“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”課程思政教學(xué)探索

田曉華 余柏林 陳艷 王穎

［摘 要］ 中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化孕育了偉大的民族精神，包括責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)姆瞰I(xiàn)精神、忘我投入的犧牲精神、自強(qiáng)不息的奮斗精神、團(tuán)結(jié)一致的協(xié)作精神。民族精神在集成電路科技人才眾志成城、不畏艱險(xiǎn)、攻堅(jiān)克難，打破西方國家圍堵，實(shí)現(xiàn)我國高端芯片獨(dú)立自主研發(fā)的艱苦努力中得到了充分彰顯。將民族精神融入高職課程“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”的課程思政教學(xué)，進(jìn)行了一定探索，通過引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想，建立發(fā)展目標(biāo)，塑造學(xué)生不畏困難、勇挑重?fù)?dān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神品格，提升了芯片“卡脖子”領(lǐng)域人才培養(yǎng)成效。

［關(guān)鍵詞］ 中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化；民族精神；課程思政；芯片后端設(shè)計(jì)

［基金項(xiàng)目］ 2021年度廣東省高職教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“一芯一專業(yè) 全流程項(xiàng)目貫穿式集成電路人才培養(yǎng)模式研究”（GDJG2021385）；2021年度深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目（2021dbpjgyb13）

［作者簡介］ 田曉華（1980—），男，湖北當(dāng)陽人，博士，深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子學(xué)院高級(jí)工程師（通信作者），主要從事數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)研究。

［中圖分類號(hào)］ G711 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）06-0157-04 ［收稿日期］ 2022-12-02

引言

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是發(fā)展中華文明成果的根本動(dòng)力，為國人提供了立身處世的行為規(guī)范和精神歸屬。中華民族精神是中華民族賴以生存和發(fā)展的精神紐帶，是創(chuàng)新社會(huì)主義先進(jìn)文化的民族之魂。中華民族在悠久的歷史演進(jìn)過程中逐漸形成和發(fā)展了以偉大創(chuàng)造精神、偉大奮斗精神、偉大團(tuán)結(jié)精神、偉大夢想精神為主要內(nèi)涵的偉大民族精神。她以愛國主義為核心，具體表現(xiàn)又包括奉獻(xiàn)精神、犧牲精神、奮斗精神、協(xié)作精神等精神［1］。

當(dāng)前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展和全球化進(jìn)程的加快，世界各國間文化交往頻繁，文化沖突和相互影響不可避免，呈現(xiàn)出多元文化發(fā)展趨勢。在這種復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境中，大學(xué)生群體受到了不同程度的影響，出現(xiàn)了國家觀念淡薄、民族意識(shí)淡化及民族精神削弱等現(xiàn)象。在大學(xué)生中開展融入了優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的中華民族精神教育，增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義情懷和文化認(rèn)同感，具有緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。

高校思政教育如何將思政課程轉(zhuǎn)化為課程思政，化解思政課與專業(yè)課教學(xué)“兩張皮”的難題，教育領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者結(jié)合不同專業(yè)和課程進(jìn)行了諸多啟發(fā)性探討［2-3］。高職集成電路相關(guān)專業(yè)肩負(fù)著培養(yǎng)我國芯片“卡脖子”領(lǐng)域?qū)I(yè)技能人才的重任，人才培養(yǎng)面臨學(xué)生基礎(chǔ)弱、專業(yè)課程難、實(shí)踐技能要求高等困難?！皵?shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”是我校高職集成電路人才培養(yǎng)的專業(yè)核心課程之一。本文以此課程教學(xué)為載體，探索了將奉獻(xiàn)精神、犧牲精神、奮斗精神及協(xié)作精神等四個(gè)方面的教育融入集成電路人才的課程思政教學(xué)，并取得了一定成效。

