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[中圖分類號]G40-012 [文獻標識碼]A
21世紀是以高新技術為核心,知識經濟占主導地位的時代,工程技術對經濟與社會的推動作用越來越重要,技術應用型人才的培養決定了一個國家的綜合國力和國際竟爭力。美、英、法、德、日等工業發達國家,由于注重加強技術應用型人才的培養,為其工業化崛起提供了及時高效的技術支持。
電子科學與技術專業是目前應用前途很廣,社會需求量較大的專業之一。我校電子科學與技術專業于2007年開始招收電子科學與技術本科學生,到現在已有一屆學生共近50名學生順利畢業了。現在回眸總結這幾年我校在電子科學與技術新專業人才培養建設體會,總體上看,這屆畢業生不僅實踐動手能力很強而且理論基礎扎實,普遍受到用人單位好評和歡迎。當然我們也應當清醒地看到在電子科學與技術專業人才培養建設許多環節中仍然存在不少不足。其中最突出問題之一就是在人才培養的方案缺乏針對性和因材施教理念,同時實驗設備及手段還不足,導致部分學生的學習效果并不十分理想。本人長期從事我校電子科學與技術專業人才培養制定及教學工作,切身感覺到提高我校電子科學與技術專業本科人才質量未來還有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于學生的基礎,滿足服務于未來社會行業市場的需求,著重培養學生的實踐能力,更好、更快和更多地為社會培養電子科學與技術專業的高級應用人才。為了達到上述這一宏偉目標,我校電子科學與技術專業的人才培養必須進行改革,使人才培養更具有鮮明的特色。電子科學與技術專業的人才培養改革思路主要從以下幾個方面著手。
一、滿足電子科學與技術專業社會需要,找準定位
我校電子科學與技術專業的定位問題是其發展的核心問題,作者認為,給我校電子科學與技術專業定位,一定要突破管理理念,樹立真正的市場理念,揚棄固定模式,瞄準電子科學與技術專業市場需求的現狀和未來,社會發展需要什么樣的人才,我們就培養什么樣的人才,依靠我校師資、信息等優勢,辦出特色,創出品牌。因此,作者認為我校電子科學與技術專業培養人才目標是基礎扎實、實踐能力強和具有一定創新的應用復合型人才,適應市場需要。為此,我校電子科學與技術專業在教育、教學管理上應注重培養學生的創新精神和創業意識,注重提高電子科學與技術專業學生的適應能力、應用能力和競爭能力,真正培養出基礎扎實、專業過硬、兼備特長、全面發展的多元化應用復合型電子科學與技術專業人才。
二、實驗教學的改革
實驗教學旨在規范學生進行科學研究的行為,培養他們解決實際問題的能力以及創新能力。2011年,我?!拔㈦娮蛹夹g實驗室”獲得中央與地方高校資金資助,總金額達300萬元,極大地改善了我校電子科學與技術專業課程實驗條件,對這一實踐性教學環節進行了必要的改進,達到有利于對學生工程實踐能力的培養。為此,我們在“微電子技術實驗室”實驗教學中采用模塊式教學,由實驗基本知識和基本操作、基楚實驗、綜合設計實驗三個模塊構成。配合開放實驗室,為學生創造一個良好的工程實踐環境。
(一)實驗基本知識和基本操作。
這類實驗主要是使學生掌握簡單的測量方式、方法、常用儀表的原理性能及使用、選擇、讀數方法等,使學生對實驗有一個全面的了解。
(二)基楚實驗。
這類實驗要求學生根據指定的題目自行確定實驗方案、設計參數和所用的儀器儀表。通過此類驗證性實驗,既培養了學生的動手能力,又加深了對理論知識的理解。
(三)綜合設計性實驗。
這類實驗要求學生利用先進的“微電子技術實驗室”和多媒體實驗教學軟件,開設多種綜合型實驗,并要求學生在教師指導下,著重培養學生分析和解決問題的能力。
(四)開放實驗室。
實驗室對學生全天候開放,保證一人一組。在開放時間內,學生可以到實驗室根據自己所學專業特點及愛好進行設計性和綜合性實驗,不受規定實驗項目的限制,極大地激發了學生的學習的興趣,為他們日后從事科學研究打下堅實的實踐基礎。
三、加強電子科學與技術專業建設
我校電子科學與技術專業培養德、智、體全面發展,使學生在電子與信息系統領域具有較好的理論基礎、較寬的知識面和較強的實踐能力,具備電子技術和信息系統的基礎理論、基本知識和基本技能,能在信息、電子等行業從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用和開發,適應我國電子信息技術發展需要的專門工程實用技術人才。
電子科學與技術專業是一個較寬口徑的專業,其內容涉及到電子和科學工程兩個方面。本專業學生主要學習信號的獲取與處理、電子設備與信息系統等方面的專業知識,接受電子與科學工程實踐的基本訓練,具備設計、開發、應用、信息系統和集成電子設備的基本能力。
在設置專業方向上,應從培養素質性、通用性和實用性人才出發設置專業方向,可以設置應用電子和集成電路設計兩個方向,相應的專業課和選修課按需調整。
四、研究電子科學與技術專業學生特點,實施因材施教
因材施教是教學的基本原則,我校獨立學院電子信息工程專業的“材”與211院校相比最明顯的特點在于高考分數較低,這就有可能存在兩方面的不足:一是接受知識的能力相對較差;二是學習不夠刻苦。教學中如不注意克服這兩種劣勢,勢必影響教學質量的提高。我校電子科學與技術專業的“材”也有其優勢:一是就業壓力迫使他們要勤奮學習;二是城市生源偏多,家庭各個方面條件較好,相對而言,見多識廣,接受新信息、新事物反應快,動手能力強,思維比較活躍。作者認為,我校電子科學與技術專業的因材施教可從以下幾個方面著手:
(一)在學習方面,通過各種活動,如聘請電子科學與技術專家學者、社會知名人士、成功的企事業家等來校作專業指導和學術報告等,促進電子科學與技術專業學生的學習熱情,提高學習興趣,增強成才的緊迫感;做好電子科學與技術專業新生入學教育,在新生軍訓的同時,配合開展各種形式的紀律教育和專業教育,幫助電子科學與技術專業學生盡快適應新的學習生活;針對不同電子科學與技術專業學生的特點,通過設立獎學金、組織各種學習競賽,成立學習興趣小組,召開學習經驗交流會,開設各種強化班和補習班,幫助電子科學與技術專業學生掌握正確的學習方法,樹立學習信心,激發成才的欲望。
(二)在生活方面,通過嚴格管理培養電子科學與技術專業學生良好的行為習慣,加強對電子科學與技術專業學生日常行為的管理。堅持封閉式管理和開放式教育相結合的原則,加強紀律約束,加強電子科學與技術專業學生隊伍建設,對電子科學與技術專業學生實行相對封閉的管理的同時也要注意開展豐富的課外活動,促進電子科學與技術專業學生個性的發展,培養電子科學與技術專業學生的樂觀、向上的精神風貌。
(三)在心理健康教育方面,采用多種形式做好思想疏導工作。將心理健康教育列入電子科學與技術教學計劃,組織開展好日常的心理咨詢和輔導工作,有針對性地對電子科學與技術專業學生展開心理教育,建立電子科學與技術專業學生的心理跟蹤檔案,發揮班主任、輔導員的指導作用,及時調控電子科學與技術專業學生心理問題,幫助他們有效解決成長過程中遇到的各種問題。
(四)學校營造健康向上、積極進取的校園文化,通過開展各種社會實踐活動,組織電子科學與技術專業學生走出校門、接觸社會和了解社會對電子科學與技術專業人才和知識的需求。
五、加強電子科學與技術專業師資隊伍建設
在電子科學與技術專業教師隊伍方面,應著重處理自身師資和外聘教師的管理和培養問題。首先,應堅持聘任制和嚴格考核考評制度,并以此轉化為競爭激勵機制,教師的工作得到認可和回報,激發教師的工作熱情,提高工作效率。其次,為電子科學與技術專業教師提供在職培訓和進修機會。教師有了能促進自身可持續發展并實現教師電子科學與技術專業化的途徑,自然能安心工作。培養出本校電子科學與技術專業學科帶頭人,建立本校的核心教師隊伍。通過聘任高水平的電子科學與技術專業外聘教師(教授)或專家為學科帶頭人,以他們為主來構建教研室,開展電子科學與技術專業建設。目前本學科教師都具有985高校博士學位。
總之,在終身教育的大背景下,針對性、開放性、可持續性發展、市場性、實踐性和專業性是我校電子科學與技術專業人才培養方案所必須遵循的原則。我校電子科學與技術專業如果能夠切實轉變教育質量觀,以社會對電子科學與技術需求為導向,以滿足經濟社會發展對電子科學與技術專業人才的需求為目標,借助于其新機制,創新辦學模式,完全可以在電子科學與技術專業本科應用型人才的市場上辦出自己的特色和個性,贏得更大的發展空間。專本業2007級學生的成績統計分析表明,學生每門功課的平均合格率在94%以上,平均優秀率在70%以上。這說明學生的基本理論與基本能力達到了教學大綱的要求,符合預期效果。同時在全國和省級各類比賽中多次獲獎,在2009年全國大學生電子競賽中,2007級電子科學與技術專業李智同學和肖超軍同學獲湖南賽區竟賽一等獎,鄧超愛同學獲得國家勵志獎學金獎。
基金項目:中南林業科技大學教學研究項目“《電子科學與技術》專業人才培養目標、培養模式的理論研究與實踐”;中南林業科技大學教學研究項目“獨立學院《電子信息工程》專業人才培養目標、培養模式的理論研究與實踐”。
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1.引言
常州工學院立足于常州,服務于長三角地區,該地區是國內電子行業和產業的發達地區之一,對電子類人才的需求量非常大。隨著該地區經濟發展和產業結構升級,社會對人才的需求逐步呈現出多樣化和高層次化的要求。面對新形勢的發展需要,培養適應社會經濟發展和行業技術升級要求的應用型本科人才成為當務之急。電子科學與技術專業的人才培養需要符合口徑寬、適應性強、基礎扎實、發展潛力大等要求,因此課程體系的建設十分重要。
2.人才培養目標
培養方案和培養目標的制定要充分考慮相關高校、社會的需求,以及學校與專業的具體情況等各方面因素,并以行業技術進步、企事業單位需求和畢業生的反饋為參考依據。
通過對電子科學與技術專業的調研,以社會需求為導向,確定理論基礎實、口徑寬、實踐能力強、知識結構合理的全面培養模式和培養目標,以綜合素質培養和工程技術應用能力培養為主線,統籌編排課程體系,充分考慮和遵循學生的認知規律,以學生為主體,制定一套切實可行的、適合應用型本科人才的電子科學與技術專業培養方案和人才培養目標,以適應市場對電子工程技術人才的需求,提高學生的實踐和創新能力,從而增強學生的就業競爭力。
