探索集成電路設(shè)計(jì)課程與思政教育的融合方法

王曉暉，曹蘇群，郭新年

（淮陰工學(xué)院電子信息工程學(xué)院，江蘇淮安 223003）

自2014年以來(lái)，為了解決思想政治教育在整個(gè)教學(xué)體系中孤立無(wú)助的局面和實(shí)現(xiàn)思想政治教育全課程覆蓋的目標(biāo)，上海市一些高校率先提出“課程思政”的基本概念[1]?！罢n程思政”概念迅速地引起了社會(huì)的普遍關(guān)注，并逐漸成為各個(gè)高校、政府機(jī)關(guān)關(guān)注的熱點(diǎn)內(nèi)容[2]。教育主管部門(mén)在多種場(chǎng)合通過(guò)頒布文件、舉辦座談、舉行會(huì)議等形式，充分肯定了“課程思政”在大學(xué)生思想政治教育體系中的重要性，明確指出“課程思政”的建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求各個(gè)高校抓緊落實(shí)開(kāi)展“課程思政”的建設(shè)，特別指出在大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程中開(kāi)展“課程思想”建設(shè)的緊迫性和重要性。通過(guò)“課程思政”的建設(shè)，全方位培養(yǎng)大學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷、 增強(qiáng)大學(xué)生走中國(guó)特色社會(huì)主義道路的自信、 促進(jìn)他們積極參與社會(huì)主義偉大復(fù)興事業(yè)。

為了響應(yīng)“課程思政”建設(shè)的號(hào)召，各地高校紛紛通過(guò)修訂人才培養(yǎng)方案、教學(xué)方案等方式，促進(jìn)思政教育融合進(jìn)每一門(mén)課程中，逐漸形成大學(xué)生思想政治教育全課程覆蓋。然而，由于專(zhuān)業(yè)課的抽象性、邏輯性、枯燥性等特點(diǎn)，專(zhuān)業(yè)課成為整個(gè)“課程思政”體系建設(shè)中最薄弱的環(huán)節(jié)[3]。為了加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)課的“課程思政”建設(shè)，眾多學(xué)者和專(zhuān)家積極探索和研究專(zhuān)業(yè)課和思政教育融合的方法。在2017年，?？≤S等人從思政教育的參與者雙方的不同角度探索了外語(yǔ)專(zhuān)業(yè)教育中思政教學(xué)存在的問(wèn)題，提出了思政教育與外語(yǔ)專(zhuān)業(yè)課相結(jié)合的方式，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)課中思政教育效果[4]。在2018年,黃翌等人提出了課程思政概念下的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法改革方案，加強(qiáng)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義、思想道德等方面教育，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和對(duì)美好生活追求的意念[5]。在2019年，余森艷等人探索了課程思想理念下的食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)教學(xué)改革方法，研究了思政教育與食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)科中契合點(diǎn)，將思想政治教育融合到課程中，提升了學(xué)生思想道德素質(zhì)、促進(jìn)了教師師德師風(fēng)建設(shè)[6]。顯然，上述研究?jī)?nèi)容主要聚集于傳統(tǒng)課程的“課程思政”改革，沒(méi)有涉及新興的課程。此外，在集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方面，為了支持集成電路設(shè)計(jì)、制造、測(cè)封等全方面地國(guó)產(chǎn)化，教育部將集成電路專(zhuān)業(yè)從二級(jí)學(xué)科提升為一級(jí)學(xué)科。然而，作為國(guó)家重點(diǎn)培育和發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)，“課程思政” 理念下的集成電路設(shè)計(jì)課程的改革方案還未被研究過(guò)。因此，集成電路設(shè)計(jì)課程與課程思政的融合方法的研究對(duì)培養(yǎng)思想道德合格的集成電路行業(yè)人才具有重要的意義。

該文主要通過(guò)探索集成電路設(shè)計(jì)課程與思政教育課程的融合點(diǎn)，提出一種“課程思政”概念下的集成電路課程的改革方案。根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)課程的章節(jié)安排，該文主要探索每個(gè)章節(jié)內(nèi)容與思政教育的融合點(diǎn)。在開(kāi)展專(zhuān)業(yè)課教學(xué)時(shí)，通過(guò)將思政內(nèi)容自然融合到教學(xué)內(nèi)容中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課中的思想政治教育，使思政教育變得生活、形象、有趣。該方案的實(shí)施能顯著地增強(qiáng)學(xué)生參與國(guó)家集成電路事業(yè)發(fā)展的意愿、培養(yǎng)愛(ài)國(guó)情懷、促進(jìn)思想道德建設(shè)、樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀。

