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[中图分类号]G40-012 [文献标识码]A
21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。
电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。
一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位
我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。
二、实验教学的改革
实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。
(一)实验基本知识和基本操作。
这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。
(二)基楚实验。
这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。
(三)综合设计性实验。
这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。
(四)开放实验室。
实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。
三、加强电子科学与技术专业建设
我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。
电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。
在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。
四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教
因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手:
(一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。
(二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。
(三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。
(四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。
五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设
在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。
总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。
基金项目:中南林业科技大学教学研究项目“《电子科学与技术》专业人才培养目标、培养模式的理论研究与实践”;中南林业科技大学教学研究项目“独立学院《电子信息工程》专业人才培养目标、培养模式的理论研究与实践”。
[参考文献]
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1.引言
常州工学院立足于常州,服务于长三角地区,该地区是国内电子行业和产业的发达地区之一,对电子类人才的需求量非常大。随着该地区经济发展和产业结构升级,社会对人才的需求逐步呈现出多样化和高层次化的要求。面对新形势的发展需要,培养适应社会经济发展和行业技术升级要求的应用型本科人才成为当务之急。电子科学与技术专业的人才培养需要符合口径宽、适应性强、基础扎实、发展潜力大等要求,因此课程体系的建设十分重要。
2.人才培养目标
培养方案和培养目标的制定要充分考虑相关高校、社会的需求,以及学校与专业的具体情况等各方面因素,并以行业技术进步、企事业单位需求和毕业生的反馈为参考依据。
通过对电子科学与技术专业的调研,以社会需求为导向,确定理论基础实、口径宽、实践能力强、知识结构合理的全面培养模式和培养目标,以综合素质培养和工程技术应用能力培养为主线,统筹编排课程体系,充分考虑和遵循学生的认知规律,以学生为主体,制定一套切实可行的、适合应用型本科人才的电子科学与技术专业培养方案和人才培养目标,以适应市场对电子工程技术人才的需求,提高学生的实践和创新能力,从而增强学生的就业竞争力。
电子科学与技术专业的人才培养目标为:适应信息产业化的发展需要,培养具有良好思想道德素质和科学文化素质的应用型本科人才,使学生具有扎实的基础知识和专业知识,具备设计、制造与生产实践能力,具有不断学习进步与更新知识的能力,能够及时跟踪并掌握新理论和新技术,在电子电路与系统、电子材料与元器件、半导体工艺等领域从事分析、设计、制造与测试等工作。为了实现以上人才培养目标,在培养计划的制订尤其是课程体系建设方面提出了更高要求。
3.课程体系建设
为了实现培养计划和人才培养目标,电子科学与技术专业的课程体系建设主要包括以下内容。
(1)课程体系模块化、层次化的应用能力培养体系。
课程体系以应用能力培养为核心,分为学校级、学院级和系部级三个层次。学校级通识课程模块层次教授电子科学与技术专业的基础知识,主要包括基本数学能力、英语能力、物理能力、计算机能力及思想道德法律等基本知识。构建以电气学院专业基础课程模块层次为电类一级学科为基础的知识结构培养体系,学院基础的培养为知识面的拓宽打下良好基础。系部级的电子科学与技术专业课程培养为毕业生的就业和继续深造提供专业技术知识。分级课程建设体系造就了毕业生基础知识扎实、理论知识雄厚、专业技术知识丰富、动手能力强等特点。
(2)理论与实际应用相结合的专业课程建设。
专业课程体系分为理论基础课程和实际应用课程两个层面,除了必备的工程数学与物理知识外,在专业知识方面,逐步建立电子材料、制造工艺、电子器件、基本单元电路、宏单元、子系统及系统的课程体系,打通自顶向下和自底向上的知识培养通路。以半导体物理和器件物理核心的课程体系构成了微电子学与固体电子学的理论基础,为制造工艺和电路设计提供知识的基本结构。以信号与系统、电路设计与测试的核心课程体系作为电路的理论基础,为电路方面能力的培养形成电子系统的知识基本结构。知识结构的分层次化、理论与实际相结合的培养体系覆盖了整个电子科学与技术专业的知识能力点,全方位培养毕业生的理论基础与工程实践能力,重点培养从系统角度审视具体电子技术的能力。
(3)以微电子技术为主干的专业课程体系。