電子科學與技術專業的人才培養目標為:適應信息產業化的發展需要,培養具有良好思想道德素質和科學文化素質的應用型本科人才,使學生具有扎實的基礎知識和專業知識,具備設計、制造與生產實踐能力,具有不斷學習進步與更新知識的能力,能夠及時跟蹤并掌握新理論和新技術,在電子電路與系統、電子材料與元器件、半導體工藝等領域從事分析、設計、制造與測試等工作。為了實現以上人才培養目標,在培養計劃的制訂尤其是課程體系建設方面提出了更高要求。
3.課程體系建設
為了實現培養計劃和人才培養目標,電子科學與技術專業的課程體系建設主要包括以下內容。
(1)課程體系模塊化、層次化的應用能力培養體系。
課程體系以應用能力培養為核心,分為學校級、學院級和系部級三個層次。學校級通識課程模塊層次教授電子科學與技術專業的基礎知識,主要包括基本數學能力、英語能力、物理能力、計算機能力及思想道德法律等基本知識。構建以電氣學院專業基礎課程模塊層次為電類一級學科為基礎的知識結構培養體系,學院基礎的培養為知識面的拓寬打下良好基礎。系部級的電子科學與技術專業課程培養為畢業生的就業和繼續深造提供專業技術知識。分級課程建設體系造就了畢業生基礎知識扎實、理論知識雄厚、專業技術知識豐富、動手能力強等特點。
(2)理論與實際應用相結合的專業課程建設。
專業課程體系分為理論基礎課程和實際應用課程兩個層面,除了必備的工程數學與物理知識外,在專業知識方面,逐步建立電子材料、制造工藝、電子器件、基本單元電路、宏單元、子系統及系統的課程體系,打通自頂向下和自底向上的知識培養通路。以半導體物理和器件物理核心的課程體系構成了微電子學與固體電子學的理論基礎,為制造工藝和電路設計提供知識的基本結構。以信號與系統、電路設計與測試的核心課程體系作為電路的理論基礎,為電路方面能力的培養形成電子系統的知識基本結構。知識結構的分層次化、理論與實際相結合的培養體系覆蓋了整個電子科學與技術專業的知識能力點,全方位培養畢業生的理論基礎與工程實踐能力,重點培養從系統角度審視具體電子技術的能力。
(3)以微電子技術為主干的專業課程體系。
電子科學與技術專業的知識以微電子技術為核心,可以劃分為兩大體系:第一是半導體材料、器件和制造工藝;第二是集成電路設計與測試。在半導體材料、器件和制造工藝上,除了傳統與新型集成電路方面的應用,還與相關新型電光源、光伏材料與器件、光電材料與器件在知識結構上具有互通性。均以半導體材料為核心,引申到其他半導體材料與器件,在理論與實際應用和制造工藝上具有相似性。集成電路設計與測試涵蓋了微電子和光電子技術的電路與測試方面的內容,在電路方面,新型電光源的器件、核心芯片、驅動電路等,光伏器件與電路、光電子電路與信號檢測,與標準集成電路設計與應用具有共同性。在測試方面,涵蓋了電學測試與可靠性測試,完整地建立了功能測試與性能測試的基本概念。電子科學與技術專業的另一個特色是在設計與應用電子系統時,具備其他專業所不具備的電路工藝與器件的底層知識,從而在電子系統的設計與分析中具備更強的理解能力。
(4)全方位的課程實踐能力培養體系。
電子科學與技術專業的課程體系以理論與實踐相結合為設置理念,在課內實驗、課內實踐、獨立授課實驗、課程設計、科研實踐、實習及畢業設計等方面全方位構建實驗實踐體系,重點培養畢業生的動手能力和實踐能力。除了電氣學院的實驗中心和實驗室外,電子科學與技術專業有兩個專業實驗室:集成電路設計實驗室和集成電路測試實驗室。為教學、科研提供全方位的服務。集成電路設計實驗室主要提供學生在系統設計、電路設計、器件與工藝實驗等方面的專用軟件。集成電路測試實驗室主要提供電路測試、半導體材料、半導體器件、半導體工藝等各方面的實驗。在電子技術的材料、器件、電路設計、制造、測試等流程方面提供全方位服務。在實驗室開放上,實驗室開放給所有教師與學生使用,鼓勵學生進入實驗室參與教師的科研與參與畢業設計。
(5)教學與科研結合,校企結合的工程技術能力培養體系。
電子科學與技術專業的教師承擔了多項縱向與橫向項目,系部鼓勵教師與學生一起參與科研項目,為學生實驗實踐能力的培養提供良好的實驗實踐平臺和科研平臺,從而從項目角度提供給學生實訓機會。在校企產學研聯盟方面,電子科學與技術專業緊密聯系常州和周邊地區的企業,如銀河電子、天合光能、常州普美、常州歐智等多家企業,形成校企聯盟。參考卓越計劃的實施,電子科學與技術專業經常邀請外校和企業專家對學生開展前沿性科學講座與培訓,為畢業生的能力培養和就業提供指導。
4.實踐的效果
通過培養方案與人才培養目標的制定,重點進行電子科學與技術專業的課程體系建設,并通過多年教學與科研實踐,進行以下方面的實踐,取得了良好效果。
(1)完善電子科學與技術專業的課程體系,建立材料、器件、工藝、電路、測試和系統的能力點分布。
(2)從社會需求角度和人才知識結構出發,逐步對課程體系進行調整,增強課程體系之間的內在聯系,減少或刪除部分實用性不強的課程,增設社會急需的專業課程。
(3)強調應用能力培養,強化理論知識教學,增加實踐教學環節,增強學生的實踐應用能力,培養學生綜合應用電子科學與技術專業知識的能力。
(4)探索開設提高學生動手能力和操作能力的集中性實踐環節和創新環節,探討校企結合培養人才的新模式。
根據對本校歷屆電子科學與技術專業本科畢業生的跟蹤調查,九成以上的畢業生去向為長三角地區,平均每年有20%的畢業生進入國內知名高校讀研繼續深造,其余進入各企事業單位。通過對接收畢業生的各高校、企事業單位,以及畢業生進行的調查和反饋,本校電子科學與技術專業的課程體系建設能夠培養學生扎實的理論知識和熟練的實踐能力,有利于學生做好職業生涯規劃,能夠促進畢業生快速進入新領域和崗位,用人單位滿意度高。
5.結語
通過幾年對電子科學與技術專業課程體系的建設與實踐,基礎課、專業基礎課和專業課的設置逐步得到了發展和優化,梳理清楚了本專業各方面能力的培養,知識點和能力點的分布更系統化和體系化,并通過實踐進行了驗證和完善,為畢業生的就業和進一步深造打下了堅實的基礎。
參考文獻:
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作者簡介:周遠明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工業大學電氣與電子工程學院,講師;梅菲(1980-),女,湖北武漢人,湖北工業大學電氣與電子工程學院,副教授。(湖北 武漢 430068)
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0089-02
電子科學與技術是一個理論和應用性都很強的專業,因此人才培養必須堅持“理論聯系實際”的原則。專業實驗教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要教學環節,對于學生綜合素質的培養具有不可替代的作用,是高等學校培養人才這一系統工程中的一個重要環節。[1,2]
一、學科背景及問題分析
1.學科背景
21世紀被稱為信息時代,信息科學的基礎是微電子技術,它屬于教育部本科專業目錄中的一級學科“電子科學與技術”。微電子技術一般是指以集成電路技術為代表,制造和使用微小型電子元器件和電路,實現電子系統功能的新型技術學科,主要涉及研究集成電路的設計、制造、封裝相關的技術與工藝。[3]由于實現信息化的網絡、計算機和各種電子設備的基礎是集成電路,因此微電子技術是電子信息技術的核心技術和戰略性技術,是信息社會的基石。此外,從地方發展來看,武漢東湖高新區正在全力推進國家光電子信息產業基地建設,形成了以光通信、移動通信為主導,激光、光電顯示、光伏及半導體照明、集成電路等競相發展的產業格局,電子信息產業在湖北省經濟建設中的地位日益突出,而區域經濟發展對人才的素質也提出了更高的要求。
湖北工業大學電子科學與技術專業成立于2007年,完全適應國家、地區經濟和產業發展過程中對人才的需求,建設專業方向為微電子技術,畢業生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(激光器、太能電池、發光二極管等)的設計、制造、封裝、測試以及相應的新產品、新技術、新工藝的研究與開發等相關工作。電子科學與技術專業自成立以來,始終堅持以微電子產業的人才需求為牽引,遵循微電子科學的內在客觀規律和發展脈絡,堅持理論教學與實驗教學緊密結合,致力于培養基礎扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質高的微電子專門人才,以滿足我國國民經濟發展和國防建設對微電子人才的迫切需求。
2.存在的問題與影響分析
電子科學與技術是一個理論和應用性都很強的專業,因此培養創新型和實用型人才必須堅持“理論聯系實際”的原則。要想培養合格的應用型人才,就必須建設配套的實驗教學平臺。然而目前人才培養有“產學研”脫節的趨勢,學生參與實踐活動不論是在時間上還是在空間上都較少。建立完善的專業實驗教學體系是電子科學與技術專業可持續發展的客觀前提。
二、建設思路
電子科學與技術專業實驗教學體系包括基礎課程實驗平臺和專業課程實驗平臺?;A課程實驗平臺主要包括大學物理實驗、電子實驗和計算機類實驗;專業課程實驗平臺即微電子實驗中心,是本文要重點介紹的部分。在實驗教學體系探索過程中重點考慮到以下幾個方面的問題:
第一,突出“厚基礎、寬口徑、重應用、強創新”的微電子人才培養理念。微電子人才既要求具備扎實的理論基礎(包括基礎物理、固體物理、器件物理、集成電路設計、微電子工藝原理等),又要求具有較寬廣的系統知識(包括計算機、通信、信息處理等基礎知識),同時還要具備較強的實踐創新能力。因此微電子實驗教學環節強調基礎理論與實踐能力的緊密結合,同時兼顧本學科實踐能力與創新能力的協同訓練,將培養具有創新能力和競爭力的高素質人才作為實驗教學改革的目標。