1 集成電路設(shè)計(jì)課程與思政課程的融合點(diǎn)

集成電路設(shè)計(jì)課程的“課程思政”建設(shè)是以傳統(tǒng)的大學(xué)思政教育（課程）為基礎(chǔ)，探索集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程與思政教育的融合點(diǎn)，建立專(zhuān)業(yè)課程與思政課程之間相互緊密的聯(lián)系、 運(yùn)用思政教育的理論知識(shí)，提升、抽象、歸納、總結(jié)、解釋集成電路設(shè)計(jì)課程中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。根據(jù)國(guó)家“十三五”電子信息類(lèi)重點(diǎn)規(guī)劃教材，集成電路設(shè)計(jì)課程總共可分為4 個(gè)部分，分別為緒論、集成電路制造工藝、集成電路設(shè)計(jì)方法和流程、 開(kāi)發(fā)工具的使用。根據(jù)上述的章節(jié)內(nèi)容，該文將從多角度分別探索課程每個(gè)章節(jié)與思想政治教育的融合點(diǎn)。

（1）集成電路設(shè)計(jì)課程的第一部分緒論主要描述集成電路發(fā)展的背景、歷史、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀?？v觀集成電路發(fā)展的歷程，早期的集成電路產(chǎn)業(yè)主要興起于歐美和日本等國(guó)家，這些國(guó)家通過(guò)多年的發(fā)展牢牢地占據(jù)集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭地位，掌握絕大多數(shù)軟、硬件核心技術(shù)。然而，由于起步較晚、底子薄弱等原因，我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)主要存在產(chǎn)品層次較低、工藝技術(shù)落后、核心技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)工具缺乏等問(wèn)題。結(jié)合上述課程內(nèi)容，通過(guò)引入馬克思主義、毛澤東思想等課課程基本知識(shí)，建立思政課程與專(zhuān)業(yè)課的融合點(diǎn)。根據(jù)思政融合點(diǎn)，分析和闡述造成我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)落后的原因，它們主要包括；資本主義國(guó)家的侵略造成我國(guó)清朝晚期發(fā)展停滯、割讓土地、簽訂不合理協(xié)議；導(dǎo)致了沒(méi)有時(shí)間和精力去發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)。通過(guò)運(yùn)用思政知識(shí)，揭露資本主義社會(huì)的本質(zhì)，分析落后就要挨打的原因，使大學(xué)生們意識(shí)到國(guó)家的富強(qiáng)和民族振興才能換來(lái)和平的發(fā)展環(huán)境，提高人民的生活水平。

