《IC设计基础》混合式课程思政典型案例（一等奖）.docx

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1、IC设计基础混合式课程思政典型案例（一等奖）一、课程凸显的思政核心价值IC设计基础课程以学生为中心，根据学生需求和教学要求，将 主要内容分为：集成电路基本知识，芯片设计软件操作，前沿技术 和中国芯产三个局部。结合国家重点实验室的教学条件，采用线上 视频引导启发，线下分组讨论，课后拓展创新的混合式教学完成了 正反应的教学闭环。根据学生需求和教学要求，课程目标按照教育层次由底到高分 为： 精准描述芯片设计的基本概念和理念应用软件Cadence设计电路 分析和讨论前沿和产业技术培养中国芯的责任感和创造思维培养中国芯的责任感和创造思维分析和讨论前沿产业技术应用软件Cadence设计电路.精准描述芯片设

2、计的基本概念和理论IC设计基础课程基于实际学情，结合“布卢姆目标分类法”和 “认知维度法”进行了不同教学目标的设定。将蓝线所示的布卢姆 维度分布调整为红色框对应的模式，即将记忆和理解，分析和应用, 评价和创造结合认知维度进行了合并。在教学中，通过融合的方法 实现两种目标，从而提高了教学和考察的效率，减少学生反应次数。思想/情感领域评价记忆 理解技能认知领域知识认知领域教学思政方面，无论在问题引入,知识讲解，实际应用，还是答疑环节，IC设计基础课程都润物细无声地恰当地融入了中国芯的 元素。在最后更是引用习总书记考察芯片企业的新闻凸显了芯片产 业的重要性，将学生对专业课的学习跟关键技术的解决与民族

3、产业 的振兴更紧密地联系起来，培养了学生们的家国情怀。增强了芯片 人的责任感和自信心。问题引入 飞船抗辐照晶体管的结构 麒就芯片FinFetIV曲线比照 国产EDA家国情怀习总书记考察武汉新花A Kirin辐照答疑身边芯片人经历二、课程思政案例01、天问探索需要中国芯将航天精神融入独立思考中课程知识点介绍定义，定性，定量，定意地掌握MOS管的线性区。结合天问一 号的抗辐照问题和钱学森先生的多变量分析方法设计“IV曲线+航 天精神“课程思政教学案例。知识点对应的思政元素开篇通过“天问一号航天器是否能够完成任务”提出了航天 飞行中的抗辐照问题，由此深入浅出地讨论集成电路中晶体管IV 特性曲线中线性

4、区由于空间辐照产生的变化。多变量系统对于IV曲线的分析中，采用钱学森先生工程控制论中的多变 量分析方法，与学生分析和讨论如何分析影响漏电流的诸多因素。 在借鉴了大师的科研方法的同时，润物细无声地融入了航天科研人 员不怕难，勇于挑战的航天精神。如果在一个复杂系统中有假设干个受控量, 而且在这些受控量之间还存在着相互的作用, 那么一般来说，对于这种系统就必须再增加 一个新的设计准那么，这就是互不影响准那么。钱学森工程控制论最终通过手机AR App的亲手操作，体会不同变量（进度条）对应的曲线变化趋势,实现了知识点理解的及时反应和知识闭环。02、牢记中国心,课程知识点介绍通过与MOS晶体管的比照，掌握

5、目前量产的新型晶体管FinFet 的关断电流及其产生的低功耗效果。结合国产IC设计软件华大九 天的仿真结果展示和华裔科学家胡正明教授对晶体管结构的讲解， 设计“牢记中国心，相信中国芯”的课程思政教学案例。提升学生 对中国芯的信心和民族自豪感。知识点对应的思政元素通过与MOS晶体管的比照，掌握目前量产的新型晶体管FinFet 的关断电流及其产生的低功耗效果。结合国产IC设计软件华大九天的仿真结果展示和华裔科学家 胡正明教授对晶体管结构的讲解，设计“牢记中国心，相信中国芯” 的课程思政教学案例。提升学生对中国芯的信心和民族自豪感。03芯片人社会责任感在新冠假阴性解决中的表达课程知识点介绍结合新冠疫

6、情中的假阴性情况，通过微流控芯片中的L-P方程 的讲解，让学生了解如何将芯片知识应用实践，培养芯片人造福人类的社会责任感。设计“假阴性+微流控芯片+L-P方程解决方案 “课程思政教学案例。知识点对应的思政元素开篇引出新冠疫情中的假阴性情况，通过科研中的经历，证明 知识点内容L-P方程的实用性和具体应用。在整个课程引导过程中, 通过PBL法，让学生思考如何用本专业知识解决人类面临的重要问 题。培养学生的社会责任感和人文关怀素养。通过微流控芯片中的L-P方程的讲解，让学生了解如何将芯片 知识应用实践，培养芯片人造福人类的社会责任感。核心思想：学习习近平总书记在中央党校建校80周年庆祝 大会的讲话中