第二,構建科學合理的微電子實驗教學體系,將“物理實驗”、“計算機類實驗”、“專業基礎實驗”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導體器件課程設計”、“集成電路課程設計”、“微電子專業實驗”、“集成電路專業實驗”、“生產實習”和“畢業設計”等實驗實踐環節緊密結合,相互貫通,有機銜接,搭建以提高實踐應用能力和創新能力為主體的“基本實驗技能訓練實踐應用能力訓練創新能力訓練”實踐教學體系。
第三,兼顧半導體工藝與集成電路設計對人才的不同要求。半導體的產業鏈涉及到設計、材料、工藝、封裝、測試等不同領域,各個領域對人才的要求既有共性,也有個性。為了擴展大學生知識和技能的適應范圍,實驗教學必須涵蓋微電子技術的主要方面,特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設計和半導體工藝兩個領域。
第四,實驗教學與科學研究緊密結合,推動實驗教學的內容和形式與國內外科技同步發展。倡導教學與科研協調發展,教研相長,鼓勵教師將科研成果及時融化到教學內容之中,以此提升實驗教學質量。
三、建設內容
微電子是現代電子信息產業的基石,是我國高新技術發展的重中之重,但我國微電子技術人才緊缺,尤其是集成電路相關人才嚴重不足,培養高質量的微電子技術人才是我國現代化建設的迫切需要。微電子學科實踐性強,培養的人才需要具備相關的測試分析技能和半導體器件、集成電路的設計、制造等綜合性的實踐能力及創新意識。
電子科學與技術專業將利用經費支持建設一個微電子實驗教學中心,具體包括四個教學實驗室:半導體材料特性與微電子技術工藝參數測試分析實驗室、微電子器件和集成電路性能參數測試與應用實驗室、集成電路設計實驗室、科技創新實踐實驗室。使學生具備半導體材料特性與微電子技術工藝參數測試分析、微電子器件、光電器件參數測試與應用、集成電路設計、LED封裝測試等方面的實踐動手和設計能力,鞏固和強化現代微電子技術和集成電路設計相關知識,提升學生在微電子技術領域的競爭力,培養學生具備半導體材料、器件、集成電路等基本物理與電學屬性的測試分析能力。同時,本實驗平臺主要服務的本科專業為“電子科學與技術”,同時可以承擔“通信工程”、“電子信息工程”、“計算機科學與技術”、“電子信息科學與技術”、“材料科學與工程”、“光信息科學與技術”等10余個本科專業的部分實踐教學任務。
(1)半導體材料特性與微電子技術工藝參數測試分析實驗室側重于半導體材料基本屬性的測試與分析方法,目的是加深學生對半導體基本理論的理解,掌握相關的測試方法與技能,包括半導體材料層錯位錯觀測、半導體材料電阻率的四探針法測量及其EXCEL數據處理、半導體材料的霍爾效應測試、半導體少數載流子壽命測量、高頻MOS C-V特性測試、PN結顯示與結深測量、橢偏法測量薄膜厚度、PN結正向壓降溫度特性實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業實驗課、理論課程的實驗課時等。
(2)微電子器件和集成電路性能參數測試與應用實驗室側重于半導體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數等的測試與分析方法,目的是加深學生對半導體基本理論、器件參數與性能、工藝等的理解,掌握相關的技能,包括器件解剖分析、用圖示儀測量晶體管的交(直)流參數、MOS場效應管參數的測量、晶體管參數的測量、集成運算放大器參數的測試、晶體管特征頻率的測量、半導體器件實驗、光伏效應實驗、光電導實驗、光電探測原理綜合實驗、光電倍增管綜合實驗、LD/LED光源特性實驗、半導體激光器實驗、電光調制實驗、聲光調制實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業實驗課、理論課程的實驗課時、課程設計、創新實踐、畢業設計等。
(3)集成電路設計實驗室側重于培養學生初步掌握集成電路設計的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設計軟件的使用方法、設計流程等,并通過半導體器件、模擬集成電路、數字集成電路的仿真、驗證和版圖設計等實踐過程具備集成電路設計的能力,目的是培養學生半導體器件、集成電路的設計能力。以美國Cadence公司專業集成電路設計軟件為載體,完成集成電路的電路設計、版圖設計、工藝設計等訓練課程。完成形式包括理論課程的實驗課時、集成電路設計類課程和理論課程的上機實踐等。
(4)科技創新實踐實驗室則向學生提供發揮他們才智的空間,為他們提供驗證和實現自由命題或進行科研的軟硬件條件,充分發揮他們的想象力,目的是培養學生的創新意識與能力,包括LED封裝、測試與設計應用實訓和光電技術創新實訓。要求學生自己動手完成所設計器件或電路的研制并通過測試分析,制造出滿足指標要求的器件或電路。目的是對學生進行理論聯系實際的系統訓練,加深對所需知識的接收與理解,初步掌握半導體器件與集成電路的設計方法和對工藝技術及流程的認知與感知。完成形式包括理論課程的實驗課時、創新實踐環節、生產實踐、畢業設計、參與教師科研課題和國家級、省級和校級的各類科技競賽及課外科技學術活動等。
四、總結
本實驗室以我國微電子科學與技術的人才需求為指引,遵循微電子科學的發展規律,通過實驗教學來促進理論聯系實際,培養學生的科學思維和創新意識,系統了解與掌握半導體材料、器件、集成電路的測試分析和半導體器件、集成電路的設計、工藝技術等技能,最終實現培養基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高、適應范圍廣的具有較強競爭力的微電子專門人才的目標,以滿足我國國民經濟發展和國防建設對微電子人才的迫切需求。
參考文獻:
電子信息工程、電子科學與技術、電子信息科學與技術:傻傻分不清楚
不少同學面對“電子信息工程”“電子科學與技術”“電子信息科學與技術”這三個非常相近的專業名詞時,會感到迷惑。作為“電子”相關的專業,就像是三胞胎一樣,在一些院校被俗稱為“三電”。相對于通信工程和光信息科學與技術而言,它們都是較寬口徑專業,所學的專業知識更廣,當然就業面也會更廣。通信工程和光信息科學與技術專業,所學的專業知識更有針對性,更加深入,也比較精細。現如今,高校開設“三電”專業的大學非常多,一般的理工類院校和綜合性大學幾乎都有,甚至一些文科類大學也開始嘗試開設。那么這三個專業到底有什么區別呢?
首先,從教授的課程來看,這三個專業在大一、大二、大三上學期所學的基礎課程基本一樣,只是在大三下學期、大四開設的專業課程有不同的側重點――電子信息工程重“信息”,即信號處理,學習硬件電路、軟件編程;電子科學與技術重“電子”,即硬件電路設計,學習物理電子、光電子和微電子學;電子信息科學與技術重電路設計,跟電子科學與技術專業最為接近,它作為后者的子專業,學習范圍更廣,包括電子、計算機、信息技術三大知識板塊,可以說是集電子信息工程、電子科學與技術于一體。
其次,從就業來看,電子信息工程專業的學生畢業以后可以當軟件工程師(設計開發各種軟件)、電子工程設計師(設計開發一些電子、通信器件)。電子科學與技術專業的學生畢業以后可以從事開發計算機硬件工作,當電路設計工程師(這個專業主要有兩個就業方向,一是集成電路生產企業,二是集成電路設計企業)。電子信息科學與技術專業的學生就業口徑最寬,有著“萬金油”之稱,電子方面,可以做電路設計工程師;信息方面,可以做電信工程師;計算機方面,可以開發軟件、硬件。
【推薦院?!壳迦A大學、北京大學、南京大學、復旦大學、南開大學、上海交通大學、華南理工大學、北京郵電大學、南京郵電大學、西安電子科技大學、杭州電子科技大學、中國科學技術大學
通信工程:“信息”中的王牌專業
通信工程具有極廣闊的發展前景,也是人才嚴重短缺的專業之一。通信行業涉及領域廣,可以說是橫跨了電子和計算機行業。而通信工程專業跟前文介紹的“三電”專業不同之處在于,通信工程專業知識更加有針對性,側重于“信息”,理論學習更加深入,課程難度大,可以達到“基本掌握”。而同樣是側重于“信息”的電子信息工程專業,只能說是“基本了解”。主干課程中,如程控交換技術、移動通訊、計算機網絡通訊、光纖通訊等,都是“三電”專業不會開設的。該專業要求畢業生掌握通訊技術和計算機技術的基本理論與設計方法及程控交換技術、光纖通訊、移動通訊和計算機網絡通訊的基本原理及應用方法。
通信工程專業在本文提及的所有專業中,開設最早,招生的分數線最高,得益于通信行業的高速發展,一直是非常熱門的“王牌專業”。因為其在信息、信號處理方面專業知識學習比較深入,畢業生選擇考研,特別是報考信號處理、無線電波等方向優勢會比較明顯。當然,就業也非常不錯,在通信領域中從事研究、設計、制造、運營的工作及在國民經濟各部門和國防工業中從事開發、應用通信技術與設備的高級工程技術的工作。比如選擇去電子信息類技術研發的相關科研院所,中興、華為、大唐、富士康等設備制造商,摩托羅拉、三星、貝爾等外資企業;也可以去通信運營商,如中國電信、中國移動、中國聯通等,從事信號處理類的研發、設計工作。隨著現在國家大力推廣的3G移動通信技術,通信工程專業的畢業生專業優勢明顯,專業對口,相信在就業時,可以得到更多被青睞的機會。
【推薦院校】清華大學、北京大學、北京郵電大學、北京航空航天大學、北京理工大學、上海交通大學、東南大學、國防科學技術大學、哈爾濱工業大學、西安電子科技大學
光信息科學與技術:徜徉在光的海洋
光信息科學與技術,這個名字聽起來很抽象,其實卻實實在在地存在于你我的日常生活之中:我們同美國親友之間的越洋電話聯系,依靠的是太平洋海底長長的光纖;我們上網所用的寬帶、用超大規模彩色LED(液晶)顯示器欣賞色彩艷麗的畫面,都是對光信息技術最直接的體驗。
本專業培養具備光信息科學與技術的基本理論、基本知識和基本技能,能在應用光學、光電子學及相關的電子信息科學、計算機科學等領域(特別是光機電算一體化產業)從事科學研究、教學、產品設計、生產技術或管理工作的光信息科學與技術高級人才。本專業學生主要學習光信息科學與技術的基本理論和技術,熟悉光學、電子學技術和計算機技術。
作者簡介:胡杰(1979-),男,河南信陽人,太原理工大學信息工程學院,副教授;張文棟(1962-),男,河南太康人,太原理工大學信息工程學院,教授。(山西 太原 030024)
