完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨

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　　摘要：从IC设计应用型人才培养角度出发，探讨了IC设计应用型人才实践教学的培养观、课程体系设置的构建原则与定位，提出长沙理工大学物理与电子科学学院集成电路设计应用型人才培养实践教学课程体系的一些改革，进一步完善IC设计应用型人才培养实践教学。
　　关键词：实践教学；应用型人才；集成电路设计
　　作者简介：唐俊龙（1973-），男，湖南武冈人，长沙理工大学物理与电子科学学院，副教授；唐立军（1964-），男，湖南邵阳人，长沙理工大学物理与电子科学学院，教授。（湖南 长沙 410114）
　　基金项目：本文系长沙理工大学教学改革项目（项目编号：JG1158）的研究成果。
　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）34-0035-02
　　
　　集成电路（Integrated Circuit，IC）产业是信息产业的基础和核心，随着我国电子信息技术飞速发展，迎来了空前的发展机遇。传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变，大多设计均采用无生产线设计，加工采用代工方式。我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平，2010年我国芯片设计人员达不到需求的10%，集成电路设计人才的培养已成为当前国内高校的一个迫切任务。集成电路产业分工明确，我国的集成电路设计技术与国际先进水平有较大差距，设计人才紧缺，高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才，也更需要培养大量工程应用型人才。应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的，更加注重的是实践性、应用性和技术性，本科应用型人才最本质的特征是基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强。集成电路专业大批高层次IC应用型人才培养已经成为全国众多高校的一个重要任务。作为一所省属本科院校，自2008年以来，我校就逐步开展了集成电路本科教学方面的研究，从软硬件教学环境、教学内容、课程建设、师资培养以及教材等多方面开展集成电路教学活动，以培养应用型IC人才为目标，目前中央财政支持地方高校发展专项资金及中央与地方共建高校专项资金共建实验室，进一步改善我校的集成电路专业办学条件。根据我校不断发展的实际情况、企业对人才的需求、新形势下集成电路专业人才培养目标定位，结合几年来的教学实践，借鉴国内外相关院校集成电路教学模式，对完善应用型IC设计人才培养的实践教学进行如下探讨。
　　一、IC设计应用型人才培养观的转变
　　集成电路设计具有一定的特殊性，集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。全国集成电路设计相关企业对于人才的需要也越来越严格，越来越需要能力型的、具有创造力的人才，应聘的条件之一就是需要有集成电路设计的相关经验。高等院校培养集成电路专业人才的目标需要由知识型转变为能力型，定位在“应用型”层次上。作为一般理工科院校集成电路专业的发展在一定程度上缺乏对集成电路设计应用型人才培养的认识。因此，我们应该改变传统观念，树立IC设计应用型人才培养观。
　　1.科学制定IC设计应用型人才培养方案
　　制订培养方案方面，需要注重行业特色，找准集成电路专业定位，明确培养目标是办好专业的关键，是培养专业技术人才的关键。我校是一所省属综合性本科院校，具有一定的行业特色，主要为交通、电力、能源、水利等行业服务，坚持特色办学，通过优化课程设置，以工程理论和工程实践教育为课程体系核心，重新整合知识体系结构，形成注重行业特色的集成电路专业人才培养方案。构建由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成课程体系。完善课程体系同时，加强教材建设，坚持选用推荐的优秀教材，适当补充讲义，将科技界、产业界的最新成果，将发展中最需要补充的知识不断地纳入书本中，进行不断完善。重视毕业设计的实践，毕业设计是一个综合性实践教学环节，学生为主体、教师参与的一项实践环节。学生可从大学三年级下半学期开始进行前期的研究工作，适当的参与教师的科研活动，为大四阶段更好地完成毕业设计任务打下了良好的基础，保证毕业设计的时间和质量。
　　2.提高教师培养IC设计应用型人才的意识，增强教师的实践能力
　　培养高素质的IC设计应用型人才，师资队伍本身要具备能培养应用型人才的能力和水平，增强教师培养应用型人才的意识，建设一支合格的“应用型教师”队伍是培养应用型集成电路专业人才的关键。积极培养学科带头人，培育创新型人才，从国内外引进博士等学术骨干充实师资队伍，增强集成电路专业方向。鼓励教师积极申报应用型或工程类的项目，鼓励教师与公司、研究所合作，鼓励教师到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，设立专款建立青年教师培养基金，资助青年教师开展注重应用类的教学科研工作。通过教师自身的科研活动，保证教师在理论和技术方面的领先性，在授课时结合自己的研究成果，把新的观念、新的方法、新的理论传授给学生，将实例教学法灵活应用到集成电路教学实践中，将科研实践的最新成果、适应市场需求的最新产品技术融合到课堂教学中，提高教师的业务水平。
