工程型硕士研究生培养的若干探讨

张瑛　周洪敏

【摘 要】随着我国市场经济体制的不断完善，高新技术产业对高素质研发类工程师的需求越来越大，而工程型硕士研究生作为未来工程师的后备力量，其培养质量关系着高新技术产业的发展和国民经济的振兴。以集成电路设计工程师的培养为例，对工程型硕士研究生培养中的若干问题进行了探讨，包括硕士研究生的理论教学，责任意识、时间意识和表达能力等工程素质的培养，以及创新能力的培养。

【关键词】理论教学；工程素质；创新能力；集成电路设计

随着经济的不断发展以及人口红利的逐渐消退，我国正处于从中国制造向中国设计的不断转变中，高新技术产业对产品研发等知识资本的需求不断增大。相对的，国内的高校教育仍然是面向应试以及升学，而不是面向工业界，面向市场。为了改变目前国内高校教育与社会需求脱节的现状，教育部2010年6月在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合工信部、人社部以及财政部等相关部门和行业协（学）会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，并于2011年1月发布“教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见”，拉开了高素质工程技术人才培养的帷幕。

高素质的工程技术人才需要具备扎实的基础理论知识，良好的工程意识和素养，以及创造性的解决问题的能力。从工程类专业学生的培养目标来看，本科生的培养重点是掌握扎实的基础理论知识（包括高等数学，物理，以及英语等）和一定的专业知识（譬如电子类的电路分析，模拟电路与数字电路等），他们的学习内容往往较为基础和宽泛，经过短期培训后即可胜任大多数的操作类和技术实现类工作岗位，培养目标为适应性较强的基础技术型工程师，而博士研究生则侧重于某一研究点的深入理论研究（譬如电子类的功率放大器设计理论，或者产品良率控制理论等），他们的研究内容往往具有一定的前瞻性和创新性，培养目标为适应性较窄的高端研发型工程师。硕士研究生的培养在创新性方面要求高于本科生而低于博士研究生，而在解决工程实际问题的能力方面则要求比后两者都要高，下面以集成电路（Integrated Circuit，IC）设计工程师的培养为例对工程型硕士研究生的培养进行若干探讨。

1 工程型硕士研究生的理论教学

工程师的主要职责是解决工程中的实际问题，但解决工程问题的前提是要有理论的指导，没有理论上的指导和严格论证，问题即使暂时解决了也会存在隐患。对于工程师的培养，理论学习与工程实践经验两者同样重要，不可偏废。当前的教育模式偏重于理论教学，脱离实践，这有其不利之处，但也不应简单地一味贬低，甚至削弱和打压理论教学，我们应当看到其有利之处，因势利导，引导学生将所学的理论知识用起来，这样才可起到事半功倍的效果。

工程型硕士研究生的理论教学效果与授课教师自身的工程经验积累有很大关系。我国高校长期扩招导致学生规模过大，加上专业评估认证对师资力量的要求，不少高校在短时间内增加了大量的师资和教学资源，其中包含了大量高校里的刚毕业的应届博士或硕士，结果造成工程教育中有实践经验的教师的缺失。此外，由于一直从事理论研究性工作，几乎没有机会参与工程项目开发，大多数高校教师工程背景较弱，没有工程的概念，这也在较大程度上造成了高校师资力量在工程实践方面的缺失。

进行工程类专业课程的理论教学时，授课教师自身的工程经验与素养非常重要，缺乏工程经验的教师的课堂教学往往难以做到学以致用，而只能照本宣科。以南京邮电大学的全日制工程硕士生课程《超大规模集成电路原理与设计》课程教学为例，在讲授单管共源极放大器时，通过MOS管的小信号等效电路模型可以推导出放大器的电压增益AV为

其中μ和Cox分别为载流子的电子迁移率和单位面积的栅氧化层电容，这两者由工艺决定，其值不能随意改变；而W和L分别为MOS管的栅宽和栅长，ID为MOS管的静态电流，它们都是设计参数，电路设计者可根据需要进行设置其值大小。

显然增大RD或RL都会使得R增大，进而增大电压增益，但一般RL在电路的实际应用中是固定的，应该作为设计目标而不是作为设计参数，因此不能随意改变，于是只能增大RD。当放大器的电流不变时，增大RD会改变输出端的静态电压（即MOS管的工作点），进而影响线性度和输出摆幅。此外还可通过增大gm来提高电压增益，而根据表达式（2），增大gm有两种方法：一是增大MOS管的宽长比W/L，但是相应的管子尺寸会增大，进而影响放大器的频率响应特性；二是增大MOS管的静态电流ID，显然这种方法同样会改变MOS管的工作状态，并且会增大功耗。上述分析可以总结为下面的表1。