基金項目:本文系山西省教學改革項目(項目編號:J2011012)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0018-02
隨著科技的快速進步和經濟的高速發展,我們的世界已經從工業經濟時代跨入了知識型經濟時代,在知識經濟的模式中,知識、科技先導型企業成為經濟活動中最具活力的經濟組織形式,代表了未來經濟發展的方向。[1]而隨著世界經濟形勢的悄然變化,經濟生產中對人才的需求也發生了巨大的變化,技能型專業人才不能滿足社會生產的需求,只有知識與技能兼具的高層次應用型創新人才才能受到社會廣泛的歡迎。[2]最近幾年,歐美等世界發達國家對人才的聘用與培養經驗已經證明了這種人才需求的迫切性,而且我國沿海發達城市對這些人才也是求賢若渴。這種人才需求的迫切性既對我們的高等技術教育提出了更高和更新的要求,也為其發展創造了良好的機遇。為此,各級政府和高等院校以及研究院所都極為重視,探索和研究如何培養應用型創新人才已然成為了一個重要的課題。
一、電子科學與技術應用型創新人才培養的必要性
21世紀被稱為信息時代,電子科學與技術是現代電子信息產業的基礎。[3]根據目前國內外電子科學與技術行業的現狀和發展趨勢,歐美等發達國家和地區的電子科學與技術產業已經步入蓬勃發展的階段,而中國伴隨著改革開放的步伐和國外資產的不斷涌入,電子科學與技術產業也開始步入上升軌道。在“十報告”中明確提出“建設下一代信息基礎設施,發展現代信息技術產業體系”,把“信息化水平大幅提升”納入全面建成小康社會的目標之一,并提出了走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路,促進這“四化”同步發展。中國電子科學與技術產業將有一個明顯的發展空間,高科技含量的自主研發的產品將進入市場,形成自主研發和來料加工共存的局面;中國大、中、小企業的分布和產品結構趨于合理,出口產品將穩步增加;高技術含量產品將向民用化發展,必然促進產品的內需和產量。隨著社會需求逐步擴大,電子科學與技術專業總體就業前景看好。
電子科學與技術專業的教育質量、規模、結構和市場的關系是一種相互制約、相輔相成的辨證關系。目前,市場對電子科學與技術專業人才的需求基本上是供不應求,特別是高層次的設計人才短缺。而國內目前對電子科學與技術人才的培養模式呈現為多樣性[4],只有包括清華大學和電子科技大學在內的8所高等院校擁有電子科學與技術國家一級重點學科,北京理工大學和西北工業大學等11所重點院校擁有物理電子學、電路與系統、微電子學與固體電子學和電磁場與微波技術4個電子科學與技術國家二級重點學科,很多一般的高等院校在教學水平和學生生源水平上遠遠不及重點高校,所以對電子科學與技術應用型創新人才培養能力上還遠遠不足,培養出的學生無法滿足當今社會生產的需求。
二、電子科學與技術應用型創新人才培養的發展之路
1947年美國貝爾實驗室發明了晶體管,開創了固體電子技術時代。[5]中國最早于1955年在北京大學開設半導體專業,1956年國家制定的12年科學規劃中把將半導體技術列為四大重點發展領域之一,同年由北京大學、南京大學、廈門大學、吉林大學和復旦大學五所大學聯合開辦了半導體物理專業,為后來我國的半導體行業的發展培養了大批專業技術人才。20世紀70年代,集成電路行業迅速發展,我國開始從國外引進集成電路生產設備,為滿足市場對人才的需求,很多高校先后開展了半導體物理專業,我國半導體領域開始發展。但是到20世紀80年代由于國內半導體技術的落后,同時受到國外半導體市場的沖擊,我國半導體行業出現低迷狀態。進入20世紀90年代之后,微型計算機和家電等信息產業的迅速發展推動了我國半導體行業的發展,同時中外合資熱潮的出現使我國在引進國外先進設備的同時和引進了先進的技術,至此我國的微電子行業開始了高速發展的時代。教育部1998年4月頒布了新的本科專業目錄和引導性專業目錄,將原微電子技術、光電子技術、物理電子技術、電子材料與元器件和電磁場與微波等本科專業整合為一級學科“電子科學與技術”。
目前,全國設有電子科學與技術相關專業的高等院校有170多所,在校學生約3-4萬人。其中全國重點建設的“211工程”院校中,有41所學校設立了電子科學與技術本科專業,在“985工程”重點建設院校中,有19所學校設立有電子科學與技術專業。電子科學與技術專業的發展現狀總體來說是良好的,主要表現在:本專業的規模在逐年擴大,開設此專業的學校和招生人數都在增加;本專業畢業生的就業率相對較高,這是與電子科學與技術行業的穩步發展相適應的。
三、太原理工大學電子科學與技術應用型創新人才培養的改革與創新
太原理工大學(以下簡稱“我?!保╇娮涌茖W與技術學科是在電子信息工程、通信工程、測控技術與儀器等相關專業的基礎上,進一步拓寬專業,加強基礎,為滿足社會人才發展的需求而進行的人才培養模式探索與改革。2010年電子科學與技術學科已獲得一級博士和一級碩士學位授權點,為我們的學科發展提供了機遇,為探索和改革電子科學與技術學科人才培養模式奠定了基礎。我們將進一步完善專業知識結構,既重視電子科學與技術傳統知識的傳授,又注重學科前沿及創新能力的培養,為培養高水平和高素質的高級工程人才打下可靠的基礎。
1.應用型創新人才培養的實驗教學體系創新
太原理工大學信息工程學院實驗技術中心于1998年7月成立以后,為加強學生實驗環節,先后建立了高頻電子線路及信號與系統實驗室、智能儀器與虛擬儀器實驗室、現代通信技術實驗室、微波與天線技術實驗室、電子工藝實驗室。實驗技術中心承擔信息工程學院電子信息工程、測控技術與儀器、通信工程專業教學培養計劃所涉及的全部實驗教學任務,每學年完成60余門課程的實驗任務、20余門課程的課程設計任務。
為了提高教學實驗水平,增強學生的創新素質和實踐能力,實驗技術人員積極參加有關學術交流活動,多次主辦“高級實驗技術研討會”、“新技術、新產品演示會”;在國內外學術期刊或會議上多篇;參編普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《過程控制實驗教程》以及《單片機技術及應用系統設計》、《可編程序控制器原理及應用》等多部教材;帶領學生積極參與全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽、大學生iCAN物聯網創新創業大賽、全國大學生電子設計大賽賽場、OpenHW開源硬件與嵌入式大賽和“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等國家賽事,并多次獲得國家級獎項,提高了學生的創新與應用能力。
2.校企合作的應用型人才創新模式
校企合作是高等院校培養高素質應用型人才的有力實踐方式,通過產學研結合的方式實現學校與企業信息和資源共享。學校利用企業提供的教學設備和崗位實習機會,提高了學生的實踐應用能力,實現了讓學生在校所學與企業實踐有機結合,而作為企業也不用為人才培養而大費周折,通過將員工送入校企共建基地學習和引進優秀畢業生的方式,提升企業創新能力,所以是一種“雙贏”的方式。
為提升電子科學與技術應用型人才的培養能力,學校先后與太原理工天成電子信息技術有限公司、太原市華納方盛科技有限公司、山西德力西電器有限公司、太原維康商貿有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技術企業簽訂了校企合作協議。山西德力西電器有限公司向我校捐贈了多臺電器控制設備,建立了“山西德力西電器控制實驗室”。太原維康商貿有限公司在我校建立產學研基地的同時設立了“維康助學金”,不僅為學生提供實習崗位的機會,也為家庭困難學生提供了經濟幫助。太原理工天成電子信息技術有限公司、太原市華納方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作為科研型高新技術企業,與我校建立了長期的學生創新與應用能力培養方案,各公司高級技術人員將作為學生的直接指導老師,指導學生進行生產實習和畢業設計的工作,為培養高層次應用型人才提供了保障。
3.學科研究領域的拓寬與創新
為讓學生學習和掌握世界最前沿的微米納米檢測技術,我校電子科學與技術專業引進多位國外留學歸來的博士人才,建立了微納系統研究中心,開展微納機電系統、生物傳感器和納米電子器件等方面的研究工作,微納系統研究中心目前承擔國家863項目、國家自然科學基金、教育部博士點基金、博士后基金等各類基金項目20余項,同時實驗室長期開展科技活動,學生申請后可進入實驗室跟隨導師進行為期半年或者一年的學習活動,期間學生會參與實驗室項目的科研工作和科技比賽活動,提高科研能力的同時鍛煉學生的實際動手能力。
為給學生提供更多的就業發展機會,更好地為山西省經濟快速發展服務,我校電子科學與技術專業師生結合山西省經濟特色,開展了煤礦水害超前探測與預警技術的研究,并以此為基礎積極申報了科技部重點領域創新團隊和山西省重點實驗室等,并承擔了山西省重大專項項目、山西省特色學科建設項目和山西省科技攻關項目等多項科研課題。在加強平臺建設的同時與山西省煤炭地質水文勘查研究院、同煤集團和北京睿呈時代信息科技有限公司建立了科研合作關系,為我校研究生和本科生提供了科技研發基地和實驗測試基地,促進了我校學生在煤礦安全領域中的就業和發展。
四、結語
我校電子科學與技術專業在實驗教學體系創新、校企合作的應用型人才創新模式和學科研究領域的拓寬與創新方面做的工作是研究電子科學與技術應用型創新人才培養模式工作的一部分,是學校電子科學與技術專業特色緊密結合人才培養、企業發展以及地方經濟特色的創新與改革,是面向新的國際形勢下培養高層次應用型專業技術人才模型的培養和探索。這一系列的工作將有助于培養學生的理論學習、動手實踐和實習能力,可以滿足知識經濟時代對高層次應用型創新人才需要,促進我校教育事業的改革與進步。
參考文獻:
[1]Andersson Thomas.全球知識經濟時代背景下的區域發展及繁榮治理[J].研究與發展管理,2012,25(2):55-65.
[2]張兄武.基于利益相關者理論的應用型創新人才培養模式研究[J].教育理論與實踐,2011,31(3):9-11.
