劉有耀， 杜慧敏， 張麗果

(西安郵電大學 電子工程學院, 陜西 西安 710121)

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集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系構(gòu)建

劉有耀， 杜慧敏， 張麗果

(西安郵電大學 電子工程學院, 陜西 西安 710121)

集成電路設計與集成系統(tǒng)是一個工程性和實踐性很強的本科專業(yè)，在大工程觀教育理念指導下，在分析CDIO培養(yǎng)大綱能力要求和集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)能力要求基礎上，構(gòu)建了集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系，探索了教學科研協(xié)同、學校企業(yè)協(xié)同項目驅(qū)動的研究式實踐教學方法，完善并建設了多樣化的實踐環(huán)境和工程經(jīng)驗豐富的師資隊伍，建立有效的人才培養(yǎng)評價體系，保障實踐教學體系的有效實施。

集成電路設計; CDIO; 實踐教學體系

0 引 言

集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎和核心，是推動信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源泉和動力[1]。國務院于2000 年6月25日頒發(fā)了“鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策(18 號)”文件，大力支持和鼓勵我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。集成電路領(lǐng)域技術(shù)和管理人才嚴重不足、人才質(zhì)量普遍不高已成為制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的瓶頸[3-4]。教育部于2003年開始批準設置“集成電路設計與集成系統(tǒng)”目錄外本科專業(yè)，2012年普通高等學校本科專業(yè)目錄中調(diào)整為特設專業(yè)，以適應國內(nèi)對集成電路設計與應用人才的迫切需求，截止2014年全國已有28所高校設置“集成電路設計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[5-6]。國務院于2011年1月28日頒發(fā)了“進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策(新18號)”文件，要求高校要進一步深化改革，加強集成電路設計相關(guān)專業(yè)建設，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及時調(diào)整課程設置、教學計劃和教學方式，加強專業(yè)師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設，努力培養(yǎng)國際化、復合型、實用型人才[7]。2014年6月，國務院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》進一步指出著力發(fā)展集成電路設計業(yè)，加大人才培養(yǎng)力度[8]。

然而，“集成電路設計與集成系統(tǒng)”專業(yè)涉及的新概念、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，是一個工程性和實踐性很強的本科專業(yè)[9]。畢業(yè)生不僅要具有較強理論知識基礎，而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創(chuàng)新能力[10]。因此，構(gòu)建集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系，保障四年工程實踐訓練不斷線，逐步提升學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)集成電路設計人才的關(guān)鍵。

1 集成電路設計、集成系統(tǒng)專業(yè)能力與CDIO能力要求

在大工程觀的視野下, 高等工程教育的任務是培育學生的責任意識、培養(yǎng)學生的學習能力、指導學生建構(gòu)工程所需的基礎知識和基本能力、培養(yǎng)學生的工程思維能力、指導學生建立基本的價值判斷能力、培養(yǎng)學生基本的社會活動能力[11-12]。

CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)，對學生提出三個總目標：① 更深入地掌握技術(shù)基礎知識；② 領(lǐng)導新產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的開發(fā)與運行；③ 理解研究與技術(shù)發(fā)展對社會的重要性與戰(zhàn)略影響。CDIO教育把工程師所需具備的知識、能力和素質(zhì)分解整理成為CDIO教學大綱，即技術(shù)知識與推理、個人專業(yè)能力與素質(zhì)、團隊協(xié)作與溝通技能和在企業(yè)與社會環(huán)境下的構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運行四個一級能力要求以及17個二級能力要求，這個教學大綱細化到可直接觀察到學生表現(xiàn)行為的程度，可作為學生學習效果的測量依據(jù)[13-14]。

集成電路設計與集成系統(tǒng)學生應掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業(yè)知識，具備工程實踐能力和創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作和溝通交流能力，具有自主學習集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域前沿理論和技術(shù)的能力，能在集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域從事研究、設計、實現(xiàn)、應用的總目標。

集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)，分別以知識、能力、素質(zhì)細化培養(yǎng)目標，形成12條知識、能力、素質(zhì)的人才培養(yǎng)規(guī)格如下：

(1) 知識結(jié)構(gòu)要求：① 具有堅實的自然科學理論基礎知識、電路與系統(tǒng)的學科專業(yè)知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎；② 具有通信系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號處理等相關(guān)學科領(lǐng)域的基礎知識；③ 掌握集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎知識和工程理論；④ 掌握集成電路與集成系統(tǒng)電子設計自動化(EDA)技術(shù)。