电子科学与技术专业的知识以微电子技术为核心,可以划分为两大体系:第一是半导体材料、器件和制造工艺;第二是集成电路设计与测试。在半导体材料、器件和制造工艺上,除了传统与新型集成电路方面的应用,还与相关新型电光源、光伏材料与器件、光电材料与器件在知识结构上具有互通性。均以半导体材料为核心,引申到其他半导体材料与器件,在理论与实际应用和制造工艺上具有相似性。集成电路设计与测试涵盖了微电子和光电子技术的电路与测试方面的内容,在电路方面,新型电光源的器件、核心芯片、驱动电路等,光伏器件与电路、光电子电路与信号检测,与标准集成电路设计与应用具有共同性。在测试方面,涵盖了电学测试与可靠性测试,完整地建立了功能测试与性能测试的基本概念。电子科学与技术专业的另一个特色是在设计与应用电子系统时,具备其他专业所不具备的电路工艺与器件的底层知识,从而在电子系统的设计与分析中具备更强的理解能力。
(4)全方位的课程实践能力培养体系。
电子科学与技术专业的课程体系以理论与实践相结合为设置理念,在课内实验、课内实践、独立授课实验、课程设计、科研实践、实习及毕业设计等方面全方位构建实验实践体系,重点培养毕业生的动手能力和实践能力。除了电气学院的实验中心和实验室外,电子科学与技术专业有两个专业实验室:集成电路设计实验室和集成电路测试实验室。为教学、科研提供全方位的服务。集成电路设计实验室主要提供学生在系统设计、电路设计、器件与工艺实验等方面的专用软件。集成电路测试实验室主要提供电路测试、半导体材料、半导体器件、半导体工艺等各方面的实验。在电子技术的材料、器件、电路设计、制造、测试等流程方面提供全方位服务。在实验室开放上,实验室开放给所有教师与学生使用,鼓励学生进入实验室参与教师的科研与参与毕业设计。
(5)教学与科研结合,校企结合的工程技术能力培养体系。
电子科学与技术专业的教师承担了多项纵向与横向项目,系部鼓励教师与学生一起参与科研项目,为学生实验实践能力的培养提供良好的实验实践平台和科研平台,从而从项目角度提供给学生实训机会。在校企产学研联盟方面,电子科学与技术专业紧密联系常州和周边地区的企业,如银河电子、天合光能、常州普美、常州欧智等多家企业,形成校企联盟。参考卓越计划的实施,电子科学与技术专业经常邀请外校和企业专家对学生开展前沿性科学讲座与培训,为毕业生的能力培养和就业提供指导。
4.实践的效果
通过培养方案与人才培养目标的制定,重点进行电子科学与技术专业的课程体系建设,并通过多年教学与科研实践,进行以下方面的实践,取得了良好效果。
(1)完善电子科学与技术专业的课程体系,建立材料、器件、工艺、电路、测试和系统的能力点分布。
(2)从社会需求角度和人才知识结构出发,逐步对课程体系进行调整,增强课程体系之间的内在联系,减少或删除部分实用性不强的课程,增设社会急需的专业课程。
(3)强调应用能力培养,强化理论知识教学,增加实践教学环节,增强学生的实践应用能力,培养学生综合应用电子科学与技术专业知识的能力。
(4)探索开设提高学生动手能力和操作能力的集中性实践环节和创新环节,探讨校企结合培养人才的新模式。
根据对本校历届电子科学与技术专业本科毕业生的跟踪调查,九成以上的毕业生去向为长三角地区,平均每年有20%的毕业生进入国内知名高校读研继续深造,其余进入各企事业单位。通过对接收毕业生的各高校、企事业单位,以及毕业生进行的调查和反馈,本校电子科学与技术专业的课程体系建设能够培养学生扎实的理论知识和熟练的实践能力,有利于学生做好职业生涯规划,能够促进毕业生快速进入新领域和岗位,用人单位满意度高。
5.结语
通过几年对电子科学与技术专业课程体系的建设与实践,基础课、专业基础课和专业课的设置逐步得到了发展和优化,梳理清楚了本专业各方面能力的培养,知识点和能力点的分布更系统化和体系化,并通过实践进行了验证和完善,为毕业生的就业和进一步深造打下了坚实的基础。
参考文献:
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作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北 武汉 430068)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]
一、学科背景及问题分析
1.学科背景
21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。
湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
2.存在的问题与影响分析
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。
二、建设思路
电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:
第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。
第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。
第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。
第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。
三、建设内容
微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。
电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。
(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。
(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。
(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。
(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。
四、总结
本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
参考文献:
电子信息工程、电子科学与技术、电子信息科学与技术:傻傻分不清楚
不少同学面对“电子信息工程”“电子科学与技术”“电子信息科学与技术”这三个非常相近的专业名词时,会感到迷惑。作为“电子”相关的专业,就像是三胞胎一样,在一些院校被俗称为“三电”。相对于通信工程和光信息科学与技术而言,它们都是较宽口径专业,所学的专业知识更广,当然就业面也会更广。通信工程和光信息科学与技术专业,所学的专业知识更有针对性,更加深入,也比较精细。现如今,高校开设“三电”专业的大学非常多,一般的理工类院校和综合性大学几乎都有,甚至一些文科类大学也开始尝试开设。那么这三个专业到底有什么区别呢?
