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>> “射頻集成電路設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革初探 應(yīng)用于相控陣收發(fā)組件的射頻微波集成電路設(shè)計(jì)探討 納米尺度互連線寄生參數(shù)的仿真及應(yīng)用于CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì) 模擬集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)探討 《集成電路設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革與探索 集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)改革探索 集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探究 集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)CDIO培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐 集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系改革與實(shí)踐 《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理》課程教學(xué)探索 集成電路設(shè)計(jì)作為專業(yè)核心課程設(shè)置的探討 集成電路設(shè)計(jì)方法及IP設(shè)計(jì)技術(shù)的探討 集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀及探索 模擬集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)方法探討 《專用集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)方法初探 結(jié)合集成電路設(shè)計(jì)大賽談創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 同步數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中的時(shí)鐘偏移分析 《2012中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)及結(jié)論 模擬集成電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)化綜合流程研究 以工程需求為導(dǎo)向的集成電路設(shè)計(jì)閉環(huán)教育研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置:l.
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收稿日期:2013-09-10
以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(18號(hào)文件),2011年1月28日,國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》,2011年12月24日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而,我國的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年,全國進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片,超過石油進(jìn)口。2014年3月5日,國務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中,首次提到集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè),明確指出,要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái),在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn),引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月,國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年,我國芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%,集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場(chǎng)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求,2001年,教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。
我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè),期間,由于專業(yè)調(diào)整,暫停招生。2012年,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生,主要專業(yè)方向?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求,從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。
一、專業(yè)課程體系存在的主要問題
1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí),將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難,更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如,如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性,學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水,不可能學(xué)得懂。
但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課,開設(shè)較少課時(shí)量,學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí);有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程,而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。
2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且,在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒學(xué)好的基礎(chǔ)上,開設(shè)后面的課程,將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂,嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如:在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中,沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”,直接開設(shè)“晶體管原理”,造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ),很難進(jìn)入狀態(tài),學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí),如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論,就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念,以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。
3. 課程內(nèi)容理論性太強(qiáng),嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng),公式推導(dǎo)較多,并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí),過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo),而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握,使得學(xué)生(尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生)學(xué)習(xí)起來很吃力,學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。
二、專業(yè)課程體系改革的主要措施
