“三維度虛實(shí)結(jié)合”的集成電路專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究

劉慧敏, 姜訓(xùn)勇, 蘇 林, 劉 君, 張祖峰, 李華一

(天津理工大學(xué) a.集成電路科學(xué)與工程學(xué)院; b.材料科學(xué)與工程學(xué)院; c.電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院, 天津 300384)

0 引 言

集成電路技術(shù)是集當(dāng)今世界最先進(jìn)科技成果于一體的綜合性交叉式邊緣學(xué)科，是龐大和復(fù)雜的系統(tǒng)工程和綜合技術(shù)。需要大量的理論和實(shí)踐能深度融合的專業(yè)人才來滿足行業(yè)的需求，而由于諸多因素導(dǎo)致目前我國集成電路產(chǎn)業(yè)人才缺口極大[1-2]。

1 地方院校培養(yǎng)集成電路人才存在的問題

我國有最大的工科生源，尤其是地方工科院校是一支強(qiáng)大的生力軍，這些學(xué)生今后是行業(yè)的主力軍，但由于長期重視理論輕實(shí)踐的教育教學(xué)體系，學(xué)生的綜合工程實(shí)踐能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集成電路產(chǎn)業(yè)的需求。目前國家開展了如 “新工科”“卓越工程師計(jì)劃”“一流課程”等一系列措施來提升工科生的綜合能力，有許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒[3-12]。2019 年“教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)實(shí)施意見”中指出，從 2019～2021 年，完成 1 500 門左右國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程認(rèn)定, 電子信息類建立了13門課程，因此基于虛擬仿真平臺(tái)及虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)也層出不窮[13-16]。但對(duì)于地方院校來說要培養(yǎng)符合集成電路產(chǎn)業(yè)需求的人才，還存在以下一些問題：

(1) 集成電路行業(yè)門檻高。集成電路產(chǎn)業(yè)是工程性很強(qiáng)的一個(gè)行業(yè)，行業(yè)門檻高，專業(yè)背景要求高，沒有一系列專門定向的培養(yǎng)是很難滿足行業(yè)要求的。一個(gè)合格的集成電路行業(yè)工程師除了工程師具有的基本素養(yǎng)外還需要具備扎實(shí)的電路知識(shí)、工藝知識(shí)、編程知識(shí)、系統(tǒng)應(yīng)用等多項(xiàng)綜合的專業(yè)知識(shí)背景，這些專業(yè)知識(shí)需要多年的長期積累，短期培訓(xùn)是無法滿足要求的。

(2) 地方院校學(xué)生差異大。地方院校尤其是雙非院校學(xué)生來源范圍很廣，從發(fā)達(dá)到不發(fā)達(dá)地區(qū)，學(xué)生的知識(shí)背景、家庭背景、實(shí)踐能力背景等多方面層次差異很大，有許多學(xué)生可能從初中就開始玩一些電子產(chǎn)品，而有些學(xué)生剛上大學(xué)才用手機(jī)。學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知能力、自我控制能力等方面差異也很大。有些學(xué)生學(xué)東西很快,有些學(xué)生學(xué)習(xí)后勁不足，無法持之以恒，有些同學(xué)學(xué)新東西很慢，學(xué)習(xí)效率比較低。如果只是單純做題，現(xiàn)在各種學(xué)習(xí)資源很豐富，學(xué)生可以通過不斷刷題，慢慢提高，但是動(dòng)手實(shí)踐的東西一旦做不出來，就無從下手，不知道該怎么辦，一旦有幾次失敗的體驗(yàn)就對(duì)此失去興趣和信心。

(3) 實(shí)踐課程學(xué)習(xí)周期長。工程性強(qiáng)的實(shí)踐活動(dòng)通常需要的硬件、器件等材料消耗比較大，實(shí)踐訓(xùn)練需要循序漸進(jìn)，反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證，試錯(cuò)，在實(shí)踐過程中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出錯(cuò)，如何排查錯(cuò)誤原因、改正錯(cuò)誤往往會(huì)給初學(xué)者造成很大困惑，因此入門的周期長。另外地方院校通常是以大班授課，同時(shí)參加實(shí)踐課程學(xué)習(xí)的人數(shù)多，教師的指導(dǎo)很有可能不及時(shí)不到位，這樣會(huì)增加學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的門檻，使得許多學(xué)生在實(shí)踐中沒有得到應(yīng)有的鍛煉，造成人才不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

