研讨：学习归纳总结动力机械装置拆装步骤，师生共同讨论机械机构的工作过程和工作原理及故障判断与处理方法，目的是引导学生开动脑筋，积极参与分析机构工作原理，加工工艺、相互配合关系及装配工艺过程，从而调动他们的积极性和主动性，同时锻炼他们的分析问题、解决问题的能力，初步树立创新意识。这样将极大地激发学生实习的能动性，进一步培养他们的各种能力和素质，特别是解决问题的能力和创新能力。
③在实践过程中，充分利用现场教学、表演示范、电化与多媒体教学、讨论等多种现代化教学手段拓宽学习的空间，使得学习的内容和过程变得生动、形象、逼真和充满活力，学生既可以动脑，又可以动手操作，形式新颖而富有吸引力。从而大大提高学生的实习兴趣和积极性，达到开拓知识结构和范围的目的。
5.组织学生参加全国性的相关竞赛活动，充分发挥学生的创造精神
①组织学生开展全校性的“汽车知识”大奖赛，通过大赛选拔优秀学生组队参加由中国汽车工程学会主办的全国着名高校“汽车知识大赛”，取得团体三等奖和个人优秀奖。该项大赛包括两项内容：理论知识笔试和汽车发动机拆装实操竞赛。汽车理论知识笔试包括内容：“汽车构造”、“汽车发动机构造”、“内燃机学”、“汽车理论”、“汽车设计”等专业课程；汽车发动机拆装实操竞赛主要考察学生的创新能力、实践能力和对现代汽车发动机的解体组装工艺熟悉程度。实操竞赛考查了学生个人的工程实践能力和团队的团结协作能力，要求在规定的时间内，解体和组装一台全新的汽车发动机，解体组装工艺正确，用时最短的团队获胜。
②组织学生设计制作燃油动力节能赛车，参加本田公司主办的“Honda 中国节能竞技大赛”。学生需要亲自完成车辆全部的设计与加工制作工作并参赛。为了取得好的油耗成绩，学生需要在车辆的轻量化、发动机燃烧、发动机匹配、传动系、行驶系、车辆驾驶、加工工艺等方面全面设计并优化，在完成设计任务的同时，学生的团队精神、综合素质与创新能力得到了全面提高。
二、专业实验室开放与学生实践能力培养的几点体会
1.开放难点
专业实验室开放为学生创造了工程实践的教学环境，可以充分发挥学生学习的主动性和积极性，更有利于培养训练学生的综合能力和工程素质。但还存在一些问题，如专业性强且建立专业实验室面向全校的开放平台培养学生工程实践能力的探索体会学生的知识基础几乎为零，涉及专业实验室开放能否吸引学生或能够吸引多少学生、是否产生良好的培养效果；在开放过程中必要的人员、物资、场地的投入依赖有关部门的理解和支持；开放过程的组织形式无从借鉴。
2.解决办法
针对以上困难我们主要采取了以下几方面措施。
①把开放过程的起点定位在全校性任选课上。全校性任选课是一种比较成熟的教学组织形式，且符合我们对培养对象的要求。人员、物资、场地的投入及教学组织有章可循。
为引进吸引学生进入到专业实验室，积极做好宣传工作。在全校任选课“汽车知识”上积极推荐大家选择“发动机拆装原理与实践”这门课，本门课与它有着比较密切的联系。
②课程组织形式上积极改革。专业实践是需要较好的理论基础作铺垫的，这在各个专业建设过程中理论课与实践环节在时间安排的先后上直接体现出来。如实习、试验都是安排在学生具备一定专业基础知识之后才进行。专业实验室开放面向来自各个学院的学生，但他们在我们这个专业领域的基础几乎为零，如何在较短的时间内将跨学科的实践工作进行好，取得理想的效果，我们积极地进行了一些改革与尝试：教学定位应在素质培养而不是知识拓展，即只进行必要的理论知识介绍，重心放在学生在拆装实践过程中的能力培养和基本素质的引导和塑造上；理论教学不可或缺，但不为主体（占总学时的1/4）；教学效果评价以学生创新能力、工程意识和任务完成效果为标准而不以完成拆装过程的时间长短为标准。