(2) 能力結(jié)構(gòu)要求：① 具有使用EDA工具進行集成電路與集成系統(tǒng)設計的能力；② 具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③ 具有了解本專業(yè)領(lǐng)域的理論前沿、發(fā)展動態(tài)和獨立獲取知識的能力；④ 具有自主學習能力、創(chuàng)新能力、協(xié)同工作與組織能力。

(3) 素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求：① 具有良好的思想道德修養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、身心素質(zhì)；② 具有奉獻精神、人際交往意識和團結(jié)協(xié)作精神；③ 具有一定的文學藝術(shù)修養(yǎng)、科學的工程實踐方法；④ 具有一定的國際化視野、求實創(chuàng)新意識。

CDIO以一種系統(tǒng)、宏觀的視角來培養(yǎng)工程人才，強調(diào)以工程項目為載體，讓學生從工程項目的構(gòu)思、設計、實施和運作等全方位深入工程實際。不僅強調(diào)工程教育過程中學校、社會和產(chǎn)業(yè)三者之間的密切合作，同時還強調(diào)從項目構(gòu)思到實施全過程的系列評估，體現(xiàn)了大工程觀理念。CDIO培養(yǎng)目標涵蓋了在社會和企業(yè)環(huán)境下，對產(chǎn)品、生產(chǎn)流程、工程系統(tǒng)進行構(gòu)思、設計、實施、運行所需的專業(yè)技術(shù)知識和工程實踐能力。此外，CDIO還特別注重培養(yǎng)學生的團隊合作、人際交往能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，批判思維能力，職業(yè)道德和職業(yè)態(tài)度，工程組織與管理能力等全方位的工程素養(yǎng)。 CDIO教育模式強調(diào)以產(chǎn)業(yè)需求為導向，結(jié)合實際工程項目，使學生把專業(yè)知識技能與完全真實的社會環(huán)境中的產(chǎn)品研發(fā)流程結(jié)合起來， 通過構(gòu)思、設計、實施、運作等4個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)開發(fā)能力的訓練，使教學內(nèi)容和方法與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步，理論與實踐相結(jié)合。CDIO強調(diào)讓學生在完整的工程項目全過程“做中學”，而不是淺嘗輒止、簡單、離散的實踐環(huán)節(jié)的拼接。通過實踐環(huán)節(jié)，讓學生理解和消化教師傳授的知識和技能，培養(yǎng)學生的動手能力，最終達到培養(yǎng)工程創(chuàng)新能力的目的[15-16]。

集成電路設計與集成系統(tǒng)采用自頂向下的設計流程可概括為想法(Idea)-設計(Design)-實現(xiàn)(Implement)-驗證(Verify)與CDIO工程教育模式的構(gòu)思(Conceive)-設計(Design)-實現(xiàn)(Implement)-運行(Operate)從形式到內(nèi)容非常吻合。CDIO強調(diào)以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的完整生命周期為載體，讓學生在其中以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程理論知識，積累工程實踐經(jīng)驗和提升各種工程能力。因此，借鑒和吸收先進的CDIO工程教育理念和標準，確立“需求引導、項目驅(qū)動、強化實踐、教研統(tǒng)一、突出創(chuàng)新、全面發(fā)展”的培養(yǎng)思路，以軟件無線電(SDR)系統(tǒng)(包括算法、體系結(jié)構(gòu)、集成電路)設計與實現(xiàn)為工程背景融入實踐教學過程，構(gòu)建工程實踐能力和創(chuàng)新能力螺旋式上升的一體化實踐教學體系，培養(yǎng)集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，同時引領(lǐng)知識基礎的學習和綜合素質(zhì)的拓展。