如何能在目前的課程體系中保障真實(shí)場(chǎng)景的有效訓(xùn)練，邊學(xué)邊做，結(jié)合當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，在本科階段為工科生打好基礎(chǔ)，使其掌握必須完成的學(xué)科基本原理、基本方法、基本實(shí)踐技術(shù)的基礎(chǔ)，使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)深度融合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生基本學(xué)位能力的培養(yǎng)，提高其工程實(shí)踐性，提高人才培育水平，來滿足行業(yè)的需求是擺在我們面前刻不容緩的問題。

2 虛實(shí)結(jié)合三維度的教學(xué)體系設(shè)計(jì)

為了培育出符合集成電路產(chǎn)業(yè)需求的專業(yè)人才，我校自2007年集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)招生以來，經(jīng)過多次與企業(yè)交流、與兄弟院校學(xué)習(xí)溝通，設(shè)計(jì)了“三維度虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)體系，該教學(xué)體系是將虛實(shí)結(jié)合的理論實(shí)踐深度融合，如圖1所示，4年的本科專業(yè)教學(xué)過程是通過課堂支撐、技術(shù)賦能、賽創(chuàng)進(jìn)階三維度來執(zhí)行，通過該教學(xué)體系的具體實(shí)施來提升學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力。

圖1 三維度虛實(shí)結(jié)合

2.1 課堂支撐

課堂教學(xué)是高校教育教學(xué)的主陣地，多年來教師的傳道授業(yè)解惑主要是通過這個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。通過課堂教學(xué)的實(shí)時(shí)交流，學(xué)生能從教師的面授中掌握知識(shí)的要領(lǐng)，本專業(yè)教師采用了對(duì)原來傳統(tǒng)的理論和實(shí)踐課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)，利用虛擬平臺(tái)和實(shí)踐課堂完成新模式的教育教學(xué)改革。

(1) 專業(yè)知識(shí)重構(gòu)。教師在課程中將理論課和實(shí)踐和深度融合，把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入可以真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。如圖2所示，在講授數(shù)字電子技術(shù)和數(shù)字集成電路這兩門課時(shí)改變以往的知識(shí)架構(gòu)，將計(jì)算機(jī)的中央處理器(CPU)的架構(gòu)知識(shí)融入課程，建立如何編輯邏輯器件和基于集成電路的計(jì)算機(jī)硬件原理分析，使學(xué)生學(xué)完數(shù)字電子技術(shù)和數(shù)字集成電路這兩門課后基本知道了CPU的架構(gòu)、知道數(shù)字電路的各個(gè)單元如譯碼器、寄存器都在CPU中起什么作用。通過對(duì)這些虛擬器件從各個(gè)單元器件觸發(fā)器、微處理器(MCU)、人工智能(AI)芯片等由淺入深地逐步掌握相關(guān)的芯片架構(gòu)、原理。諸如此類的方式在許多專業(yè)課程中通過知識(shí)重構(gòu)，使學(xué)生學(xué)的知識(shí)與真實(shí)場(chǎng)景結(jié)合起來。

圖2 集成電路專業(yè)知識(shí)重構(gòu)

(2) 充分利用虛擬平臺(tái)。目前許多虛擬仿真的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic design automation，EDA)工具，可以幫助學(xué)生快速理解所學(xué)的知識(shí)，如信號(hào)與系統(tǒng)課程中可以利用Matlab軟件來模擬仿真相關(guān)的信號(hào)特征，求解相關(guān)的信號(hào)運(yùn)算結(jié)果，對(duì)學(xué)生快速理解信號(hào)的特征有很大的幫助。因此教師可根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以通過多種模式組織學(xué)生利用課上或課下的時(shí)間來完成相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。圖3所示為在數(shù)字電路和數(shù)字集成電路中使學(xué)生通過我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的青島若貝電子有限公司的 EDA 工具搭建的虛擬仿真平臺(tái)體驗(yàn)其中的實(shí)踐內(nèi)容，對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)在虛擬平臺(tái)實(shí)驗(yàn)中有初步理解。該圖還顯示通過Robei EDA 工具模塊化的特點(diǎn)，可以對(duì)復(fù)雜的器件或者芯片進(jìn)行分析了解。