這是一張考生的信息搜集表。筆者發現,李雨的高考分差(注:高考分差=高考成績一所在省相應批次控制分數線)為585-518=67分,按理說李雨的高考成績已經相當不錯了,他可以選擇院校和專業的余地較大,為何他又偏偏對電子科技大學的通信類專業感興趣呢?難道是李雨真的對電子科技大學惰有獨鐘嗎?如果果真是對電子科技大學情有獨鐘,按照李雨的分數報考電子科技大學應該是非常有把握的,那他也犯不著來找“家長俱樂部”的老師???
帶著這一系列的疑問,筆者跟李雨和其父母進行了一次長聊。原來,他之所以最初選定電子科技大學的通信類專業,是聽周圍的大人們說該校的這個專業非常好找工作,而且該校的通信類專業實力很強,但他又對其他院校和專業知之甚少,不知道自己的選擇是對還是錯,于是又來到“家長俱樂部。尋求專家的意見。
清晰的設計流程
從與李雨及其父母的交談中了解到,李雨對提前批次錄取的相關院校和專業不感興趣,因此志愿設計中不考慮提前批次錄取的院校和專業。
在專業意向方面,除了理學專業和醫學類專業自己的確是不喜歡外,其他專業都還是可以接受的。當筆者問起,為何不選擇走出四川到外面看看時,李雨一臉茫然地告訴筆者:就是不了解外省的高校??!不知道自己的分數能上哪些院校,所以到現在腦子里就只有電子科大。“外省的高校很多啊,你有沒有大致的院校范圍,比如某個城市或者地域范圍?”筆者試著引導他?!爱斎挥邪?,廣州、江蘇、上海,我當然想去這些地方??!”“我也想去廈門大學,但估計不行!”李雨又小聲嘀咕道。根據李雨的描述以及分數情況,筆者為他整理近三年來,部分一本院校在四川的錄取情況:
考慮到李雨未來有出國和繼續深造的打算以及較高的分數優勢,筆者在整理院校信息時,首選了“985工程”院校。
在為李雨梳理院校的過程中,筆者再次詢問了他的專業意向。李雨告訴筆者,除了醫學和研究型相關專業外,其他專業都可以接受。由于四川的一本批次實行的是平行志愿。按照“沖、穩、?!钡脑瓌t,筆者為他選擇的院校如下:
A志愿:廈門大學(專業志愿為:電氣信息類、電子信息科學類、建筑學、城市規劃、機械類、環境科學類,服從專業調劑);中山大學(專業志愿為:電子信息科學類、城市規劃、電子信息科學與技術、光信息科學與技術、環境科學類、生物科學類,服從專業調劑)。
選擇理由:廈門大學與中山大學地處經濟發達的廈門和廣州,并且這兩所院校歷史悠久,綜合實力較強,對外交流非常頻繁,這對考生以后的出國和繼續深造非常有幫助。
B志愿:東南大學(專業志愿為:自動化、電氣工程及其自動化、電子科學與技術、土建類、交通運輸類、測繪類,服從專業調劑)。
選擇理由:該校地處南京,是一所百年名校,其自動化、土建類等專業是該校的特色專業,專業實力很強。
C志愿:華中科技大學(專業志愿為:電子科學與技術、通信工程、電子信息工程、光信息科學與技術、電氣工程及其自動化,服從專業調劑)。
選擇理由:該校的電子科學與技術、通信工程、電氣工程及其自動化等相關專業為該校的特色專業,專業實力較強。
D志愿:電子科技大學(專業志愿為:通信工程、電子信息工程、電子科學與技術、微電子學、電氣工程及其自動化、電子科學與技術,服從專業調劑)
選擇理由:該校為“985工程”院校,其通信類相關專業實力很強,在行業內口碑很好。
E志愿:四川大學(專業志愿:電氣信息類、電子信息科學類、光信息科學與技術、高分子材料與工程、熱能與動力工程、水利類,服從專業調劑)。
選擇理由:該校為“985工程”的百年名校,且從該校近年來的錄取分差來看,遠遠低于考生的高考分差,因此將該校作為志愿的保底院校,應該是比較有把握的。
為了最大限度增加被錄取的幾率,各所院校都要求考生“服從專業調劑”。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)46-0129-02
一、目前教學現狀及存在的主要問題
隨著電子信息的迅速發展和技術的不斷進步,以及大學不斷擴招,大學生就業問題一直是牽動整個社會的重大問題。電子科學技術專業作為一個應用實踐型較強的專業,用人單位對電子科學技術專業畢業生的知識能力、知識結構提出了新的要求,不僅要求學生掌握本專業的理論知識,更重要的要有較強的綜合實踐能力。因此如何提高我系學生的綜合實踐力、增強畢業生在社會上的核心競爭力,已經成為提高畢業生就業率的一個重要因素。然而,電子科學技術專業作為我院的一個新型專業,在人才綜合實踐能力培養方面存在一些不足之處,主要表現在以下兩方面:
1.理論與實踐教學方式比重有待平衡。電子科學技術專業至今已招生四年,今年迎來第一批畢業生,就以往的人才培養模式看,由于缺乏相應的實驗條件,較偏重理論基礎教學,實驗環節較少。顯然,書本上的理論基礎知識必須與具體的實踐相結合,才能提高學生的綜合實踐力與核心競爭力,才有可能滿足于用人單位的要求,實踐教學的不完善構成了畢業生就業不理想的一個短板。
2.畢業設計的題目與學生就業取向不甚吻合。在畢業設計的過程中經常存在教師開出的畢業設計題目與學生就業取向不甚吻合的現象,這很可能導致學生被動從事畢業論文設計。由于教師開出的畢業設計題目往往偏重于理論計算或是模擬仿真,學生難以從事實踐鍛煉,學生感覺不到畢業設計對日后工作的作用,造成學生不愿投入精力,積極性不高,最后會導致很多本該由學生自己完成的畢業設計工作,最后卻不得不由教師代勞。因此,提高畢業設計題目與學生的就業取向的吻合度,將直接關系到學生畢業設計的質量,也是學生就業優勢的體現。
3.繼續深造學生畢業設計選題與未來研究方向結合。在眾多的畢業生當中,有部分學生會選擇繼續深造,這些深造的學生進入研究生階段,專業及研究方向會更加細分化,其研究方向也與未來導師的研究方向緊密聯系在一起,因此,當學生畢業設計題目與未來研究方向不太一致時,可能也會導致學生積極性不高,會出現應付畢業設計現象,嚴重降低了學生畢業設計的質量。
針對目前現狀,我們提出了一些改革理念及改革思路,探索能夠一方面提高學生對畢業設計的積極性,另一方面能夠使學生畢業設計的題目與內容與未來發展相結合,為學生盡快適應新的學習或工作環境起到一個良好的銜接作用。
二、改革理念及思路
1.改革理念。立足于在提高學生專業理論基礎知識的同時,加強培養電子科學技術專業學生綜合實踐能力。讓學生更好地滿足社會用人單位的需求,更快地適應新的工作環境,這直接關系到學院乃至學校的長遠建設與發展。
2.改革思路。針對目前現狀及存在的問題,通過建立多元化的畢業設計聯合培養機制能較好改善這種狀況。
畢業設計過程是培養學生應用能力最直接的手段。畢業設計作為大學生在校學習的最后一個教學環節,是大學生在學完全部課程以后,應用所學理論知識解決生產實際問題的一次綜合型訓練,是實現專業培養目標的一個關鍵型教學環節。該環節的教學效果,將直接關系到一名大學生綜合素質的提高,直接影響到一名畢業學生能否盡快適應新的工作環境,盡快適應社會需要。通過與實習企業達成協議,讓學生選擇與實習相關的畢業設計課題。學生可以結合企業的實際需要,以及學生自身的興趣及未來發展的需要,有針對性地選擇畢業設計題目。一方面調動了學生的積極性,讓學生有較多的時間去完成畢業設計內容,另一方面通過在企業做結合實際的畢業設計,讓學生更容易適應以后的新的工作環境。應屆畢業生在第七學期結束時基本都簽定了就業協議或是在用人單位實習,因此在第八學期的畢業設計中,結合學生的畢業去向有針對性地開展畢業設計是可行的,也是培養快速適應企業工作需要優秀畢業生的最佳時期,這種培養方式是一種“準定單式培養”。另一方面,加強指導教師工程實踐能力,增強題目的工程實用性。由于電子科學技術專業為新辦專業,實驗設備方面較弱,有些教師缺乏深入的工程背景,但教師理論基礎功底扎實,須加強指導教師進行工程實際能力,才能增強題目的工程實用性。對于已考取研究生的畢業生,可以結合指導教師的科研題目在研究(設計)院(所)進行畢業設計(論文),可以充分培養其科研能力。
但是對于以上各環節,盡管學?;驅W院在開展相關的工作,但是對于如何更有效地開展,獲得預期的效果還存在一定的差距,在具體的實施細則上還不夠完善,導致實施結果并不理想。
改革內容:(1)采用多元化畢業設計模式進行個性化培養。將參與畢業設計的學生依據其就業取向和未來發展方向進行分類,大致可分為考取研究生(或不簽約就業打算來年繼續考研)進一步深造型和簽約就業型。針對不同類型的學生特點,采用多元化畢業設計模式進行個性化培養。指導教師有針對性地開題,學生也可以根據自己的特長并結合自己的畢業去向,選擇適合的畢業設計題目。這樣做的好處是能夠充分調動教師和學生兩個主體的積極性。(2)建立多元化畢業設計聯合指導企業基地。我校地處長三角經濟活躍區域,半導體方面的大中型企業數量較多。就杭州市及周邊地區而言,就有數量較多的有關電子科學技術專業領域的企業,因此有優越的校企聯合優勢,可依托本地簽訂多元畢業設計聯合指導企業基地。(3)鼓勵指導教師與企業技術聯合,增強工程實際能力,增強題目的工程實用性。由于電子科學技術專業為新辦專業,實驗設備方面較弱,有些教師缺乏深入的工程背景,但教師理論基礎功底扎實,需鼓勵指導教師加強工程實際能力,增強題目的工程實用性。
方案:(1)在充分調研用人企業和往屆畢業生工作需要的基礎上,確定電子科學技術相關專業大類多元畢業設計聯合指導企業基地的模式。(2)基于多元畢業設計聯合指導,在為企業進行技術服務的同時使指導教師的工程實際能力得到再提高,結合實際確定設計題目。(3)對教師申報的畢業設計題目要嚴格把關,樹立以人為本、以學生為主體的理念,充分發揮本專業師資隊伍的優勢,采用多元化畢業設計模式,題目選擇盡量要結合學生的就業取向,與本專業聯系緊密,工作量飽滿,能夠在畢業設計期間完成或有階段性成果。
實踐:提出這種設想之后,我們與浙江縉云電力電子有限公司簽訂協議,根據學生具體情況,采用多元化畢業設計聯合指導,部分學生選擇去該公司進行實習,部分學生與本專業老師開展課題研究,還有部分學生考取外校研究生,選擇與未來導師進行課題研究,預先進入課題研究階段。通過學生的自由選擇,每個學生都找到了自己的未來發展方向,都非常有針對性地開展畢業設計,最后都取得了很好的效果。主要成果如下:
1.由于設計題目能夠與學生的就業取向相結合,可以充分調動學生積極性。
2.由于畢業設計采用與相關企業聯合指導的運行模式,可以充分鍛煉學生工程實踐能力,提高學生在社會工作中的核心競爭力。
3.由于畢業設計題目能夠緊密地與企業具體實踐工作相結合,使得學生在就業后的工作中能較快地適應企業的工作環境,實現學校培養與企業工作的快速“無縫對接”。
結論:電子科學技術專業作為一個應用實踐型較強的專業,用人單位對電子科學技術專業畢業生的知識能力、知識結構提出了新的要求,不僅要求學生掌握本專業的理論知識,更重要的是要有較強的綜合實踐能力。因此如何提高本專業學生的綜合實踐力、增強畢業生在社會上的核心競爭力,已經成為提高畢業生就業率的一個重要因素。本文針對本專業在人才綜合實踐能力培養方面的現狀及存在的問題,通過建立多元化的畢業設計聯合培養機制,能較好地改善這種狀況,讓學生更好地滿足社會用人單位的需求,更快地適應新的工作環境。
參考文獻:
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[3]朱卓璐.論藝術專業教育中結合社會實踐的必要性[J].美術學報,2009,(04).