一、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)姆瞰I(xiàn)精神

德國哲學(xué)家黑格爾說過：一個(gè)民族有一群仰望星空的人，他們才有希望。奉獻(xiàn)精神在中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中有著悠久歷史和廣泛應(yīng)用。無論是對(duì)家庭、社會(huì)還是國家，奉獻(xiàn)精神都是一種崇高的品質(zhì)。我國自古就宣揚(yáng)為社會(huì)、國家奉獻(xiàn)的楷模，出現(xiàn)了大批“天下興亡，匹夫有責(zé)”的優(yōu)秀代表人物，如我國核武器研制與發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者鄧稼先、“雜交水稻”之父袁隆平、地球物理學(xué)家黃大年、“中國天眼”之父南仁東等。他們以畢生奉獻(xiàn)的行動(dòng)為國家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。在“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，筆者通過對(duì)我國科技艱難曲折的發(fā)展歷程和受到西方國家打壓的芯片產(chǎn)業(yè)的介紹，鼓勵(lì)大學(xué)生以這些專家為榜樣，培養(yǎng)舍我其誰的責(zé)任感，在國家有難、社會(huì)急需的時(shí)刻，勇敢站出來，擔(dān)當(dāng)責(zé)任，用勇氣和才華完成人民賦予的使命。

當(dāng)前我國芯片行業(yè)在生產(chǎn)原材料、制造設(shè)備、EDA設(shè)計(jì)與仿真軟件、集成電路IP核等環(huán)節(jié)都受到西方國家的限制和禁運(yùn)，集成電路產(chǎn)業(yè)人員面臨困難多、短期回報(bào)低的問題。教師在教學(xué)中通過講述老一輩科技英才在各個(gè)領(lǐng)域從零開始并取得巨大成就的事跡，培養(yǎng)學(xué)生勤勞勇敢的品質(zhì)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)姆瞰I(xiàn)精神，樹立為集成電路行業(yè)突破重圍、為國家和社會(huì)建功立業(yè)的使命感。

學(xué)生在專業(yè)課學(xué)習(xí)中理解了人生中必然會(huì)遇到各種困難和問題，解決之道在于勇于承擔(dān)各種責(zé)任。有了責(zé)任感才能敬業(yè)，才能不斷進(jìn)取，踏實(shí)前行，在奉獻(xiàn)中體現(xiàn)個(gè)人價(jià)值，直至成功。學(xué)生認(rèn)識(shí)到，個(gè)人理想只有同國家前途和民族命運(yùn)相結(jié)合才有價(jià)值，個(gè)人追求只有同社會(huì)需要和人民利益相一致才有意義。新時(shí)代青年只有胸懷憂國憂民之心、愛國愛民之情，才能準(zhǔn)確定位自己的人生目標(biāo)和奮斗方向。當(dāng)前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正處在攻堅(jiān)克難的關(guān)鍵階段，培養(yǎng)人才梯隊(duì)的奉獻(xiàn)精神和使命感對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和破局尤為重要。

二、忘我投入的犧牲精神

回望中國共產(chǎn)黨百年發(fā)展和新中國建設(shè)歷程不難發(fā)現(xiàn)，中國在偉大復(fù)興之路上設(shè)定的奮斗目標(biāo)，有的已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)，有的正在變成現(xiàn)實(shí)。國家取得如此巨大的變化和輝煌成就，是革命先輩和一代代建設(shè)者通過艱苦卓絕努力乃至鮮血和生命的代價(jià)換來的。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，對(duì)一切為黨、為國家、為人民作出奉獻(xiàn)和犧牲的英雄模范人物，我們都要發(fā)揚(yáng)他們的精神，從他們身上汲取奮發(fā)的力量［4］。

青年學(xué)子生長在和平幸福的時(shí)代，都經(jīng)歷和感受到了我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和社會(huì)日新月異的變化。在“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”教學(xué)中，教師通過講述在我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中那些夜以繼日、犧牲家庭和休息時(shí)間甚至放棄國外優(yōu)越待遇毅然回國助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科技專家、研發(fā)人員及產(chǎn)線工作者的事跡，并結(jié)合晶圓廠、封測廠的參觀實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生感受集成電路行業(yè)工作者的偉大和崇高。這些為了國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展而犧牲自我的科研學(xué)者、技術(shù)專家同樣是當(dāng)代學(xué)生的榜樣。

