基于集成電路設(shè)計大賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

南通大學(xué)杏林學(xué)院 南通大學(xué)工程訓(xùn)練中心 謝 星

南通大學(xué)杏林學(xué)院 楊玲玲

江蘇省集成電路重點(diǎn)實驗室 孫海燕 孫 玲

基于集成電路設(shè)計大賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

南通大學(xué)杏林學(xué)院 南通大學(xué)工程訓(xùn)練中心 謝 星

南通大學(xué)杏林學(xué)院 楊玲玲

江蘇省集成電路重點(diǎn)實驗室 孫海燕 孫 玲

討論了基于集成電路設(shè)計大賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，分析了大賽對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用及意義，探討了以競賽項目為教學(xué)案例來源的項目教學(xué)法、集成電路創(chuàng)新實訓(xùn)室的建設(shè)以及競賽人才梯隊的建設(shè)等提高實踐教學(xué)成效的措施。

集成電路設(shè)計大賽；創(chuàng)新能力；實踐教學(xué)

在備受期待的“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”熱潮中，如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力已成為社會各界關(guān)注的焦點(diǎn)之一，更是各高校教學(xué)研究的熱點(diǎn)[1]。目前，組織與參加各類科技競賽，既能檢驗學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握情況，又給學(xué)生提供了創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識的發(fā)揮空間，已成為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效舉措之一[2]。其中，由北京華大九天軟件有限公司組織北京工業(yè)大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)、南通大學(xué)等眾多高校發(fā)起的集成電路設(shè)計大賽為不斷提高大學(xué)生的集成電路設(shè)計及應(yīng)用能力提供了重要平臺，適應(yīng)了高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。該賽事注重推動校企合作，為學(xué)生就業(yè)提供了無縫對接；賽題遴選自企業(yè)的生產(chǎn)實際，有助于企業(yè)培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)適合崗位需求的集成電路人才。大賽以學(xué)生為主體，教師參與指導(dǎo)的模式不僅能培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，提高他們分析問題和解決問題的能力，還能幫助他們樹立創(chuàng)新觀念，引導(dǎo)他們主動學(xué)習(xí)，逐步達(dá)到獨(dú)立解決實際問題的能力。

集成電路設(shè)計大賽的歷年主題和賽題都與當(dāng)前社會發(fā)展需求緊密相關(guān)，例如，今年的大賽主題為“可穿戴時代的低功耗集成電路設(shè)計”，競賽題目主要涉及帶隙基準(zhǔn)、電源管理、振蕩器等典型模擬集成電路的全流程設(shè)計和基于FPGA的數(shù)字集成電路設(shè)計與應(yīng)用，不僅為集成電路專業(yè)的學(xué)生，也為電子科學(xué)與技術(shù)等電子信息類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識用來解決實際問題提供了實踐平臺。下面給出我校以集成電路設(shè)計大賽為抓手，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)體會與一些舉措。

1 集成電路設(shè)計大賽對高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用

南通大學(xué)是最早一批設(shè)有“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)的高校之一，為我國快速發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)了所需的專業(yè)技術(shù)人才。然而，專業(yè)成立的十年多來，集成電路EDA軟件投入大、芯片流片費(fèi)用高、學(xué)生實踐教學(xué)成效甚微等問題一直阻礙著專業(yè)前行的步伐。而另一方面，我國的集成電路產(chǎn)業(yè)正面臨著人才數(shù)量和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求的瓶頸。針對我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和社會發(fā)展的新形勢，我校與眾兄弟院校一起，為培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的集成電路專業(yè)類人才謀實事。在最早擁有我國唯一自主知識產(chǎn)權(quán)的EDA工具軟件公司——北京華大九天軟件有限公司的大力支持和推動下，第一屆“大學(xué)生集成電路設(shè)計大賽”于2011年拉開帷幕。

本大賽創(chuàng)辦5年來，一直立足于自主創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的理念，不斷優(yōu)化賽題和賽程，為培養(yǎng)大學(xué)生理論和實踐相結(jié)合提供良好的平臺。本屆大賽就采取了由企業(yè)命題與評審的方式，不僅為集成電路企業(yè)提供人才對接渠道，也為廣大電子信息類師生提供了最新產(chǎn)業(yè)技術(shù)方向[3]。自開賽以來，我校師生積極參與，參加大賽的過程不僅鍛煉了學(xué)生針對具體項目不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也檢驗了指導(dǎo)教師的教學(xué)實踐能力、校驗了我們培養(yǎng)的人才質(zhì)量。

2 組建競賽教學(xué)平臺，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力

2.1 組建開放性集成電路設(shè)計創(chuàng)新實訓(xùn)室

若要在課堂教學(xué)之外，組織學(xué)生開展課外科技競賽活動并取得好的成效，依托開放性實驗室不失為一種行之有效的方法[4]。它既可以加快對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)及選拔，也可以加強(qiáng)指導(dǎo)老師與參賽學(xué)生之間的溝通。集成電路設(shè)計實驗室采用全方位的、全過程的開放管理，可以為學(xué)生提供獨(dú)立操作、獨(dú)立設(shè)計和獨(dú)立思考的場所，為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以隨時進(jìn)入實驗室進(jìn)行項目設(shè)計，同時實驗室進(jìn)行開放性管理模式，這就需要學(xué)生主動參與實驗室管理，從而培養(yǎng)學(xué)生的主人翁意識和團(tuán)隊協(xié)作精神。