2 集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系

按照“需求引導、項目驅(qū)動、強化實踐、教研統(tǒng)一、突出創(chuàng)新、全面發(fā)展”的培養(yǎng)思路，結(jié)合我校的實際情況，構(gòu)建實踐教學體系是培養(yǎng)集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)人才工程實踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。將四年的實踐環(huán)節(jié)按照空間維度上的橫向相互關(guān)聯(lián)性構(gòu)建“課內(nèi)實驗-課程設計-工程訓練-創(chuàng)新實踐”四個層次的實踐環(huán)節(jié)，在時間維度上的縱向相互關(guān)聯(lián)性構(gòu)建“基礎系統(tǒng)實踐能力-學科系統(tǒng)實踐能力-專業(yè)系統(tǒng)實踐能力-工程系統(tǒng)實踐能力”四個學年的實踐環(huán)節(jié)，即每年度縱向系統(tǒng)實踐能力通過橫向關(guān)聯(lián)的四個層次的實踐環(huán)節(jié)實現(xiàn)，形成螺旋式的實踐能力培養(yǎng)。為適應社會以及行業(yè)對人才要求的不斷提升，將企業(yè)實際工程項目和科研項目貫穿四個層次的實踐環(huán)節(jié)中，學生按照CDIO過程完成四個層次實踐環(huán)節(jié)中的項目，構(gòu)建項目驅(qū)動S-CDIO(Spiral-Conceive Design Implement Operate)實踐教學體系(S-CDIO practice teaching system based on project)。學生在4年中通過四個層次實踐學習，工程實踐能力和創(chuàng)新能力得到不斷提升。

結(jié)合學校優(yōu)勢特色以及行業(yè)背景，將集成電路設計與通信系統(tǒng)相結(jié)合、集成電路設計與計算機體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合，構(gòu)建如圖1所示的集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系。

圖1 項目驅(qū)動螺旋式上升的實踐教學體系

在課內(nèi)實驗實踐環(huán)節(jié)中，按照CDIO實現(xiàn)一個科研項目中的小模塊。第一學年開設電類專業(yè)計算機基礎、高級語言程序設計課程實驗，著重培養(yǎng)學生的計算機基礎實踐能力，第二學年開設電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路與邏輯設計課程實驗注重培養(yǎng)學生電子技術(shù)應用基礎能力，第三學年開設微機原理與嵌入式系統(tǒng)、FPGA設計課程實驗注重培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)設計基礎能力，第四學年開設模擬集成電路設計、數(shù)字集成電路設計課程實驗注重培養(yǎng)學生的集成電路設計基礎能力。通過四年的課程實驗實踐環(huán)節(jié)，使得學生在計算機應用、電子技術(shù)應用、嵌入式系統(tǒng)設計、集成電路設計方面打下了良好的基礎，每學年的課程實驗相對前一學年對學生的實踐能力要求循序漸進提高，學生的實踐能力也相應不斷的提升。

在課程設計實踐環(huán)節(jié)中，按照CDIO實現(xiàn)一個科研項目中的子系統(tǒng)。第一學年開展高級語言課程設計加強學生的高級語言程序設計能力和計算機應用能力，第二學年開展電子技術(shù)課程設計(包括收音機、電話機的組裝，數(shù)字電路設計)加強學生的電子技術(shù)應用能力，第三學年開展基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)課程設計加強學生的嵌入式系統(tǒng)應用能力，第四學年開展集成電路設計課程設計加強學生集成電路設計能力。通過四年的課程設計實踐環(huán)節(jié)，使得學生在計算機應用、電子技術(shù)應用、嵌入式系統(tǒng)應用、集成電路設計方面的工程實踐能力得到進一步加強。每學年的課程設計在本學年課程實驗的基礎上實踐能力得到進一步加強，同時是在前一學年的課程實驗和課程設計的基礎上進一步提升學生的實踐能力。

在4年的課內(nèi)實驗和課程設計實踐教學中，以FPGA設計為載體、以軟件無線電的“高級語言→匯編→ 機器目標代碼→處理器設計”為主線，以“高級語言及匯編程序設計”和“處理器模擬模型”為先導，從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，強調(diào)軟件和硬件之間的關(guān)聯(lián)，重點在流水線CPU設計，形成了計算機應用工程實踐能力培養(yǎng)不斷線，培養(yǎng)學生集成電路設計與計算機體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合的工程實踐能力。

在工程訓練實踐環(huán)節(jié)中，按照CDIO實現(xiàn)企業(yè)實際工程小項目。將在每一學年用不同的實現(xiàn)方式完成同一個完整的實際工程或科研項目的功能要求。第一學年采用單片機實現(xiàn)項目要求，提升學生對計算機應用的實踐能力，同時為第二學年的工程訓練打下基礎；第二學年在第一學年的工程訓練和創(chuàng)新實踐基礎上，用數(shù)字邏輯電路和模擬電路在PCB上完成項目要求，提升學生對電子技術(shù)應用的實踐能力，同時為第三學年的工程訓練打下基礎；第三學年在第二學年的工程訓練和創(chuàng)新實踐基礎上，用軟硬件在FPGA上實現(xiàn)項目要求，提升學生基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)應用實踐能力，同時為第四學年的工程訓練打下基礎；第四學年在第三學年的工程訓練和創(chuàng)新實踐基礎上，用專用集成電路的方式實現(xiàn)項目要求，提升學生集成電路設計實踐能力，同時為畢業(yè)設計打下良好的基礎。