1“。 4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式:“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”;“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測(cè)試”,實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則,根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí),環(huán)環(huán)相扣,合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序,形成先專業(yè)基礎(chǔ)課,再專業(yè)方向課,然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。
我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,也就是三個(gè)本科專業(yè)
大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開設(shè)課程,主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程,重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí),為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級(jí)開始,分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),大學(xué)三年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起,課時(shí)量為64學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù),其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí),又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性,擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1~12周,而其他3門課程的開課時(shí)間從第6周開始,從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外,“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí),由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且,先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為6~17周;再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容,課時(shí)量為48學(xué)時(shí),開設(shè)時(shí)間為8~19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測(cè)試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程,并設(shè)置其為選修課,這樣設(shè)置的目的在于:對(duì)于有意向考研的同學(xué),可以減少學(xué)習(xí)壓力,專心考研;同時(shí),對(duì)于要找工作的同學(xué),可以更多了解專業(yè)方面知識(shí),為找到好工作提供有力保障。 2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式,專業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開始開設(shè),時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才,需要對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等,而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。
在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,要盡量避免冗長(zhǎng)的公式及煩瑣的推導(dǎo),側(cè)重于對(duì)基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí),以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性,而雙極型器件可以稍微弱化些。
對(duì)于專業(yè)方向課程,教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí),也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用,以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程,尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此,在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如,在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中,總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變,理論課由原來的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級(jí)運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí),留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí),融會(huì)貫通,有效地促進(jìn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
關(guān)鍵詞:微電子;集成電路;課程群;親產(chǎn)業(yè)
中圖分類號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1674-9324(2019)19-0163-02
一、引言
微電子(集成電路)被稱為現(xiàn)代信息社會(huì)的“食糧”,是一個(gè)國家工業(yè)化和信息化的基礎(chǔ)。自2014年我國《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,設(shè)置千億級(jí)的集成電路發(fā)展基金以來,南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應(yīng)出臺(tái)了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據(jù)毗鄰臺(tái)灣的區(qū)位優(yōu)勢(shì),設(shè)立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金,并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)施意見》和《廈門集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地,打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈,最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。
在此背景下,廈門政府在集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封測(cè)以及人才儲(chǔ)備,全方位進(jìn)行布局和規(guī)劃。設(shè)計(jì)方面:紫光集團(tuán)投資40億元設(shè)立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項(xiàng)目,引進(jìn)展訊等國內(nèi)通信芯片設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)也在高速、射頻芯片領(lǐng)域取得可喜進(jìn)展,僅2016年,廈門就新增加60余家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達(dá)到140億元;生產(chǎn)制造方面:與臺(tái)灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設(shè)立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項(xiàng)目,總投資達(dá)62億美元,已于2016年12月正式投產(chǎn);三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司,主攻三五族化合物半導(dǎo)體芯片生產(chǎn);泉州晉華12寸存儲(chǔ)器廠則著眼于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的生產(chǎn)和銷售;封測(cè)方面則引入通富微電子股份有限公司,力爭(zhēng)打造一小時(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈;人才儲(chǔ)備方面:廈門政府與中國科學(xué)院微電子所共建中國科學(xué)院大學(xué)廈門微電子工程學(xué)院,輔以廈門大學(xué)、廈門理工學(xué)院、華僑大學(xué)等微電子學(xué)科,為廈門集成電路的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)輸送人才。
