将思政元素融入《数字集成电路设计》教学目标和课程内容

王仁平 施隆照 江 浩

（福州大学物理与信息工程学院 福建·福州 350108）

0 引言

习总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]”。为贯彻落实教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量。《数字集成电路设计》课程作为集成电路设计与集成系统专业的核心课程，在制定课程教学目标时更要采用“知识传授与价值引领相结合”，融入思政元素，以学生爱党、爱国、爱社会主义为主线，围绕政治认同、家国情怀、法律意识、道德修养等优化课程思政内容，充分吸引学生的课堂注意力，激发学生的学习兴趣，引导学生深入思考，在潜移默化中坚定学生理想信念，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

1 将思政元素融入课程教学目标

采用“知识传授与价值引领相结合”，将思政元素融入《数字集成电路设计》课程教学目标，具体内容如下：

（1）要求学生了解集成电路发展历史、未来发展趋势和面临的挑战，系统掌握MOS器件、导线模型和互连问题，理解数字IC可靠性、成本、性能及功耗等因素对设计影响，能对数字集成电路系统全定制设计问题进行初步分析。通过思政研讨，引导学生了解中国集成电路的发展历史和现状，激发学生社会责任感和服务国家发展战略的家国情怀，帮助学生形成正确的世界观、人生观、价值观。

（2）要求学生掌握数字集成电路全定制设计过程中的反相器、组合逻辑和时序逻辑等工作原理，了解28n标准单元库设计的相关知识。引导学生将所获得的知识、思想和方法等多样性融合于创新能力的培养中，提高创新意识[2]。

（3）要求学生掌握数字集成电路全定制的基本设计方法、设计流程与相关软件的使用，通过上机实践，进一步理解反相器、组合逻辑、时序逻辑和加法器等工作原理，完成实验任务，掌握标准单元库设计方法。在实践中不断总结创新经验，深入学习，迎难而上，并结合全国集成电路创新创业大赛，鼓励学生勇于去打开创新的大门。

（4）能够对数字集成电路的时序问题进行分析，分析时序违规产生的原因并提出相应的解决方案。培养学生发现问题、分析问题、能提出解决方案，从而最终解决问题的能力。要求学生要有工匠精神、科研精神，成为具有较强专业知识的集成电路设计人才。

（5）能够全定制设计满足特定需求的数字集成电路如各种功能的组合逻辑电路、加法器、乘法器、存储器，查阅相关的最新参考资料。并能在设计过程中，引导学生将爱国热情积极转化为努力学习专业知识、锤炼自身本领、投入伟大祖国建设工作中的实际行动。

2 建立课程思政资料库，持续优化课程思政内容

结合《数字集成电路设计》课程的专业知识教育内涵，深入挖掘本课程的相关的课程思政内容，研究本课程专业知识教育内涵和思想政治教育内涵的相互关系，建立课程思政资料库。

（1）美国对中兴通讯、华为等突施芯片禁售、非法拘捕华为孟晚舟，强势打压华为，对福建晋华集成电路制造企业进行技术禁运、阻止中国海外并购半导体企业等行为，我国在集成电路领域面临“卡脖子”问题，“中国芯”曾被聚焦到公众的眼前，那时唱衰我国微电子科技与产业实力的声音喧嚣而上。《数字集成电路设计》课程作为肩负着培养我国集成电路人才的专业课程，在讲授知识的同时，必须要比以往更为有效地教育引导学生了解中国集成电路的发展历史和现状，要让学生懂得自主创新如果上不去，一味靠技术引进，就难以摆脱跟着别人后面跑、受制于人的局面，引领学生刻苦学习，努力实现关键技术重大突破，把关键技术掌握在自己手里，强化学生振兴中华、建设强大中国集成电路的事业心和责任感，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

（2）在专业知识点中融入思政内容，采取与具体的知识点融合度高，以学识点上的特殊事件或学术背景，巧妙进行价值观、思想、情感提炼[3]。如在讲述第2章CMOS集成电路制造工艺时引入中芯国际在14纳米工艺的增强版即N+1工艺的顺利进展。北方华创先后攻克集成电路领域半导体设备如12英寸40nm、28nm甚至14nm设备的制造，正瞄准5/7nm设备，争取处于世界第一梯队。中微半导体刻蚀机率先通过台积电7nm工艺验证，成为台积电7nm产线刻蚀设备供应商，并研发5nm，技术优势突出。在讲述第8章数字集成电路实现策略时，引入华为公司的例子，从2015年6月到现在，美国政府对华为采取了至少3轮的不公平制裁，非法拘捕华为CFO孟晚舟，在美国的强压困境下，华为并没有被困难打败，反而是越挫越勇，在战略上，华为也开始逐步调整，包括出售了自己的预算型智能手机品牌荣耀、推出了自己的鸿蒙系统等。通过这些事件激发学生的国家自豪感和爱国热情，坚定中国特色社会主义“四个自信”，并引导学生将爱国热情积极转化为努力学习专业知识、锤炼自身本领、投入伟大祖国建设工作中的实际行动。

（3）在讲第12章存储器与阵列结构设计时引入长江存储只用3年的时间就完成了从32层到64层、再到128层的跨越，在2019年量产64层3D NAND时，落后于主流大厂1.5至2个世代，却在2020年实现弯道超车，追平了国际主流存储器大厂；引入兆易创新推出了国内首款容量高达2Gb、高性能SPINORFlash——GD55X系列产品。追赶国际主流的底气在于创新，自主研发与专利积累，让自身立于不败之地。通过引入这些例子，鼓励学生勇于去打开创新的大门，在实践中不断总结创新经验，深入学习，迎难而上，引导学生树立“今天为振兴中华而勤奋学习，明天为创造祖国辉煌未来贡献自己的力量”！

3 结束语

通过各种生动有趣的教学思政案例，以春风化雨，润物细无声地将学生培养成有思想，能创新，有正确价值观的人才[4]。结合数字集成电路设计课程特点，深入挖掘本课程的相关的课程思政内容，充分吸引学生的课堂注意力，激发学生的学习兴趣，从而进一步引导学生将专业学习与国家集成电路建设和发展相结合，突出培养踏实严谨、耐心专注、追求卓越的优秀品质，培育求真务实、不断创新、精益求精的精神，使本专业学生真正成长为心系社会并有时代担当的专业技术人才，能积极投身于集成电路行业，推动我国集成电路向更高水平迈进。