在“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”具體教學(xué)中，教師在講授專業(yè)知識(shí)時(shí)，結(jié)合數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)工作的性質(zhì)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)芯片設(shè)計(jì)工作中個(gè)人犧牲精神的認(rèn)同感。芯片設(shè)計(jì)的后端設(shè)計(jì)階段相對(duì)芯片設(shè)計(jì)其他階段，需要更多的重復(fù)性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作，多個(gè)設(shè)計(jì)階段如芯片布圖、布局、時(shí)鐘樹綜合及布線等可能需要多次重復(fù)和調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。一個(gè)項(xiàng)目的后端設(shè)計(jì)往往要耗費(fèi)數(shù)月較長的工作周期，而且為了趕上項(xiàng)目進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，節(jié)假日和深夜加班是后端設(shè)計(jì)工程師常見的工作模式。通過學(xué)習(xí)革命英烈和產(chǎn)業(yè)建設(shè)者的事跡，學(xué)生能夠理解并認(rèn)同在設(shè)計(jì)工作中犧牲個(gè)人休息、忘我工作，是個(gè)人對(duì)提升國家芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)水平的點(diǎn)滴貢獻(xiàn)，也逐漸理解現(xiàn)階段犧牲休息時(shí)間，反映的是一種學(xué)習(xí)態(tài)度、工作狀態(tài)。犧牲休息時(shí)間，忽略個(gè)人得失，集中精力，專注于學(xué)習(xí)，沉浸于工作，為成就學(xué)業(yè)或事業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

犧牲精神是大學(xué)生步入社會(huì)后社會(huì)價(jià)值的體現(xiàn)，敢于破釜沉舟，敢于自我犧牲，才能成為勇挑重任的集成電路產(chǎn)業(yè)中堅(jiān)力量。

三、自強(qiáng)不息的奮斗精神

為爭取民族獨(dú)立復(fù)興，中國共產(chǎn)黨帶領(lǐng)中國人民在逆境中奮發(fā)、在奮斗中自強(qiáng)，經(jīng)過新民主主義革命贏得民族獨(dú)立和人民解放，經(jīng)過社會(huì)主義革命、建設(shè)和改革，一個(gè)積貧積弱的東方大國正逐步成為繁榮昌盛、充滿生機(jī)活力的社會(huì)主義國家。世界上沒有免費(fèi)的午餐，要想過幸福生活就要靠自己努力奮斗。自強(qiáng)不息的奮斗精神已經(jīng)深深根植于博大精深的中華文明，激發(fā)于火熱的社會(huì)實(shí)踐，升華凝結(jié)于中國人民的創(chuàng)造力，使中華民族自立于世界民族之林。

“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”教學(xué)在課程思政環(huán)節(jié)引入了中國共產(chǎn)黨團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)全國各族人民自強(qiáng)不息的奮斗歷史以及國家科技發(fā)展的案例。教師結(jié)合當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢，介紹了我國集成電路行業(yè)所處的國際斗爭環(huán)境。通過對(duì)比當(dāng)年美國對(duì)日本集成電路產(chǎn)業(yè)的打壓以及日本芯片公司蕭條的發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)生明白先進(jìn)技術(shù)是買不來的，妥協(xié)退讓沒有出路，只有發(fā)揚(yáng)獨(dú)立自主、勇于戰(zhàn)斗的精神，才能避免被動(dòng)局面，贏得生存和發(fā)展機(jī)會(huì)。

集成電路專業(yè)高職大學(xué)生是未來我國集成電路產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)技術(shù)力量，是實(shí)現(xiàn)我國芯片設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域彎道超車的后備軍。青年學(xué)生需要學(xué)習(xí)先輩們的斗爭精神，在學(xué)校學(xué)習(xí)階段樹立遠(yuǎn)大志向，要有“初生牛犢不怕虎”的勇氣，在遇到國外壓力和國內(nèi)社會(huì)矛盾、各種挑戰(zhàn)、重大風(fēng)險(xiǎn)、重重阻力時(shí)，要敢于斗爭，善于斗爭，掌握斗爭的主動(dòng)權(quán)，在斗爭中增長才干，服務(wù)社會(huì)。青年學(xué)生要為國內(nèi)芯片行業(yè)的崛起而不斷努力學(xué)習(xí)知識(shí)技能，像革命前輩和老一輩科學(xué)家那樣，沉著應(yīng)對(duì)西方國家的打壓，勇挑重任，不斷攻克技術(shù)難關(guān)，積累科技硬實(shí)力，為我國集成電路產(chǎn)業(yè)的逆勢發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

