探索集成电路设计课程与思政教育的融合方法

王晓晖，曹苏群，郭新年

（淮阴工学院电子信息工程学院，江苏淮安 223003）

自2014年以来，为了解决思想政治教育在整个教学体系中孤立无助的局面和实现思想政治教育全课程覆盖的目标，上海市一些高校率先提出“课程思政”的基本概念[1]。“课程思政”概念迅速地引起了社会的普遍关注，并逐渐成为各个高校、政府机关关注的热点内容[2]。教育主管部门在多种场合通过颁布文件、举办座谈、举行会议等形式，充分肯定了“课程思政”在大学生思想政治教育体系中的重要性，明确指出“课程思政”的建设是落实立德树人根本任务的关键环节，要求各个高校抓紧落实开展“课程思政”的建设，特别指出在大学专业课程中开展“课程思想”建设的紧迫性和重要性。通过“课程思政”的建设，全方位培养大学生的爱国主义情怀、 增强大学生走中国特色社会主义道路的自信、 促进他们积极参与社会主义伟大复兴事业。

为了响应“课程思政”建设的号召，各地高校纷纷通过修订人才培养方案、教学方案等方式，促进思政教育融合进每一门课程中，逐渐形成大学生思想政治教育全课程覆盖。然而，由于专业课的抽象性、逻辑性、枯燥性等特点，专业课成为整个“课程思政”体系建设中最薄弱的环节[3]。为了加强专业课的“课程思政”建设，众多学者和专家积极探索和研究专业课和思政教育融合的方法。在2017年，常俊跃等人从思政教育的参与者双方的不同角度探索了外语专业教育中思政教学存在的问题，提出了思政教育与外语专业课相结合的方式，增强专业课中思政教育效果[4]。在2018年,黄翌等人提出了课程思政概念下的概率论与数理统计方法改革方案，加强学生爱国主义、思想道德等方面教育，调动学生学习动力和对美好生活追求的意念[5]。在2019年，余森艳等人探索了课程思想理念下的食品营养学教学改革方法，研究了思政教育与食品营养学科中契合点，将思想政治教育融合到课程中，提升了学生思想道德素质、促进了教师师德师风建设[6]。显然，上述研究内容主要聚集于传统课程的“课程思政”改革，没有涉及新兴的课程。此外，在集成电路产业人才培养方面，为了支持集成电路设计、制造、测封等全方面地国产化，教育部将集成电路专业从二级学科提升为一级学科。然而，作为国家重点培育和发展的集成电路产业，“课程思政” 理念下的集成电路设计课程的改革方案还未被研究过。因此，集成电路设计课程与课程思政的融合方法的研究对培养思想道德合格的集成电路行业人才具有重要的意义。

该文主要通过探索集成电路设计课程与思政教育课程的融合点，提出一种“课程思政”概念下的集成电路课程的改革方案。根据集成电路设计课程的章节安排，该文主要探索每个章节内容与思政教育的融合点。在开展专业课教学时，通过将思政内容自然融合到教学内容中，实现学生专业课中的思想政治教育，使思政教育变得生活、形象、有趣。该方案的实施能显著地增强学生参与国家集成电路事业发展的意愿、培养爱国情怀、促进思想道德建设、树立正确的人生观和价值观。

1 集成电路设计课程与思政课程的融合点

集成电路设计课程的“课程思政”建设是以传统的大学思政教育（课程）为基础，探索集成电路设计专业课程与思政教育的融合点，建立专业课程与思政课程之间相互紧密的联系、 运用思政教育的理论知识，提升、抽象、归纳、总结、解释集成电路设计课程中相关知识点。根据国家“十三五”电子信息类重点规划教材，集成电路设计课程总共可分为4 个部分，分别为绪论、集成电路制造工艺、集成电路设计方法和流程、 开发工具的使用。根据上述的章节内容，该文将从多角度分别探索课程每个章节与思想政治教育的融合点。

（1）集成电路设计课程的第一部分绪论主要描述集成电路发展的背景、历史、国内外发展现状。纵观集成电路发展的历程，早期的集成电路产业主要兴起于欧美和日本等国家，这些国家通过多年的发展牢牢地占据集成电路产业领头地位，掌握绝大多数软、硬件核心技术。然而，由于起步较晚、底子薄弱等原因，我国的集成电路产业主要存在产品层次较低、工艺技术落后、核心技术和软件开发工具缺乏等问题。结合上述课程内容，通过引入马克思主义、毛泽东思想等课课程基本知识，建立思政课程与专业课的融合点。根据思政融合点，分析和阐述造成我国集成电路产业落后的原因，它们主要包括；资本主义国家的侵略造成我国清朝晚期发展停滞、割让土地、签订不合理协议；导致了没有时间和精力去发展集成电路产业。通过运用思政知识，揭露资本主义社会的本质，分析落后就要挨打的原因，使大学生们意识到国家的富强和民族振兴才能换来和平的发展环境，提高人民的生活水平。