2.2 組建集成電路設(shè)計創(chuàng)新團(tuán)隊，培養(yǎng)集成電路競賽人才梯隊

2．2．1 創(chuàng)新團(tuán)隊組建的意義

大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊是指為了提高大學(xué)生創(chuàng)新能力、實現(xiàn)學(xué)習(xí)及科研目標(biāo)而相互協(xié)作進(jìn)行創(chuàng)新活動并產(chǎn)生一定價值成果的群體組織[5]。提高動手能力、學(xué)生發(fā)展自我、、培養(yǎng)創(chuàng)新精神可以以創(chuàng)新團(tuán)隊為基礎(chǔ)。團(tuán)隊之間的協(xié)作能夠使整個團(tuán)隊產(chǎn)生較強(qiáng)的凝聚力，團(tuán)隊成員各行其職，然后進(jìn)行有機(jī)地統(tǒng)一，能夠促使團(tuán)隊發(fā)揮出強(qiáng)大的力量，易于成員創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，也易于取得成功[6]。

2．2．2 創(chuàng)新團(tuán)隊的組建方案

創(chuàng)新團(tuán)隊注重通過提高每一個隊員的思維能力及實踐能力，從而提升整個團(tuán)隊的科研創(chuàng)新能力。團(tuán)隊按照高年級學(xué)生為主，低年級同學(xué)為輔的原則進(jìn)行組建，實行“學(xué)生自主，老師引導(dǎo)”的管理模式。團(tuán)隊還注重培養(yǎng)學(xué)生的自我管理能力，隊員們根據(jù)每個人的特長分成若干小組，負(fù)責(zé)不同的項目，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊意識和團(tuán)隊精神。

2.3 基于競賽的項目教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

面對集成電路如此迅猛的發(fā)展形勢，教學(xué)工作也要與時俱進(jìn)，不斷改革創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教學(xué)方法所提倡的課堂教學(xué)方法和教學(xué)程序已經(jīng)暴露出它的弊端，比較突出的是“以教代學(xué)”的思想以及“注入式”、“滿堂灌”的教學(xué)方法，很大程度的禁錮了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，對大學(xué)生自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)構(gòu)成了嚴(yán)重的障礙[7]。

對集成電路教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了探索和實踐。在教學(xué)內(nèi)容方面，集成電路設(shè)計競賽項目可以為教學(xué)提供豐富的項目來源。在教學(xué)方法上，采用項目教學(xué)法，把競賽項目融入到每堂課上，從而豐富了教學(xué)項目。在參與項目的過程中，讓學(xué)生真正掌握到課本以外的知識，從思路和方法上啟發(fā)學(xué)生，鍛煉學(xué)生的各方面能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。以集成電路設(shè)計大賽為切入點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新實踐教學(xué)，在教學(xué)中選拔學(xué)生進(jìn)行集成電路設(shè)計大賽的設(shè)計，以項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體的新型教學(xué)模式。

集成電路設(shè)計是一個綜合實踐過程，項目教學(xué)法的教學(xué)過程中，學(xué)生基本上完成了從需求分析、電路圖設(shè)計、繪制設(shè)計電路、仿真、版圖繪制、驗證到撰寫報告等環(huán)節(jié)。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中需要努力、及時地克服重重困難，其中每一個步驟都要通過研究、探討及實踐才能取得階段性成果。學(xué)生們在此過程中能夠磨練自身的意志力，逐步培養(yǎng)出用于客服困難、追求真知的品性及精益求精的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度[7]。

3 結(jié)語

2015年北京大學(xué)生集成電路設(shè)計大賽，全國相關(guān)高校和集成電路企業(yè)積極參與，該大賽對于校企合作以及實踐教學(xué)方式有著重要的指導(dǎo)意義。該大賽以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力為主旨，同時培養(yǎng)企業(yè)所需人才，對于高校集成電路設(shè)計人才的培養(yǎng)有著關(guān)鍵的作用。通過該大賽，培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作以及遇到問題解決問題的能力。大賽對于實踐教學(xué)改革有著指導(dǎo)意義，推動實踐教學(xué)改革，以競賽項目為教學(xué)項目來源，讓學(xué)生充分體會集成電路設(shè)計的流程，增強(qiáng)動手能力，為就業(yè)增加競爭力。

[1]楊一濤．大學(xué)生競賽與本科教學(xué)相結(jié)合培養(yǎng)人才的方法探索[J]．南昌高專學(xué)報,2010(03):77-79．

[2]周治瑜,王瑞斌,胡麗華,等．學(xué)科競賽是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的重要載體[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(05):100-101．

[3]大學(xué)生集成電路設(shè)計大賽官網(wǎng),http://www．nuicdc．com/index．html

[4]湯兆平．依托實驗室加強(qiáng)大學(xué)生科技競賽人才的培養(yǎng)[J]．華東交通大學(xué)學(xué)報,2007(24):172-174．

[5]郭孝鋒,石世平,文麗．大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊的孵化與教育[J]．中國青年研究,2008(11):106-108．

[6]黃敦華,趙丹．基于大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)行動計劃的機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)研究與實踐[J]．機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2011,24(4):181-184．

[7]鄒道生．開展科技活動提高學(xué)生素質(zhì)[J]．教育與職業(yè),2006(2):76-77．

謝星（1985-），男，江蘇徐州人，南通大學(xué)工程訓(xùn)練中心實驗師，碩士畢業(yè)于南通大學(xué)專用集成電路設(shè)計重點(diǎn)實驗室。

南通大學(xué)杏林學(xué)院教育教學(xué)研究基金（項目編號：2014J248）；江蘇省高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目。