首先,从教授的课程来看,这三个专业在大一、大二、大三上学期所学的基础课程基本一样,只是在大三下学期、大四开设的专业课程有不同的侧重点――电子信息工程重“信息”,即信号处理,学习硬件电路、软件编程;电子科学与技术重“电子”,即硬件电路设计,学习物理电子、光电子和微电子学;电子信息科学与技术重电路设计,跟电子科学与技术专业最为接近,它作为后者的子专业,学习范围更广,包括电子、计算机、信息技术三大知识板块,可以说是集电子信息工程、电子科学与技术于一体。
其次,从就业来看,电子信息工程专业的学生毕业以后可以当软件工程师(设计开发各种软件)、电子工程设计师(设计开发一些电子、通信器件)。电子科学与技术专业的学生毕业以后可以从事开发计算机硬件工作,当电路设计工程师(这个专业主要有两个就业方向,一是集成电路生产企业,二是集成电路设计企业)。电子信息科学与技术专业的学生就业口径最宽,有着“万金油”之称,电子方面,可以做电路设计工程师;信息方面,可以做电信工程师;计算机方面,可以开发软件、硬件。
【推荐院校】清华大学、北京大学、南京大学、复旦大学、南开大学、上海交通大学、华南理工大学、北京邮电大学、南京邮电大学、西安电子科技大学、杭州电子科技大学、中国科学技术大学
通信工程:“信息”中的王牌专业
通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。通信行业涉及领域广,可以说是横跨了电子和计算机行业。而通信工程专业跟前文介绍的“三电”专业不同之处在于,通信工程专业知识更加有针对性,侧重于“信息”,理论学习更加深入,课程难度大,可以达到“基本掌握”。而同样是侧重于“信息”的电子信息工程专业,只能说是“基本了解”。主干课程中,如程控交换技术、移动通讯、计算机网络通讯、光纤通讯等,都是“三电”专业不会开设的。该专业要求毕业生掌握通讯技术和计算机技术的基本理论与设计方法及程控交换技术、光纤通讯、移动通讯和计算机网络通讯的基本原理及应用方法。
通信工程专业在本文提及的所有专业中,开设最早,招生的分数线最高,得益于通信行业的高速发展,一直是非常热门的“王牌专业”。因为其在信息、信号处理方面专业知识学习比较深入,毕业生选择考研,特别是报考信号处理、无线电波等方向优势会比较明显。当然,就业也非常不错,在通信领域中从事研究、设计、制造、运营的工作及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术的工作。比如选择去电子信息类技术研发的相关科研院所,中兴、华为、大唐、富士康等设备制造商,摩托罗拉、三星、贝尔等外资企业;也可以去通信运营商,如中国电信、中国移动、中国联通等,从事信号处理类的研发、设计工作。随着现在国家大力推广的3G移动通信技术,通信工程专业的毕业生专业优势明显,专业对口,相信在就业时,可以得到更多被青睐的机会。
【推荐院校】清华大学、北京大学、北京邮电大学、北京航空航天大学、北京理工大学、上海交通大学、东南大学、国防科学技术大学、哈尔滨工业大学、西安电子科技大学
光信息科学与技术:徜徉在光的海洋
光信息科学与技术,这个名字听起来很抽象,其实却实实在在地存在于你我的日常生活之中:我们同美国亲友之间的越洋电话联系,依靠的是太平洋海底长长的光纤;我们上网所用的宽带、用超大规模彩色LED(液晶)显示器欣赏色彩艳丽的画面,都是对光信息技术最直接的体验。
本专业培养具备光信息科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,能在应用光学、光电子学及相关的电子信息科学、计算机科学等领域(特别是光机电算一体化产业)从事科学研究、教学、产品设计、生产技术或管理工作的光信息科学与技术高级人才。本专业学生主要学习光信息科学与技术的基本理论和技术,熟悉光学、电子学技术和计算机技术。
作者简介:胡杰(1979-),男,河南信阳人,太原理工大学信息工程学院,副教授;张文栋(1962-),男,河南太康人,太原理工大学信息工程学院,教授。(山西 太原 030024)
基金项目:本文系山西省教学改革项目(项目编号:J2011012)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0018-02
随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。
一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性
21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。
电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。
二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路
1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。
目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。
三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新
太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。
1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新
太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。
为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得国家级奖项,提高了学生的创新与应用能力。
2.校企合作的应用型人才创新模式
校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。
为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。
3.学科研究领域的拓宽与创新
为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。
为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。
四、结语
我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。
参考文献:
[1]Andersson Thomas.全球知识经济时代背景下的区域发展及繁荣治理[J].研究与发展管理,2012,25(2):55-65.
[2]张兄武.基于利益相关者理论的应用型创新人才培养模式研究[J].教育理论与实践,2011,31(3):9-11.
这是一张考生的信息搜集表。笔者发现,李雨的高考分差(注:高考分差=高考成绩一所在省相应批次控制分数线)为585-518=67分,按理说李雨的高考成绩已经相当不错了,他可以选择院校和专业的余地较大,为何他又偏偏对电子科技大学的通信类专业感兴趣呢?难道是李雨真的对电子科技大学惰有独钟吗?如果果真是对电子科技大学情有独钟,按照李雨的分数报考电子科技大学应该是非常有把握的,那他也犯不着来找“家长俱乐部”的老师啊?