　　3.改进实践课程的内容，突出职业能力，激发学生创新精神
　　集成电路专业是一个实践性较强、实践内容多的专业，在学习过程中训练学生的职业技能是培养应用型人才的关键之一，拟对其中的主要环节开展实践教学。实验教学应贯穿课堂教学的始终，专业课或专业基础课程配备相应的实验课时或单独设置实验课来完善教学，有些课程如EDA技术等应以实验教学为主。开设多个阶段的课程设计或综合实践训练。争取安排学生到IC企业进行见习与毕业实习等实践环节。我国的集成电路业正进入一个高速发展的时期，最为突出的难题是具有创新精神的人才，使我国拥有更多自主知识产权的核心技术。培养学生的创新能力，在扎实的专业知识的基础上，坚持在实践中培养人才，创造条件参加多项目晶圆（MPW）计划，积极组织高年级学生参加相关课题研究、承担具体任务，在工程实践中锻炼他们发现问题、解决问题的能力，培养他们的创新思维，并通过一些验证平台使他们的创新构思得以验证，激发他们的创新热情。
　　二、实践教学课程体系的构建原则与定位
　　合理的课程设置对应用型人才的培养能起到至关重要的作用，对已经投入培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善，将整个学科的课程结构体系，具体到每一门课程的知识体系，都应该进行优化设计，在最短的学时内使学生掌握牢固的知识，课程体系的构建需要满足：系统性与完备性，课程体系需要覆盖有关的知识点，且各知识点之间应具有连贯性、系统性和完备性；交叉融合性，课程体系的设置上应该充分考虑多学科的交叉和融合；课程的先进性，课程体系多设置一些内容先进、体现学科未来发展趋势的课程；课程的实用性，面向企业需要多开设一些实用性强的课程。IC设计应用型人才培养需要通过实践教学体系来培养，实践教学定位要求：系统全面性，IC设计公司种类繁多，需要的人才类型也不同，集成电路设计实践教学首先应做到系统全面性；工程实践性，没有实践经验，无法满足企业的要求，集成电路设计实践教学内容应具有工程实践性；工具先进性，采用新的和产业接近的集成电路设计工具，从根本上解决高校实践教学环节与当今IC 产业发展脱节的问题，利用先进设计工具，完成工程实践，充分体现创新型人才培养要求，达到系统性和全面性。
　　三、IC设计应用型人才培养实践教学课程体系的一些改革
　　根据IC设计应用型人才培养观、实践教学课程体系设置的构建思想与定位，长沙理工大学物电学院电子信息技术与科学专业对集成电路设计应用型人才培养模式和实践课程体系的建设进行以下一些改革，探索具有自己特色的IC 设计应用型人才培养实践教学。
　　1.加强实践教学理论课成群建设
　　以专业的主干课程为核心，将课程组合成若干个课程群，明确课程群在整个人才培养计划中的地位、作用及与其他课程群的关系，通过对群内课程内容的精选、重组和充实，使整个课程群的教学内容整体优化，促进教学质量的提高与专业特色的形成，主要包括：（1）集成电路前端设计课程体系建设；（2）集成电路后端设计课程体系建设。
　　2.构建应用型实践教学体系
　　在做好理论课程群建设的同时，重视实验课的开设和实践教学体系的建设，强调实验课是达成课程目标的重要环节，固定实验学时、确定实验内容、设立实验技能目标；在设计实践项目时突出课程培养目标的融合，强调实践教学体系与理论教学体系相结合，达到课程培养目标和专业培养目标的层层递进和有效统一。首先，将常规实验项目进行整合与优化，构建宝塔型的认知实验、基础实验、综合实验和设计创新实验等四个层次的实验教学平台，突出各阶段的能力培养重点，形成认知和基础实验培养学生的实验基本操作能力，综合性实验培养学生的综合能力，设计性实验培养学生创新意识与能力的实验教学体系。其次，在实践项目设计方面，仔细分析行业对IC设计人才的岗位责任要求，根据岗位责任要求分解出对应的知识目标和技能目标，再将知识目标和技能目标分解到各门课程。然后整合每学年专业课程的技能培养目标，完成实践项目规划设计，这样通过各个实践项目的层层递进，从单一技能训练到综合技能培养，逐步实现专业的培养目标。最后，在课程实验和实践项目上，注重因果式引导、成果型训练，刺激学生的成就感，激发学生的专业学习兴趣与钻研的好奇心，培养创新能力。
　　3.构建co-op教育计划
　　CO-OP是Cooperative Education的简写，直译为CO-OP教育，意译为校企合作办学。与公司积极开展课程规划和专业建设方面的合作，同时建立校外实习基地，注重学生与工业界的直接联系，建立生产实习基地，通过和IC生产企业建立良好合作关系，培养学生专业能力和适应企业需要，改变学风，促进毕业生就业等。
　　四、结束语
　　本文将集成电路专业人才培养的目标定位在“应用型”层次，从应用型人才培养角度出发探讨IC设计应用型人才培养观、实践教学课程体系设置的构建思想与定位，提出我校IC设计应用型人才培养实践教学课程体系的一些改革，完善IC设计应用型人才培养实践教学。相信通过一系列措施不断改革与完善，从学科目标、理论课程、实践环节及师资队伍建设等工作常抓不懈，经过一定的阶段，一定会培养出更高水平、拥有扎实的理论基础、较强的创新精神和工程实践能力的高级应用型人才。
　　
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　　（责任编辑：麻剑飞）

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