（2）集成電路設(shè)計(jì)課程的第二部分內(nèi)容主要描述集成電路的制造流程、步驟、工藝等方面內(nèi)容。在整個(gè)工藝制造流程中，光刻技術(shù)是最核心的工藝，它推動(dòng)了集成電路制造工藝從微米（亞微米）向納米階段的發(fā)展。然而，美國(guó)為首資本主義國(guó)家以美國(guó)優(yōu)先的借口對(duì)光刻機(jī)的銷(xiāo)售實(shí)施管制，限制荷蘭的愛(ài)斯麥爾（ASML）公司生產(chǎn)的高端、先進(jìn)的光刻機(jī)出口給中國(guó)集成電路制造企業(yè)（中芯國(guó)際等），從而導(dǎo)致我國(guó)集成電路制造業(yè)還停留在22nm 以上的工藝，嚴(yán)重阻礙國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)、制造業(yè)的發(fā)展。此外，美國(guó)憑借安全為由，限制我國(guó)高新技術(shù)企業(yè)在美銷(xiāo)售軟、硬件產(chǎn)品（華為、中興、TIKTOK 等）。為了維護(hù)美國(guó)優(yōu)先，美國(guó)拉攏其他國(guó)家限制使用中國(guó)華為的5G產(chǎn)品，限制中國(guó)的部分高校使用MATLAB 等軟件、限制中國(guó)學(xué)生或?qū)W者到美國(guó)高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行正常的學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流。當(dāng)新冠病毒在美國(guó)瘋狂肆虐時(shí)，美國(guó)政府為了維護(hù)政黨統(tǒng)治，不顧及人民的生命權(quán)利，在未采取有效措施情況下強(qiáng)制要求復(fù)學(xué)、復(fù)工、復(fù)產(chǎn)。此處，馬克思主義和毛澤東思想等思政內(nèi)容和本部分內(nèi)容也產(chǎn)生了融合點(diǎn)。通過(guò)思政課程建設(shè)，可用馬克思主義和毛澤東思想分析上述現(xiàn)象的原因本質(zhì)（資本主義），揭示了以美國(guó)為首的西方資本主義國(guó)家從沒(méi)有放棄打擊社會(huì)主義國(guó)家發(fā)展的想法，限制或不允許中國(guó)共產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)人民的崛起和復(fù)興，擔(dān)心以中國(guó)為代表的社會(huì)主義國(guó)家的崛起會(huì)動(dòng)搖資本主義生存的根基。此外，辯證唯物主義思政教育和該章內(nèi)容也產(chǎn)生融合點(diǎn)。根據(jù)辯證唯物主義理論，我國(guó)的高新技術(shù)企業(yè)應(yīng)該積極看待上述的種種限制和打壓行為，勇敢面對(duì)挑戰(zhàn)，及時(shí)抓住發(fā)展核心技術(shù)的機(jī)遇，做大做強(qiáng)自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)，提高國(guó)際社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力和生存力。

（3）集成電路設(shè)計(jì)課程的第三部分內(nèi)容主要描述集成電路設(shè)計(jì)方法和流程, 主要包括模擬集成電路和數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)流程，可分為原理圖輸入（設(shè)計(jì)輸入）、電路仿真（行為級(jí)功能驗(yàn)證）、版圖設(shè)計(jì)（布局布線）、版圖驗(yàn)證、參數(shù)提取、后仿真（時(shí)序仿真）、流片等步驟。在芯片設(shè)計(jì)過(guò)程中，這些設(shè)計(jì)方法和流程已經(jīng)被業(yè)界廣泛認(rèn)可和采用，逐漸成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而，根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求，這些設(shè)計(jì)流程又不是一成不變的。該部分內(nèi)容和毛澤東思想、 辯證唯物主義、科學(xué)發(fā)展觀等思政課程也產(chǎn)生融合點(diǎn)。利用毛澤東思想的具體問(wèn)題具體理論，實(shí)事求是地看待和認(rèn)識(shí)集成電路設(shè)計(jì)的流程，避免犯本本主義、 教條主義、拿來(lái)主義等錯(cuò)誤思想。此外，根據(jù)辯證唯物主義、科學(xué)發(fā)展觀等思政課程，堅(jiān)信集體智慧大于個(gè)人和科學(xué)發(fā)展觀看待問(wèn)題原則。在調(diào)整設(shè)計(jì)流程過(guò)程，需要充分調(diào)研和論證，廣泛聽(tīng)取意見(jiàn)，制定合理、可行的設(shè)計(jì)流程，避免返工和財(cái)產(chǎn)浪費(fèi)、損失。

（4）集成電路設(shè)計(jì)課程的第四部分內(nèi)容主要描述集成電路設(shè)計(jì)軟、硬件工具。目前主流的集成電路設(shè)計(jì)軟件工具主要包括Cadence、Mentor Graphics、Synopsys 等。集成電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中硬件工具主要包括FPGA 器件、CPLD 器件、各種IP 核（ARM）等。美國(guó)公司掌握了這些軟件、 硬件工具的絕大部分知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由于缺乏優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)的集成電路設(shè)計(jì)軟、硬件，我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)軟、 硬件嚴(yán)重地依賴(lài)上述的美國(guó)公司。自特朗普當(dāng)選美國(guó)總統(tǒng)以來(lái)，他提出了美國(guó)優(yōu)先的政策，制定和實(shí)施了不友好的對(duì)華政策。這些政策的實(shí)施主要通過(guò)制定實(shí)體名單，限制實(shí)體名單上的中國(guó)企業(yè)、高校、科研院所使用全部或部分美國(guó)技術(shù)。這些受限制的美國(guó)技術(shù)中就包括集成設(shè)計(jì)中必需軟、硬件工具。面對(duì)缺少設(shè)計(jì)工具支持的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)，以華為、中興等公司為代表的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)不得不面臨如此殘酷的局面。顯然，該章內(nèi)容與思政教育課程也存在一些融合點(diǎn)。根據(jù)辯證唯物主義、科學(xué)發(fā)展觀等思政理論，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)可以采用辯證的眼光看待集成電路設(shè)計(jì)軟、硬件受限問(wèn)題，勇敢面對(duì)困難，抓住機(jī)遇大力發(fā)展國(guó)產(chǎn)相關(guān)軟、硬件工具。