3.学生创新精神和工程实践能力得到了培养和训练
通过我们进行的这种专业实验室开放平台的探索实践，为学生提供一个良好的培养创新精神和实践能力、实施工程素质教育的场所，这是非常有意义的。通过参加竞赛，充分发挥了学生的创新精神，使学生的工程实践能力得到了充分的检验。
①在强化既有实验、实习等基本教学功能的基础上，拓展了组织与指导学生课外科技活动的工作，发挥专业实验室作为科学研究的主战场与前沿知识的前哨站的优势，进一步提高其在人才培养方面的作用。
②建设完成了以“汽车及发动机拆装”为基础，以“汽车知识大赛”、“中国节能竞技大赛”为扩展的学生创新能力与工程素质培养平台。在完成一般性培养的同时，给有更多兴趣的学生提供了深层次训练实践的机会。实践证明，通过分层次且连续的训练方式，使部分学生迅速提高、脱颖而出。
③探索并实践了一种以学生为主体、知识层次多样、理论与实践并重、面向未来的创新小组建设模式。“中国节能竞技大赛”的组织过程中，我们的创新团队包含教师-研究生-高年级本科生-低年级本科生4个层面的人员。其中教师3名，研究生1名、三年级本科生4名、二年级本科生1名。6名学生经过笔试与面试选拔产生，来自机械工程与自动化、热能与动力工程、工业工程3个专业方向。实践证明，这样的人员组成可以保证高效率的工作，不同年级层次、不同知识结构专长的学生之间可以互相影响互相拉动，同龄人间的交流可以让知识传递显得更加容易。
三、专业实验室开放平台的几点设想
①继续以实践教学为主，突出综合能力培养和训练，探索新的开放模式。通过教学提高学生素质和能力是当前改革的大趋势，应该与现代机电一体化技术紧密结合在一起，增设可供学生拆装的机电一体化设备，同时把机械设计等相关课程有机地结合起来，在学生广泛了解现代机电技术的工作原理、构造、发展等的基础上，让学生充分发挥自己的聪明才智，设计出具有创新意义的作品，学生可在一起研讨每个人的作品的创新之处，从而激发学生综合能力的培养与训练。
②进一步加强现代教学手段。采用计算机多媒体教学的功能，把学生实习的拆装对象，制作成计算机多媒体教学课件。其中应包括主要机构的工作原理，整机的拆装步骤，整机及各机构常见故障的判断、分析与处理；各机构间的相互配合关系等。这些多媒体教学课件与校园网连接，学生可在任何时间内主动去学习，在网上相互讨论，这样既可激发学生学习的主动性，又加强了学生的计算机能力训练。
③可增设一些较先进的可以运行的发动机或整车。在拆装之前先了解运行情况并做记录，再让学生带着问题进行拆装，在拆装过程中分析解决问题，组装好之后，再开机运行看问题是否解决，如未解决再进行分析处理。这里可能涉及许多知识，包括机械、电器及配件的市场行情等。这样做能更加充分全面地训练和培养学生的综合能力和素质。
④继续探索新的开放模式，向全校学生开放，使我们工科大学生的工程实践能力和素质有一个全面的提高和发展。
以上仅是我们对开放专业实验室的初步探索，面向21世纪，我们将继续深入开展教学改革和实验，不断创新，不断完善，在培养训练学生综合能力和工程素质上下工夫，把专业实验室的资源更合理、充分、有效地利用起来，更好地服务于学校的素质教育教学工作。
参考文献
［1］张雅君.建立实验室开放平台培养学生的创新精神与实践能力［J］．实验技术与管理.2008.2.
［2］刘建华.加强工程实践注重学生综合能力和工程素质培养训练［A］．汪培栋.中国高等学校改革与发展［C］．北京：新华出版社，1999：3.
