福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院 陳群超 施隆照

競賽對卓越工程師能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用

福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院 陳群超 施隆照

通過對學(xué)生參加集成電路設(shè)計(jì)大賽的輔導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)微電子專業(yè)的學(xué)生要成為卓越工程師，還存在很多問題。通過分析問題提出教學(xué)體系改革措施，促進(jìn)學(xué)生卓越工程師能力的培養(yǎng)，從而達(dá)到工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

卓越工程師；集成電路設(shè)計(jì)大賽；教學(xué)體系改革

卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃（以下簡稱卓越計(jì)劃）是為貫徹落實(shí)黨的十七大提出的走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)人力資源強(qiáng)國等戰(zhàn)略部署，貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》實(shí)施的高等教育重大計(jì)劃。卓越計(jì)劃對高等教育；面向社會需求培養(yǎng)人才，調(diào)整人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動教育教學(xué)改革，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。集成電路設(shè)計(jì)大賽以企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目為導(dǎo)向，有助于培養(yǎng)微電子專業(yè)的學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，如何更好地發(fā)揮集成電路設(shè)計(jì)大賽的積極作用，提高教師的教學(xué)科研水平，培養(yǎng)學(xué)生成為微電子專業(yè)卓越工程師，達(dá)到工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，是值得研究的課題。

1 促進(jìn)教學(xué)體系改革

在輔導(dǎo)學(xué)生參加集成電路設(shè)計(jì)大賽過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)方面存在很多問題。參賽的學(xué)生已經(jīng)是專業(yè)里學(xué)習(xí)能力和動手能力比較強(qiáng)的學(xué)生，但從設(shè)計(jì)過程來看，即便是優(yōu)秀學(xué)生，某些學(xué)生的設(shè)計(jì)水平還是明顯不足，分析其在設(shè)計(jì)方面存在的主要問題如下：

1.1 學(xué)生的分析能力比較弱

面對競賽題目，學(xué)生不知道如何下手，設(shè)計(jì)指標(biāo)不知道如何分析。在查閱資料過程中，已有的電路結(jié)構(gòu)不可能完全滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，學(xué)生不知道如何對電路進(jìn)行分析，找出已有電路結(jié)構(gòu)的不足之處，并進(jìn)行改進(jìn)。究其原因，微電子學(xué)理論知識多，并且限于課時，老師只教電路的經(jīng)典案例，并沒有對設(shè)計(jì)思路進(jìn)行深入講解，學(xué)生沒有練習(xí)電路分析的機(jī)會，導(dǎo)致學(xué)生遇到實(shí)際問題時無從下手。

1.2 實(shí)踐動手能力弱

學(xué)生參賽過程中，在電路設(shè)計(jì)、仿真與版圖設(shè)計(jì)、驗(yàn)證過程中，呈現(xiàn)出對EDA工具不夠熟悉，版圖布局布線不夠合理，LVS驗(yàn)證故障難排除等問題。究其原因，學(xué)生雖然做過課程設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)課時短，動手的機(jī)會少，導(dǎo)致實(shí)踐動手能力較弱。

1.3 綜合應(yīng)用理論知識能力差

集成電路的設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)指標(biāo)分析，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，模塊電路設(shè)計(jì)，模塊電路仿真，系統(tǒng)仿真，版圖設(shè)計(jì)，版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，版圖與電路一致性檢查，寄生參數(shù)提取，電路后仿真等內(nèi)容，需要學(xué)生綜合應(yīng)用電路分析，模擬集成電路設(shè)計(jì)，集成電路工藝，版圖設(shè)計(jì)，ESD等課程的理論知識，要求學(xué)生基礎(chǔ)理論知識扎實(shí)，在設(shè)計(jì)過程中遇到問題知道需要用到哪些理論知識來分析。但學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中很難把自己遇到的實(shí)際問題與學(xué)過的理論知識相聯(lián)系，綜合運(yùn)用理論知識能力差。

1.4 設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量低，答辯能力弱

學(xué)生提交的設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量較低，無法充分的表述設(shè)計(jì)思路，分析設(shè)計(jì)結(jié)果。在競賽答辯中，呈現(xiàn)對設(shè)計(jì)思路不清晰，設(shè)計(jì)的操作過程不熟悉，有些設(shè)計(jì)中遇到的問題知道如何解決，卻不知道為什么的眾多問題。