带着这一系列的疑问,笔者跟李雨和其父母进行了一次长聊。原来,他之所以最初选定电子科技大学的通信类专业,是听周围的大人们说该校的这个专业非常好找工作,而且该校的通信类专业实力很强,但他又对其他院校和专业知之甚少,不知道自己的选择是对还是错,于是又来到“家长俱乐部。寻求专家的意见。
清晰的设计流程
从与李雨及其父母的交谈中了解到,李雨对提前批次录取的相关院校和专业不感兴趣,因此志愿设计中不考虑提前批次录取的院校和专业。
在专业意向方面,除了理学专业和医学类专业自己的确是不喜欢外,其他专业都还是可以接受的。当笔者问起,为何不选择走出四川到外面看看时,李雨一脸茫然地告诉笔者:就是不了解外省的高校啊!不知道自己的分数能上哪些院校,所以到现在脑子里就只有电子科大。“外省的高校很多啊,你有没有大致的院校范围,比如某个城市或者地域范围?”笔者试着引导他。“当然有啊,广州、江苏、上海,我当然想去这些地方啊!”“我也想去厦门大学,但估计不行!”李雨又小声嘀咕道。根据李雨的描述以及分数情况,笔者为他整理近三年来,部分一本院校在四川的录取情况:
考虑到李雨未来有出国和继续深造的打算以及较高的分数优势,笔者在整理院校信息时,首选了“985工程”院校。
在为李雨梳理院校的过程中,笔者再次询问了他的专业意向。李雨告诉笔者,除了医学和研究型相关专业外,其他专业都可以接受。由于四川的一本批次实行的是平行志愿。按照“冲、稳、保”的原则,笔者为他选择的院校如下:
A志愿:厦门大学(专业志愿为:电气信息类、电子信息科学类、建筑学、城市规划、机械类、环境科学类,服从专业调剂);中山大学(专业志愿为:电子信息科学类、城市规划、电子信息科学与技术、光信息科学与技术、环境科学类、生物科学类,服从专业调剂)。
选择理由:厦门大学与中山大学地处经济发达的厦门和广州,并且这两所院校历史悠久,综合实力较强,对外交流非常频繁,这对考生以后的出国和继续深造非常有帮助。
B志愿:东南大学(专业志愿为:自动化、电气工程及其自动化、电子科学与技术、土建类、交通运输类、测绘类,服从专业调剂)。
选择理由:该校地处南京,是一所百年名校,其自动化、土建类等专业是该校的特色专业,专业实力很强。
C志愿:华中科技大学(专业志愿为:电子科学与技术、通信工程、电子信息工程、光信息科学与技术、电气工程及其自动化,服从专业调剂)。
选择理由:该校的电子科学与技术、通信工程、电气工程及其自动化等相关专业为该校的特色专业,专业实力较强。
D志愿:电子科技大学(专业志愿为:通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、微电子学、电气工程及其自动化、电子科学与技术,服从专业调剂)
选择理由:该校为“985工程”院校,其通信类相关专业实力很强,在行业内口碑很好。
E志愿:四川大学(专业志愿:电气信息类、电子信息科学类、光信息科学与技术、高分子材料与工程、热能与动力工程、水利类,服从专业调剂)。
选择理由:该校为“985工程”的百年名校,且从该校近年来的录取分差来看,远远低于考生的高考分差,因此将该校作为志愿的保底院校,应该是比较有把握的。
为了最大限度增加被录取的几率,各所院校都要求考生“服从专业调剂”。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)46-0129-02
一、目前教学现状及存在的主要问题
随着电子信息的迅速发展和技术的不断进步,以及大学不断扩招,大学生就业问题一直是牵动整个社会的重大问题。电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的要有较强的综合实践能力。因此如何提高我系学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。然而,电子科学技术专业作为我院的一个新型专业,在人才综合实践能力培养方面存在一些不足之处,主要表现在以下两方面:
1.理论与实践教学方式比重有待平衡。电子科学技术专业至今已招生四年,今年迎来第一批毕业生,就以往的人才培养模式看,由于缺乏相应的实验条件,较偏重理论基础教学,实验环节较少。显然,书本上的理论基础知识必须与具体的实践相结合,才能提高学生的综合实践力与核心竞争力,才有可能满足于用人单位的要求,实践教学的不完善构成了毕业生就业不理想的一个短板。
2.毕业设计的题目与学生就业取向不甚吻合。在毕业设计的过程中经常存在教师开出的毕业设计题目与学生就业取向不甚吻合的现象,这很可能导致学生被动从事毕业论文设计。由于教师开出的毕业设计题目往往偏重于理论计算或是模拟仿真,学生难以从事实践锻炼,学生感觉不到毕业设计对日后工作的作用,造成学生不愿投入精力,积极性不高,最后会导致很多本该由学生自己完成的毕业设计工作,最后却不得不由教师代劳。因此,提高毕业设计题目与学生的就业取向的吻合度,将直接关系到学生毕业设计的质量,也是学生就业优势的体现。
3.继续深造学生毕业设计选题与未来研究方向结合。在众多的毕业生当中,有部分学生会选择继续深造,这些深造的学生进入研究生阶段,专业及研究方向会更加细分化,其研究方向也与未来导师的研究方向紧密联系在一起,因此,当学生毕业设计题目与未来研究方向不太一致时,可能也会导致学生积极性不高,会出现应付毕业设计现象,严重降低了学生毕业设计的质量。
针对目前现状,我们提出了一些改革理念及改革思路,探索能够一方面提高学生对毕业设计的积极性,另一方面能够使学生毕业设计的题目与内容与未来发展相结合,为学生尽快适应新的学习或工作环境起到一个良好的衔接作用。
二、改革理念及思路