在4年的工程訓練，以企業(yè)實際工程項目為目標，以“單片機控制系統(tǒng)→系統(tǒng)模塊開發(fā)→FPGA實現(xiàn)→集成電路設計”為主線，貫穿4年的工程訓練實踐教學環(huán)節(jié)，形成了通信系統(tǒng)工程實踐訓練不斷線，培養(yǎng)學生集成電路設計與通信系統(tǒng)相結(jié)合的工程實踐能力。

在創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，按照CDIO過程進行軟件無線電(SDR)系統(tǒng)(包括算法、體系結(jié)構(gòu)、集成電路)科研項目的完整設計與實現(xiàn)。第一學年通過SDR算法的設計與實現(xiàn)，第二學年通過PCB制作和電子系統(tǒng)設計創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，為第三學年的學科競賽等創(chuàng)新活動打下基礎，第三學年學生根據(jù)自己的興趣愛好以及特長參加SDR系統(tǒng)的數(shù)字集成電路設計、模擬集成電路設計、嵌入式系統(tǒng)設計方向的科技競賽、興趣小組等進行創(chuàng)新實踐，第四學年學生在校內(nèi)和校外實習基地進行生產(chǎn)實習，根據(jù)畢業(yè)設計管理辦法分別在SDR系統(tǒng)的數(shù)字集成電路設計、模擬集成電路設計、嵌入式系統(tǒng)設計方向選擇畢業(yè)設計題目，進一步提升工程實踐能力。

3 集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學方法

實踐教學體系只有通過一定的教與學，才能使學生達到能力的訓練，引領(lǐng)知識的學習、拓展素質(zhì)的提升。研究式教學是一種符合工程能力培養(yǎng)規(guī)律、符合綜合素質(zhì)形成邏輯的教學組織形式和教學方法，實踐教學采用基于問題的探究式和基于項目的參與式兩種研究式教與學的方法達到實踐教學體系的目標要求。

3.1 教學科研協(xié)同S-CDIO參與式教學

在集成電路系統(tǒng)設計教研統(tǒng)一的教學團隊保障下，建立科研促進和服務于教學的研究式教學方法，探索形成“科研嵌入”實踐教學內(nèi)容、“科研反哺”實踐教學環(huán)境、“科研提高”師資隊伍工程實踐能力和“科研啟發(fā)”創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教研統(tǒng)一機制。

根據(jù)科研項目開發(fā)實際，總結(jié)工程經(jīng)驗，凝練科研案例，撰寫系列實驗教材，將完整的科研項目分模塊嵌入實驗環(huán)節(jié)。同時，通過理論教學、實踐教學、實際項目開發(fā)3個環(huán)節(jié)將理論教學與項目實踐緊密結(jié)合，同步進行，達到理論指導實踐，實踐促進理論學習的項目驅(qū)動的研究式學習。在承擔各級各類科研項目的過程中，逐步建立高水平的科研平臺，積累豐富的軟、硬件資源轉(zhuǎn)化為實踐教學資源保障學生研究式學習。

對學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要求教師必須具備豐富的工程實踐經(jīng)驗，科研工作可有效彌補教師工程經(jīng)驗的不足，同時注重引進科研經(jīng)歷、工程能力和國際背景的教師，強化教師的工程經(jīng)驗。通過科研項目培養(yǎng)教師的科研能力和教學水平，提高師資隊伍的人才培養(yǎng)能力，轉(zhuǎn)化為第一、第二課堂的教學優(yōu)勢。鼓勵科研項目團隊集體授課，開展互動式、參與式、討論式課堂授課。按照“教研統(tǒng)一”的人才培養(yǎng)思路，由項目團隊成員指導學生直接參與實際科研項目研發(fā)(以CDIO完整的過程實現(xiàn)項目要求)，教師與學生以平等身份參與項目，同一學年科研模塊具有空間內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)性，每學年科研模塊具有時間和內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)性，形成S-CDIO參與式教學，啟發(fā)學生進行研究式學習，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和團隊協(xié)作能力、人際溝通能力，提高學生的實踐與創(chuàng)新能力。

