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Science and Technology Education

铸芯育魂,砥砺奋进:集成电路教学中思政元素的挖掘与融入

作者

任建 于慧

沈阳工业大学

一、背景与意义:时代呼唤“芯”人才

如今世界半导体产业格局正在发生着根本性变化,一方面给我国集成电路产业发展带来了难得的重大历史机遇,另一方面也出现了一个又一个亟待突破的“卡脖子”瓶颈。高校是人才辈出的重要阵地,集成电路的相关课程不只是知识教育场所,更是学生报效祖国激情的熔炉、攻坚克难意志的练兵场、科学伦理观念的课堂。

二、深耕思政,融入家国情怀

1.制造“卡脖子”之痛(以痛点导入、以问题求解激发家国情怀和使命担当)。

案例设计 1:将一部智能手机展示给学生看,引出它的核心——SoC芯片。叙述从一部手机到一台超级计算机,都离不开芯片。图表说明,很多年来中国进口的芯片金额都遥遥领先,贸易逆差严重。我国在一些高端光刻机、EDA 软件、核心IP 等都被国外卡脖子。让学生感受到“缺芯”的痛苦,“缺芯”可能导致工厂停产、汽车停售,手机难用等问题。

图一 近五年中国芯片进出口数额

思政融入:由此带领学生们展开思考:“一颗小小芯片为何能牵动国人心?”“今后作为IC 人的我们要怎么做?”。在同学之间掀起振兴中华的责任感以及“强芯强国”的使命感。让他们真正认识到学好集成电路的目的,并不是为了一份高薪的工作,而是为了将来能在自己的工作打破国外的包围封锁,保证国家产业安全和国民经济安全。

2.源起之路、强国之体,弘扬“芯”精神。

案例设计 2:

黄令仪研究员:59 岁高龄仍然奋斗在我国CPU 研发第一线,鞠躬尽瘁的被称为“龙芯之母”。“我这辈子最大的心愿就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱”是其拳拳爱国情的真实诠释。

张汝京博士:超过五十岁却屡次开创事业,付出心血培育出中芯国际。

思政融入:通过这些人物故事把“艰苦奋斗、无私奉献、求真务实、报效祖国”的科学家精神、工匠精神演绎出来给学生看,使学生懂得伟大的事业是靠一辈子的磨练坚持才能做成;激发学生的远大志向,把自己的人生价值同追求同国家的发展前途连在一起。

3. 过程淬练,锻造“工匠精神”。

案例设计:在集成电路设计中,即使只是一个细微的线路连接错误或是版图设计时的一个DRC(1iolation)都会导致全盘皆输的结果。

思政融入:一定要体现“细节决定成败”,学生每次仿真验证、每次版图的布局布线都做到精雕细琢,细致入微。把严谨、专注、耐心、追求完美的“工匠精神”作为学生的习惯养成和品德教育。团队项目,要强调团队精神、沟通能力及集体荣誉感,进一步培养学生们的团队合作意识。

4.自立自强,铸就中国集成电路产业的发展之路。

案例设计:

从“巴统”封锁到今日围堵,华大九天逆势上扬,EDA 之“工业母机”自主可控,

华为 2025 年逆势重返市场巅峰,印证了自主创新的磅礴力量。

思政融入:解决卡脖子问题的背后是制度优势、家国情怀与市场韧性的深度融合,中华崛起之势不可阻挡。

三、结语

唯有培养出大批兼具精湛技艺和赤子之心的卓越工程师,才能让中国“芯”跳得更加强劲有力。芯火绵延不绝,强国一代使命担当,我辈必将躬身践行、绝不缺席!

参考文献

[1]张俊安,张庆伟,刘钦晓."集成电路设计原理"课程中的思政元素及施教策略[J].教育教学论坛,2020(40):21-22.

[2]卫宁,鲁世斌,刘畅咏."集成电路制造技术—原理与工艺"课程思政教学探索[J].合肥师范学院学报,2022,40(3):79-82.

[3]杨康,陶珊珊,韩君,查超.集成电路科学与工程课程思政教学改革探索与实践[J].中文科技期刊数据库(文摘版)教育,2022(2):208-210.

作者简介:

任建,1981.11,博士,副教授,电子科学与技术系。研究方向:集成电路设计、EDA 设计、信号处理。

于慧,1978.11,博士,副教授,电子科学与技术系。研究方向:半导体材料与器件。