1.改革理念。立足于在提高学生专业理论基础知识的同时,加强培养电子科学技术专业学生综合实践能力。让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境,这直接关系到学院乃至学校的长远建设与发展。
2.改革思路。针对目前现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制能较好改善这种状况。
毕业设计过程是培养学生应用能力最直接的手段。毕业设计作为大学生在校学习的最后一个教学环节,是大学生在学完全部课程以后,应用所学理论知识解决生产实际问题的一次综合型训练,是实现专业培养目标的一个关键型教学环节。该环节的教学效果,将直接关系到一名大学生综合素质的提高,直接影响到一名毕业学生能否尽快适应新的工作环境,尽快适应社会需要。通过与实习企业达成协议,让学生选择与实习相关的毕业设计课题。学生可以结合企业的实际需要,以及学生自身的兴趣及未来发展的需要,有针对性地选择毕业设计题目。一方面调动了学生的积极性,让学生有较多的时间去完成毕业设计内容,另一方面通过在企业做结合实际的毕业设计,让学生更容易适应以后的新的工作环境。应届毕业生在第七学期结束时基本都签定了就业协议或是在用人单位实习,因此在第八学期的毕业设计中,结合学生的毕业去向有针对性地开展毕业设计是可行的,也是培养快速适应企业工作需要优秀毕业生的最佳时期,这种培养方式是一种“准定单式培养”。另一方面,加强指导教师工程实践能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,须加强指导教师进行工程实际能力,才能增强题目的工程实用性。对于已考取研究生的毕业生,可以结合指导教师的科研题目在研究(设计)院(所)进行毕业设计(论文),可以充分培养其科研能力。
但是对于以上各环节,尽管学校或学院在开展相关的工作,但是对于如何更有效地开展,获得预期的效果还存在一定的差距,在具体的实施细则上还不够完善,导致实施结果并不理想。
改革内容:(1)采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。将参与毕业设计的学生依据其就业取向和未来发展方向进行分类,大致可分为考取研究生(或不签约就业打算来年继续考研)进一步深造型和签约就业型。针对不同类型的学生特点,采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。指导教师有针对性地开题,学生也可以根据自己的特长并结合自己的毕业去向,选择适合的毕业设计题目。这样做的好处是能够充分调动教师和学生两个主体的积极性。(2)建立多元化毕业设计联合指导企业基地。我校地处长三角经济活跃区域,半导体方面的大中型企业数量较多。就杭州市及周边地区而言,就有数量较多的有关电子科学技术专业领域的企业,因此有优越的校企联合优势,可依托本地签订多元毕业设计联合指导企业基地。(3)鼓励指导教师与企业技术联合,增强工程实际能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,需鼓励指导教师加强工程实际能力,增强题目的工程实用性。
方案:(1)在充分调研用人企业和往届毕业生工作需要的基础上,确定电子科学技术相关专业大类多元毕业设计联合指导企业基地的模式。(2)基于多元毕业设计联合指导,在为企业进行技术服务的同时使指导教师的工程实际能力得到再提高,结合实际确定设计题目。(3)对教师申报的毕业设计题目要严格把关,树立以人为本、以学生为主体的理念,充分发挥本专业师资队伍的优势,采用多元化毕业设计模式,题目选择尽量要结合学生的就业取向,与本专业联系紧密,工作量饱满,能够在毕业设计期间完成或有阶段性成果。
实践:提出这种设想之后,我们与浙江缙云电力电子有限公司签订协议,根据学生具体情况,采用多元化毕业设计联合指导,部分学生选择去该公司进行实习,部分学生与本专业老师开展课题研究,还有部分学生考取外校研究生,选择与未来导师进行课题研究,预先进入课题研究阶段。通过学生的自由选择,每个学生都找到了自己的未来发展方向,都非常有针对性地开展毕业设计,最后都取得了很好的效果。主要成果如下:
1.由于设计题目能够与学生的就业取向相结合,可以充分调动学生积极性。
2.由于毕业设计采用与相关企业联合指导的运行模式,可以充分锻炼学生工程实践能力,提高学生在社会工作中的核心竞争力。
3.由于毕业设计题目能够紧密地与企业具体实践工作相结合,使得学生在就业后的工作中能较快地适应企业的工作环境,实现学校培养与企业工作的快速“无缝对接”。
结论:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。
参考文献:
[1]王旱祥.高校毕业设计改革探索[J].中国石油大学胜利学院学报,2007,(02).
[2]吴兆奇,朱华.如何引导学生毕业设计的选题与创作[J].美术教育研究,2011,(12).
[3]朱卓璐.论艺术专业教育中结合社会实践的必要性[J].美术学报,2009,(04).
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)44-0224-02
天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。
一、拓宽专业方向、夯实专业基础
从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。
二、电子科学与技术专业培养方案特点
电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。
三、强化实践教学环节