（5）集成電路設(shè)計(jì)課程的第五部分內(nèi)容主要描述集成電路的測(cè)試和封裝內(nèi)容。集成電路的測(cè)試可分為中測(cè)和成測(cè)。中測(cè)是指通過(guò)測(cè)試管芯靜態(tài)參數(shù)的方式檢查集成電路流片質(zhì)量，判斷流片過(guò)程是否存在工藝異常，并在不合格的管芯做特殊標(biāo)記。成測(cè)是指封裝后的管芯全功能測(cè)試，其主要目的是檢查封裝工藝中是否存在異常和動(dòng)態(tài)檢測(cè)集成電路各項(xiàng)功能是否異常。封裝是指將合格的管芯封裝在一個(gè)塑封體里面，并引出相應(yīng)的芯片管腳和打印相應(yīng)的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽。盡管，位于產(chǎn)業(yè)鏈末端的集成電路的測(cè)試和封裝不是集成電路產(chǎn)業(yè)的核心階段，然而使用的相關(guān)設(shè)備和軟件還是主要依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口。這部分的知識(shí)點(diǎn)也可以和課程思政內(nèi)容相融合。根據(jù)馬克思主義、毛澤東思想、科學(xué)發(fā)展觀等思政內(nèi)容，大學(xué)生們應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)落后就要挨打的道理，認(rèn)識(shí)到只有掌握核心技術(shù)才能在產(chǎn)業(yè)鏈中具有話(huà)語(yǔ)權(quán)。我們應(yīng)該利用科學(xué)發(fā)展觀的觀點(diǎn)看待這樣的局面，不能僅滿(mǎn)足會(huì)使用測(cè)試設(shè)備和軟件，而不去追求深層次的原理和技術(shù)創(chuàng)新。此外，我們還可以使用辯證唯物主義的觀點(diǎn)來(lái)看待這個(gè)問(wèn)題。面對(duì)先進(jìn)的設(shè)備和工具，我們不該自我消沉和垂頭喪氣地面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，而應(yīng)該把限制使用先進(jìn)設(shè)備和工具的機(jī)會(huì)認(rèn)為是一種機(jī)遇。在使用和學(xué)習(xí)過(guò)程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和摸索設(shè)備和工具的優(yōu)缺點(diǎn)，掌握相關(guān)核心技術(shù)為自主設(shè)備的開(kāi)發(fā)建立良好的基礎(chǔ)。我們應(yīng)該采取從農(nóng)村包圍城市的思想，首先突破集成電路鏈封鎖較弱的測(cè)試和封裝環(huán)節(jié)，其次慢慢突破整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。通過(guò)這樣循序漸進(jìn)的推進(jìn)，我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展才能不受?chē)?guó)外敵對(duì)勢(shì)力的限制和欺凌，為實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興和走中國(guó)特色社會(huì)主義道路奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 結(jié)語(yǔ)

該文探索的集成電路設(shè)計(jì)課程與思政教育的融合方法是一種專(zhuān)業(yè)課的“課程思政”建設(shè)方法，它是傳統(tǒng)大學(xué)思政教育的重要補(bǔ)充。相比于傳統(tǒng)的思政課程，專(zhuān)業(yè)課程的“課程思政”通過(guò)融合專(zhuān)業(yè)知識(shí)和思政教育，更好地實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，便于開(kāi)展大學(xué)生思想政治教育。專(zhuān)業(yè)課的“課程思政”建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有助于培養(yǎng)具有愛(ài)國(guó)情懷、品德高尚、積極進(jìn)取的社會(huì)主義接班人。