集成电路学科课程思政教学思路和实践

作者: 陈磊

集成电路学科课程思政教学思路和实践0

[摘 要] 随着我国进入新时代,教育也不断优化。在培养高素质人才的过程中,要把思想政治教育融入教育体系之中,课程思政恰好提供了一种有效的途径。让思想政治教育能够贯穿整个教育过程,与专业课程教育相辅相成、互为依存。针对集成电路相关专业课程,将课程思政融入其中就需要形成“认识—指导—融合—建设—实践—评价”一体化的教育体系,真正做到“产、学、研”的高效结合,对教学思路进行调整,在课程设置、教学内容、教学方法、师资队伍建设和评价体系五方面进行优化,并以“数字集成电路设计与分析”课程为例,按照教学思路调整的策略进行实践,为培养德智体美劳全面发展的高素质人才提供参考。

[关键词] 集成电路;课程思政;教学实践

[基金项目] 2021年7月—2023年6月上海电力大学课程思政建设项目“数字集成电路设计与分析”(202112041)

[作者简介] 陈 磊(1983—),男,安徽淮南人,博士,上海电力大学电子与信息工程学院副教授,主要从事集成电路设计研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)02-0129-04 [收稿日期] 2023-09-28

引言

“课程思政”一词最早由上海市委、市政府于2014年提出,在传统的专业课程中加入涵盖了政治、文化、道德等思政部分,帮助学生逐渐形成健康向上的世界观、人生观和价值观,增强公民意识和法治意识,使其具备良好的思想道德素质和综合素养。课程思政对于培养具有中国特色社会主义核心价值观和创新精神的高素质人才队伍,具有非常重要的意义。

集成电路是中国制造2025的重点发展领域之一,其发展需要大量的优秀人才。因此,在“中国制造2025”的推动下,集成电路专业的人才需求也会不断增加。未来,随着集成电路产业的不断发展,集成电路专业的发展也将会受益并得到进一步的推动。

目前许多学科中已经融入课程思政的元素[1-3]。在集成电路专业课程中融入思政元素,可使学生更加深入地了解我国集成电路产业的发展现状、面临的挑战和未来的发展方向,进而培养学生的国家意识和社会责任感,提高学生的实践能力和创新能力,引导学生了解产业的可持续发展重要性,推动集成电路产业的可持续发展[3-4]。

一、专业课与课程思政相结合教学策略

集成电路专业课程是电子信息类专业的重要课程之一,其特点首先是知识面广,不仅包括传统的模拟和数字电路设计,还包括射频电路、功率放大器、低噪声放大器、混频器、锁相环、数据转换器、通信电路等领域的知识。其次,该课程是将理论与实践相结合,学生将掌握电路设计的基本理论,同时需要进行实际的电路设计、仿真、制作和测试等实践操作。将课程思政融入集成电路专业课中,不仅需要在教学内容上有所变化,还须将课程思政的思想贯穿整个教学体系(如图1),形成“认识—指导—融合—建设—实践—评价”一体化的教育体系,将课程思政与高等教育相辅相成、互相促进发展[4-5]。

关于“数字集成电路设计与分析”与思政教育相结合的教学实践如图1所示。通过以下几点对图1进行进一步分析。

1.推动课程思政与专业课融合,要合理地进行课程设置,融合程度可根据课程的性质、学时、难易程度进行调整。对于以科普为主的专业课程可加大课程思政的融合程度,让学生深切体会课程对个人和国家的重要意义。对于以提升学生专业素养和技能为主的课程,可适当缩减课程思政的融合程度,让学生将更多的精力用于提升个人专业素养之中。

2.推动课程思政与专业课融合,需要合理地调整教学内容,融合内容可根据不同章节的内容和要求进行调整。对于背景介绍或者思维拓展的章节,可融入一些行业发展与国家、社会及对经济文化的影响;而对于理论推导或者动手实践的章节,可融入一些唯物史观和唯物辩证法的内容,让学生了解相关的自然规则。

3.推动课程思政与专业课程融合,需要适当地丰富教学方法,具体的教学形式可根据不同专业的需要进行调整。传统的专业课程与课程思政结合仅停留在授课过程中,而思政与专业课程的融合应包括课堂教学、社会实践、创新实验等多种形式,以培养学生的实践能力和创新精神,提高其综合素质。

4.推动课程思政与专业课融合,需要注重师资队伍建设,建设高素质的师资队伍是实施课程思政的重要保障。教师不仅负责传授学科知识,还要关注学生的思想道德教育。重视对教师的培训和选拔工作,提高其教学能力和思想政治素质,为课程思政的开展提供有力的师资支持。

5.推动课程思政与专业课融合,需要加强对流程和结果的考查。通过对学生思想政治教育的考查与评价,教师可对课程思政教学进行反思和总结,检视课程思政的目标是否达成、教学方法是否适当等,并根据学生的反馈及时进行教学改进。

二、教学思路的调整

本文以“数字集成电路设计与分析”课程为例,基于以上的理论分析,对传统教学大纲进行调整,以满足专业课程与课程思政教育相结合的需求。

1.在课程设置环节中,“数字集成电路设计与分析”课程属于集成电路专业的核心专业课程,在课程的绪论及展望中存在背景介绍和联系实际的部分,其余章节为原理和实践部分,总学时为32学时,学分为2学分,因此在分配课程思政融合程度时,将课程的融合程度定为50%,即本课程的课程思政部分应使学生对国家和民族有较强的归属感和自豪感,能够坚定“四个自信”,树立辩证唯物主义自然观,培养对家庭和社会的责任感。