集成电路设计人才培养体系中实践教学改革方法浅析
刘元盛，骆丽
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：集成电路设计人才的短缺已经引起了越来越多的关注。高等学校是培养集成电路设计人才的核心力量，而实践教学是培养集成电路设计本科人才技术能力的重要环节。面对培养模式中所遇到的问题，本文提出了实践教学改革的一些基本方法，其目的是为了进一步提高教学水平及教学资源的利用率，培养学生的实践能力。
关键词：集成电路设计 教学改革 实践教学
当前，我国集成电路（以下简称IC）设计产业正在以前所未有的高速度发展着，人才已成为制约产业快速发展的重要因素。IC 产业是由设计、掩模、芯片制造、封装测试、材料、设备及各种支撑服务等行业及其衍生的多种产业构成的产业链，其产品设计、制造与服务的复杂性、交叉性与繁衍性给IC 产业人才带来了工作岗位的多样性，也就带来了IC 设计人才的多样性。IC 设计人才的培养目的是要求设计者具有系统分析和建立电路设计规范的能力，掌握系统和电路分析与设计技术，掌握IC 设计基本技术，了解IC 制造工艺与半导体材料的基本特征。高等学校是国内IC 设计人才培养的主要场所，而实践教学在整个培养体系中占有较为重要的位置，其教学成效是检验整个培养效果的一个主要标准。
一、在IC 设计人才培养中实践教学所起到的作用
“提高教育质量，培养创新人才”是对我国教育改革和发展提出的新的更高要求，也就是说要求高等学校要为社会培养知识、能力、素质全面发展的综合型创新人才。IC 设计是一个工程性和实践性很强的行业，这就要求教学应定位于使毕业生具有较高的工程素质、较强的实验技能和实践能力。而这些素质和能力需要通过实践教学体系来培养。IC 设计既属于前沿理论与技术领域，又是当前基本的电子应用技术，其基础包括系统背景知识及电路设计技术。
在IC 设计和制造的历史中，由于设计和制造技术发展的限制，传统的IC 设计技术是为电子技术应用提供通用IC 或某些专用电路。对于一般应用工程师来说，只需要了解IC的功能和外特性技术指标，就可以应用IC，而不需要了解IC 的内部结构和设计方法。简单地说，这个阶段中电子技术工程师的任务就是学会使用IC，所以可把这个阶段叫做IC 技术的器件阶段。随着微电子技术、IC 制造技术及EDA 技术的发展，特别是IC 制造技术进入到亚微米阶段后，电子应用技术乃至电子工程技术发生了极大的变化。
这种变化不是体现在电子技术应用领域的扩展，而是体现在基本应用设计技术上。这种应用设计技术的主要标志就是SOC（片上系统）技术，也可以叫作SoC 阶段。与器件阶段的IC 设计技术相比较，IC 设计技术已经成为电子技术的基本应用技术，而不仅是提供器件的支持技术。这种变化具有里程碑的意义，标志着电子系统设计技术从器件级设计进入到了系统集成设计阶段，标志着电子技术的技术基础从器件特性应用进入了电路特性设计。
随着这种变化的到来，高校的培养体系也发生了相应的变化，而在整个的培养体系中实验教学是培养IC 设计本科人才技术能力的重要环节。实验教学可以分为下述几个方面。①基本技术/技能实验教学；②专业基础实验教学；③专业技术实验教学；④专业的实践教学等。其中专业基础实验教学的教学目的一是培养基本电路技术和操作技能，二是学习电子系统测试、观察和分析的方法。专业技术实验教学是指IC 设计本科人才培养中的设计与仿真分析技术的教学环节，即软件实验教学。所谓软件实验，是指在EDA 环境中完成的实验。这部分实验的目的有两个，一个是学会使用软件工具，另一个是学习如何利用软件工具完成元件和电路的分析与设计。
在学科基础和专业理论基础教学环节中，主要工作是培养学生建模分析的能力；在专业技术教学环节中，重点是模型指导下的仿真分析技术。专业的实践教学包括专业的实习、毕业设计等环节，其目的是通过这些环节，使学生深入实际，运用所学的理论知识完成工程应用的需求。
二、实践教学改革面临的问题及改革基本设想
北京交通大学电子工程系的集成电路设计人才培养已经经过了7年的时间，有280名本科毕业生走向社会。根据几年来学生的深造和就业情况，反映出学校的培养体系已初见成效，毕业生得到了深造单位和用人单位的认可。但反映到实践教学的环节仍有一些值得改进的方面，如实验工具、内容的使用和市场主流有差距；实验环节不完善（缺乏流片环节）；实践性的环节内容不充实等。针对以上的问题提出以下改革的基本思路。
（一）引入先进的教学思路和EDA 工具，提高教学水平
欧美发达国家一直处于IC 设计的前沿，引入他们先进的教材、教学方法、EDA 工具等是电子工程系开展IC 设计人才培养的一个捷径。在近几年的改革实践中，我校电子工程系派教师出国（境）进修10人次，分别与瑞典、英国、美国等各知名的高校取得了联系，引进外文原版教材5本，应用于电子工程系的本科生教育。同时将先进的实践教学的思路和部分内容引入到教学中。