中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)44-0224-02
天津工業大學電子與信息工程學院電子科學與技術專業成立于2002年9月,2003年正式開始招生,設定了微電子技術與光電子技術兩個專業方向,目前已開設的專業方向為微電子技術,以微電子器件和大規模集成電路設計與工藝為主要發展方向。電子科學與技術專業建設中我們廣泛地參考了清華大學、天津大學及國內其他重點大學的培養方案、教學計劃和實驗室建設,目前已具有“電子科學與技術”一級學科碩士點,建有半導體器件原理與測試綜合實驗室、半導體工藝實驗室和集成電路設計實驗室,達到了國內部分一流高校的微電子專業實驗室水平。十年的電子科學與技術專業建設中我們在本專業培養方案和教學計劃上做了大量的有益嘗試,以培養學生優良素質、綜合能力和就業競爭能力為重點,充分利用學校與企業、科研單位等多種不同的教育環境和教育資源以及在人才培養方面的各自優勢,把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗、實踐能力為主的生產、科研實踐有機結合的教育形式。
一、拓寬專業方向、夯實專業基礎
從電子科學與技術專業培養過程來看,為了突出專業方向,以往專業建設中我們往往設置了大量的專業技術方面的課程,但每門課程的課時數較少,同時壓縮了電子專業基礎課程的門數和課時數,造成學生基礎課沒有學好,專業課太多而每門課課時數過少以致學得囫圇吞棗,也就是專業基礎沒掌握牢,專業課更沒有學好。而大多數用人企業卻需要大量工作在生產現場,能夠處理生產當中各種實際問題的掌握豐富專業基礎知識的綜合性人才,這些人才所應掌握的知識不是一兩個專業能夠培養的。因此我們在電子科學與技術專業課程設置上不追求過新、過尖,注重拓寬專業基礎,增強學生的適應能力。通過基礎課和專業基礎課使學生打下較為扎實的專業基礎,培養學生的自學能力和分析問題、解決問題的能力。專業課設置不過窄、過深,給予了學生比較寬泛的知識,讓學生了解本專業的各種研究方向,同樣由于現在微電子技術發展很快,知識更新的周期很短,專業課不要求講得很深,主要讓學生了解本專業領域的主要業務范圍和處理問題方法。這樣培養學生在掌握扎實專業基礎知識基礎上,了解本專業方向的研究內容,掌握解決問題的基本思路和方法,以便能夠根據實際工作需要,迅速掌握相關專業知識。
二、電子科學與技術專業培養方案特點
電子科學與技術專業本科人才培養方案根據天津工業大學本科培養及學士學位要求制定。方案中規定了本專業學生在本科階段應修讀各類課程學分的最低要求,是審查本科生學習計劃、認定畢業資格、授予學士學位的主要依據。根據服務天津濱海新區經濟建設的電子科學與技術專業建設總體要求,對本專業調整了課程設置、學分要求和教學計劃,制定了本科人才培養方案和指導性教學計劃。培養方案具有以下特點。(1)加大培養方案的寬松度與靈活性,重視學生個性發展和創新能力培養。減少必修課程,增大選修范圍,使培養方案有更大的靈活性與適用性。學生可以在培養方案框架內,參考指導性教學計劃的建議,結合個人的實際情況自主選課。為學生的個性發展和創新能力的培養,創造了更大的空間。(2)重組專業基礎課和專業課,構建體現學科發展與專業特色的課程體系。大力度重組專業基礎課和專業課,拓寬專業的內涵,增大專業方向的靈活性和適用性?;旧习凑諏W科大類構建學科大類基礎,按一級學科構建專業基礎,按一級學科或二級學科重組專業方向課程。(3)加強實踐,將“實踐、探索、研究”融入教學過程。為了提高學生的學習興趣和學習主動性,增強學生的動手能力、表達能力以及分析問題和解決問題的能力,培養學生的團隊意識,本專業實踐環節在學校和學院的公共實踐課的基礎上,又開設了專業課程專題設計和專業系列性實驗等實踐課程。專業課程專題實踐的目的在于,引導學生綜合運用前面所學的基礎知識解決實際中的問題,因此課程專題實踐的題目采取由學生自擬、專業委員會審核的制度來確定。為了培養學生的團隊意識,課程設計采取組隊的形式,由3~4名學生組成一個課題小組,互相分工合作完成設計。本課程專題實踐在第6學期開設,為期8~10周,由學生利用課余時間完成,采用畢業設計的模式進行管理,最后以實物演示和論文答辯的形式結束。開設專業系列性實驗課程的目的在于,通過階段性實驗使學生明確學習目的,并能理論聯系實際,激發學生的求知欲,提高學生的學習興趣。本系列性實驗課主要依托本專業的實驗、實踐平臺來開設,分別于第4、6、7學期為學生開出。第4學期的實驗課主要讓學生了解本專業實踐平臺的結構和框架,并提出一些專業上的問題,告知學生要通過后續課程的學習才能解決這些問題,使學生明確學習目的。第6學期的專題實踐以設計型專題實踐為主,使學生通過實踐了解實際系統硬件結構以及工作原理,并能根據用戶需求進行設計、制作和調試。第7學期的實驗以綜合性設計為主,熟悉芯片級、板級和系統級設計方法和步驟。
三、強化實踐教學環節
大力加強實習教學環節,拓展一批校外實習基地,才能使學生走出去,學得成,真正做到學有專長。在校內,我們充分發揮專業實驗室在實踐教學方面隨時性、方便性的優勢,配備高水平的實習指導教師,向學生全天候開放,讓學生利用課余時間根據自己的特長和興趣到專業實驗室進行操作和技能訓練。在校外,我們充分發揮高??蒲袃瀯?,為天津濱海新區企業服務,建立穩固的校外實習基地,為學生提供了鍛煉實踐能力的廣闊空間,目前我們在社會上選定“天津南大強芯半導體芯片設計有限公司”、“天津市森特爾新技術有限公司”、“天津市海博光電科技有限公司”、“天津工大海宇半導體照明有限公司”等一些相關的公司、企業建立了相對穩定的實習基地和協作關系,讓學生到公司、企業參加技術性比較強的專業實踐,這樣的實習取得了較好的實踐效果。
四、開拓“產學研”模式的特色人才培養
隨著濱海新區被納入國家“十一五”發展規劃,其強大的功能集聚優勢開始迅速形成,這為天津市相關電子產業提供了絕佳的發展機會。天津濱海新區戰略目標之一是以增強自主創新能力為核心,以集聚國內外研發資源為主線,構建與國際接軌的研發轉化環境以及高效并充滿活力的科技創新體系,建設一流水平的高新技術研發與轉化基地。以濱海新區為產業聚集,發展電子信息產業等新型高科技產業,將加快濱海新區的總體建設步伐,奠定天津濱海新區乃至環渤海地區及全國的電子信息產業龍頭地位。同時,國家科技部、財政部、國家稅務總局公布了電子信息技術領域為國家重點支持的高新技術領域之一。因此,作為服務于電子信息產業的關鍵學科,在天津發展電子科學與技術學科具有重大的戰略意義。依托電子科學與技術專業的建設,我們已初步建立微電子專業方向,在辦學理念、人才培養目標、培養模式、培養質量等方面具有自己顯著的特色,培養的學生在半導體器件、集成電路設計等方面的素質和能力優于其他院校電子科學與技術專業學生。為達到“產學研”教育模式的實現,我們在教學內容中滲透科研工作中的新科學、新技術、新工藝,在教學方式上加強針對能力培養的實踐教學,不斷由校內向校外,由教室向生產現場延伸,在教學效果上通過嫁接、轉化、推廣和應用新科技、新工藝,培養出大批能熟練應用新技術、新工藝,并具有一定創新能力的高素質人才。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2017)02-0058-02
隨著半導體技術的發展,微電子技術已滲透到滲透到國民經濟的各個領域?!栋雽w器件物理》是微電子技術的理論基礎,是理解半導體器件內部工作原理的課程,是分析器件物理結構、材料參數與器件電學性質之間的聯系,其提供了半導體物理與電子電路設計間的物理邏輯與數學聯系,是基于CMOS工藝設計集成電路的必備知識。因而,在教學過程中,如何將物理圖像、數學模型與電子電路設計間的關系講解清楚,讓學生從物理和集成電路設計的角度深層次理解半導體器件成為授課關鍵。
一、教學內容與預期
《半導體器件物理》是微電子科學與工程專業的重要專業基礎課程,是在半導體物理課程基礎上繼續開展器件物理的分析、建模和應用,具有物理理論抽象、概念細節多、半導體物理與電路等學科知識相交叉等特點,學生學習較為困難?;诖耍菊n程授課以施敏先生著的《半導體器件物理》為主要教材,依據教學大綱和學生未來的工作實踐,對《半導體器件物理》課程教學內容進行了調整、充實和刪減。具體來說《半導體器件物理》教學內容可分為以下幾部分:1)介紹半導體材料、PN結、半導體表面的特性等,2)講解雙極型、MOS型晶體管的結構和工作原理,3)分析幾種有重要應用的半導體器件,如功率MOSFET、IGBT和光電器件等。[1,2]期望學生接受教學后的預期能力:1)能夠深入理解半導體器件關鍵物理概念和能帶理論;2)能夠將半導體物理與半導體PN結的行為結合起來理解分析;3)能夠以半導體PN結為基礎理解幾種不同的半導體器件;4)能夠理解和提出新型半導體器件設計中的關鍵物理和電學問題。
二、教學方法及學生能力目標
本課程以課堂授課為主,同時引入小組和班級討論、課后建模實踐等互動教學方法,培養學生構建器件物理圖像、建模和與電子電路設計綜合聯系的能力,獨立發現、分析、解決器件問題的能力。同時基于《半導體器件物理》課程的特點,在教學手段上采用板書公式推導與多媒體器件模型演示為主,網絡教學資源為輔,同時邀請集成電路產業半導體器件資深專家講座等形式,提高學生掌握知識和設計實踐的能力,提高教學質量。讓學生漸進達到如下能力:(1)知道基本概念,(2)從理論上理解和解釋,(3)能夠根據器件理論做出計算、模擬和實際的器件應用,(4)對器件進行綜合、設計、分析;(5)對器件能夠從物理和電學的角度做出專業評價。
三、學生學習效果評價方式
為了客觀評價每個學生的實際學習效果和激勵學習興趣,改革評價方式是十分必要的。在期末閉卷考試基礎上,對成績評價方式作如下新探索:增加平時成績比例,每個月進行一次小測試,針對幾個集成電路廣泛應用的建模理論和半導體器件,要求學生從半導體物理的角度作出獨立的分析報告,可以在課后查閱文獻資料,并在后續課堂上進行交流討論,增強學生獨立思考與實踐動手能力,培養學生深度器件分析能力。
課堂教學改革需要教師不斷思考、總結與創新,即要傳授知識,又要與學生互動反饋,讓學生更深刻迅速的理解專業知識,并能靈活的實踐運用。
參考文獻:
[1]施敏等,耿莉等譯.半導體器件物理[M].西安:西安交通大學出版社,2008.