2.在教学内容的调整时,根据不同章节分配课程思政融入的内容。例如,绪论部分在介绍集成电路发展和当今时代背景时,应当尽量展开说明我国集成电路发展的历史,在发展的过程中遇到了哪些困难和挫折,以及目前为止与国外集成电路技术的差距等。通过讲述我国集成电路的发展背景使学生厚植民族自豪感和爱国主义情怀。在其余介绍原理的章节可适当展开讲解自然事物的发展规律,以及辩证唯物主义自然观对人生有何启发,对如何利用自然从而改造自然有什么指导意义等。

3.在丰富教学方法的过程中,加入了1学时的参观国内大、中型集成电路设计、制造企业,通过与行业资深工程师交流探讨的方式,亲身感受近几年国内集成电路发展的形势,了解该领域中存在的困难,为明确学生未来的发展目标和方向奠定基础。利用8学时通过与集成电路相关企业建立联系,让学生有机会进入该领域实习,将在学校所学的理论知识与企业中的实践相结合,实现“产、学、研”联动,在实践过程中激发学生的创造力,推动集成电路设计领域不断向更深层次发展。

4.在师资队伍建设方面,教师应奋勇争先,主动学习课程思政的相关理论,不断提升自身的思想政治觉悟,坚持党的路线方针政策,坚定“四个自信”和中国特色社会主义道路,向有经验的教师学习等。

5.对以上四个部分分别按权重20%,30%,30%,20%进行评价,每个小部分也需要有具体可量化的指标,并根据指标的完成情况进行评分,通过横向和纵向对比来不断提升专业课程与课程思政的结合水平。通过定期邀请优秀课程思政教师进行课程旁听,汲取专业思政教师的评价,不断改进优化课程中的不足之处。

三、专业课程与思政课程相结合实践

通过“数字集成电路设计与分析”课程的学习,可使学生掌握子系统设计、导线设计、结构设计的理论和方法;培养学生对实际电路进行理论推导及性能分析的基本能力,并能针对对象特性设计合理电路方案,同时了解数字集成电路学科发展动态,跟进学科的最新进展;学生在数字集成电路设计与分析知识讲授和电路设计小组活动中,能够帮助其养成严谨的科学思维方式,激发探索精神和创新意识(如表1)。

通过本课程的教学,学生将能够针对典型集成电路设计要求,运用数字集成电路概况、制造工艺、器件、互连线、反相器等基础部分知识,在相应的约束条件下设计典型电路,并能利用相应的设计软件仿真;能够运用CMOS组合逻辑单元与时序逻辑单元等电路部分知识,对电路特性进行分析,并确定关键环节相关参数;能够运用设计方法学、互连耦合及时序等系统部分知识,能够针对实际集成电路设计要求确定具体的电路设计方案;培养分析问题和解决问题的能力,具有严谨的科学思维,以及探索精神和创新意识。

结语

本文阐述了课程思政在高等教育中的强大作用和深远意义,以“数字集成电路设计与分析”课程为例,对课程思政教育和专业课程教育结合教学方式进行了实践,并取得了较好的反馈结果。在现代高等教育中,课程思政是非常重要的部分,涵盖了伦理道德、法治文化、传统文化、时代精神等多方面的内容,旨在培养学生正确的世界观、人生观、价值观,提高学生的社会责任感和创新能力,是学校教育中不可或缺的一部分,将继续在未来的教育领域中发挥重要的作用。

参考文献

[1]赵鹤玲.新时代高校“课程思政”建设的现状及对策分析[J].湖北师范大学学报(哲学社会科学版),2020,40(1):108-110.

[2]孙秋野,黄雨佳,高嘉文.工科专业课课程思政建设方案:以《电力系统分析》课程为例[J].中国电机工程学报,2021,41(2):475-486.

[3]黄昭县.“信息论与编码技术”融入课程思政的教学探索[J].教育教学论坛,2020(50):37-38.

[4]高燕.课程思政建设的关键问题与解决路径[J].中国高等教育,2017(Z3):11-14.

[5]邱伟光.课程思政的价值意蕴与生成路径[J].思想理论教育,2017(7):10-14.

Path and Practices of Curriculum Ideology and Politics in Integrated Circuit Subject: A Case Study of the Course Digital Integrated Circuit Design and Analysis

CHEN Lei

(College of Electronics and Information Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 201306, China)

Abstract: As China enters a new era, education has been continuously optimized and transitioned to align with the demands of the times. In the process of nurturing high-quality talents, it is imperative to integrate ideological and political education into the educational framework. Curriculum ideology and politics offers a viable approach to ensure the seamless integration of ideological and political principles throughout the entire educational process, complementing disciplinary courses and mutually reinforcing their influence. Specifically addressing the field of integrated circuits, the integration of curriculum ideology and politics necessitates the establishment of an integrated educational system characterized by a holistic approach encompassing “comprehension, guidance, integration, construction, practice, and evaluation”. This approach aims to achieve a truly efficient combination of production, learning, and research, prompting necessary adjustments to teaching methodologies and optimizing curriculum design, teaching content, instructional methods, faculty development, and evaluation systems. By exemplifying the application of this approach in the context of Digital Integrated Circuit Design and Analysis, practical implementation is undertaken as per the strategies adapted to the teaching ideas, providing a valuable reference for the cultivation of highly competent individuals who possess comprehensive morality, intelligence, physique, aesthetics and labor skills.

Key words: integrated circuits; curriculum ideology and politics; teaching practice

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