（2）集成电路设计课程的第二部分内容主要描述集成电路的制造流程、步骤、工艺等方面内容。在整个工艺制造流程中，光刻技术是最核心的工艺，它推动了集成电路制造工艺从微米（亚微米）向纳米阶段的发展。然而，美国为首资本主义国家以美国优先的借口对光刻机的销售实施管制，限制荷兰的爱斯麦尔（ASML）公司生产的高端、先进的光刻机出口给中国集成电路制造企业（中芯国际等），从而导致我国集成电路制造业还停留在22nm 以上的工艺，严重阻碍国家集成电路设计、制造业的发展。此外，美国凭借安全为由，限制我国高新技术企业在美销售软、硬件产品（华为、中兴、TIKTOK 等）。为了维护美国优先，美国拉拢其他国家限制使用中国华为的5G产品，限制中国的部分高校使用MATLAB 等软件、限制中国学生或学者到美国高校和科研机构进行正常的学习和学术交流。当新冠病毒在美国疯狂肆虐时，美国政府为了维护政党统治，不顾及人民的生命权利，在未采取有效措施情况下强制要求复学、复工、复产。此处，马克思主义和毛泽东思想等思政内容和本部分内容也产生了融合点。通过思政课程建设，可用马克思主义和毛泽东思想分析上述现象的原因本质（资本主义），揭示了以美国为首的西方资本主义国家从没有放弃打击社会主义国家发展的想法，限制或不允许中国共产领导的中国人民的崛起和复兴，担心以中国为代表的社会主义国家的崛起会动摇资本主义生存的根基。此外，辩证唯物主义思政教育和该章内容也产生融合点。根据辩证唯物主义理论，我国的高新技术企业应该积极看待上述的种种限制和打压行为，勇敢面对挑战，及时抓住发展核心技术的机遇，做大做强自主技术产权，提高国际社会竞争力和生存力。

（3）集成电路设计课程的第三部分内容主要描述集成电路设计方法和流程, 主要包括模拟集成电路和数字集成电路的设计流程，可分为原理图输入（设计输入）、电路仿真（行为级功能验证）、版图设计（布局布线）、版图验证、参数提取、后仿真（时序仿真）、流片等步骤。在芯片设计过程中，这些设计方法和流程已经被业界广泛认可和采用，逐渐成为行业标准。然而，根据实际的设计需求，这些设计流程又不是一成不变的。该部分内容和毛泽东思想、 辩证唯物主义、科学发展观等思政课程也产生融合点。利用毛泽东思想的具体问题具体理论，实事求是地看待和认识集成电路设计的流程，避免犯本本主义、 教条主义、拿来主义等错误思想。此外，根据辩证唯物主义、科学发展观等思政课程，坚信集体智慧大于个人和科学发展观看待问题原则。在调整设计流程过程，需要充分调研和论证，广泛听取意见，制定合理、可行的设计流程，避免返工和财产浪费、损失。

（4）集成电路设计课程的第四部分内容主要描述集成电路设计软、硬件工具。目前主流的集成电路设计软件工具主要包括Cadence、Mentor Graphics、Synopsys 等。集成电路设计环节中硬件工具主要包括FPGA 器件、CPLD 器件、各种IP 核（ARM）等。美国公司掌握了这些软件、 硬件工具的绝大部分知识产权。由于缺乏优秀国产的集成电路设计软、硬件，我国的集成电路设计软、 硬件严重地依赖上述的美国公司。自特朗普当选美国总统以来，他提出了美国优先的政策，制定和实施了不友好的对华政策。这些政策的实施主要通过制定实体名单，限制实体名单上的中国企业、高校、科研院所使用全部或部分美国技术。这些受限制的美国技术中就包括集成设计中必需软、硬件工具。面对缺少设计工具支持的集成电路设计产业，以华为、中兴等公司为代表的集成电路设计企业不得不面临如此残酷的局面。显然，该章内容与思政教育课程也存在一些融合点。根据辩证唯物主义、科学发展观等思政理论，我国集成电路设计企业可以采用辩证的眼光看待集成电路设计软、硬件受限问题，勇敢面对困难，抓住机遇大力发展国产相关软、硬件工具。

（5）集成电路设计课程的第五部分内容主要描述集成电路的测试和封装内容。集成电路的测试可分为中测和成测。中测是指通过测试管芯静态参数的方式检查集成电路流片质量，判断流片过程是否存在工艺异常，并在不合格的管芯做特殊标记。成测是指封装后的管芯全功能测试，其主要目的是检查封装工艺中是否存在异常和动态检测集成电路各项功能是否异常。封装是指将合格的管芯封装在一个塑封体里面，并引出相应的芯片管脚和打印相应的标识标签。尽管，位于产业链末端的集成电路的测试和封装不是集成电路产业的核心阶段，然而使用的相关设备和软件还是主要依赖国外进口。这部分的知识点也可以和课程思政内容相融合。根据马克思主义、毛泽东思想、科学发展观等思政内容，大学生们应该清醒地认识落后就要挨打的道理，认识到只有掌握核心技术才能在产业链中具有话语权。我们应该利用科学发展观的观点看待这样的局面，不能仅满足会使用测试设备和软件，而不去追求深层次的原理和技术创新。此外，我们还可以使用辩证唯物主义的观点来看待这个问题。面对先进的设备和工具，我们不该自我消沉和垂头丧气地面对这样的挑战，而应该把限制使用先进设备和工具的机会认为是一种机遇。在使用和学习过程中，不断总结经验和摸索设备和工具的优缺点，掌握相关核心技术为自主设备的开发建立良好的基础。我们应该采取从农村包围城市的思想，首先突破集成电路链封锁较弱的测试和封装环节，其次慢慢突破整个产业链。通过这样循序渐进的推进，我国的集成电路产业的发展才能不受国外敌对势力的限制和欺凌，为实现民族复兴和走中国特色社会主义道路奠定坚实基础。

2 结语

该文探索的集成电路设计课程与思政教育的融合方法是一种专业课的“课程思政”建设方法，它是传统大学思政教育的重要补充。相比于传统的思政课程，专业课程的“课程思政”通过融合专业知识和思政教育，更好地实现理论与实际相结合，便于开展大学生思想政治教育。专业课的“课程思政”建设是落实立德树人任务的关键环节，有助于培养具有爱国情怀、品德高尚、积极进取的社会主义接班人。