四、團(tuán)結(jié)一致的協(xié)作精神

《團(tuán)結(jié)就是力量》是新中國革命建設(shè)年代中廣為傳唱的經(jīng)典歌曲。在團(tuán)結(jié)合作中汲取前行力量，是國家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展不斷取得勝利的重要保證。團(tuán)結(jié)一致是中華民族精神的具體體現(xiàn)。團(tuán)結(jié)一致就沒有翻不過的山，攜手協(xié)作就沒有邁不過的坎。古人云：“兄弟齊心，其利斷金?！碑?dāng)代優(yōu)秀的中國科研人員正在團(tuán)結(jié)一切力量、利用一切資源，打破西方國家對(duì)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的圍堵扼殺。目前，我國在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的上下游的各個(gè)環(huán)節(jié)的力量充分協(xié)作，資金、人才和資源深度整合，已取得若干重大突破，基本實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈從晶圓和芯片制造材料、先進(jìn)制程工藝設(shè)備、芯片設(shè)計(jì)與制造EDA軟件到高端封裝測試設(shè)備的自主可控［5］。2023年，華為推出新一代5G手機(jī)處理器芯片［6］，這標(biāo)志著我國整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈在國家大力支持下，團(tuán)結(jié)協(xié)作，成功取得了技術(shù)突圍的階段性成果。

團(tuán)結(jié)一致、同舟共濟(jì)的協(xié)作精神也被借鑒引入“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”的課程思政教學(xué)中。在課程背景介紹階段，學(xué)生了解到在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中，芯片設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)分工精細(xì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的職業(yè)崗位，而“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”課程所涉及的芯片布圖規(guī)劃、電源規(guī)劃、芯片布局、時(shí)鐘樹綜合、芯片布線、面向制造的芯片設(shè)計(jì)收尾、物理驗(yàn)證、時(shí)序驗(yàn)證及功能仿真等設(shè)計(jì)步驟在大規(guī)模芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目中是由后端設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的多名工程師分工協(xié)作完成。整個(gè)芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目如同一個(gè)戰(zhàn)場，芯片設(shè)計(jì)的項(xiàng)目經(jīng)理相當(dāng)于戰(zhàn)場中的指揮長，負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)有條不紊的工作。通過芯片后端設(shè)計(jì)項(xiàng)目與一個(gè)戰(zhàn)場對(duì)比，可以讓學(xué)生明白：團(tuán)結(jié)協(xié)作，團(tuán)結(jié)是前提，協(xié)作是核心。團(tuán)結(jié)協(xié)作要有大局意識(shí)、奉獻(xiàn)精神，才能將個(gè)人的、集體的聰明才智最大化地發(fā)揮出來。

為了鍛煉學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力，課程將較復(fù)雜的后端設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)置為小組合作完成的形式。小組組長模擬項(xiàng)目經(jīng)理的職責(zé)，為2～3名組員分配后端設(shè)計(jì)任務(wù)。各個(gè)組員參與項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的討論，重點(diǎn)完成自己設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)工作，并做好與相關(guān)環(huán)節(jié)組員的任務(wù)交接工作。組長負(fù)責(zé)芯片項(xiàng)目的指標(biāo)設(shè)定以及芯片交付的驗(yàn)收工作，并協(xié)助各個(gè)組員設(shè)計(jì)步驟。項(xiàng)目總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告由組員提供各自步驟的實(shí)驗(yàn)輸出數(shù)據(jù)、芯片版圖截圖等，組長負(fù)責(zé)報(bào)告匯總，組員參與實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯。

