試論競(jìng)賽創(chuàng)新活動(dòng)在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的重要性

北京工業(yè)大學(xué) 彭曉宏 代田慧 侯立剛 曲 陽(yáng) 王宇辰

試論競(jìng)賽創(chuàng)新活動(dòng)在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的重要性

北京工業(yè)大學(xué) 彭曉宏 代田慧 侯立剛 曲 陽(yáng) 王宇辰

集成電路是21世紀(jì)影響國(guó)力民生的一個(gè)最重要的產(chǎn)業(yè)，因此培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的集成電路人才具有重要和深遠(yuǎn)的意義，集成電路設(shè)計(jì)大賽為學(xué)生提供了創(chuàng)新實(shí)踐的平臺(tái)，對(duì)于推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重大的作用。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的人才是集成電路事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。

集成電路；創(chuàng)新；實(shí)踐

集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心,是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、提高人民生活水平以及保障國(guó)家安全等方面都發(fā)揮著重要作用。集成電路是知識(shí)密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)目前對(duì)于集成電路人才的需求量巨大，因此培養(yǎng)集成電路人才是各個(gè)高校的歷史任務(wù)。2003 年教育部實(shí)施了“國(guó)家集成電路人才培養(yǎng)基地”計(jì)劃，同時(shí)增設(shè)了“集成電路設(shè)計(jì)和集成系統(tǒng)”本科專(zhuān)業(yè)，很多高校相繼開(kāi)設(shè)了相關(guān)專(zhuān)業(yè)，大力培養(yǎng)集成電路領(lǐng)域高水平的骨干專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。北京電子協(xié)會(huì)著手主辦了“全國(guó)大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，為各高校在校大學(xué)生提供了一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽的良好平臺(tái)。通過(guò)大賽的舉辦，不僅提高了本科教學(xué)工作的積極性和教學(xué)質(zhì)量，更加有利的提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

目前隨著集成電路專(zhuān)業(yè)越來(lái)越炙手可熱，開(kāi)設(shè)集成電路專(zhuān)業(yè)的高校日益增多，如何培養(yǎng)具有獨(dú)立創(chuàng)新精神的集成電路人才成為了一個(gè)重要的課題。傳統(tǒng)的教學(xué)模式對(duì)于工科專(zhuān)業(yè)尤其是集成電路專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)并不適用，僅僅依靠課堂理論知識(shí)的傳授遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足培養(yǎng)人才的需求，因此如何能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立解決實(shí)際電路問(wèn)題才是人才培養(yǎng)的核心，作為高校教師在課堂傳授學(xué)生理論知識(shí)，使學(xué)生對(duì)于電路結(jié)構(gòu)有初步的了解，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，配合課外實(shí)踐，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題然后回歸課本尋找解決問(wèn)題的方法，這樣的培養(yǎng)模式才是一種可行的集成電路高科技人才的正確培養(yǎng)模式，集成電路大賽的舉辦為學(xué)生提供了一個(gè)難得的動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)合作的模式以及綜合能力打造的機(jī)會(huì)，對(duì)高校的集成電路教學(xué)起到了重大作用。大賽對(duì)于學(xué)校在集成電路人才培養(yǎng)的影響和作用如下：

集成電路大賽對(duì)于學(xué)生的理解能力，創(chuàng)新能力以及綜合實(shí)力的提高有著重要的意義。高校大學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中只是得到了理論知識(shí)的傳授，對(duì)于集成電路知識(shí)有了一個(gè)宏觀的概念，但是由于缺乏實(shí)踐，枯燥的理論知識(shí)不能充分激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性。

集成電路大賽是學(xué)生自主參加報(bào)名的設(shè)計(jì)大賽。前期的資料搜集為理論知識(shí)儲(chǔ)備打下了基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)使用EDA工具，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生對(duì)于文獻(xiàn)資料的理解與總結(jié)能力。作為集成電路專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐工具，給了學(xué)生一個(gè)動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，也鍛煉了學(xué)生的版圖設(shè)計(jì)能力以及了解在實(shí)際電路中每個(gè)元器件的排布結(jié)構(gòu)、布局布線對(duì)于整個(gè)電路性能的影響等等。在模擬電路設(shè)計(jì)中，從最初的搭建電路以實(shí)現(xiàn)功能，到參數(shù)調(diào)節(jié)優(yōu)化，以及仿真處理，把課堂知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合到了一起，把理論的電路結(jié)構(gòu)變成了實(shí)際的產(chǎn)品，使學(xué)生對(duì)集成電路有了更加全面的了解，每一步遇到的問(wèn)題對(duì)于學(xué)生在各方面能力的提高，具有重要的作用，也極大的激發(fā)了學(xué)生的積極性。

集成電路大賽對(duì)于高校集成電路教學(xué)的改革有著深遠(yuǎn)的影響。高校為了新型人才的培養(yǎng)，進(jìn)行了一系列改革，摒棄了傳統(tǒng)的只注重理論知識(shí)注重考試的教學(xué)方式，結(jié)合實(shí)踐操作使學(xué)生對(duì)于集成電路學(xué)科有生動(dòng)直觀的認(rèn)識(shí)，組織學(xué)生參與集成電路大賽就是一種生動(dòng)的教學(xué)方式。高校老師可以結(jié)合大賽設(shè)計(jì)的具體電路進(jìn)行講解，有助于學(xué)生理解應(yīng)用，為老師教學(xué)提供了一種新穎的教學(xué)方式，為培養(yǎng)能夠獨(dú)立解決問(wèn)題、適用于產(chǎn)品研發(fā)的高科技人才提供了一條有效的途徑。

