基于集成電路設計大賽的大學生創新能力培養模式

南通大學杏林學院 南通大學工程訓練中心 謝 星

南通大學杏林學院 楊玲玲

江蘇省集成電路重點實驗室 孫海燕 孫 玲

基于集成電路設計大賽的大學生創新能力培養模式

南通大學杏林學院 南通大學工程訓練中心 謝 星

南通大學杏林學院 楊玲玲

江蘇省集成電路重點實驗室 孫海燕 孫 玲

討論了基于集成電路設計大賽的大學生創新能力培養模式，分析了大賽對大學生創新能力培養的作用及意義，探討了以競賽項目為教學案例來源的項目教學法、集成電路創新實訓室的建設以及競賽人才梯隊的建設等提高實踐教學成效的措施。

集成電路設計大賽；創新能力；實踐教學

在備受期待的“大眾創業，萬眾創新”熱潮中，如何培養大學生的創新意識和創新能力已成為社會各界關注的焦點之一，更是各高校教學研究的熱點[1]。目前，組織與參加各類科技競賽，既能檢驗學生基礎知識的掌握情況，又給學生提供了創新思維與創新意識的發揮空間，已成為培養大學生創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大學、北方工業大學、南通大學等眾多高校發起的集成電路設計大賽為不斷提高大學生的集成電路設計及應用能力提供了重要平臺，適應了高校培養創新型人才的目標。該賽事注重推動校企合作，為學生就業提供了無縫對接；賽題遴選自企業的生產實際，有助于企業培養和發現適合崗位需求的集成電路人才。大賽以學生為主體，教師參與指導的模式不僅能培養學生的實踐動手能力，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新觀念，引導他們主動學習，逐步達到獨立解決實際問題的能力。

集成電路設計大賽的歷年主題和賽題都與當前社會發展需求緊密相關，例如，今年的大賽主題為“可穿戴時代的低功耗集成電路設計”，競賽題目主要涉及帶隙基準、電源管理、振蕩器等典型模擬集成電路的全流程設計和基于FPGA的數字集成電路設計與應用，不僅為集成電路專業的學生，也為電子科學與技術等電子信息類相關專業的學生將所學的專業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計大賽為抓手，培養學生創新能力的教學體會與一些舉措。

1 集成電路設計大賽對高校大學生創新能力培養的作用

南通大學是最早一批設有“集成電路設計與集成系統”本科專業的高校之一，為我國快速發展的集成電路產業培養了所需的專業技術人才。然而，專業成立的十年多來，集成電路EDA軟件投入大、芯片流片費用高、學生實踐教學成效甚微等問題一直阻礙著專業前行的步伐。而另一方面，我國的集成電路產業正面臨著人才數量和質量遠遠不能滿足要求的瓶頸。針對我國產業結構調整和社會發展的新形勢，我校與眾兄弟院校一起，為培養符合產業發展需求的集成電路專業類人才謀實事。在最早擁有我國唯一自主知識產權的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“大學生集成電路設計大賽”于2011年拉開帷幕。

本大賽創辦5年來，一直立足于自主創新和產學研用緊密結合的理念，不斷優化賽題和賽程，為培養大學生理論和實踐相結合提供良好的平臺。本屆大賽就采取了由企業命題與評審的方式，不僅為集成電路企業提供人才對接渠道，也為廣大電子信息類師生提供了最新產業技術方向[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生針對具體項目不斷發現問題、分析問題、解決問題的能力，也檢驗了指導教師的教學實踐能力、校驗了我們培養的人才質量。

2 組建競賽教學平臺，培養大學生創新能力

2.1 組建開放性集成電路設計創新實訓室

若要在課堂教學之外，組織學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]。它既可以加快對創新人才的培養及選拔，也可以加強指導老師與參賽學生之間的溝通。集成電路設計實驗室采用全方位的、全過程的開放管理，可以為學生提供獨立操作、獨立設計和獨立思考的場所，為學生提供一個良好的學習平臺，學生可以隨時進入實驗室進行項目設計，同時實驗室進行開放性管理模式，這就需要學生主動參與實驗室管理，從而培養學生的主人翁意識和團隊協作精神。

