1. 引言
新工科强调学科的综合性、交叉性和前沿性，注重培养适应新兴产业发展需求的创新型工程人才。近年来新工科建设的教育改革已通过组织模式创新、培养机制创新、内容方法创新和理论实践创新等多角度开展了相关的工作，新工科研究与实践项目成为推动从理论深化到实践创新的重要举措，已从多方面取得了一定的成果[1]-[5]。
集成电路科学与工程作为2020年设立的新兴交叉学科，是新工科的典型代表。教育部将集成电路科学与工程设置为一级学科，力图培养集成电路创新人才，解决我国集成电路产业发展卡脖子问题，这为集成电路的专业人才培养提供了学科体制上的支撑[6]-[8]。新工科建设推动了高校打破传统学科专业壁垒，整合多学科资源，为集成电路学科与计算机、电子信息、材料科学等相关学科的交叉融合提供了平台，促进了集成电路学科的快速发展。我国高校也正在通过推进课程改革，同时，加强高校与集成电路相关产业的合作，实现高质量集成电路人才培养。
2. 集成电路新工科创新实践实训基地建设现实困境
2.1. 现状分析
目前许多学校依托新工科创新实践实训基地积极开展了校企合作，通过产教融合提升了创新实践能力，已取得了一些成效[9]-[12]，形成了良好的产教融合机制，还有很多学校依托创新实践基地来提升学生的创新实践能力[13]-[15]，随着我国新质生产力发展的需求，许多企业转型升级对人才的需求提升，而高校将科研成果落地则要掌握产业界的真实需求。因此高校人才培养急需产教携手，产教融合成为高等教育界和企业界的共同呼声[16]。
众多高校纷纷建设集成电路实践基地或与企业合作共建共同搭建产教融合的平台。如北京集成电路产教融合基地，探索“企业出题、高校答题、产研一体”的人才培养方式。如电子科技大学聚焦机制深化、基地共建、队伍建设、模式创新，与国家重点单位、专精特新企业等组建产教融合共同体，打造“一核四翼”的基地建设新路径，在校内搭建前沿基础创新集群，与校外共建校外实践基地和联合实验室。长三角地区集成电路产业实践基地建设注重与产业集群结合，粤港澳大湾区实践基地建设强调国际化合作和应用创新，聚焦集成电路在智能终端、汽车电子等领域的应用[6]。
但目前总体来看还存在以下一些现实困境。
2.2. 缺少具备工程实践教师
教师是在产学研合作中将学术和技术进行转换和传递的重要角色。高校很多教师是从高校博士毕业到学校，往往更注重科学性问题的探究，缺少工程实践的经验。因此在教育教学过程中对学生工程实践能力的培养意识淡薄，习惯用讲授理论科学的方法来讲授实践课程，导致实践教学课程开展效果不理想。如果由教师直接来指导学生完成真实工程项目，教师还需要先提升自己的工程实践教学设计水平，而集成电路产业，企业的发展往往会比较快，学校的很多传统知识需要与时俱进地快速更新，因而对教师自身的技术储备与解决工程实际问题能力的要求大大提升。目前高校中具有企业背景的教师队伍还是比较匮乏的。尤其是集成电路领域产品周期比较长，学校对一个产品完整周期的反馈信息了解不足，因此无法将企业许多最新的真实情境引进到课堂中，学校教师对行业的技术标准了解不全面，导致对学生的培养中存在一些专业技术培养的缺失，缺乏对学生开展专业的技术指导的能力。而企业工程师又缺少足够的时间来掌握学校学习的进度和内容，对学生的知识体系和基础能力不是很了解，只有学生到企业后再根据工作需求进行培训。
2.3. 缺少校企深度合作课程
学校原有课程注重学生解题的能力，而企业更重视做事的能力。许多学校与校企合作建立相关的创新实践基地，但在基地的执行运行过程中，原有教学课程体系与企业的实践项目存在脱节的现象，学校现有的课程实践中更注重对单一课程的实践练习，缺少多学科交叉融合的综合创新实践，学生参与企业中可以解决真实问题的实践的机会较少，集成电路相关行业发展速度很快，一些先进工艺需要大量的资金投入后才能得到一些经验，而学校缺少这样的机会，所以原有课程中缺少行业中一些现场技术的储备，缺少企业真实案例的积累，原有课程的内容注重基本方法和原理，一些专门技术方面对学生的培养存在一定的滞后性。集成电路行业是一个高技术门槛的行业，需要有专门的培训，学生到企业后还需要单独的培训，从而拉长了人才的培养周期，因此缺少校企合作开展深度合作的课程，这些课程需要把企业的一些案例提前引入课堂，学校在原有课程中优化课程的内容，以企业的标准来规范课程的内容，让学生在进入企业前就按照企业需求的标准进行学习。
