工程型碩士研究生培養的若干探討

張瑛　周洪敏

【摘 要】隨著我國市場經濟體制的不斷完善，高新技術產業對高素質研發類工程師的需求越來越大，而工程型碩士研究生作為未來工程師的后備力量，其培養質量關系著高新技術產業的發展和國民經濟的振興。以集成電路設計工程師的培養為例，對工程型碩士研究生培養中的若干問題進行了探討，包括碩士研究生的理論教學，責任意識、時間意識和表達能力等工程素質的培養，以及創新能力的培養。

【關鍵詞】理論教學；工程素質；創新能力；集成電路設計

隨著經濟的不斷發展以及人口紅利的逐漸消退，我國正處于從中國制造向中國設計的不斷轉變中，高新技術產業對產品研發等知識資本的需求不斷增大。相對的，國內的高校教育仍然是面向應試以及升學，而不是面向工業界，面向市場。為了改變目前國內高校教育與社會需求脫節的現狀，教育部2010年6月在天津召開“卓越工程師教育培養計劃”啟動會，聯合工信部、人社部以及財政部等相關部門和行業協（學）會，共同實施“卓越工程師教育培養計劃”，并于2011年1月發布“教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見”，拉開了高素質工程技術人才培養的帷幕。

高素質的工程技術人才需要具備扎實的基礎理論知識，良好的工程意識和素養，以及創造性的解決問題的能力。從工程類專業學生的培養目標來看，本科生的培養重點是掌握扎實的基礎理論知識（包括高等數學，物理，以及英語等）和一定的專業知識（譬如電子類的電路分析，模擬電路與數字電路等），他們的學習內容往往較為基礎和寬泛，經過短期培訓后即可勝任大多數的操作類和技術實現類工作崗位，培養目標為適應性較強的基礎技術型工程師，而博士研究生則側重于某一研究點的深入理論研究（譬如電子類的功率放大器設計理論，或者產品良率控制理論等），他們的研究內容往往具有一定的前瞻性和創新性，培養目標為適應性較窄的高端研發型工程師。碩士研究生的培養在創新性方面要求高于本科生而低于博士研究生，而在解決工程實際問題的能力方面則要求比后兩者都要高，下面以集成電路（Integrated Circuit，IC）設計工程師的培養為例對工程型碩士研究生的培養進行若干探討。

1 工程型碩士研究生的理論教學

工程師的主要職責是解決工程中的實際問題，但解決工程問題的前提是要有理論的指導，沒有理論上的指導和嚴格論證，問題即使暫時解決了也會存在隱患。對于工程師的培養，理論學習與工程實踐經驗兩者同樣重要，不可偏廢。當前的教育模式偏重于理論教學，脫離實踐，這有其不利之處，但也不應簡單地一味貶低，甚至削弱和打壓理論教學，我們應當看到其有利之處，因勢利導，引導學生將所學的理論知識用起來，這樣才可起到事半功倍的效果。

工程型碩士研究生的理論教學效果與授課教師自身的工程經驗積累有很大關系。我國高校長期擴招導致學生規模過大，加上專業評估認證對師資力量的要求，不少高校在短時間內增加了大量的師資和教學資源，其中包含了大量高校里的剛畢業的應屆博士或碩士，結果造成工程教育中有實踐經驗的教師的缺失。此外，由于一直從事理論研究性工作，幾乎沒有機會參與工程項目開發，大多數高校教師工程背景較弱，沒有工程的概念，這也在較大程度上造成了高校師資力量在工程實踐方面的缺失。

進行工程類專業課程的理論教學時，授課教師自身的工程經驗與素養非常重要，缺乏工程經驗的教師的課堂教學往往難以做到學以致用，而只能照本宣科。以南京郵電大學的全日制工程碩士生課程《超大規模集成電路原理與設計》課程教學為例，在講授單管共源極放大器時，通過MOS管的小信號等效電路模型可以推導出放大器的電壓增益AV為

其中μ和Cox分別為載流子的電子遷移率和單位面積的柵氧化層電容，這兩者由工藝決定，其值不能隨意改變；而W和L分別為MOS管的柵寬和柵長，ID為MOS管的靜態電流，它們都是設計參數，電路設計者可根據需要進行設置其值大小。

顯然增大RD或RL都會使得R增大，進而增大電壓增益，但一般RL在電路的實際應用中是固定的，應該作為設計目標而不是作為設計參數，因此不能隨意改變，于是只能增大RD。當放大器的電流不變時，增大RD會改變輸出端的靜態電壓（即MOS管的工作點），進而影響線性度和輸出擺幅。此外還可通過增大gm來提高電壓增益，而根據表達式（2），增大gm有兩種方法：一是增大MOS管的寬長比W/L，但是相應的管子尺寸會增大，進而影響放大器的頻率響應特性；二是增大MOS管的靜態電流ID，顯然這種方法同樣會改變MOS管的工作狀態，并且會增大功耗。上述分析可以總結為下面的表1。