3.2 學校企業(yè)協(xié)同S-CDIO探究式教學

按照“需求引導”的人才培養(yǎng)思路，探索校內(nèi)培養(yǎng)與企業(yè)實訓相結(jié)合的人才培養(yǎng)特色，建立包括校內(nèi)的綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)、校外的企業(yè)能力深度拓展等環(huán)節(jié)的系統(tǒng)完整的工程教育培養(yǎng)體系，實現(xiàn)學生從學校內(nèi)基礎知識積累、實踐能力培養(yǎng)，到企業(yè)中產(chǎn)業(yè)知識拓展、知識運用能力提升，以更好地滿足迅速發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)對工程應用型創(chuàng)新人才的能力需求。

對于企業(yè)多元化發(fā)展需要但并非當前急需的課題，難度適中并在教師和企業(yè)工程師的指導下可以按期完成的課題，市場不確定但技術(shù)確定需要進行試探性開發(fā)的課題，算法思想不確定需要評估的課題，通過精心設計將這些課題分解為若干個實際問題，并按照問題組織教學內(nèi)容，貫穿在四年的培養(yǎng)過程中。通過校企聯(lián)合實驗室，將實際問題的工程實踐分解在四年的“工程訓練”實踐環(huán)節(jié)中與“課內(nèi)實驗”、“課程設計”、“創(chuàng)新實踐”形成空間內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，企業(yè)提供相關(guān)的實踐教材，由經(jīng)過企業(yè)實訓的專任教師和企業(yè)工程師共同指導學生(按照CDIO過程)完成?！肮こ逃柧殹毕嚓P(guān)的知識、能力按學年不斷漸進式提升，學生針對企業(yè)實際項目中的問題進行S-CDIO研究式學習，學會應用和獲取知識，工程意識、實踐能力、團隊合作能力不斷提高。同時由企業(yè)兼職教師在校內(nèi)開設企業(yè)相關(guān)課程，培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，為學生提供真實的第二課堂，使學生在實習實訓中完成從理論到實踐的過渡，從學校到社會的過渡。面向企業(yè)人才需求的素質(zhì)與能力基礎培養(yǎng)前移至校內(nèi)階段，并通過深度參觀實習、崗前培訓、應用實習、項目組實習、項目團隊獨立工作等形式，打通在校學習和企業(yè)實踐的通道，保證成長環(huán)境和工作環(huán)境的協(xié)同。

“工程訓練”實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)過程采取“校內(nèi)導師組”與“企業(yè)導師組”雙反饋雙評估機制。學生在成長過程中，除了學習成績以外，企業(yè)定期派出導師，與校內(nèi)導師組共同對學生創(chuàng)新活動等表現(xiàn)給予評價。學校和企業(yè)雙方對于每個學生的能力評估會及時反饋給學生，讓他們及時調(diào)整學習計劃，促使自身發(fā)展定位與產(chǎn)業(yè)需求相匹配。學生在不斷地評估與調(diào)整中，實現(xiàn)能力的持續(xù)積累及縱向提升。

4 S-CDIO實踐教學保障條件

4.1 建設具有國際背景的、工程經(jīng)驗豐富的教研團隊

具有一定工程素質(zhì)的高水平師資隊伍是實踐教學體系實施的關(guān)鍵因素之一。按照“教研統(tǒng)一”人才培養(yǎng)思路，通過引進和培養(yǎng)、學校和企業(yè)雙向交流的方式，建設專兼職相結(jié)合的、具有工程經(jīng)驗豐富的教研統(tǒng)一團隊，加強團隊的教學能力，保證學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。企業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員擔任兼職教師，直接為學生授課或指導學生進行實習、實訓，參與企業(yè)項目實踐。學校每年都組織專任教師 “走出去”，了解企業(yè)需要的人才要求和最新技術(shù)知識；系統(tǒng)安排青年教師在企業(yè)進行“實訓”；新入職的博士通過企業(yè)掛職，進行1年以上的企業(yè)實際設計經(jīng)驗。同時，通過主持或參加科研項目培養(yǎng)教師的工程實踐能力，鼓勵專任教師將科研成果轉(zhuǎn)化并成立公司，積累了深厚的工程經(jīng)驗。引進留學歸國人員充實師資隊伍，強化了團隊的國際背景。通過這些措施，提升教師的教學水平和研發(fā)能力，建立一支專兼職相結(jié)合的工程經(jīng)驗豐富的人才培養(yǎng)師資隊伍。集成電路系統(tǒng)設計團隊先后于2010年和2012年被評為“陜西省省級教學團隊”和“陜西省首批重點科技創(chuàng)新團隊”。

