，深入挖掘本課程的相關(guān)的課程思政內(nèi)容，充分吸引學(xué)生的課堂注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生將專業(yè)學(xué)習(xí)與國家集成電路建設(shè)和發(fā)展相結(jié)合，突出培養(yǎng)踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心專注、追求卓越的優(yōu)秀品質(zhì)，培育求真務(wù)實(shí)、不斷創(chuàng)新、精益求精的精神，使本專業(yè)學(xué)生真正成長為心系社會(huì)并有時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)膶I(yè)技術(shù)人才，能積極投身于集成電路行業(yè)，推動(dòng)我國集成電路向更高水平邁進(jìn)。