試論競賽創新活動在專業教學中的重要性

北京工業大學 彭曉宏 代田慧 侯立剛 曲 陽 王宇辰

試論競賽創新活動在專業教學中的重要性

北京工業大學 彭曉宏 代田慧 侯立剛 曲 陽 王宇辰

集成電路是21世紀影響國力民生的一個最重要的產業，因此培養具有創新意識的集成電路人才具有重要和深遠的意義，集成電路設計大賽為學生提供了創新實踐的平臺，對于推動集成電路產業的發展有著重大的作用。培養具有創新能力和實踐能力的人才是集成電路事業發展的基礎和保障。

集成電路；創新；實踐

集成電路產業作為信息產業的基礎和核心,是關系到國民經濟和社會發展全局的戰略性產業,在推動經濟發展、社會進步、提高人民生活水平以及保障國家安全等方面都發揮著重要作用。集成電路是知識密集型的高技術產業，我國目前對于集成電路人才的需求量巨大，因此培養集成電路人才是各個高校的歷史任務。2003 年教育部實施了“國家集成電路人才培養基地”計劃，同時增設了“集成電路設計和集成系統”本科專業，很多高校相繼開設了相關專業，大力培養集成電路領域高水平的骨干專業技術人才。北京電子協會著手主辦了“全國大學生集成電路設計大賽”，為各高校在校大學生提供了一個集成電路設計專業競賽的良好平臺。通過大賽的舉辦，不僅提高了本科教學工作的積極性和教學質量，更加有利的提高了學生的實踐能力和創新能力。

目前隨著集成電路專業越來越炙手可熱，開設集成電路專業的高校日益增多，如何培養具有獨立創新精神的集成電路人才成為了一個重要的課題。傳統的教學模式對于工科專業尤其是集成電路專業的人才培養并不適用，僅僅依靠課堂理論知識的傳授遠遠不能滿足培養人才的需求，因此如何能夠培養學生的動手能力，獨立解決實際電路問題才是人才培養的核心，作為高校教師在課堂傳授學生理論知識，使學生對于電路結構有初步的了解，調動學生的積極性，配合課外實踐，在實踐中發現問題然后回歸課本尋找解決問題的方法，這樣的培養模式才是一種可行的集成電路高科技人才的正確培養模式，集成電路大賽的舉辦為學生提供了一個難得的動手實踐的機會，團隊合作的模式以及綜合能力打造的機會，對高校的集成電路教學起到了重大作用。大賽對于學校在集成電路人才培養的影響和作用如下：

集成電路大賽對于學生的理解能力，創新能力以及綜合實力的提高有著重要的意義。高校大學生在平時的學習過程中只是得到了理論知識的傳授，對于集成電路知識有了一個宏觀的概念，但是由于缺乏實踐，枯燥的理論知識不能充分激發學生的興趣和積極性。

集成電路大賽是學生自主參加報名的設計大賽。前期的資料搜集為理論知識儲備打下了基礎，學習使用EDA工具，培養和鍛煉了學生對于文獻資料的理解與總結能力。作為集成電路專業的實踐工具，給了學生一個動手操作的機會，也鍛煉了學生的版圖設計能力以及了解在實際電路中每個元器件的排布結構、布局布線對于整個電路性能的影響等等。在模擬電路設計中，從最初的搭建電路以實現功能，到參數調節優化，以及仿真處理，把課堂知識和實際應用結合到了一起，把理論的電路結構變成了實際的產品，使學生對集成電路有了更加全面的了解，每一步遇到的問題對于學生在各方面能力的提高，具有重要的作用，也極大的激發了學生的積極性。

集成電路大賽對于高校集成電路教學的改革有著深遠的影響。高校為了新型人才的培養，進行了一系列改革，摒棄了傳統的只注重理論知識注重考試的教學方式，結合實踐操作使學生對于集成電路學科有生動直觀的認識，組織學生參與集成電路大賽就是一種生動的教學方式。高校老師可以結合大賽設計的具體電路進行講解，有助于學生理解應用，為老師教學提供了一種新穎的教學方式，為培養能夠獨立解決問題、適用于產品研發的高科技人才提供了一條有效的途徑。