(a) 專用芯片

通過波形分析查看虛擬器件中間的信號(hào)鏈接，掌握器件信號(hào)鏈接和邏輯運(yùn)算。集成電路虛擬實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)可以協(xié)助學(xué)生快速實(shí)現(xiàn)各種專用器件、電路模塊、復(fù)雜電路模塊的學(xué)習(xí)和理解并加以應(yīng)用。波形仿真結(jié)果如圖4所示。

(3) 課堂引導(dǎo)實(shí)踐訓(xùn)練。教師需要通過課堂演示相關(guān)的實(shí)際操作，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)需要反復(fù)細(xì)致地指導(dǎo)，甚至采用分解關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析展示?？刹捎梅纸M，把不同程度的學(xué)生組合在一起，通過團(tuán)隊(duì)合作，讓學(xué)得快的同學(xué)進(jìn)行課堂展示示范，課下也可以幫助學(xué)得慢的同學(xué)跟上進(jìn)度。保證面向全體學(xué)生，不同的學(xué)習(xí)程度的學(xué)生都能掌握實(shí)踐的過程和結(jié)果。

圖4 波形仿真縮略圖

如果條件允許也可以現(xiàn)場(chǎng)錄制視頻，2020年由于疫情，我校開展了線上教學(xué)，課堂演示過程，許多學(xué)生錄制了視頻，這樣在課下可以幫助學(xué)習(xí)進(jìn)度慢的同學(xué)反復(fù)觀看實(shí)踐過程，使其盡快學(xué)會(huì)操作過程，縮短與學(xué)得快的同學(xué)的差距。實(shí)踐表明，許多學(xué)生可能就是某個(gè)技術(shù)點(diǎn)沒看清，導(dǎo)致實(shí)踐錯(cuò)誤，通過課下反復(fù)觀看其他同學(xué)的操作過程，很快就能跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有極大的幫助。

這種先虛擬再實(shí)踐的學(xué)習(xí)過程可以改變以前只有部分學(xué)生在實(shí)踐課學(xué)習(xí)中實(shí)踐技能有提高，而轉(zhuǎn)為面向全體學(xué)生的提高。學(xué)生在真實(shí)實(shí)驗(yàn)之前已對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容較為熟悉，降低了實(shí)踐操作的門檻，學(xué)生先有過虛擬平臺(tái)的體驗(yàn)后，再通過老師對(duì)虛擬平臺(tái)體驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題的講解時(shí)能夠引起其注意，加深其學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成完整的知識(shí)流，最后通過綜合實(shí)踐訓(xùn)練，形成一個(gè)完整的知識(shí)流學(xué)習(xí)過程，提升其綜合實(shí)踐能力。同時(shí)教師和學(xué)生都通過課堂作為學(xué)習(xí)的主陣地，課堂上的展示、交流、引導(dǎo)將課堂教學(xué)的交互性、實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)都發(fā)揮出來了。

2.2 技術(shù)賦能

學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)對(duì)知識(shí)的認(rèn)知和掌握是一個(gè)很重要的過程，只有通過深刻的體驗(yàn)才能理解相關(guān)的知識(shí)。