4.2 建設多樣化和全開放的實踐教學環(huán)境

按照“強化實踐”的人才培養(yǎng)思路，構(gòu)建完善的實踐教學環(huán)境是順利實施S-CDIO實踐教學體系中教學內(nèi)容的保障。經(jīng)過多年建設，建成了省級工程中心、省級實驗教學示范中心、部級重點實驗室、省級創(chuàng)新實驗區(qū)、校企聯(lián)合實驗室等多樣化的實踐教學環(huán)境。通過完善已有實驗室，整合已有實驗平臺構(gòu)建“基礎實驗平臺-專業(yè)實驗平臺-工程訓練實驗平臺-創(chuàng)新實驗平臺”和實習基地等多個校內(nèi)外實習基地，覆蓋S-CDIO實踐教學體系中“課內(nèi)實驗-課程設計-工程訓練-創(chuàng)新實踐”四個層次的實踐教學。

集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐環(huán)境與實踐環(huán)節(jié)的關(guān)系如圖2所示。通過EDA工具與云計算技術(shù)創(chuàng)新整合，采用云計算技術(shù)實現(xiàn)了計算機軟件、硬件資源的開放共享，在技術(shù)上采用了互聯(lián)網(wǎng)的云接入，實現(xiàn)了“任何時間、任何地點、通過任何終端設備”可以使用云平臺上的EDA工具進行相關(guān)的實踐教學與實習活動，從而實現(xiàn)了實驗室全天候開放。

集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學環(huán)境建設得到省內(nèi)外同行的認可，其中集成電路工藝校內(nèi)生產(chǎn)實習基地建設得到省內(nèi)外同行的高度認可，該基地是長安大學、陜西科技大學、西安科技大學等兄弟院校的學生參觀實習基地。

圖2 四個平臺、一個基地的實踐教學環(huán)境及實踐環(huán)節(jié)

4.3 保證實踐教學質(zhì)量的高效培養(yǎng)制度

人才培養(yǎng)制度是與人才培養(yǎng)過程緊密相關(guān)的各種規(guī)章制度及其實施的體系，是人才培養(yǎng)得以按規(guī)定實施的重要保障與基本前提。培養(yǎng)制度中除了基本制度和日常教學管理制度外，應制定與教學模式改革相適應的制度，如我校電子工程學院制定“教職工參與教學改革的獎勵制度”、“專任教師到企業(yè)掛職培訓的制度”、“兼職教師的聘任和管理辦法”等教學相關(guān)制度，有效促進教師開展教研工作的積極性和主動性，制定“學生參與科研項目的管理辦法”、“課外八學分實施辦法”、“學生到企業(yè)學習和實踐的規(guī)定”等鼓勵學生參與科研項目和實踐活動，極大地調(diào)動學生主動學習的積極性。

4.4 建立有效的人才培養(yǎng)評價體系

培養(yǎng)評價是“依據(jù)一定的原則建立的與培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案、培養(yǎng)過程、培養(yǎng)手段相適應的評價方法與標準, 以保障培養(yǎng)目標的落實、完成” 。由于高等教育與社會緊密聯(lián)系，在設定各種評價標準時，應該充分考慮社會對人才的要求。

培養(yǎng)評價過程中的原則就是培養(yǎng)質(zhì)量標準，西安郵電大學樹立“以學生為本、以質(zhì)量為重”的教學指導思想，以教學工作為中心，把質(zhì)量標準建設作為保證質(zhì)量的重要前提和第一環(huán)節(jié)。在嚴格執(zhí)行各種教學質(zhì)量標準的基礎上，進一步完善工程應用型創(chuàng)新人才質(zhì)量標準，形成了以人才培養(yǎng)目標為最高綱領(lǐng)，以人才培養(yǎng)方案為基本依據(jù)，以日常教學規(guī)范為行動準則，涵蓋本科教學活動主要過程的質(zhì)量標準體系。教學質(zhì)量標準體系由三部分構(gòu)成：一是目標標準，即人才培養(yǎng)目標定位、人才培養(yǎng)方案等，是質(zhì)量保障的主要監(jiān)控點；二是過程標準，即教學大綱和教學日歷的實施、課堂教學、實踐教學等各個環(huán)節(jié)、教學改革、課程建設、教學方式與手段的選擇、考核方式與閱卷、畢業(yè)設計、雙語課程等；三是條件標準，它包括教學管理隊伍的配備、實踐場所及實驗設備的配備、教學管理制度的制定等。建立科學的教學質(zhì)量標準體系，有利于強化教學管理、提高教學質(zhì)量，有利于教師轉(zhuǎn)變教學觀念，不斷提高自身的綜合素質(zhì)。