在此背景下,我校于2016年12月建立微電子學(xué)院,聯(lián)合臺(tái)灣交通大學(xué)、元智大學(xué)等微電子老牌名校,共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略,力求建立較為完善的課程群體系,為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。
二、微電子工程專業(yè)特點(diǎn)
首先,微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機(jī)械、化工、電子等專業(yè)不同,是一門交叉性很強(qiáng)的學(xué)科,需要該專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)字、物理、電子、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)、電路封裝、計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)理論,并且能夠?qū)⒏鏖T學(xué)科融會(huì)貫通,熟練運(yùn)用。其次,微電子專業(yè)入門門檻高、知識(shí)體系更新速度快,貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學(xué)生在具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí),實(shí)踐動(dòng)手能力較強(qiáng),才能在短時(shí)間內(nèi)將所學(xué)理論和實(shí)踐結(jié)合,迅速融入工業(yè)界或者科學(xué)研究。第三,微電子是一個(gè)龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試五個(gè)大方面。但每一個(gè)大類又可分為幾個(gè)甚至數(shù)十個(gè)小門類。如設(shè)計(jì)類又可細(xì)分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號(hào)集成電路等四個(gè)門類。而例如數(shù)字集成電路,又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗(yàn)證、測(cè)試等小方向。各個(gè)方向之間知識(shí)理論差異較大,對(duì)學(xué)生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。
三、微電子工程課程群實(shí)踐
(一)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略
結(jié)合廈門微電子產(chǎn)業(yè)特點(diǎn),以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,同時(shí)充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢(shì),立足于我校“親產(chǎn)業(yè)、重應(yīng)用”的辦校原則,我校微電子工程專業(yè)設(shè)置為工藝和設(shè)計(jì)兩大類方向,應(yīng)對(duì)周邊產(chǎn)業(yè)需求,對(duì)該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎(chǔ)上,大三學(xué)年,根據(jù)學(xué)生興趣及教師雙向篩選,確定學(xué)生未來兩年的學(xué)習(xí)方案,分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行課程教授和實(shí)踐鍛煉,培養(yǎng)專業(yè)門類細(xì)化、適應(yīng)企業(yè)實(shí)用化需要的高素質(zhì)、實(shí)踐型人才。同時(shí),在一些專業(yè)課程講授上,聘請(qǐng)臺(tái)灣方面有經(jīng)驗(yàn)的教師和工程師,結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行教授和輔導(dǎo)。
(二)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
對(duì)于我校應(yīng)用型本科院校的定位,區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的發(fā)展是重要的風(fēng)向標(biāo),因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實(shí)用型和快速融入型”的特點(diǎn)。主要培養(yǎng)目標(biāo)如下:(1)掌握半導(dǎo)體器件及工藝的基本理論基礎(chǔ)、電子線路的基本理論與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)使用、電子系統(tǒng)信號(hào)處理的基本知識(shí)、集成電路及板級(jí)設(shè)計(jì)的基本技能。(2)具備半導(dǎo)體及集成電路設(shè)計(jì)、制造,PCB板級(jí)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試的基本能力,工程項(xiàng)目管理、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)的基本素養(yǎng)。(3)能在半導(dǎo)體、集成電路設(shè)計(jì)、制造行業(yè),從事集成電路設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、測(cè)試、品質(zhì)管理、廠務(wù)管理、設(shè)備維護(hù)等相關(guān)工作,畢業(yè)三到五年后通過自身學(xué)習(xí)逐步成長(zhǎng)為本領(lǐng)域的骨干技術(shù)人員和具有較強(qiáng)工作能力的核心工程師[2]。
(三)微電子工程專業(yè)課程群制定實(shí)踐
基于我校應(yīng)用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學(xué)校定位,在微電子專業(yè)課程群建設(shè)中,我們首先引入CDIO的教學(xué)理念。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作)工程教育是以理論教學(xué)為基礎(chǔ),工程實(shí)際反饋互動(dòng)為主要形式的培養(yǎng)方案[3,4]。基于此,課程群制定從知識(shí)邏輯(課程環(huán)節(jié))和項(xiàng)目實(shí)施(工程實(shí)踐)兩個(gè)角度,對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)、鍛煉。
集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐主要是提供學(xué)生一個(gè)實(shí)踐平臺(tái),采用先進(jìn)的集成電路仿真軟件,將書本上的知識(shí)采用模擬的方法進(jìn)行加深理解。實(shí)踐內(nèi)容既是電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)以及課程設(shè)計(jì)中所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,又是與最前沿科技緊密聯(lián)系的。而傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式,缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng),也缺乏與前沿科技的聯(lián)系,因此需要進(jìn)行教學(xué)改革的探討和實(shí)踐。隨著教育改革的不斷深入,傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中“以教師為中心”、“以灌輸為主要方式”的教學(xué)模式已無法適應(yīng)時(shí)代的要求。先進(jìn)的教學(xué)模式是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵措施。研究型教學(xué)模式,又稱為研討式教學(xué)模式,是指教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的知識(shí)積累為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)、自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題,以學(xué)生為中心,以知識(shí)掌握為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線,以提高素質(zhì)為目的的一種新模式。集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐同樣需要采用先進(jìn)的教學(xué)方式,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)研究型IC設(shè)計(jì)人才。