(1) 虛擬平臺(tái)為技術(shù)賦能熱身。集成電路相關(guān)的工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備都非常昂貴，一般本科生是不可能實(shí)際操作的，但可以通過國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)及一些虛擬仿真系統(tǒng)使學(xué)生對(duì)這些高大上的設(shè)備零距離接觸?？梢蚤_展如對(duì)單晶硅制備、磁控濺射、光刻、原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡、四探針測(cè)試系統(tǒng)、霍爾測(cè)試系統(tǒng)、金相顯微鏡、橢偏儀這些設(shè)備的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可以親自操作磁控濺射、原子力顯微鏡等200萬元以上的高端虛擬設(shè)備。通過這樣的虛擬實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生去觸摸，讓學(xué)生動(dòng)起來。學(xué)生對(duì)這些設(shè)備的操作流程有了親身的體驗(yàn)，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生后期再到實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)這些大型設(shè)備就會(huì)如數(shù)家珍，很快會(huì)上手操作。圖5所示的集成電路(IC，Integrate Circuit)制程包括：晶圓制程、芯片制程、封裝制程。通過選擇制造方法和設(shè)備，掌握IC制程工藝流程。選擇設(shè)置設(shè)備主要參數(shù)，再通過觀看設(shè)備技術(shù)原理視頻演示，運(yùn)行生產(chǎn)設(shè)備模擬運(yùn)行操作，掌握IC制程關(guān)鍵設(shè)備。

(a) 芯片制造設(shè)備

還可以在如電路課程中加入Multisim等EDA工具，使學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)所學(xué)的電路知識(shí)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。尤其是抽象思維能力弱一些的學(xué)生通過EDA工具的仿真，對(duì)知識(shí)就會(huì)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。如果像以前需要到實(shí)驗(yàn)室搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，再去驗(yàn)證，這個(gè)周期會(huì)比較長。在學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力不足的情況下，往往會(huì)放棄或是對(duì)知識(shí)簡單的記憶，而不去深入的理解。而通過虛擬仿真的工具上手快捷，學(xué)生在自己的機(jī)器上，在課下隨時(shí)就可以去學(xué)習(xí)、驗(yàn)證自己的知識(shí)盲點(diǎn)，這樣便于學(xué)生迅速發(fā)現(xiàn)自己對(duì)知識(shí)理解的偏差點(diǎn)，也便于學(xué)生去探索一些自己好奇的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的能力。

(2) 分層實(shí)訓(xùn)為技術(shù)賦能啟航。在虛擬平臺(tái)上的學(xué)習(xí)，但那只是熱身，必須通過后期真實(shí)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，學(xué)會(huì)解決實(shí)戰(zhàn)中出現(xiàn)的一些不確定問題，通過已知的內(nèi)容學(xué)習(xí)和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練來培育學(xué)生探索未知的精神和勇氣，才能真正讓學(xué)生的能力得到提升。為今后具備解決復(fù)雜工程問題的能力打下基礎(chǔ)。

分層實(shí)訓(xùn)的培養(yǎng)體系是按照“認(rèn)識(shí)芯片—使用芯片—設(shè)計(jì)芯片”這樣的總體思想設(shè)計(jì)的，在每個(gè)年級(jí)都安排不同難易程度且與理論課程相關(guān)的實(shí)訓(xùn)，通過這一系列的分層次分年級(jí)循序漸進(jìn)的基礎(chǔ)實(shí)踐課程訓(xùn)練，學(xué)生可以從簡單到復(fù)雜，從點(diǎn)到面，循序漸進(jìn)逐步提高實(shí)戰(zhàn)能力。在教師有序地指導(dǎo)下，學(xué)生逐步地將集成電路芯片設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)戰(zhàn)技能與同步相關(guān)的理論知識(shí)相融合，體會(huì)從實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)中收獲學(xué)以致用的喜悅。學(xué)生“踮一踮腳”就可以夠到，當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目后會(huì)有一種成就感，在課本中學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)，用課本知識(shí)去分析，興趣就會(huì)從這里啟航。

(3) 綜合實(shí)訓(xùn)為技術(shù)賦能增力。通過前期的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，還設(shè)計(jì)了一些綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，將前期實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合應(yīng)用，讓學(xué)生將前期學(xué)到的各個(gè)單獨(dú)課程中的實(shí)踐能力融合起來，通過行動(dòng)和實(shí)踐來激發(fā)能力，激發(fā)學(xué)生的行動(dòng)，去解決實(shí)踐中的問題，喚醒對(duì)于知識(shí)與內(nèi)在認(rèn)知之間的共鳴，不是簡單地接受知識(shí)，從而回歸到內(nèi)容本身的學(xué)習(xí)上，而是借助于內(nèi)容的理解，去把握本質(zhì)性認(rèn)識(shí)，掌握規(guī)律以及認(rèn)知知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)的能力。