大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。
四、开拓“产学研”模式的特色人才培养
随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2017)02-0058-02
随着半导体技术的发展,微电子技术已渗透到渗透到国民经济的各个领域。《半导体器件物理》是微电子技术的理论基础,是理解半导体器件内部工作原理的课程,是分析器件物理结构、材料参数与器件电学性质之间的联系,其提供了半导体物理与电子电路设计间的物理逻辑与数学联系,是基于CMOS工艺设计集成电路的必备知识。因而,在教学过程中,如何将物理图像、数学模型与电子电路设计间的关系讲解清楚,让学生从物理和集成电路设计的角度深层次理解半导体器件成为授课关键。
一、教学内容与预期
《半导体器件物理》是微电子科学与工程专业的重要专业基础课程,是在半导体物理课程基础上继续开展器件物理的分析、建模和应用,具有物理理论抽象、概念细节多、半导体物理与电路等学科知识相交叉等特点,学生学习较为困难。基于此,本课程授课以施敏先生著的《半导体器件物理》为主要教材,依据教学大纲和学生未来的工作实践,对《半导体器件物理》课程教学内容进行了调整、充实和删减。具体来说《半导体器件物理》教学内容可分为以下几部分:1)介绍半导体材料、PN结、半导体表面的特性等,2)讲解双极型、MOS型晶体管的结构和工作原理,3)分析几种有重要应用的半导体器件,如功率MOSFET、IGBT和光电器件等。[1,2]期望学生接受教学后的预期能力:1)能够深入理解半导体器件关键物理概念和能带理论;2)能够将半导体物理与半导体PN结的行为结合起来理解分析;3)能够以半导体PN结为基础理解几种不同的半导体器件;4)能够理解和提出新型半导体器件设计中的关键物理和电学问题。
二、教学方法及学生能力目标
本课程以课堂授课为主,同时引入小组和班级讨论、课后建模实践等互动教学方法,培养学生构建器件物理图像、建模和与电子电路设计综合联系的能力,独立发现、分析、解决器件问题的能力。同时基于《半导体器件物理》课程的特点,在教学手段上采用板书公式推导与多媒体器件模型演示为主,网络教学资源为辅,同时邀请集成电路产业半导体器件资深专家讲座等形式,提高学生掌握知识和设计实践的能力,提高教学质量。让学生渐进达到如下能力:(1)知道基本概念,(2)从理论上理解和解释,(3)能够根据器件理论做出计算、模拟和实际的器件应用,(4)对器件进行综合、设计、分析;(5)对器件能够从物理和电学的角度做出专业评价。
三、学生学习效果评价方式
为了客观评价每个学生的实际学习效果和激励学习兴趣,改革评价方式是十分必要的。在期末闭卷考试基础上,对成绩评价方式作如下新探索:增加平时成绩比例,每个月进行一次小测试,针对几个集成电路广泛应用的建模理论和半导体器件,要求学生从半导体物理的角度作出独立的分析报告,可以在课后查阅文献资料,并在后续课堂上进行交流讨论,增强学生独立思考与实践动手能力,培养学生深度器件分析能力。
课堂教学改革需要教师不断思考、总结与创新,即要传授知识,又要与学生互动反馈,让学生更深刻迅速的理解专业知识,并能灵活的实践运用。
参考文献:
[1]施敏等,耿莉等译.半导体器件物理[M].西安:西安交通大学出版社,2008.
[2]Donald Neamen著.赵毅强等译.半导体物理与器件[M].北京:电子工业出版社,2013.
二、微电子科学与工程的专业特征
通过实验、技能训练和到实习基地顶岗实习,本专业毕业生应具备以下能力:(1)掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识;(2)掌握固体电子学、微电子器件和集成电路设计与制造等方面的基本理论和基本知识,掌握集成电路和其他半导体器件的分析与设计方法,具有独立进行版图设计、器件性能分析的基本能力;(3)了解相近专业的一般原理和知识;(4)熟悉国家电子产业政策、国内外有关的知识产权及其他法律法规;(5)了解VLSI和其他新型半导体器件的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及微电子产业发展状况;(6)掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。微电子科学与工程专业具备以下特征:兼容性:本专业是理工兼容的专业,融合了物理学、化学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多个学科的基本知识、基础理论;交叉性:微电子科学与工程专业是超净、超纯、超精细加工等多种技术交叉的基础上发展起来的学科;基础性:微电子科学与工程专业是电子科学技术、信息科学技术、计算机科学技术的先导和基础,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。
三、学科建设的实践与探索