2研究型實(shí)踐教學(xué)模式的作用分析
集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐引入研究型實(shí)踐教學(xué)模式,可以使相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)學(xué)有所用,不僅學(xué)習(xí)了集成電路設(shè)計(jì)的軟件知識(shí),同時(shí)可以將課堂的理論知識(shí)通過工藝模型、電路設(shè)計(jì)、仿真方法來復(fù)現(xiàn),從而更深入的理解理論知識(shí),而且可以通過一些電路實(shí)例來解釋生活中的一些現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。集成電路設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一個(gè)方向,要求將工藝、器件、電路、版圖四個(gè)方面的理論課程融會(huì)貫通,而傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)軟件的認(rèn)識(shí),忽略對(duì)理論內(nèi)容的加深與貫通。通過研究型實(shí)踐教學(xué)模式的開展,可以在保證教學(xué)大綱不變的前提下,通過選擇適用性較強(qiáng)的實(shí)踐內(nèi)容,使學(xué)生一方面能夠?qū)⒏鏖T理論課的知識(shí)加深及貫通,另一方面可以使學(xué)生接觸到用人單位感興趣的課題內(nèi)容,有利于學(xué)生加強(qiáng)實(shí)踐的動(dòng)力和持續(xù)進(jìn)步。通過研究型實(shí)踐,對(duì)學(xué)校而言,可以培養(yǎng)更優(yōu)秀學(xué)生;對(duì)學(xué)生而言,可以掌握前沿知識(shí)、促進(jìn)就業(yè)。研究型實(shí)踐成果的實(shí)現(xiàn)為學(xué)生的晉升、發(fā)展提供支持。學(xué)生的實(shí)踐研究成果如能公開發(fā)表或獲獎(jiǎng),能解決實(shí)際工作中的問題,這無形中為學(xué)生在工作崗位上的晉升、發(fā)展增加籌碼。這在最大程度上激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣,是其他任何實(shí)踐模式都不可比擬的。同時(shí),研究型實(shí)踐教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生多看文獻(xiàn)、多寫總結(jié)報(bào)告,這也為學(xué)生撰寫本科畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)。
3研究型實(shí)踐教學(xué)模式的具體實(shí)施
3.1課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化
指導(dǎo)學(xué)生接觸各類資料,能夠提出問題,進(jìn)而解決問題以掌握知識(shí)、應(yīng)用知識(shí),完成對(duì)知識(shí)的一個(gè)探求過程;對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和完善,使課程體系更全面更科學(xué),更能貼近行業(yè)發(fā)展,更能體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性。
3.2采用課堂討論進(jìn)行專題研討的教學(xué)方法
在研究型實(shí)踐教學(xué)模式中,師生互動(dòng)有助于學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論、基本方法的理解和掌握。根據(jù)課程需要,結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),采用與行業(yè)內(nèi)吻合的實(shí)驗(yàn)軟件,挑選合適的電路原型做仿真設(shè)計(jì),并共同探討電路的優(yōu)化方案。
3.3專業(yè)資料查詢能力培養(yǎng)
為學(xué)生提供研究資料或指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料查詢、整理,鼓勵(lì)學(xué)生從圖書館、書店、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱文獻(xiàn)資料,以充實(shí)自己的研究基礎(chǔ)。提醒學(xué)生要對(duì)已收集的資料進(jìn)行批判性的研究,去偽存真,指導(dǎo)學(xué)生從這些資料中總結(jié)、分析、解釋與實(shí)踐研究課題相關(guān)的理論、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)以及前人的研究成果。
3.4指導(dǎo)學(xué)生撰寫專題論文(報(bào)告)
在研究型實(shí)踐教學(xué)過程中,指導(dǎo)學(xué)生通過論文、調(diào)查報(bào)告、工作研究、分析報(bào)告、可行性論證報(bào)告等形式記錄實(shí)踐研究成果。在撰寫論文時(shí),要求學(xué)生要了解實(shí)踐課題研究報(bào)告的一般撰寫格式;要先擬訂論文的寫作提綱,組織好論文的結(jié)構(gòu),做到綱舉目張;會(huì)用簡(jiǎn)練、嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的語言表達(dá)自己的思想,不追求文章的長(zhǎng)短。指導(dǎo)學(xué)生開展專題電路討論,由學(xué)生根據(jù)自己感興趣的課題來查找文獻(xiàn)資料,進(jìn)行研究,完成電路設(shè)計(jì)和仿真,最后完成專題論文的撰寫。
3.5鼓勵(lì)學(xué)生參與課題研究
為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科研創(chuàng)新活動(dòng)的積極性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力,鼓勵(lì)學(xué)生參加老師的課題,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)“研究型”的思維模式。
4研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生的要求
4.1研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)教師的要求
研究型實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施對(duì)任課教師提出了新的要求:一是要熟練地掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí)和內(nèi)在結(jié)構(gòu),還要掌握與課程相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐的基本技能;二是要掌握學(xué)科最新信息,不斷更新知識(shí),了解課程所涉及學(xué)科的最新動(dòng)態(tài)和取得的最新研究成果;三是要熟練運(yùn)用科學(xué)研究的方法和手段。這些都對(duì)教師提出了更高的要求。
4.2研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的要求
關(guān)鍵詞:電子科學(xué)與技術(shù);課程建設(shè);實(shí)踐創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)25-0103-02
電子科學(xué)與技術(shù)作為信息技術(shù)發(fā)展的基石,伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)和W絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)得到了迅猛的發(fā)展,從初期的小規(guī)模集成電路(SSI)發(fā)展到今天的巨大規(guī)模集成電路(GSI),成為使人類社會(huì)進(jìn)入了信息化時(shí)代的先導(dǎo)技術(shù)。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是國家重點(diǎn)扶植的學(xué)科,本專業(yè)作為信息領(lǐng)域的核心學(xué)科,培養(yǎng)國家急需的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高級(jí)人才。