天津理工大学结合天津市发展12条重点产业链，围绕集成电路全产业链打造了“集成电路设计–全尺寸微纳器件制备–封装测试–系统与应用”的集成电路新工科创新实践基地。通过校企合作和产教融合创新实践基地建设，形成了产教融合发展的新模式。这些校企合作模式，拉近人才培养目标和社会行业的需求，提升了学生的就业竞争力。
3. 集成电路新工科创新实践基地建设研究
3.1. 基地建设背景
创新是集成电路产业发展的生命线，学校为集成电路产教融合实践基地提供3000平米左右实践场地，搭建了开展“集成电路设计–全尺寸微纳器件制备–封装测试–系统与应用”的创新实践平台。用以促进集成电路科学与工程学院进一步优化课程结构，在课程思政、科普教育基地、科学研究、人才培养、学科建设等方面与企业深度合作，推动产学研合作，培养高水平集成电路人才。目前，实践创新基地软硬件平台已搭建完成，几年来，基于该实践基地，集成电路相关专业充分利用集成电路相关企业在集成电路设计领域的研发和产业化优势，发挥天津理工大学在集成电路设计科研基础和人才培养的优势，推动产学研合作，共同构筑良性发展的集成电路创新生态，取得了许多卓越的成绩。
校企双方从“紧扣国家战略与全球需求，共筑发展引擎，共培双师队伍，共研实用案例库，共创人才培养新课程”。几个方面来打造如图1所示的“产业链–教育链–创新链–人才链”集群联动发展机制，构建校企合作平台，促进产学研深度融合，建立全方位、多层次的创新实践机制，形成了产教融合企业、教师、学生良性发展的育人生态系统。学校依托合作企业在集成电路产业链的行业背景，学习企业在高性能国产芯片设计、生产、制造、测试和应用等全产业链多年积累的技术经验，依托国产芯片产品的完善的生态系统，充分为学生提供与产业密切相关的创新实践素材资源。
Figure 1. Diagram of the structure of the integration base of industry and education
图1. 产教融合基地架构
3.2. 共筑发展引擎，厚植根基
基地人才培养紧扣国家战略与全球需求，共筑发展引擎，铸就胸怀祖国、放眼全球的人才核心素养，将专业教育与课程思政教育相结合，使学生在专业成长的同时，也能够成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设者和接班人。通过与产业链中不同企业的交流和对接，树立全面客观的人生观。许多国内外相关的集成电路知名企业如恩智浦、爱德万、飞腾等企业的专家被邀与学生交流，学生们能看到、听到、感受到这些知名企业的文化，聆听行业专家为学生介绍他们多少年坚持不懈努力的精神，以国家需求和全球视野为驱动的使命感成为学生学习的真实的榜样。
通过让学生切身体验、参观、制作小视频、开展丰富多彩的科普讲座活动、邀请企业专家进行专业讲座等形式，将集成电路产业的最新发展动态和社会主义核心价值观融入教学内容，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。同时，注重实践教学，鼓励学生参与科研项目和企业实习，通过实际操作和问题解决，增强学生的社会责任感和创新意识。
3.3. 共建双师型师资队伍，夯实力量
教师作为高等教育的重要成员，是提升学生创新实践能力的主导者，由于集成电路行业高风险，高技术门槛和高投入，使得行业的发展速度要优于学校。高校在培养创新实践人才时，大多数会与企业合作，邀请成功创业者、行业专家等作为兼职教师或特聘教授，聘请企业中的科技骨干人员到学校中担任校外指导教师，或者通过采取“双导师”制度，让校内和校外的导师一起指导学生，弥补教师教学实践经验不足等问题，提升教学的针对性。
但企业的工程师更注重的是技术能力的提升，对学校的人才培养体系不是很了解，学生的先修课程和前期实践能力了解不全面，在短时间之内对学生的指导缺少针对性，有些知识和能力的衔接不充分，所以学生接收起来的效果欠佳。
我校与企业共同搭建了学校和企业合作发展平台，校企双方共同选派优秀的师资队伍，利用企业资源和高校的平台，通过行之有效的措施建设双师型师资队伍。
校内教师参加企业的系列培训，并参与企业的相关资格考核，通过考核的教师可获得企业认定的培训合格证书。企业的工程师与校内相关教师根据不同阶段的学生进行摸底了解，校企教师共同对不同学习阶段的人才探索合适的人才培养内容、模式、进度和计划。将企业丰富的工程经验引入课堂，为学生按照企业标准进行相关指导，很多企业的元素融入了教学，快速提升了专业教师实践教学水平。学校教师通过与企业零距离的接触，了解企业的需求和行业的标准。在后期的教学过程中优化原有的知识体系，并传递给学生，实现了产业链与教育链紧密结合。