集成電路大賽激發了一批對于集成電路設計有濃厚興趣的學生，通過大賽，學生對于集成電路專業有了更加深刻的理解，不再局限于課本上的知識，而是偏重于實踐應用。同時，大賽對于推動EDA工具的運用也有著重大的作用。

EDA工具對于集成電路這個學科是必需的工具，而學生在平時學習中接觸的機會并不多，這對于學生學習集成電路這個學科來說是一個薄弱的環節，通過大賽使學生對于EDA工具的操作運用更加熟悉，把書本中的知識轉換成為實際的電路進行操作演練，并了解具體電路的工作以及實際電路中需要注意的問題。集成電路大賽也是對學生在理論知識學習上的查漏補缺，通過大賽，學生可以了解到自己理論知識的欠缺，使學生在發現問題、解決問題的能力上形成一個良性的循環。例如在指導今年的集成電路大賽中有一組參賽學生設計的壓控振蕩器。在比賽中該小組同學為了滿足電路設計規則的頻漂條件需要找到一個與溫度正相關的電壓產生電路，在指導學生設計的過程中通過引導學生開拓思路利用基礎的帶隙基準電壓源中ΔVbe產生一個與溫度正相關的電壓Vctr1（如圖1），這樣在實際設計中發現問題返回課本找到答案，對于學生來說，對知識的理解運用更加確切熟練，實現了課堂學習與實踐的緊密結合。

圖1 與溫度正相關的電壓Vctr1產生電路

在參與大賽的過程中，比賽過程中的分工合作、積極討論十分重要，學生在完成各自的分工之后需要進行充分的交流溝通共同完成整體電路的設計，團隊合作解決問題是非常重要的一個方面，共同進步互相學習。通過大賽這個平臺給了學生一個展現自我能力的機會，鍛煉了學生在各方面的綜合素質，培養了學生的團隊合作精神，為學生將來的就業打下了一個良好的基礎。為以后學生就業提供了一個平臺。

總之，集成電路大賽對于推動國內集成電路產業的發展有著積極的影響。集成電路大賽是一個由企業和高校聯合舉辦的競賽，建立了企業和高校之間的技術橋梁，是科學教育和產業實踐的結合。

集成電路產業的發展離不開高校的人才培養。高校教師傳授給學生理論知識，為學生的實踐創新打下良好的基礎，使學生對于集成電路學科有了初步的了解；但對于當代集成電路高校人才來說，缺乏的是創新意識以及動手實踐的機會。參加集成電路大賽可以最大程度的把理論知識運用到實踐中去。企業根據產業需求提出了產品的技術指標，通過產品的設計、研發與制作實踐，讓學生去發現問題解決問題并熟悉集成電路產品生產的過程和途徑，培養學習興趣以提升教學效果，為學生綜合能力的提高，培養學生的創新和實踐精神、培養結合產業需求的人才有著非常積極與重要的作用，同時也為后續學生的就業打下更加堅實的基礎。

[1]中國集成電路,China Integrated Circuit,2008年02期．

[2]首都中長期人才發展規劃綱要(2010-2020)．

[3]謝海情,唐立軍,文勇軍．集成電路設計專業創新型人才 培養模式探索[J]．中國電力教育,2013(28)．

[4]卜丹, 邱成軍,竇雁巍．集成電路設計本科教學改革探索．黑龍江教育(高教研究與評估)．

[5]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．

Integrate Circuit(IC) is one of the most influential national industry in 21st century. The education of IC students is therefore important and meaningful. IC design competition provides a practical platform for students, it is impacting the development of IC industry tremendously. The education of innovation and practice is the fundamental and guarantee of developing IC industry.

IC; Innovation; Practice

彭曉宏（1962-），男，北京工業大學電子信息與控制工程學院，副教授。

代田慧（1991-），女，北京工業大學電子信息與控制工程學院，研究生。

侯立剛（1978-），男，北京工業大學電子信息與控制工程學院，講師，研究生。

曲陽（1991-），女，北京工業大學電子信息與控制工程學院，研究生。

王宇辰（1992-），男，北京工業大學電子信息與控制工程學院，研究生。

國家科學基金（60976028、61204040），北京市科學基金（4123092）。