基于集成电路设计大赛的大学生创新能力培养模式

南通大学杏林学院 南通大学工程训练中心 谢 星

南通大学杏林学院 杨玲玲

江苏省集成电路重点实验室 孙海燕 孙 玲

基于集成电路设计大赛的大学生创新能力培养模式

南通大学杏林学院 南通大学工程训练中心 谢 星

南通大学杏林学院 杨玲玲

江苏省集成电路重点实验室 孙海燕 孙 玲

讨论了基于集成电路设计大赛的大学生创新能力培养模式，分析了大赛对大学生创新能力培养的作用及意义，探讨了以竞赛项目为教学案例来源的项目教学法、集成电路创新实训室的建设以及竞赛人才梯队的建设等提高实践教学成效的措施。

集成电路设计大赛；创新能力；实践教学

在备受期待的“大众创业，万众创新”热潮中，如何培养大学生的创新意识和创新能力已成为社会各界关注的焦点之一，更是各高校教学研究的热点[1]。目前，组织与参加各类科技竞赛，既能检验学生基础知识的掌握情况，又给学生提供了创新思维与创新意识的发挥空间，已成为培养大学生创新能力的有效举措之一[2]。其中，由北京华大九天软件有限公司组织北京工业大学、北方工业大学、南通大学等众多高校发起的集成电路设计大赛为不断提高大学生的集成电路设计及应用能力提供了重要平台，适应了高校培养创新型人才的目标。该赛事注重推动校企合作，为学生就业提供了无缝对接；赛题遴选自企业的生产实际，有助于企业培养和发现适合岗位需求的集成电路人才。大赛以学生为主体，教师参与指导的模式不仅能培养学生的实践动手能力，提高他们分析问题和解决问题的能力，还能帮助他们树立创新观念，引导他们主动学习，逐步达到独立解决实际问题的能力。

集成电路设计大赛的历年主题和赛题都与当前社会发展需求紧密相关，例如，今年的大赛主题为“可穿戴时代的低功耗集成电路设计”，竞赛题目主要涉及带隙基准、电源管理、振荡器等典型模拟集成电路的全流程设计和基于FPGA的数字集成电路设计与应用，不仅为集成电路专业的学生，也为电子科学与技术等电子信息类相关专业的学生将所学的专业知识用来解决实际问题提供了实践平台。下面给出我校以集成电路设计大赛为抓手，培养学生创新能力的教学体会与一些举措。

1 集成电路设计大赛对高校大学生创新能力培养的作用

南通大学是最早一批设有“集成电路设计与集成系统”本科专业的高校之一，为我国快速发展的集成电路产业培养了所需的专业技术人才。然而，专业成立的十年多来，集成电路EDA软件投入大、芯片流片费用高、学生实践教学成效甚微等问题一直阻碍着专业前行的步伐。而另一方面，我国的集成电路产业正面临着人才数量和质量远远不能满足要求的瓶颈。针对我国产业结构调整和社会发展的新形势，我校与众兄弟院校一起，为培养符合产业发展需求的集成电路专业类人才谋实事。在最早拥有我国唯一自主知识产权的EDA工具软件公司——北京华大九天软件有限公司的大力支持和推动下，第一届“大学生集成电路设计大赛”于2011年拉开帷幕。

本大赛创办5年来，一直立足于自主创新和产学研用紧密结合的理念，不断优化赛题和赛程，为培养大学生理论和实践相结合提供良好的平台。本届大赛就采取了由企业命题与评审的方式，不仅为集成电路企业提供人才对接渠道，也为广大电子信息类师生提供了最新产业技术方向[3]。自开赛以来，我校师生积极参与，参加大赛的过程不仅锻炼了学生针对具体项目不断发现问题、分析问题、解决问题的能力，也检验了指导教师的教学实践能力、校验了我们培养的人才质量。

2 组建竞赛教学平台，培养大学生创新能力

2.1 组建开放性集成电路设计创新实训室

若要在课堂教学之外，组织学生开展课外科技竞赛活动并取得好的成效，依托开放性实验室不失为一种行之有效的方法[4]。它既可以加快对创新人才的培养及选拔，也可以加强指导老师与参赛学生之间的沟通。集成电路设计实验室采用全方位的、全过程的开放管理，可以为学生提供独立操作、独立设计和独立思考的场所，为学生提供一个良好的学习平台，学生可以随时进入实验室进行项目设计，同时实验室进行开放性管理模式，这就需要学生主动参与实验室管理，从而培养学生的主人翁意识和团队协作精神。