学科建设是一个长期积累、不断提高的过程,重在建设和积累。我们在建设过程中以教学团队为抓手,以课程群为载体,以课堂教学为主渠道,以深化改革为手段,以培养学生实践创新能力、持续提高教学质量为目标。将教学团队建设、课程群建设和教学改革紧密结合,作为系统工程整体推进,实现成效的最大化。教学团队建设、师资队伍建设和青年教师培养相结合。教学团队从师资队伍中产生,不能孤立于师资队伍建设之外,师资队伍建设需要高水平教学团队的带领和引导,需要传帮带。为了使教学团队具备坚实的基础,同时发挥其辐射引领作用,必须提高教师的整体教学水平和大面积教学质量,必须大力狠抓师资队伍建设,对于开办时间不长的新专业而言,更要特别注重新进青年教师的培养。首先,理念引导,认识到位。我们始终坚持教学是人才培养的第一要务的宗旨,确立了教学的重要地位,为了把教学这个良心活做好,我们在教学活动中一再强调换位思考,希望任课教师要像当年要求自己的教师那样要求自己,以对学生、学校、家长、专业、社会高度负责的态度讲好每一节课。教师们教学态度端正、认识到位,责任心强,这是搞好教学工作的前提。其次,建立长效机制。通过建立一系列行之有效的规章制度、运行机制和政策措施,如青年教师培训培养机制、教学信息交流反馈机制、资源经验共享互用机制,通过互相听课、针对性听课、随机听课、学生评教等渠道了解、检查教师的教学情况,做到有问题及时反馈、沟通并督促限期整改。针对新近开办专业青年教师多的现状,我们着力培养青年教师的教学基本功,定期、不定期召开青年教师座谈会,交流治学、教学、科研经验,要求他们跟班听课并要听不同教师的讲课,博采众长。同时,要求青年教师根据工作需要,结合个人特长选定主讲课程(至少两门),扎实练就教学基本功。鼓励和支持年轻教师到国内外进修学习,加速他们的成长。
1.课程群建设、教学团队建设与课堂教学相结合。
教学团队不能脱离课程而单独存在,课程群需要高水平的教学团队去建设。目前课堂教学仍是本科教学的主渠道,因此必须将课程群建设、教学团队建设融入课堂教学,才能把建设落到实处,并在具体的课堂教学中体现建设效果。微电子教学团队和课程组认真研究了半导体物理、半导体器件、集成电路设计原理等这几门课程之间的区别、联系、共性和互补性,对传统的教学内容进行了整合、改革,以促进各课程之间的相互渗透、优势互补和资源共享,更好地处理理论教学、实验教学和实际应用之间的关系。把教学团队和课程群建设的成果有效地落实到课堂教学中,接受课堂和学生的检验,并做到互相促进,增强了整体效果。
2.课程建设与科学研究、教学研究、教学改革相结合。
只有深入开展教学研究,才能有效地推进教学改革和课程建设。我们对教学研究常抓不懈,常研常新,从教学内容、教学方法、教学手段和方案实施等方面全方位抓起,不断深化教学研究和教学改革。对于课程内容的研究与改革,从宏观上把握课程的科学体系和各部分之间的关系、理清主线、抓住要点;从微观上对教材的具体内容进行深入研究,如MOS场效应管与现行手机屏之间的关系,由于和实际生活非常近,非常受学生的欢迎。教学方式与手段的研究与改革方面,可以阅读科学史和科学家传记,从中受到启发,如杨振宁的老师泰勒水平很高,但往往无暇备课,上课时总是现想现推,有时就会陷入困境或误入歧途,恰恰是在他摆脱困境和纠错的探索中,让细心的学生有机会亲眼看到老师的思维过程和分析、解决问题的方法。这是鲜活的问题解决式教学,泰勒是无意的,有经验的教师难道不可以有意而为吗?教学的关键和难处在于揭示前人的发现过程和思想脉络,这就需要任课教师了解相关的历史和教育学原理,在发挥教师主导作用的同时,通过提问、专题讨论等方式活跃课堂气氛,促使学生积极思考,让其从知识的被动接受者转变为主动参与者和纠结探索者,发挥学生的主体作用。进而微电子科学与工程专业的教师把自己现有的纵横向科研课题带入课堂教学中去,让学生感受科学研究的氛围,并通过专业课程的熏陶培养学生的科学美感。
3.理论教学、模拟实验、实验教学与生产实践相结合。
实践性教学环节包括:认识实践、毕业实践和毕业设计等几方面。加强实践教学环节,突出微电子学应用型人才培养特色。提高校内实验实践基地建设的规模与水平;加强与校外教学实践基地合作,提升校外合作教育基地的层次和联系紧密度,实行“双师型”教学模式,加强实践教学环节,提高学生的实践能力。形成先进的实践教学理念,坚持不断的实训,构建以学生为主体的实践教学模式,以取代传统的教师主体式的模式,构建主动适应社会发展所需人才的培养体系。加大力度组织学生参加各类科技竞赛,力求每年参与创新创业实践和学科竞赛活动的学生比例逐年递增的趋势。生产实践是学生学以致用、锻炼能力、增强创新的重要活动,通过不断加强实验性、实践性、应用性、创新性教育环节,使学生自己体验学、用微电子的乐趣,有效地提高了学生的实践能力和创新意识。
[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0112-03
0引言
西安邮电大学微电子科学与工程专业源于原计算机系的微电子学专业,2005年开始招收第一届本科生,专业方向设置偏向于集成电路设计。2013年,根据教育部《普通高等学校本科专业目录(2012年)》的专业设置,将微电子学专业更名为微电子科学与工程专业。2009年至今,该专业累计培养本科毕业生6届。根据历年应届毕业生就业情况和研究生报考方向,我们发现半导体工艺方向人数比重呈现逐年上升的趋势。另外,随着我国经济的快速发展,中西部地区半导体行业的投资力度也越来越大,例如韩国三星电子有限公司、西安爱立信分公司等落户西安,半导体人才需求日益增加。
根据2014年,微电子科学与工程专业新一轮培养方案的定位,设置出半导体工艺、集成电路设计两大课程体系,可实现半导体工艺、集成电路设计和集成电路应用人才的个性化培养。半导体工艺课程体系除设置固体物理、半导体物理学、半导体器件物理等专业基础课程外,还包含集成电路工艺原理、器件模拟与仿真、集成电路制造与测试和半导体工艺实习等专业课程。本课程体系是微电子技术领域人才培养的核心,旨在培养学生掌握集成电路制造的工艺原理、工艺流程以及实践操作的能力,同时也是培养具有创新意识的高素质应用型人才的关键。
因此,整合集成电路工艺原理与实践课程体系的教学内容,充分利用微电子技术实验教学中心现有的硬件环境和优势资源,加强软件设施,例如实践教学具体组织实施方案及考核机制的建设,构建内容健全、结构合理的集成电路工艺原理与实践课程体系,对微电子科学与工程专业及相关专业的人才,尤其是半导体工艺人才培养的落实和发展具有重要意义。