以上問題，體現(xiàn)了現(xiàn)今的教學(xué)模式下，微電子學(xué)的學(xué)生實(shí)踐能力比較弱，離成為卓越工程師還很遠(yuǎn)。要培養(yǎng)微電子學(xué)的學(xué)生成為卓越工程師，需要進(jìn)行教學(xué)體系改革，增加實(shí)踐課程的課時，同時鼓勵學(xué)生參與科研項(xiàng)目與學(xué)科競賽，增加動手機(jī)會，提高實(shí)踐動手能力，同時對教學(xué)考核方式進(jìn)行改革，引導(dǎo)學(xué)生討論與交流，提高答辯能力。

1．4．1 課程體系改革

分成幾個教學(xué)課題小組，每個小組的課程內(nèi)容應(yīng)形成體系，小組內(nèi)的理論課程老師在講解基礎(chǔ)理論知識時應(yīng)列舉在哪些實(shí)踐中會遇到什么樣的問題，而這些問題又應(yīng)該通過哪些基礎(chǔ)理論知識來進(jìn)行分析，使學(xué)生知道基礎(chǔ)知識是怎么來的，也知道基礎(chǔ)知識應(yīng)如何運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中。而實(shí)踐課程的老師應(yīng)該在指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)踐的過程中，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)踐結(jié)果做分析，引導(dǎo)學(xué)生使用基礎(chǔ)理論知識來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而把理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系起來。

1．4．2 教學(xué)模式改革

可采用“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”，由授課老師借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提前給學(xué)生提出學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生在課前明確自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目標(biāo)和方法，學(xué)生在家通過互聯(lián)網(wǎng)使用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源完成知識的學(xué)習(xí)，然后在課堂上進(jìn)行討論與學(xué)習(xí)，授課老師的責(zé)任由傳統(tǒng)的傳授知識變成理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去思考，運(yùn)用知識，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

1．4．3 促進(jìn)學(xué)生交流與團(tuán)隊(duì)合作

鼓勵學(xué)生自發(fā)組織和參加相應(yīng)的興趣小組和各種實(shí)踐創(chuàng)新論壇，以邀請報(bào)告、參加學(xué)術(shù)交流、研討、參與各種學(xué)科競賽等多種方式開闊學(xué)生視野，同時加強(qiáng)學(xué)生的文化素質(zhì)教育。鼓勵學(xué)生寫學(xué)術(shù)報(bào)告、論文和申請專利等。

1．4．4 改革考核方式

傳統(tǒng)考核模式以考試為主，注重學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶能力，無法體現(xiàn)學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用水平。提倡考核方式改革，平常上課應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表對上課知識點(diǎn)的觀點(diǎn)，安排一些課時讓學(xué)生對某些重點(diǎn)知識進(jìn)行相互討論，加深理解，老師在引導(dǎo)學(xué)生討論的過程中，對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行考核。同時課程結(jié)束后安排學(xué)生對某些知識點(diǎn)，或?qū)嵺`中遇到的問題進(jìn)行分析，提出自己的見解，提交報(bào)告。

1．4．5 注重實(shí)踐能力提升

注重科研實(shí)踐能力的提升。課程體系加重實(shí)踐環(huán)節(jié)，把導(dǎo)師的科研課題向?qū)W生開放，學(xué)生與導(dǎo)師進(jìn)行雙向選擇，鼓勵學(xué)生參與導(dǎo)師的科研課題。

2 提高教師的科研水平

集成電路設(shè)計(jì)大賽以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目為競賽題目，緊密圍繞企業(yè)需求，同時注重創(chuàng)新能力的考核，是對參賽者理論基礎(chǔ)知識和專業(yè)實(shí)踐能力的綜合考核與檢驗(yàn)。教師在參與競賽的輔導(dǎo)過程中，可以深入了解企業(yè)需求，讓自己的科研成果能更容易向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。不同學(xué)校參賽的教師可以通過競賽的平臺相互探討，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流，共享科研成果，拓展思路，提高科研水平。

3 結(jié)語

大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽是我國微電子學(xué)最大的學(xué)科競賽，以企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目為競賽題目，為參賽的學(xué)生和輔導(dǎo)的老師提供了教學(xué)科研的檢驗(yàn)平臺，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生成為卓越工程師。通過競賽平臺，學(xué)校與企業(yè)進(jìn)行深入的人才培養(yǎng)機(jī)制交流，明確社會人才需求，修訂學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。同時促進(jìn)輔導(dǎo)教師的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式改革，提供學(xué)校與學(xué)校、學(xué)校與企業(yè)的深度交流平臺，促進(jìn)教師的科研成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)科研成果共享，提高科研水平。

陳群超（1983-），男，福建福州人，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院，碩士，助理研究員。

施隆照（1968-），男，福建福州人，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院，碩士，副教授。

項(xiàng)目名稱：“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)機(jī)制的探討（閩臺項(xiàng)目）。