2.2 組建集成電路設計創新團隊，培養集成電路競賽人才梯隊

2．2．1 創新團隊組建的意義

大學生創新團隊是指為了提高大學生創新能力、實現學習及科研目標而相互協作進行創新活動并產生一定價值成果的群體組織[5]。提高動手能力、學生發展自我、、培養創新精神可以以創新團隊為基礎。團隊之間的協作能夠使整個團隊產生較強的凝聚力，團隊成員各行其職，然后進行有機地統一，能夠促使團隊發揮出強大的力量，易于成員創新精神的培養，也易于取得成功[6]。

2．2．2 創新團隊的組建方案

創新團隊注重通過提高每一個隊員的思維能力及實踐能力，從而提升整個團隊的科研創新能力。團隊按照高年級學生為主，低年級同學為輔的原則進行組建，實行“學生自主，老師引導”的管理模式。團隊還注重培養學生的自我管理能力，隊員們根據每個人的特長分成若干小組，負責不同的項目，培養他們的團隊意識和團隊精神。

2.3 基于競賽的項目教學法，培養學生創新能力

面對集成電路如此迅猛的發展形勢，教學工作也要與時俱進，不斷改革創新。傳統的教學方法所提倡的課堂教學方法和教學程序已經暴露出它的弊端，比較突出的是“以教代學”的思想以及“注入式”、“滿堂灌”的教學方法，很大程度的禁錮了學生的創造性思維，對大學生自學能力、實踐能力和創新能力的培養構成了嚴重的障礙[7]。

對集成電路教學內容和教學方式進行了探索和實踐。在教學內容方面，集成電路設計競賽項目可以為教學提供豐富的項目來源。在教學方法上，采用項目教學法，把競賽項目融入到每堂課上，從而豐富了教學項目。在參與項目的過程中，讓學生真正掌握到課本以外的知識，從思路和方法上啟發學生，鍛煉學生的各方面能力，從而提高教學質量。以集成電路設計大賽為切入點進行創新實踐教學，在教學中選拔學生進行集成電路設計大賽的設計，以項目為主線、教師為引導、學生為主體的新型教學模式。

集成電路設計是一個綜合實踐過程，項目教學法的教學過程中，學生基本上完成了從需求分析、電路圖設計、繪制設計電路、仿真、版圖繪制、驗證到撰寫報告等環節。學生在完成任務的過程中需要努力、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。學生們在此過程中能夠磨練自身的意志力，逐步培養出用于客服困難、追求真知的品性及精益求精的學習態度和嚴謹的科研態度[7]。

3 結語

2015年北京大學生集成電路設計大賽，全國相關高校和集成電路企業積極參與，該大賽對于校企合作以及實踐教學方式有著重要的指導意義。該大賽以培養大學生創新能力為主旨，同時培養企業所需人才，對于高校集成電路設計人才的培養有著關鍵的作用。通過該大賽，培養了大學生的創新能力，團結協作以及遇到問題解決問題的能力。大賽對于實踐教學改革有著指導意義，推動實踐教學改革，以競賽項目為教學項目來源，讓學生充分體會集成電路設計的流程，增強動手能力，為就業增加競爭力。

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

[2]周治瑜,王瑞斌,胡麗華,等．學科競賽是培養大學生創新素質的重要載體[J]．現代農業科學,2008(05):100-101．

[3]大學生集成電路設計大賽官網,http://www．nuicdc．com/index．html

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

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

[6]黃敦華,趙丹．基于大學生科學研究與創業行動計劃的機器人創新團隊建設研究與實踐[J]．機電產品開發與創新,2011,24(4):181-184．

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

謝星（1985-），男，江蘇徐州人，南通大學工程訓練中心實驗師，碩士畢業于南通大學專用集成電路設計重點實驗室。

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