上面的例子给出了一种IC设计理论的教学思路，如图1所示，其关键是授课教师需要有较为丰富的电路设计工程实践，这样才可能将工程中的问题具体化，进而与理论很好的结合起来进行讲解，从而达到学以致用的目的。

2 工程型硕士研究生工程素质的培养

工程技术人才的工程素质包含很多方面，包括责任意识，时间意识以及表达能力等等

2.1 责任意识

责任意识是作为工程师的最重要素质之一，因为工程师主要负责研发产品，而设计与加工的要求和水平影响到产品的质量就有好有坏，良率就有高有低。工程型硕士研究生需要意识到一个产品的研发不是个人的事情，而是攸关整个项目、研发团队乃至整个公司成败的事情，因此应当尽职尽责按照设计流程的要求严格做完所有改做的步骤，不能有丝毫懈怠与怕麻烦的思想。这种责任意识需要通过让研究生参与项目与课题来逐步培养，更要通过指导老师的言传身教来加以影响，非一朝一夕能够建立起来。

2.2 时间意识

工程项目研发一般都有完成时间的要求，因此项目的进行需要按照预定的计划一步步往前推进，如果没有很强的时间观念，做事情效率低，总是拖沓，则不仅影响到项目进度，还会影响到项目团队的士气，从而对项目的顺利进行产生严重的影响。因此工程型硕士研究生需要有意识地培养起严格的时间意识，今日事今日毕，而这同样需要指导教师的严格要求与规范。

2.3 表达能力

表达能力分为书面表达能力和口头表达能力。在工程实践中，工程师除了完成工程设计，还需要撰写相应的工程设计文档，这往往是为了更好的进行项目的交接以及后期的维护。而在撰写工程文档的时候，需要条理清楚，简洁准确地将工程问题及内容表述出来，这种书面表达能力说起来简单，但对于未受过训练的硕士研究生而言却不太容易。项目的实施过程中，工程师需要和不同的人沟通项目中的问题，具备良好的口头表达能力会使得项目能够更加顺利有效的往前推进。工程型硕士研究生的书面表达能力可以通过要求写各种调研报告、设计报告以及周报月报等方式来锻炼，而口头表达能力可以通过日常的项目组会，以及报告演示等活动来提高。

3 工程型硕士研究生创新能力的培养

目前创新已成为高校教育与科研的一个热词，一时之间似乎人人都可以进行创新。但对于工程师而言，没有短平快的创新途径和方法，脱离工程实际的创新没有任何意义，因此工程上的创新是要建立在扎实的研究基础之上的。以IC设计方面的创新而言，有两点是IC设计工程师进行创新的必要前提：一是对所设计的电路的充分了解，包括其基本结构，基本原理，目前所采用的主流技术以及所达到的性能指标等等；二是需要具备一定的IC设计经验，最好是类似电路的设计经验。如果没有这两个基础，所谓的创新要么会陷入闭门造车的困境，要么就是纸上谈兵，没有实际应用价值。

此外，目前有不少硕士研究生热衷于到企业里进行实习，认为如此可以得到锻炼，学到实用的技能，但实际情况并非如此。企业是需要通过制造和卖出产品来盈利的，而创新往往代表着未知的风险，企业是不会将具有风险的研发交由还未出茅庐的学生来做尝试，因此学生在企业中往往只是充当了技术实现的角色。与此相对，大学的重要功能之一就是培养学生，当然也包括培养他们的创新能力，而这种创新能力的培养就包含了要承担创新可能会失败的风险。不可否认，学生们在实习的过程中确实能够了解到企业的工作要求和规程，有助于他们在求职时与用人企业的沟通并获得某种程度上的青睐，但同时，他们却失去了学校能够为他们提供的可贵的允许失败的进行创新尝试的机会，这种机会在他们今后的职业生涯中将很难再获得。

4 小结

以上就工程型硕士研究生的培养进行了一些思考和讨论，但高素质工程技术人才的培养是一个系统的、长期的过程，不是只靠大学的这几年时间就可以完成的。硕士研究生阶段是工程技术人才培养的关键时期，工程型硕士研究生应当充分利用在校期间的学习和研究时间，努力提升自己的专业知识及各方面能力，为进入工作岗位打下好的基础，这对于自身今后的职业发展也是大有裨益的。

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[责任编辑：汤静]