集成電路大賽激發(fā)了一批對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)有濃厚興趣的學(xué)生，通過(guò)大賽，學(xué)生對(duì)于集成電路專(zhuān)業(yè)有了更加深刻的理解，不再局限于課本上的知識(shí)，而是偏重于實(shí)踐應(yīng)用。同時(shí)，大賽對(duì)于推動(dòng)EDA工具的運(yùn)用也有著重大的作用。

EDA工具對(duì)于集成電路這個(gè)學(xué)科是必需的工具，而學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中接觸的機(jī)會(huì)并不多，這對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)集成電路這個(gè)學(xué)科來(lái)說(shuō)是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)，通過(guò)大賽使學(xué)生對(duì)于EDA工具的操作運(yùn)用更加熟悉，把書(shū)本中的知識(shí)轉(zhuǎn)換成為實(shí)際的電路進(jìn)行操作演練，并了解具體電路的工作以及實(shí)際電路中需要注意的問(wèn)題。集成電路大賽也是對(duì)學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)上的查漏補(bǔ)缺，通過(guò)大賽，學(xué)生可以了解到自己理論知識(shí)的欠缺，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力上形成一個(gè)良性的循環(huán)。例如在指導(dǎo)今年的集成電路大賽中有一組參賽學(xué)生設(shè)計(jì)的壓控振蕩器。在比賽中該小組同學(xué)為了滿(mǎn)足電路設(shè)計(jì)規(guī)則的頻漂條件需要找到一個(gè)與溫度正相關(guān)的電壓產(chǎn)生電路，在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓思路利用基礎(chǔ)的帶隙基準(zhǔn)電壓源中ΔVbe產(chǎn)生一個(gè)與溫度正相關(guān)的電壓Vctr1（如圖1），這樣在實(shí)際設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題返回課本找到答案，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)知識(shí)的理解運(yùn)用更加確切熟練，實(shí)現(xiàn)了課堂學(xué)習(xí)與實(shí)踐的緊密結(jié)合。

圖1 與溫度正相關(guān)的電壓Vctr1產(chǎn)生電路

在參與大賽的過(guò)程中，比賽過(guò)程中的分工合作、積極討論十分重要，學(xué)生在完成各自的分工之后需要進(jìn)行充分的交流溝通共同完成整體電路的設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題是非常重要的一個(gè)方面，共同進(jìn)步互相學(xué)習(xí)。通過(guò)大賽這個(gè)平臺(tái)給了學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自我能力的機(jī)會(huì)，鍛煉了學(xué)生在各方面的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，為學(xué)生將來(lái)的就業(yè)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。為以后學(xué)生就業(yè)提供了一個(gè)平臺(tái)。

總之，集成電路大賽對(duì)于推動(dòng)國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著積極的影響。集成電路大賽是一個(gè)由企業(yè)和高校聯(lián)合舉辦的競(jìng)賽，建立了企業(yè)和高校之間的技術(shù)橋梁，是科學(xué)教育和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的結(jié)合。

集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)高校的人才培養(yǎng)。高校教師傳授給學(xué)生理論知識(shí)，為學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新打下良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生對(duì)于集成電路學(xué)科有了初步的了解；但對(duì)于當(dāng)代集成電路高校人才來(lái)說(shuō)，缺乏的是創(chuàng)新意識(shí)以及動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。參加集成電路大賽可以最大程度的把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。企業(yè)根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求提出了產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，通過(guò)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)與制作實(shí)踐，讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題并熟悉集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程和途徑，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣以提升教學(xué)效果，為學(xué)生綜合能力的提高，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐精神、培養(yǎng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求的人才有著非常積極與重要的作用，同時(shí)也為后續(xù)學(xué)生的就業(yè)打下更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]中國(guó)集成電路,China Integrated Circuit,2008年02期．

[2]首都中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)．

[3]謝海情,唐立軍,文勇軍．集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才 培養(yǎng)模式探索[J]．中國(guó)電力教育,2013(28)．

[4]卜丹, 邱成軍,竇雁?。呻娐吩O(shè)計(jì)本科教學(xué)改革探索．黑龍江教育(高教研究與評(píng)估)．

[5]楊一濤,大學(xué)生競(jìng)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(zhuān)學(xué)報(bào),2010(03):77-79．

Integrate Circuit(IC) is one of the most influential national industry in 21st century. The education of IC students is therefore important and meaningful. IC design competition provides a practical platform for students, it is impacting the development of IC industry tremendously. The education of innovation and practice is the fundamental and guarantee of developing IC industry.

IC; Innovation; Practice

彭曉宏（1962-），男，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，副教授。

代田慧（1991-），女，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，研究生。

侯立剛（1978-），男，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，講師，研究生。

曲陽(yáng)（1991-），女，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，研究生。

王宇辰（1992-），男，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，研究生。

國(guó)家科學(xué)基金（60976028、61204040），北京市科學(xué)基金（4123092）。