在課堂實(shí)踐教學(xué)中，小組分工協(xié)作的項(xiàng)目方式取得了較好的教學(xué)成效。該方式結(jié)合芯片后端設(shè)計(jì)的多任務(wù)步驟的特點(diǎn)，提高了項(xiàng)目組員的參與積極性和協(xié)作能力，提升了組長的任務(wù)大局觀和溝通協(xié)調(diào)能力。相對(duì)于課程前期單人完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方式，分組協(xié)作提升了項(xiàng)目的完成質(zhì)量，發(fā)揮了部分優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也帶動(dòng)了部分基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的實(shí)踐參與度和學(xué)習(xí)效果。

我國高等教育日益重視大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)。學(xué)校不斷打造合作平臺(tái)，增強(qiáng)合作機(jī)會(huì)。教師在類似的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中率先垂范，通過各種途徑激發(fā)學(xué)生交流與合作的熱情。學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)參與學(xué)校在課上和課下組織的各種團(tuán)隊(duì)活動(dòng)，參與校級(jí)或更高級(jí)別的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練和競賽，多協(xié)商，多溝通，相互幫助，共同提高專業(yè)技能和軟性能力。團(tuán)結(jié)激發(fā)力量，協(xié)作鑄就成功。

五、展望

責(zé)任擔(dān)當(dāng)、忘我投入、自強(qiáng)不息、團(tuán)結(jié)一致等中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，已凝練成新時(shí)代迎難而上、團(tuán)結(jié)高效、眾志成城、無私奉獻(xiàn)及共克時(shí)艱等民族精神。2018年以來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)面對(duì)西方國家的制裁、禁運(yùn)、圍追堵截，自力更生，不斷發(fā)展壯大，一大批“90后”“00后”成長起來，成為撐起我國芯片研發(fā)、制造的中堅(jiān)力量。中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中凝練的民族精神激發(fā)了當(dāng)代大學(xué)生群體的愛國主義情懷、強(qiáng)國信心，給大學(xué)生注入了強(qiáng)大的精神動(dòng)力。

本文在高職“數(shù)字芯片后端設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)實(shí)踐中，將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和中華民族精神中的具體表現(xiàn)——奉獻(xiàn)精神、犧牲精神、奮斗精神、協(xié)作精神等四個(gè)方面引入課程思政教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合課程內(nèi)容以及實(shí)際工作崗位特點(diǎn)，激勵(lì)學(xué)生投身我國“卡脖子”的集成電路產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)和發(fā)揚(yáng)吃苦耐勞、勇于犧牲、善于戰(zhàn)斗及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神品質(zhì)，將中華民族精神植根于心，落實(shí)到專業(yè)課程學(xué)習(xí)和成人成才的點(diǎn)滴行動(dòng)中，為中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)力量。本文教學(xué)團(tuán)隊(duì)在專業(yè)課教學(xué)中融入課程思政取得了一定成效。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、知識(shí)技能和學(xué)習(xí)成效、專業(yè)和崗位的認(rèn)同感、參與國家產(chǎn)業(yè)建設(shè)的使命感均得到了提升。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在其他相關(guān)的芯片設(shè)計(jì)、測試、封裝及驗(yàn)證等課程中進(jìn)一步探索將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、中華民族精神與課程思政相結(jié)合的教改實(shí)踐，為高職集成電路相關(guān)專業(yè)學(xué)生樹立目標(biāo)、建立信心，為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)合格人才。

參考文獻(xiàn)

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The Exploration of Curriculum Ideology and Politics of Digital IC Backend Design Course

TIAN Xiao-hua， YU Bo-lin， CHEN Yan， WANG Ying

（School of Microelectronics， Shenzhen Institute of Information Technology， Shenzhen， Guangdong 518172， China）

Abstract： Chinas traditional culture has nurtured the great national spirit， including the spirit of responsibility and dedication， the spirit of selfless sacrifice， the spirit of unyielding struggle， and the spirit of unity and cooperation. The national spirit is fully reflected in the hard work of integrated circuit technology talents to unite as one， overcome difficulties， break through the blockade of the West country， and achieve independent research and development of high-end ICs in China. This article discussed the exploration of embedding national spirit in ideological and political education of digital IC backend design course of higher vocational education， and encouraging students to overcome difficulties and cooperate to achieve project objectives.

Key words： Chinese excellent traditional culture; national spirit; curriculum ideology and politics; IC backend design