教學質(zhì)量保障體系是保障教學水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段，是一項全方位、全程性的質(zhì)量管理系統(tǒng)工程，這一體系的建立與運行涉及到教學工作的各個方面，帶有鮮明的導向性。因此，教育質(zhì)量保障體系中的各項指標體系的確定必須遵循規(guī)范性、可操作性、全面性等原則，克服隨意性，力求該體系的制度化、標準化和規(guī)范化。

遵循高等教育教學的內(nèi)在規(guī)律，運用先進的教育教學管理的理論、理念與方法，借鑒全面質(zhì)量管理(TQM)的思路和ISO9000質(zhì)量管理標準，全面構(gòu)建如圖3所示的教學質(zhì)量保障體系，推動教學質(zhì)量管理的科學化、規(guī)范化、信息化。建立了由質(zhì)量標準體系、質(zhì)量監(jiān)控體系、質(zhì)量信息及分析體系、質(zhì)量改進體系四個子體系為主的閉環(huán)形式的教學質(zhì)量保障體系，進而提高教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

圖3 工程應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系

堅持以教學質(zhì)量監(jiān)控與評估為主線、以專業(yè)為基礎、以教師和學生為主體、以管理為紐帶，形成全方位全過程的教學質(zhì)量監(jiān)控體系，從多個方面對教學質(zhì)量進行評估和監(jiān)控。從而實現(xiàn)自我約束、自我評價和自我發(fā)展的長效機制，使教學質(zhì)量監(jiān)控和評估成為保證和提高教學質(zhì)量的重要手段。

5 結(jié) 語

借鑒CDIO教育理念，結(jié)合我校集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的優(yōu)勢特色，設計S-CDIO實踐教學體系，通過多樣化的實踐教學平臺建設、工程經(jīng)驗豐富的師資隊伍建設，不斷改進研究式的教學方法，集成電路設計與集成系統(tǒng)S-CDIO實踐教學體系的實施已取得了良好成效。已建成了1個省級實驗教學示范中心、1個省級人才培養(yǎng)模式實驗區(qū)、1個省級工程研究中心、2個省級教學團隊、1個省級科技創(chuàng)新團隊、1門省級精品實驗課程，“集成電路設計與集成系統(tǒng)工程應用型人才培養(yǎng)的探索與實踐”獲得2013年陜西省教學成果一等獎。近幾年，本專業(yè)學生參加各類學科競賽獲獎61項，其中國家級獎26項，本科生就業(yè)率一直保持在90%以上，就業(yè)率和考研率在學校名列前茅。

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Research and Practice on S-CDIO Engineering Education Mode for the Specialty of Integrated Circuit Design and Integrated System

LIUYou-yao，DUHui-min，ZHANGLi-guo

(School of Electronic Engineering, Xi’an University of Posts and Telecommunications，Xi’an 710121, China)

Integrated circuit design and integrated system is a profession which needs practice ability. By guidance of the view of CDIO large-scale engineering, we put forward a S-CDIO practice teaching system for the profession of integrated circuit design and integrated system. The system is established based on the requirement of outline of CDIO cultivating ability, and the requirement of professional ability of integrated circuit design and integration system. We explore practice teaching and studying methods which cooperate teaching and enterprises with research and universities, improve the diversified practice environment and engineering experienced teaching staff, and construct effective cultivation evaluation system which ensures the effective implementation of the practice teaching system.

integrated circuit design; CDIO; practice teaching system

2015-02-28

國家特色專業(yè)建設點項目(TS12509)；陜西普通本科高?！皩I(yè)綜合改革試點”項目

劉有耀(1975-)，男，陜西佳縣人，博士，副教授，研究方向為集成電路系統(tǒng)設計。

Tel.:13679246716;E-mail:lyyao2002@163.com

G 642; G 640

A

1006-7167(2016)02-0179-06