如單片機(jī)與微機(jī)原理課程，在理論授課的基礎(chǔ)之上，加入相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)的題目是融合模擬電子技術(shù)和單片機(jī)課程的內(nèi)容,通過系統(tǒng)綜合訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會(huì)將理論課程深度與實(shí)踐課程融合。 在集成電路芯片設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中，要求學(xué)生綜合前面的模擬電子技術(shù)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)與微機(jī)原理、集成電路版圖設(shè)計(jì)等多門課的知識(shí)自行設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)算放大器的實(shí)際應(yīng)用芯片并參考一些成熟的芯片產(chǎn)品，完成相關(guān)的技術(shù)文檔的撰寫，這些內(nèi)容可以讓學(xué)生“跳一跳”夠得著，既可以滿足能力弱一些的學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)和能力進(jìn)一步鞏固和提高，同時(shí)也可以滿足能力強(qiáng)的學(xué)生做出許多有創(chuàng)新性的作品，掌握解決復(fù)雜工程問題的能力，為學(xué)生的行動(dòng)能力啟航。

3 賽創(chuàng)進(jìn)階

在基本技能得到訓(xùn)練后，學(xué)生可進(jìn)階參加各類相關(guān)的專業(yè)比賽、參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、參加相關(guān)教師的科研創(chuàng)新活動(dòng)，這些具有真實(shí)性和挑戰(zhàn)性綜合實(shí)踐活動(dòng)便可以為已啟航的學(xué)生插上翅膀，使其綜合能力大幅度提高。在制定學(xué)生的培養(yǎng)方案時(shí)專門設(shè)計(jì)了一個(gè)創(chuàng)新與研學(xué)的必修課程，要求學(xué)生在大學(xué)4年中能夠參與至少1項(xiàng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的比賽或大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，這樣可以把學(xué)生“逼上道”，不給“犯懶”的機(jī)會(huì)，許多學(xué)生到大三大四因?yàn)橐佳?，所以往往?huì)把自己的精力專注于“刷題”中，不愿意花費(fèi)時(shí)間去實(shí)踐，但其實(shí)認(rèn)真實(shí)踐后反而會(huì)提升學(xué)生的綜合能力，加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知。因此當(dāng)學(xué)生“被逼上路”時(shí)，就會(huì)面對(duì)實(shí)踐活動(dòng)，一旦做進(jìn)去，就能體會(huì)出其中的奧妙。學(xué)生通過一系列的參與、學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)、探索，可能最終的項(xiàng)目是失敗的，但只要認(rèn)真實(shí)踐，最終的收獲仍是成長，提升。很多同學(xué)找到了自己的航向，在解決一個(gè)個(gè)問題的過程中激發(fā)了自己的潛能。

在組織學(xué)生參與大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中，學(xué)生可靈活利用虛擬平臺(tái)，隨時(shí)自主學(xué)習(xí)、可實(shí)施、交互反饋等優(yōu)點(diǎn),可以在比賽初期建模和基本原理理解分析時(shí)采用，這樣學(xué)生很快就能對(duì)綜合性題目的大致涵義有初步的認(rèn)識(shí)和了解，快速上手，為后期展開真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)打下基礎(chǔ)。

通過參加各種比賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)可以讓學(xué)生動(dòng)起來，把熱情激發(fā)起來，但往往學(xué)生開始時(shí)學(xué)習(xí)熱情很高，經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)由于各種理由而降溫，甚至退出，轉(zhuǎn)方向。這些不良的習(xí)慣一旦養(yǎng)成，對(duì)學(xué)生未來的發(fā)展都會(huì)有很大的影響。因此，根據(jù)不同的賽事活動(dòng)安排了專門的指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)答疑解惑，最重要的是督促學(xué)生能夠不畏難、堅(jiān)持到底的做事情，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)和做事習(xí)慣。