在新的歷史條件下,開展電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)的改革與實(shí)踐研究是非常必要的,這對(duì)于培養(yǎng)出具有知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的微電子技術(shù)應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才具有重要的指導(dǎo)意義和戰(zhàn)略意義。本文依據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生課程建設(shè)的實(shí)際情況,詳細(xì)分析了本專業(yè)在課程建設(shè)過程中存在的問題,提出了關(guān)于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)的幾點(diǎn)改革方案,并進(jìn)行了一定的探索性實(shí)踐。
一、目前課程建設(shè)中存在的一些問題
1.在課程設(shè)置方面,與行業(yè)發(fā)展結(jié)合不緊密,缺乏專業(yè)特色和課程群的建設(shè),課程之間缺少有效地銜接,難以滿足當(dāng)前人才培養(yǎng)的需求。本專業(yè)的課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)具有扎實(shí)的微電子技術(shù)領(lǐng)域理論基礎(chǔ)和工程實(shí)踐能力,能從事超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體器件和集成電路工藝制造以及相關(guān)電子信息技術(shù)應(yīng)用工作的高級(jí)工程技術(shù)人才和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為培養(yǎng)目標(biāo)來進(jìn)行課程建設(shè)。
2.在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方面,存在重理論教學(xué)和課堂教學(xué),缺乏必要的實(shí)踐環(huán)節(jié),尤其是創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué),相關(guān)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和教學(xué)方法過于單一,僅在教師課堂教學(xué)講授范例和實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn),學(xué)生按照課程實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的具體步驟逐一進(jìn)行操作,完成課程所要求的實(shí)驗(yàn)。單一的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)方式難以提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐和動(dòng)手能力,更難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐和靈活運(yùn)用,難以滿足當(dāng)前強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐為主,培養(yǎng)實(shí)踐型創(chuàng)新人才的要求。
二、課程建設(shè)改革的目的與任務(wù)
結(jié)合集成電路行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)以及電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)總體就業(yè)前景和對(duì)人才的需求結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展需求,通過對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程建設(shè)進(jìn)行改革,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程實(shí)訓(xùn)與創(chuàng)新實(shí)踐,在課程教學(xué)中體現(xiàn)“激發(fā)興趣、夯實(shí)基礎(chǔ)、引導(dǎo)創(chuàng)新、全面培養(yǎng)”的教學(xué)方針。重新規(guī)劃專業(yè)培養(yǎng)方案和課程設(shè)置,以集成電路工藝與設(shè)計(jì)為重點(diǎn),設(shè)置課程群,構(gòu)建新的科學(xué)的課程體系,突出特色,強(qiáng)化能力培養(yǎng)。
三、課程建設(shè)改革的具體內(nèi)容
人才培養(yǎng)目標(biāo)以厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、偏工程為宗旨,培養(yǎng)具有扎實(shí)的微電子技術(shù)領(lǐng)域理論基礎(chǔ)和工程實(shí)踐能力,能從事超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體器件和集成電路工藝制造以及相關(guān)電子信息技術(shù)應(yīng)用工作的高級(jí)工程技術(shù)人才和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。以大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、制造和工藝、電子器件和半導(dǎo)體材料、光電子技術(shù)應(yīng)用等方面為專業(yè)特色進(jìn)行課程建設(shè)改革,具體的改革內(nèi)容如下。
1.課程設(shè)置。首先,根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求按需設(shè)課,明確設(shè)課目的,并注意專業(yè)通識(shí)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)限選課和專業(yè)任選課之間的銜接與學(xué)時(shí)比例,加強(qiáng)集成電路設(shè)計(jì)與集成電路工藝方面的課程設(shè)置,突出微電子技術(shù)方向的特色,明確專業(yè)的發(fā)展目標(biāo)和方向,將相關(guān)課程設(shè)置為課程群,通過相關(guān)課程的有效銜接,突出能力培養(yǎng)。其次,隨著電子科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展,注重本專業(yè)課程設(shè)置的不斷更新和調(diào)整。
2.教學(xué)方式。首先,加強(qiáng)對(duì)青年教師的培養(yǎng)和訓(xùn)練,注重講課、實(shí)驗(yàn)、考試及課下各個(gè)環(huán)節(jié)的相互結(jié)合,即課堂與課下相結(jié)合,講課與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,平時(shí)與考試相結(jié)合。其次,講課中注重講解和啟發(fā)相結(jié)合,板書和多媒體相結(jié)合;實(shí)驗(yàn)中注重方法和原理相結(jié)合,知識(shí)和能力相結(jié)合;考試中注重面上與重點(diǎn)相結(jié)合,概念與計(jì)算相結(jié)合,開卷與閉卷相結(jié)合,重點(diǎn)開展課程的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè),將相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)錄像上網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)和提高。第三,注重雙語課程的開設(shè)與優(yōu)秀經(jīng)典教材的使用相結(jié)合,雙語課程與國際該課程接軌。
四、結(jié)語
科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)應(yīng)當(dāng)圍繞電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和專業(yè)特色,通過制訂適用集成電路人才培養(yǎng)目標(biāo)的培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)體系和教學(xué)計(jì)劃,突出集成電路工藝與設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié),進(jìn)而有效地提高實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的科技創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。
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集成電路案例 集成技術(shù) 集成電路教育 集成電路設(shè)計(jì) 集成電路教學(xué) 集成電路技術(shù) 集成電路知識(shí) 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