[2]Donald Neamen著.趙毅強等譯.半導體物理與器件[M].北京:電子工業出版社,2013.
二、微電子科學與工程的專業特征
通過實驗、技能訓練和到實習基地頂崗實習,本專業畢業生應具備以下能力:(1)掌握數學、物理等方面的基本理論和基本知識;(2)掌握固體電子學、微電子器件和集成電路設計與制造等方面的基本理論和基本知識,掌握集成電路和其他半導體器件的分析與設計方法,具有獨立進行版圖設計、器件性能分析的基本能力;(3)了解相近專業的一般原理和知識;(4)熟悉國家電子產業政策、國內外有關的知識產權及其他法律法規;(5)了解VLSI和其他新型半導體器件的理論前沿、應用前景和最新發展動態,以及微電子產業發展狀況;(6)掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。微電子科學與工程專業具備以下特征:兼容性:本專業是理工兼容的專業,融合了物理學、化學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造學等多個學科的基本知識、基礎理論;交叉性:微電子科學與工程專業是超凈、超純、超精細加工等多種技術交叉的基礎上發展起來的學科;基礎性:微電子科學與工程專業是電子科學技術、信息科學技術、計算機科學技術的先導和基礎,是發展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。
三、學科建設的實踐與探索
學科建設是一個長期積累、不斷提高的過程,重在建設和積累。我們在建設過程中以教學團隊為抓手,以課程群為載體,以課堂教學為主渠道,以深化改革為手段,以培養學生實踐創新能力、持續提高教學質量為目標。將教學團隊建設、課程群建設和教學改革緊密結合,作為系統工程整體推進,實現成效的最大化。教學團隊建設、師資隊伍建設和青年教師培養相結合。教學團隊從師資隊伍中產生,不能孤立于師資隊伍建設之外,師資隊伍建設需要高水平教學團隊的帶領和引導,需要傳幫帶。為了使教學團隊具備堅實的基礎,同時發揮其輻射引領作用,必須提高教師的整體教學水平和大面積教學質量,必須大力狠抓師資隊伍建設,對于開辦時間不長的新專業而言,更要特別注重新進青年教師的培養。首先,理念引導,認識到位。我們始終堅持教學是人才培養的第一要務的宗旨,確立了教學的重要地位,為了把教學這個良心活做好,我們在教學活動中一再強調換位思考,希望任課教師要像當年要求自己的教師那樣要求自己,以對學生、學校、家長、專業、社會高度負責的態度講好每一節課。教師們教學態度端正、認識到位,責任心強,這是搞好教學工作的前提。其次,建立長效機制。通過建立一系列行之有效的規章制度、運行機制和政策措施,如青年教師培訓培養機制、教學信息交流反饋機制、資源經驗共享互用機制,通過互相聽課、針對性聽課、隨機聽課、學生評教等渠道了解、檢查教師的教學情況,做到有問題及時反饋、溝通并督促限期整改。針對新近開辦專業青年教師多的現狀,我們著力培養青年教師的教學基本功,定期、不定期召開青年教師座談會,交流治學、教學、科研經驗,要求他們跟班聽課并要聽不同教師的講課,博采眾長。同時,要求青年教師根據工作需要,結合個人特長選定主講課程(至少兩門),扎實練就教學基本功。鼓勵和支持年輕教師到國內外進修學習,加速他們的成長。
1.課程群建設、教學團隊建設與課堂教學相結合。
教學團隊不能脫離課程而單獨存在,課程群需要高水平的教學團隊去建設。目前課堂教學仍是本科教學的主渠道,因此必須將課程群建設、教學團隊建設融入課堂教學,才能把建設落到實處,并在具體的課堂教學中體現建設效果。微電子教學團隊和課程組認真研究了半導體物理、半導體器件、集成電路設計原理等這幾門課程之間的區別、聯系、共性和互補性,對傳統的教學內容進行了整合、改革,以促進各課程之間的相互滲透、優勢互補和資源共享,更好地處理理論教學、實驗教學和實際應用之間的關系。把教學團隊和課程群建設的成果有效地落實到課堂教學中,接受課堂和學生的檢驗,并做到互相促進,增強了整體效果。
2.課程建設與科學研究、教學研究、教學改革相結合。
只有深入開展教學研究,才能有效地推進教學改革和課程建設。我們對教學研究常抓不懈,常研常新,從教學內容、教學方法、教學手段和方案實施等方面全方位抓起,不斷深化教學研究和教學改革。對于課程內容的研究與改革,從宏觀上把握課程的科學體系和各部分之間的關系、理清主線、抓住要點;從微觀上對教材的具體內容進行深入研究,如MOS場效應管與現行手機屏之間的關系,由于和實際生活非常近,非常受學生的歡迎。教學方式與手段的研究與改革方面,可以閱讀科學史和科學家傳記,從中受到啟發,如楊振寧的老師泰勒水平很高,但往往無暇備課,上課時總是現想現推,有時就會陷入困境或誤入歧途,恰恰是在他擺脫困境和糾錯的探索中,讓細心的學生有機會親眼看到老師的思維過程和分析、解決問題的方法。這是鮮活的問題解決式教學,泰勒是無意的,有經驗的教師難道不可以有意而為嗎?教學的關鍵和難處在于揭示前人的發現過程和思想脈絡,這就需要任課教師了解相關的歷史和教育學原理,在發揮教師主導作用的同時,通過提問、專題討論等方式活躍課堂氣氛,促使學生積極思考,讓其從知識的被動接受者轉變為主動參與者和糾結探索者,發揮學生的主體作用。進而微電子科學與工程專業的教師把自己現有的縱橫向科研課題帶入課堂教學中去,讓學生感受科學研究的氛圍,并通過專業課程的熏陶培養學生的科學美感。
3.理論教學、模擬實驗、實驗教學與生產實踐相結合。
實踐性教學環節包括:認識實踐、畢業實踐和畢業設計等幾方面。加強實踐教學環節,突出微電子學應用型人才培養特色。提高校內實驗實踐基地建設的規模與水平;加強與校外教學實踐基地合作,提升校外合作教育基地的層次和聯系緊密度,實行“雙師型”教學模式,加強實踐教學環節,提高學生的實踐能力。形成先進的實踐教學理念,堅持不斷的實訓,構建以學生為主體的實踐教學模式,以取代傳統的教師主體式的模式,構建主動適應社會發展所需人才的培養體系。加大力度組織學生參加各類科技競賽,力求每年參與創新創業實踐和學科競賽活動的學生比例逐年遞增的趨勢。生產實踐是學生學以致用、鍛煉能力、增強創新的重要活動,通過不斷加強實驗性、實踐性、應用性、創新性教育環節,使學生自己體驗學、用微電子的樂趣,有效地提高了學生的實踐能力和創新意識。
[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)11-0112-03
0引言
西安郵電大學微電子科學與工程專業源于原計算機系的微電子學專業,2005年開始招收第一屆本科生,專業方向設置偏向于集成電路設計。2013年,根據教育部《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》的專業設置,將微電子學專業更名為微電子科學與工程專業。2009年至今,該專業累計培養本科畢業生6屆。根據歷年應屆畢業生就業情況和研究生報考方向,我們發現半導體工藝方向人數比重呈現逐年上升的趨勢。另外,隨著我國經濟的快速發展,中西部地區半導體行業的投資力度也越來越大,例如韓國三星電子有限公司、西安愛立信分公司等落戶西安,半導體人才需求日益增加。
根據2014年,微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位,設置出半導體工藝、集成電路設計兩大課程體系,可實現半導體工藝、集成電路設計和集成電路應用人才的個性化培養。半導體工藝課程體系除設置固體物理、半導體物理學、半導體器件物理等專業基礎課程外,還包含集成電路工藝原理、器件模擬與仿真、集成電路制造與測試和半導體工藝實習等專業課程。本課程體系是微電子技術領域人才培養的核心,旨在培養學生掌握集成電路制造的工藝原理、工藝流程以及實踐操作的能力,同時也是培養具有創新意識的高素質應用型人才的關鍵。
因此,整合集成電路工藝原理與實踐課程體系的教學內容,充分利用微電子技術實驗教學中心現有的硬件環境和優勢資源,加強軟件設施,例如實踐教學具體組織實施方案及考核機制的建設,構建內容健全、結構合理的集成電路工藝原理與實踐課程體系,對微電子科學與工程專業及相關專業的人才,尤其是半導體工藝人才培養的落實和發展具有重要意義。
一、面臨的主要問題和解決措施
(一)教學面臨的主要問題
課程體系是高等學校人才培養的主要載體,是教育思想和教育觀念付諸實踐的橋梁。集成電路工藝原理與實踐課程體系注重理論教學與實踐教學的緊密結合,不僅讓學生充分了解、掌握集成電路制造的基本原理和工藝技術,而且逐步加強學生半導體技術生產實踐能力的培養。然而,該課程體系相關實踐環境建設與運行維護耗費巨大,致使大多數高等院校在該課程體系的教學上僅局限于課堂教學,無法做到理論與實踐相結合。
為解決這一問題,學校經過多方調研考察、洽談協商,與北京微電子技術研究所進行校企合作,建立了半導體工藝聯合實驗室。通過中省共建項目和其他項目對半導體工藝聯合實驗室進一步建設、完善,為微電子科學與工程專業及相關專業本科生提供了良好的工藝實踐平臺。然而,在實際教學過程中,專業課程內容不能模塊化、系統化,理論教學與實踐教學嚴重脫鉤,工程型師資人員匱乏,教學效果不理想。因此,對集成電路工藝原理與實踐課程體系進行深化改革與探索,可謂任重而道遠。