實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練中各種元器件、耗材的費(fèi)用往往也是影響學(xué)生參與的一個(gè)因素之一，對(duì)還沒有找到濃厚興趣的學(xué)生來說，不愿意花這些錢。因此，我院針對(duì)各種賽事活動(dòng)提供了一定的資金支持，來保障學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)順利開展。這些經(jīng)費(fèi)基本可以滿足學(xué)生參加比賽等賽事活動(dòng)，各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中也會(huì)有一定的資金支撐。這些舉措大大鼓勵(lì)了學(xué)生參加比賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。

4 教學(xué)效果

目前在集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的理論課程、實(shí)踐課程、課外活動(dòng)等多方面實(shí)施了“虛實(shí)結(jié)合三維度”即“課堂支撐、技術(shù)賦能、賽創(chuàng)進(jìn)階”的培養(yǎng)體系。從課堂教學(xué)的效果來看，許多學(xué)生開始逐步改變以往被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，課堂互動(dòng)效果提高了，學(xué)生在信號(hào)與系統(tǒng)的課上非常興奮地展示自己的作品，同學(xué)們?cè)谏磉叺陌駱佑绊懴聦W(xué)習(xí)的興趣濃了，學(xué)習(xí)的知識(shí)活了。改變了以往只靠“刷題”考高分的學(xué)習(xí)定式。

本專業(yè)的學(xué)生在世界機(jī)器人大賽、全國大學(xué)生集成電路大賽、全國電子大賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等一系列綜合性強(qiáng)的實(shí)踐活動(dòng)中涌現(xiàn)出極大的熱情，也體現(xiàn)出了較高的綜合素質(zhì)，其中連續(xù)9年參加的全國集成電路設(shè)計(jì)大賽中我校學(xué)生多次分別獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)19項(xiàng)、三等獎(jiǎng)33項(xiàng)等優(yōu)異的成績，在全國高校中連續(xù)多年被評(píng)為優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。2020年，2017級(jí)集成卓越班獲得專業(yè)排名第一、科研參與率100%、世界級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)1項(xiàng)、國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)11項(xiàng)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)11項(xiàng)、校級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)70余項(xiàng)等一系列優(yōu)異成績，并獲得“天津市市級(jí)先進(jìn)班集體稱號(hào)”。

很多學(xué)生的潛能通過這些多元化的刺激被激發(fā)了，有些學(xué)生平時(shí)在課堂上默默無聞，參加筆試考試成績平平，但是在這個(gè)綜合實(shí)踐訓(xùn)練的舞臺(tái)和平臺(tái)中卻展示出了別樣的風(fēng)采，找到了自己的閃光點(diǎn)，往往還會(huì)有新發(fā)現(xiàn)，為學(xué)生未來職業(yè)能力提高奠定了良好的基礎(chǔ)。連續(xù)多年有多名學(xué)生通過參加大學(xué)生集成電路大賽嶄露頭角，同時(shí)在畢業(yè)時(shí)也收獲了相關(guān)企業(yè)的青睞，被企業(yè)錄用。還有很多學(xué)生雖然是地方院校的本科生，雙非生，但學(xué)生在公司里表現(xiàn)出了很強(qiáng)的綜合能力。連續(xù)多年來我校為紫光同創(chuàng)、天津飛騰等多家知名企業(yè)輸送了大量人才，部分已成長為企業(yè)骨干。

5 結(jié) 語

結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，面向地方院校的工科生，摸索總結(jié)了一套“虛實(shí)結(jié)合三維度”即“課堂支撐、技術(shù)賦能、賽創(chuàng)進(jìn)階”的培養(yǎng)體系，總結(jié)了培養(yǎng)新工科背景下學(xué)生實(shí)踐能力的新思路，將理論與實(shí)踐深度融合，激發(fā)了學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的潛力，提升了學(xué)生的綜合能力。實(shí)踐表明，該培養(yǎng)體系是地方院校培養(yǎng)高層次工程人才的有效方法。