3.4. 共研务实致用案例库，丰富内涵
学校如何与企业合作，如何精心研发产教融合优秀案例和项目，是实践基地长期高效发展的重要支撑。尤其是实践类课程没有合适的配套教材，对于地方院校的学生来说，实践能力的差异比较大，教师无法做到一对一的指导，学生在实践过程中遇到一些问题无法解决就容易放弃。因此需要一些务实致用的案例库来辅助学生学习，帮助学生可以根据自己的学习进度和需求开展相关的学习。
学校积极组织优秀教师依托创新实践实训基地，引入企业的真实案例素材，凝炼总结与企业合作交流过程中的相关知识点，采用循序渐进的方法，构建与学校原有课程知识体系相匹配的案例库。使学生通过不断地切身体验真实案例领悟相关的知识点，将理论知识和真实的实践有机结合，知道自己所学知识的真实应用场景，培养学生对专业的兴趣，训练学生的综合素养。充实学生创新实践活动的案例及相关知识素材。为实现多维度的人才培养提供务实致用的案例库。
3.5. 共建创新实践人才培养课程，引领方向
怎样开设创新实践实训课程，采用什么模式和方法通过校企合作，发挥校企各自的特长，提供学生参与创新实践项目的机会，加强实践能力的培养，这些任务是实践基地长期高效发展的核心任务。基地依托“集成电路设计–全尺寸微纳器件制备–封装测试–系统与应用”体系架构，对标全产业链中不同环节所需科研和人才需求，与集成电路产业链相关企业合作建立“集成电路全链条，产科教融合”人才培养体系，如图2所示，构建产教融合的课程体系，开展相关的项目制教学改革，形成产教融合、理论实践教学深度融合的课程特色，使学生能够接触到行业最前沿的技术和动态。
Figure 2. Diagram of the core curriculum items in relation to the IC industry
图2. 核心课程项目与集成电路产业关系图谱
基地依托集成电路全产业链，整合相关的专业，围绕课程实践、专业实习、专业创新实践等课程建立项目制课程和校企合作课程。突破原有的参观、演示、验证类的实践课程，把知识转化为相关的实践项目增加学生对企业真实项目的体验。
例如我校和飞腾信息技术有限公司依托集智飞腾创新实践实训基地开设了《创新与课外研学》的校企合作课程。在这门课程的建设过程中学校教师对接企业工程师，和企业工程师一起研讨制定教学计划、教学大纲和讲义。课程的内容是将飞腾CPU的鲜活案例引入课堂，开展理论和实践相结合的课程。讲解飞腾处理器和项目开发案例；结合ARM指令集架构，使学生了解CPU的架构和设计方法，从而加深对数字系统的理解，培养对专业的兴趣。满足在校学生的学习需求，解决学生遇到的困惑，同时也适用于企业工程师培训，能够使技术人员快速入手，掌握飞腾嵌入式开发板的使用。另外，在实践学习过程中，将计算机架构的讲解融入其中，使学生对计算机组成原理有所理解，为后续从事系统设计打下基础，满足目前对处理器设计人才的大量需求。
校企双方的教师分工合作，企业教师注重基于飞腾CPU系统的内核知识的介绍，学校教师注重学生原有知识与后期知识的衔接，校企双方的教师分阶段地为学生讲授课程，让学生开展与企业需求密切相关的实践课题训练，并共同指导学生完成实践课题。并引入企业工程师资质考核，考核通过的同学颁发企业资质证书和工信部证书，激励学生掌握实践训练的内容。每年课程结束后，校企双方共同总结学生们在课程学习中遇到的问题和收获，不断改进教学方法和内容。三年来共组织了210名学生学习了基于飞腾CPU平台的实践创新应用课程，203名同学获得了工信部和飞腾信息技术有限公司颁发的证书，该门课程的培训点燃了学生学习国产CPU的热情，致力于集成电路产业的发展。该门课程也获批了市级一流课程。
4. 集成电路新工科创新实践基地建设成效
基于集成电路新工科创新实践基地的持续多角度的建设，通过校企合作，教师将企业的行业技术标准和鲜活的真实工程案例引入课堂，进一步凝练知识，重构课程体系，为学生技术赋能，提升了学生综合创新实践能力，提升了教师的工程实践素养，为企业输送了可以快速上手，且具备扎实理论实践基础的人才，为企业的发展提供创新的源泉，最终形成了企业、教师、学生良性发展的育人生态系统。如图3所示，创新实践基地的建设为创新人才培养模式提供了很好的样例。取得了明显的成效主要体现在以下几个方面。
Figure 3. Diagram of the ecosystem for the integration of industry and education in the training of human resources