7、关于理论和实践的金句：“既要向书本学习，也要 向实践学习。”让学生领悟到书本知识和实践问题的关系。引用诺奖获得者丁肇中院士的话：“任何书本上的理论都具有 逻辑性，但没在实验中表达，就没有意义。”让学生理解实验对理 论反应的指导意义。培养学生理解书本知识的基础上结合实践对原 有理论再创造的能力。四、非标准答案：知识产权与助人以法律关于世界第一款芯片专利的辩论(1)观看集成电路简史的短片，了解集成电路的开展背景。(2)展开世界上第一款集成电路专利权的讨论。教学思想学习语言的目的不在于语言本身，而是把语言当成工具实现具 体的目的(例如，小孩子要吃的)。其实，不仅是语言，其他学科 内容都是要落实到具体

8、的社会环境和现实应用。为此，本次非标准答案破除了以往脱离现实的作业题目，采用 真实发生的历史事件和一手资料，让学生转换角色为律师，暂时脱 离学生的状态，把作业目的从做出答案变为帮助创造人打官司证明 其专利的有效性。而在整个辩论和查找资料的过程中，自然而然地 习得了专业的基础知识一一小信号模型和晶体管工艺。止匕外，润物细无声地将科学调研，产权意识，法律意识和理性 助人的人文社科思想融入教学之中。五、教师感悟本门课的内容是集成电路设计相关内容，中国芯对于中国来说 的重要性相信看过最近新闻的人都知道，因为缺芯我国的集成电路 相关公司被不断索赔。这其实是一种技术讹诈。作为中国的芯片人, 在大学期间就需

9、要培养他们科技强国的意识。不仅仅是为自己学习, 微电子人肩负的是整个国家的期盼。人是需要精神的。为此，在整个课程设计中，采用“持续报到”习主席讲话和教 育部相关重点的扶持信息，来提高学生的社会责任感和微电人的自 豪感。通过华为和ZTE两个公司相关事件报道，激发学生的爱国主 义情怀和对微电子专业的自信。教师在日常的工作和生活中需要利用、发现、创造各种机会和 条件提升自己的思政素养，注重积累自己的实践历程并加以理论上 的反思和提升： 学习知识是为了什么上课某种程度上就是一种催眠 怎样备课而不是背课被动学习和主动学习 课后调研如何实现教学能力的进阶课程思政教学不仅仅限于课堂理论的讲授，更要针对理论联

10、系 实际的问题并解决。本课程在上课之初就告知学生们，课程考核的 重要局部并不是书后的计算题，而是考核每个人在使用专业 Cadence软件设计电路时所掌握的分析问题，解决问题的能力。每 个学生都可以报名参加每年一次的全国大学生集成电路设计大赛。 学生上课的内容既是专业课，又是参赛的基础知识。他们学习本课 程的主要目的之一就是对集成电路进行电路设计、前仿真、幅员绘 制、幅员验证和后仿真。而这些参赛的学生，都可以把这局部内容 延续为自己将来的毕业设计。六、学生反应学情调研本课程以学生的学习成效为中心，基于学生需求，采用逆向思 维定制教学目标和方案。如下图，通过班会和午餐会，从大一开始就和同学们密切接

11、 触，了解学生对本门课程和本专业的需求，并让学生参与到线上线 下课程以及教学道具的制作中来。此外，通过班主任和调查问卷, 更加全面地收集整个年级的学生需求。 案例反应(1)以IV特性曲线为例，采用AR APP和3D道具使得学生相 比拟传统的书本中静态的IV曲线，更加精准地了解每个变量对漏 电流的影响结果。变量之间不会产生记忆抑制导致的认知错误。如 图所示，学生对其满意度分别为95. 45%。(2)以Finfet的课程为例，采用互动视频使得学生对所学内 容有了更加自由的选择的权利。对不熟悉的内容，学生可以精准找 到对应的短视频，从而在几分钟的时间里对不清楚的地方实现有效 地确认和复习。此外，学生可以根据自己的记忆节奏和学习情况调整每个短视频之间的休息时间，根据自己的兴趣点调整观看知识点的顺序，从 而真正意义上实现了学生由“我应该学”到“我想学”的主动学 习模式的转换。如下图，学生的满意度从91%提高到了 97. 4%,也佐证了感 受效果。