(二)主要的解決措施
1.課程體系整合優化
集成電路工藝原理與實踐課程體系服務于半導體產業快速發展對人才培養的需要。本課程體系以集成電路工藝原理、器件模擬與仿真和工藝實踐為主線,將集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真、集成電路封裝與測試、新型材料器件課程設計和半導體工藝實習等課程內容進行整合,明確每門課程、知識的相互關系、地位和作用,找到課程內容的銜接點,讓每一門課程都發揮承上啟下的作用,保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求。在此基礎上,設置半導體材料、半導體功率器件、納米電子材料與器件等專業選修課,培養學生的興趣、愛好和特長,以滿足個性化培養需要。
為解決微電子科學與工程專業本科生實踐形式單一、綜合程度不高導致解決實際問題的應用能力不足等現象,集成電路工藝原理與實踐課程體系在力求理論教學與實踐教學有機融合的基礎上,設置微電子學基礎實驗、半導體器件模擬仿真、半導體工藝實習以及新型材料器件課程設計等實踐課程,形成由簡單到綜合、由綜合到創新的遞階實踐教學層次。通過獨立設課實驗、課程設計、科研訓練、生產實習、社會實踐、科技活動和畢業設計等實踐環節達到預期的效果。同時,注重課程形式的綜合化、科研化,提高綜合性、設計性實驗比例,使實踐課程與理論課程并行推進,貫穿整個人才培養過程。
2.考核體系的完善
考核體系總體上包括理論課程考核體系和實踐課程考核體系。目前,理論考核體系已基本成熟。然而,長期以來,我國教育領域由于實踐教學成本高、經費得不到保障,所以考核主體對實踐環節考核的積極性不高、重視程度不夠,導致考核制度不完善。集成電路工藝原理與實踐課程體系在不斷完善理論教學考核體系的同時,尤其注重實踐教學體系的改革。將教學實驗項目的實驗過程、工藝參數和器件性能等列為考核的過程。兼顧定性與定量相結合、過程與結果相結合、課內與課外相結合、考核與考評相結合的原則,不斷完善實踐教學的考核體系,形成以學生為中心的適應學生能力培養和鼓勵探索的多元實踐教學考核體系。該體系能全面、準確地反映學生的應用能力和實際技能,激發學生的學習動力、創新思維和創新精神,促進人才培養質量和水平的提高。
3.教學團隊構建
根據集成電路工藝原理與實踐課程體系對高素質應用型人才培養的需要,本教學團隊秉承“以老帶新”的傳統,為青年教師配備老教授或資深教授作為指導教師。在日常教學過程中,由老教師對年輕教師進行業務指導,負責教學質量的監控與授課經驗的傳授。在老教師的“傳、幫、帶”和示范表率作用下,青年教師間互相聽課、交流教學心得,定期組織教學競賽,體現以人為本,強調德才兼備,營造青年教師良好的教與學氛圍。同時,課程體系團隊積極為任課教師創造條件,加大隊伍培養建設,鼓勵教師走出去,了解企業的運作模式,提高自身的業務能力。目前,已有多位教師到企業參觀交流、參加各種業務能力培訓,取得了多種職業資格認證,教師的業務能力和水平得到大幅提升。
西安郵電大學經過多年建設和培養,形成了一支結構合理、師資雄厚的教學團隊,具有高學歷化、年輕化和工程化的特點。本課程體系現擁有任課教師15名,其中具有博士學位的教師7名,副高以上職稱的教師8名,40歲以下的教師占課程組教師總數的60%,具有工程實踐經驗的教師占課程組教師總數的40%。
4.實驗環境的優化
實驗環境是實踐教學和科學研究的關鍵性場所。根據微電子科學與工程專業半導體工藝、集成電路兩大課程體系對人才培養的需要,微電子技術實驗教學中心下設微電子學實驗教學部和集成電路實驗教學部,共計占地約1300平方米。微電子學實驗教學部下設微電子學基礎實驗室、半導體工藝仿真實驗室、半導體工藝實驗室、微 / 納材料器件實驗室、材料器件分析實驗室。微電子學基礎實驗室,擁有霍爾效應、高頻晶體管測試儀、四探針測試儀等常規設備,可實現微電子學專業基礎實驗。半導體工藝仿真實驗室,配置Silvaco、ISE和EDA等專業仿真軟件,可實現半導體器件工藝參數和性能的仿真。半導體工藝實驗室擁有雙管氧化擴散爐、光刻機、LP-CVD、離子束刻蝕機、磁控濺射臺、高溫快速退火和激光劃片等設備,可實現半導體工藝生產。微 / 納材料器件實驗室設計專業,配備排風、有害氣體報警系統,擁有氣氛熱處理程控高溫爐、納米球磨機、高壓反應釜等設備,可實現多種納米材料器件的制備。材料器件分析實驗室,擁有吉時利4200-SCS半導體特性分析系統、太陽能模擬器和化學工作站等設備,可完成新型材料器件的測試分析。
通過實踐教學資源配置、環境優化,實現了實驗教學中心的整體規劃和布局;針對大型貴重精密設備配備專業操作人員,進行定期的維護和保養;制定大型設備的操作流程和規范,保證實踐教學的順利實施。實驗平臺的建設,將為相關專業的本科生、研究生和教師在實踐教學、科研方面搭建一個良好的學術平臺。
二、改革的特色和預期成果
(一)改革的特色
1.校內實驗平臺的優化
集成電路工藝原理與實踐課程體系的構建,使專業培養方向定位更加明確、教學內容更加明了。尤其是在教學形式上,從教學內容整合、考核體系制定、教學團隊形成和實驗環境優化等進行了多方位、多角度的改革探索。圍繞集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真和半導體工藝生產實踐教學內容為主線,保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求;利用選修課實現學生專業個性化培養。通過合理設置理論課程與實踐課程比例、課內課程與課外課程比例,可有效地控制教學內容的穩定性、機動性,推進課程內容的重組與融合。同時,引領學生獨立思考、主動探索,激發學生的創新意識和提高學生解決實際問題的能力。
2.校企合作實驗平臺的構建
在校內實踐教學的基礎上,微電子技術實驗教學中心先后與西安芯派電子科技有限公司、西安西谷微電子有限責任公司等微電子器件及測試公司建立了良好的交流合作關系。這些關系的建立,可使微電子科學與工程專業的學生在校外公司,例如在西安芯派電子科技有限公司進行半導體器件再流焊工藝的實習。校內外互補的工藝實踐體系構件,使學生不僅掌握集成電路工藝實踐基本知識和原理,更能夠掌握實際行業內集成電路工藝中需要考慮的系列問題,從而培養了工程的思維方式。
(二)改革的預期成果
1.達到理論與實踐教學的有機融合
理論學習是知識傳遞過程,實踐則是知識吸收過程。實踐環節教學能鞏固、加深學生對課堂上所學知識的理解,培養學生的實踐技能。集成電路工藝原理與實踐課程體系,將課程體系教學內容按層次分為半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐三個主要部分。通過半導體工藝原理的學習,掌握材料器件的基本參數、性能和制備方法;通過器件模擬與仿真,了解各種制備方法、工藝參數和器件性能之間的關系;通過半導體工藝實踐,充分調動學生的學習積極性、主動性和創造性,從而有效地加深對理論知識的理解,鍛煉實際動手能力。通過理論和實踐的有機融合,可有效培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
2.實現教學的開放性
集成電路工藝原理與實踐課程體系,在理論教學方面,打破傳統課堂教學的局限性,充分利用現代多媒體技術,實現網絡教學。通過網絡教學系統,開展互動學習的教學模式。將傳統教學活動如批改作業、討論答疑和查閱資料等傳到網絡教學系統上;開發試題庫,建設合理的測試系統。在實踐教學方面,將部分實踐教學環節以錄像的形式上傳到網站上供學生學習、參考,部分實驗室實行全天候的開放,學生自主學習、管理。通過興趣小組、創新項目和開放性實驗等多種方式,形成團隊教師定期指導、高年級學生指導低年級學生的滾動機制,激發學生潛在的學習能力、創新意識,提高學生的學習興趣和實踐動手能力,為我校培養微電子技術領域高素質應用型人才奠定基礎。
三、結語
根據西安郵電大學2014年微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位及社會發展對半導體人才培養的客觀要求,本文提出集成電路工藝原理與實踐課程體系改革。本課程體系以半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐為主線,對教學內容進行整合、修訂和完善,保證半導體人才培養的基本規格和質量要求。根據現有實驗環境、實驗設備和優勢資源,進行資源優化配置,完成微電子技術實驗教學中心的整體規劃布局。通過師資隊伍的建設、切實可行的實踐教學管理制度的制定,明確任課教師的職責,出臺實踐教學質量考核標準,加強實踐教學環節的時效性。通過上述諸要素的相互協調、配合,實現集成電路工藝原理與實踐課程體系“非加和性”的整體效應,促進微電子技術領域應用型人才培養質量和水平的提高。
[ 參 考 文 獻 ]
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