2.2 组建集成电路设计创新团队，培养集成电路竞赛人才梯队

2．2．1 创新团队组建的意义

大学生创新团队是指为了提高大学生创新能力、实现学习及科研目标而相互协作进行创新活动并产生一定价值成果的群体组织[5]。提高动手能力、学生发展自我、、培养创新精神可以以创新团队为基础。团队之间的协作能够使整个团队产生较强的凝聚力，团队成员各行其职，然后进行有机地统一，能够促使团队发挥出强大的力量，易于成员创新精神的培养，也易于取得成功[6]。

2．2．2 创新团队的组建方案

创新团队注重通过提高每一个队员的思维能力及实践能力，从而提升整个团队的科研创新能力。团队按照高年级学生为主，低年级同学为辅的原则进行组建，实行“学生自主，老师引导”的管理模式。团队还注重培养学生的自我管理能力，队员们根据每个人的特长分成若干小组，负责不同的项目，培养他们的团队意识和团队精神。

2.3 基于竞赛的项目教学法，培养学生创新能力

面对集成电路如此迅猛的发展形势，教学工作也要与时俱进，不断改革创新。传统的教学方法所提倡的课堂教学方法和教学程序已经暴露出它的弊端，比较突出的是“以教代学”的思想以及“注入式”、“满堂灌”的教学方法，很大程度的禁锢了学生的创造性思维，对大学生自学能力、实践能力和创新能力的培养构成了严重的障碍[7]。

对集成电路教学内容和教学方式进行了探索和实践。在教学内容方面，集成电路设计竞赛项目可以为教学提供丰富的项目来源。在教学方法上，采用项目教学法，把竞赛项目融入到每堂课上，从而丰富了教学项目。在参与项目的过程中，让学生真正掌握到课本以外的知识，从思路和方法上启发学生，锻炼学生的各方面能力，从而提高教学质量。以集成电路设计大赛为切入点进行创新实践教学，在教学中选拔学生进行集成电路设计大赛的设计，以项目为主线、教师为引导、学生为主体的新型教学模式。

集成电路设计是一个综合实践过程，项目教学法的教学过程中，学生基本上完成了从需求分析、电路图设计、绘制设计电路、仿真、版图绘制、验证到撰写报告等环节。学生在完成任务的过程中需要努力、及时地克服重重困难，其中每一个步骤都要通过研究、探讨及实践才能取得阶段性成果。学生们在此过程中能够磨练自身的意志力，逐步培养出用于客服困难、追求真知的品性及精益求精的学习态度和严谨的科研态度[7]。

3 结语

2015年北京大学生集成电路设计大赛，全国相关高校和集成电路企业积极参与，该大赛对于校企合作以及实践教学方式有着重要的指导意义。该大赛以培养大学生创新能力为主旨，同时培养企业所需人才，对于高校集成电路设计人才的培养有着关键的作用。通过该大赛，培养了大学生的创新能力，团结协作以及遇到问题解决问题的能力。大赛对于实践教学改革有着指导意义，推动实践教学改革，以竞赛项目为教学项目来源，让学生充分体会集成电路设计的流程，增强动手能力，为就业增加竞争力。

[1]杨一涛．大学生竞赛与本科教学相结合培养人才的方法探索[J]．南昌高专学报,2010(03):77-79．

[2]周治瑜,王瑞斌,胡丽华,等．学科竞赛是培养大学生创新素质的重要载体[J]．现代农业科学,2008(05):100-101．

[3]大学生集成电路设计大赛官网,http://www．nuicdc．com/index．html

[4]汤兆平．依托实验室加强大学生科技竞赛人才的培养[J]．华东交通大学学报,2007(24):172-174．

[5]郭孝锋,石世平,文丽．大学生创新团队的孵化与教育[J]．中国青年研究,2008(11):106-108．

[6]黄敦华,赵丹．基于大学生科学研究与创业行动计划的机器人创新团队建设研究与实践[J]．机电产品开发与创新,2011,24(4):181-184．

[7]邹道生．开展科技活动提高学生素质[J]．教育与职业,2006(2):76-77．

谢星（1985-），男，江苏徐州人，南通大学工程训练中心实验师，硕士毕业于南通大学专用集成电路设计重点实验室。

南通大学杏林学院教育教学研究基金（项目编号：2014J248）；江苏省高校品牌专业建设工程资助项目。