上面的例子給出了一種IC設計理論的教學思路，如圖1所示，其關鍵是授課教師需要有較為豐富的電路設計工程實踐，這樣才可能將工程中的問題具體化，進而與理論很好的結合起來進行講解，從而達到學以致用的目的。

2 工程型碩士研究生工程素質的培養

工程技術人才的工程素質包含很多方面，包括責任意識，時間意識以及表達能力等等

2.1 責任意識

責任意識是作為工程師的最重要素質之一，因為工程師主要負責研發產品，而設計與加工的要求和水平影響到產品的質量就有好有壞，良率就有高有低。工程型碩士研究生需要意識到一個產品的研發不是個人的事情，而是攸關整個項目、研發團隊乃至整個公司成敗的事情，因此應當盡職盡責按照設計流程的要求嚴格做完所有改做的步驟，不能有絲毫懈怠與怕麻煩的思想。這種責任意識需要通過讓研究生參與項目與課題來逐步培養，更要通過指導老師的言傳身教來加以影響，非一朝一夕能夠建立起來。

2.2 時間意識

工程項目研發一般都有完成時間的要求，因此項目的進行需要按照預定的計劃一步步往前推進，如果沒有很強的時間觀念，做事情效率低，總是拖沓，則不僅影響到項目進度，還會影響到項目團隊的士氣，從而對項目的順利進行產生嚴重的影響。因此工程型碩士研究生需要有意識地培養起嚴格的時間意識，今日事今日畢，而這同樣需要指導教師的嚴格要求與規范。

2.3 表達能力

表達能力分為書面表達能力和口頭表達能力。在工程實踐中，工程師除了完成工程設計，還需要撰寫相應的工程設計文檔，這往往是為了更好的進行項目的交接以及后期的維護。而在撰寫工程文檔的時候，需要條理清楚，簡潔準確地將工程問題及內容表述出來，這種書面表達能力說起來簡單，但對于未受過訓練的碩士研究生而言卻不太容易。項目的實施過程中，工程師需要和不同的人溝通項目中的問題，具備良好的口頭表達能力會使得項目能夠更加順利有效的往前推進。工程型碩士研究生的書面表達能力可以通過要求寫各種調研報告、設計報告以及周報月報等方式來鍛煉，而口頭表達能力可以通過日常的項目組會，以及報告演示等活動來提高。

3 工程型碩士研究生創新能力的培養

目前創新已成為高校教育與科研的一個熱詞，一時之間似乎人人都可以進行創新。但對于工程師而言，沒有短平快的創新途徑和方法，脫離工程實際的創新沒有任何意義，因此工程上的創新是要建立在扎實的研究基礎之上的。以IC設計方面的創新而言，有兩點是IC設計工程師進行創新的必要前提：一是對所設計的電路的充分了解，包括其基本結構，基本原理，目前所采用的主流技術以及所達到的性能指標等等；二是需要具備一定的IC設計經驗，最好是類似電路的設計經驗。如果沒有這兩個基礎，所謂的創新要么會陷入閉門造車的困境，要么就是紙上談兵，沒有實際應用價值。

此外，目前有不少碩士研究生熱衷于到企業里進行實習，認為如此可以得到鍛煉，學到實用的技能，但實際情況并非如此。企業是需要通過制造和賣出產品來盈利的，而創新往往代表著未知的風險，企業是不會將具有風險的研發交由還未出茅廬的學生來做嘗試，因此學生在企業中往往只是充當了技術實現的角色。與此相對，大學的重要功能之一就是培養學生，當然也包括培養他們的創新能力，而這種創新能力的培養就包含了要承擔創新可能會失敗的風險。不可否認，學生們在實習的過程中確實能夠了解到企業的工作要求和規程，有助于他們在求職時與用人企業的溝通并獲得某種程度上的青睞，但同時，他們卻失去了學校能夠為他們提供的可貴的允許失敗的進行創新嘗試的機會，這種機會在他們今后的職業生涯中將很難再獲得。

4 小結

以上就工程型碩士研究生的培養進行了一些思考和討論，但高素質工程技術人才的培養是一個系統的、長期的過程，不是只靠大學的這幾年時間就可以完成的。碩士研究生階段是工程技術人才培養的關鍵時期，工程型碩士研究生應當充分利用在校期間的學習和研究時間，努力提升自己的專業知識及各方面能力，為進入工作崗位打下好的基礎，這對于自身今后的職業發展也是大有裨益的。

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[責任編輯：湯靜]