图3. 产教融合育人生态系统
4.1. 拓展企业实践案例库
通过校企合作为国产芯片的进一步发展建立了良好的生态圈，为企业输送了一批优秀的人才，校企合作过程中学生通过创新的实践拓展，学生开展了基于国产芯片相关应用如平台智能家居、机械臂控制、手势识别、人体姿态识别、无人机等多个领域的创新实践探索，为国产芯片的应用提供了创新的案例，其中2023年学生开发的12个案例入选了飞腾公司的案例库。这些案例为企业的生态建设提供了创新的素材。2025年学生基于飞腾派的无人机控制系统作为优秀案例入选飞腾公司在哔站的宣传视频，得到了许多同行广泛的认可，为飞腾公司芯片的应用提供了很好的案例。同时通过实践训练为企业后期人才的输送提供了重要的源泉。通过校企合作从初步的认知到进一步的科创融汇，进而拓展和丰富的企业实践案例库。
4.2. 提升教师的工程实践素养
教师用企业案例不断充实校内课程内容和教材建设。根据产业需求和职业发展能力需求，形成“产出导向、引企入教、持续改进”动态校企紧密协同育人的人才培养系统。科教融汇构建“做中学”的教学模式。以此反哺企业的实践技术，形成校企深度协同育人平台。获批教育部协同育人项目4项，获批中国计算机学会创新基金1项，4名教师获得企业资格证书，1门课程获批市级一流课程。更重要的是提升了教师队伍的工程实践素养，建立了学术和技术的桥梁，拓展了专业学科的范畴。
2023年联合飞腾成功举办“国产CPU赋能高校人才培养师资培训”。来自全国20所高校的40名教师参加此次培训。此次培训是推进校企合作、产教融合开展示范活动的有益尝试。知名媒体《凤凰网》《北青网》《中华网》《教育联展网》等多家新闻单位对该教学成果进行了宣传报道，引起社会广泛关注。师资能力的提升为后期产教合作奠定了重要的基础，具有很好的社会辐射效应。
4.3. 辐射新工科实践教学成果
自2021年以来，学生已有210名学生学习了基于飞腾CPU平台的实践创新应用课程，203名同学获得了工信部和飞腾信息技术有限公司颁发的证书，61名学生获得了优秀学员证书；该成果在2023年11月23日通过津云平台报道；《天津教育报》在2023年12月1日以《探索集成电路专业学生培养特色路径》为题宣传推介该成果，认为该成果“推动产教融合，科教融汇，增强发展优势，为我国集成电路人才培养做出应有贡献”。
2022~2024年我校参加全国集成电路创新创业大赛获得国家级一二三等奖项共8项，省部级奖项74项等优异成绩，在全国高校中连续多年被评为优秀组织奖。2024年在学科竞赛中获得国际级3项、国家级12项、省部级76项。
通过新工科创新实践基地的建设，学生在创新实践基地不断被滋养，迸发出了无限生机与活力，学生能够系统规范掌握理论和实践结合的基本方法，并由此开展更高阶的创新实践活动。学生们通过参与一个个真实案例的实践活动，加深了理论知识的理解，激发了学生的学习兴趣和潜能。训练了学生们不畏难，不放弃的品格。这些专业的训练为将来的工作和学习奠定了很好的素养。无论从学生参加各种学科竞赛的成绩，还是学生就业或进入研究生后的后期学习工作情况看，学生的综合实践能力得到了企业和兄弟院校的认可。
5. 结语
集成电路新工科创新实践实训基地的建设通过“紧扣国家战略与全球需求，共筑发展引擎，共培双师队伍，共研实用案例库，共创人才培养新课程”多维度打造了“产业链–教育链–创新链–人才链”集群联动发展机制，形成了企业、教师、学生良性发展的育人生态系统。学校与企业共享资源和成果，形成了合力。企业吸纳了具备扎实技能的创新人才、获得了产教融合的科研创新成果，实现产学研紧密结合，推动产业的创新发展。学校深入了解行业需求和发展趋势，根据实际需求调整教学内容和方法，促进产业的技术升级和创新发展，培养符合市场需求的高素质人才。形成人才与创新互为促进的良性互动，为飞速发展的产业界精准培养适任的创新实践人才，为培养面向工业5.0的新一代工程师提供重要的支撑。
基金项目
基金1：2023年天津理工大学校级教学基金重点项目“集智飞腾”创新实践实训基地建设研究与实践(ZD23-05)；基金2：2024年天津理工大学“课程思政”课改专项“电路分析”(KG24-03)；基金3：2023年天津市级教学基金重点项目，“产教融合背景下集成电路创新人才培养改革研究与实践”，(A231006004)；基金4：2024年教育部产学合作协同育人项目基于飞腾“CPU的教学案例库和实训基地建设”(231103428132421)。
NOTES
*通讯作者。