一、面临的主要问题和解决措施
(一)教学面临的主要问题
课程体系是高等学校人才培养的主要载体,是教育思想和教育观念付诸实践的桥梁。集成电路工艺原理与实践课程体系注重理论教学与实践教学的紧密结合,不仅让学生充分了解、掌握集成电路制造的基本原理和工艺技术,而且逐步加强学生半导体技术生产实践能力的培养。然而,该课程体系相关实践环境建设与运行维护耗费巨大,致使大多数高等院校在该课程体系的教学上仅局限于课堂教学,无法做到理论与实践相结合。
为解决这一问题,学校经过多方调研考察、洽谈协商,与北京微电子技术研究所进行校企合作,建立了半导体工艺联合实验室。通过中省共建项目和其他项目对半导体工艺联合实验室进一步建设、完善,为微电子科学与工程专业及相关专业本科生提供了良好的工艺实践平台。然而,在实际教学过程中,专业课程内容不能模块化、系统化,理论教学与实践教学严重脱钩,工程型师资人员匮乏,教学效果不理想。因此,对集成电路工艺原理与实践课程体系进行深化改革与探索,可谓任重而道远。
(二)主要的解决措施
1.课程体系整合优化
集成电路工艺原理与实践课程体系服务于半导体产业快速发展对人才培养的需要。本课程体系以集成电路工艺原理、器件模拟与仿真和工艺实践为主线,将集成电路工艺原理、半导体器件模拟与仿真、集成电路封装与测试、新型材料器件课程设计和半导体工艺实习等课程内容进行整合,明确每门课程、知识的相互关系、地位和作用,找到课程内容的衔接点,让每一门课程都发挥承上启下的作用,保证半导体人才培养的基本规格和基本质量要求。在此基础上,设置半导体材料、半导体功率器件、纳米电子材料与器件等专业选修课,培养学生的兴趣、爱好和特长,以满足个性化培养需要。
为解决微电子科学与工程专业本科生实践形式单一、综合程度不高导致解决实际问题的应用能力不足等现象,集成电路工艺原理与实践课程体系在力求理论教学与实践教学有机融合的基础上,设置微电子学基础实验、半导体器件模拟仿真、半导体工艺实习以及新型材料器件课程设计等实践课程,形成由简单到综合、由综合到创新的递阶实践教学层次。通过独立设课实验、课程设计、科研训练、生产实习、社会实践、科技活动和毕业设计等实践环节达到预期的效果。同时,注重课程形式的综合化、科研化,提高综合性、设计性实验比例,使实践课程与理论课程并行推进,贯穿整个人才培养过程。
2.考核体系的完善
考核体系总体上包括理论课程考核体系和实践课程考核体系。目前,理论考核体系已基本成熟。然而,长期以来,我国教育领域由于实践教学成本高、经费得不到保障,所以考核主体对实践环节考核的积极性不高、重视程度不够,导致考核制度不完善。集成电路工艺原理与实践课程体系在不断完善理论教学考核体系的同时,尤其注重实践教学体系的改革。将教学实验项目的实验过程、工艺参数和器件性能等列为考核的过程。兼顾定性与定量相结合、过程与结果相结合、课内与课外相结合、考核与考评相结合的原则,不断完善实践教学的考核体系,形成以学生为中心的适应学生能力培养和鼓励探索的多元实践教学考核体系。该体系能全面、准确地反映学生的应用能力和实际技能,激发学生的学习动力、创新思维和创新精神,促进人才培养质量和水平的提高。
3.教学团队构建
根据集成电路工艺原理与实践课程体系对高素质应用型人才培养的需要,本教学团队秉承“以老带新”的传统,为青年教师配备老教授或资深教授作为指导教师。在日常教学过程中,由老教师对年轻教师进行业务指导,负责教学质量的监控与授课经验的传授。在老教师的“传、帮、带”和示范表率作用下,青年教师间互相听课、交流教学心得,定期组织教学竞赛,体现以人为本,强调德才兼备,营造青年教师良好的教与学氛围。同时,课程体系团队积极为任课教师创造条件,加大队伍培养建设,鼓励教师走出去,了解企业的运作模式,提高自身的业务能力。目前,已有多位教师到企业参观交流、参加各种业务能力培训,取得了多种职业资格认证,教师的业务能力和水平得到大幅提升。
西安邮电大学经过多年建设和培养,形成了一支结构合理、师资雄厚的教学团队,具有高学历化、年轻化和工程化的特点。本课程体系现拥有任课教师15名,其中具有博士学位的教师7名,副高以上职称的教师8名,40岁以下的教师占课程组教师总数的60%,具有工程实践经验的教师占课程组教师总数的40%。
4.实验环境的优化
实验环境是实践教学和科学研究的关键性场所。根据微电子科学与工程专业半导体工艺、集成电路两大课程体系对人才培养的需要,微电子技术实验教学中心下设微电子学实验教学部和集成电路实验教学部,共计占地约1300平方米。微电子学实验教学部下设微电子学基础实验室、半导体工艺仿真实验室、半导体工艺实验室、微 / 纳材料器件实验室、材料器件分析实验室。微电子学基础实验室,拥有霍尔效应、高频晶体管测试仪、四探针测试仪等常规设备,可实现微电子学专业基础实验。半导体工艺仿真实验室,配置Silvaco、ISE和EDA等专业仿真软件,可实现半导体器件工艺参数和性能的仿真。半导体工艺实验室拥有双管氧化扩散炉、光刻机、LP-CVD、离子束刻蚀机、磁控溅射台、高温快速退火和激光划片等设备,可实现半导体工艺生产。微 / 纳材料器件实验室设计专业,配备排风、有害气体报警系统,拥有气氛热处理程控高温炉、纳米球磨机、高压反应釜等设备,可实现多种纳米材料器件的制备。材料器件分析实验室,拥有吉时利4200-SCS半导体特性分析系统、太阳能模拟器和化学工作站等设备,可完成新型材料器件的测试分析。
通过实践教学资源配置、环境优化,实现了实验教学中心的整体规划和布局;针对大型贵重精密设备配备专业操作人员,进行定期的维护和保养;制定大型设备的操作流程和规范,保证实践教学的顺利实施。实验平台的建设,将为相关专业的本科生、研究生和教师在实践教学、科研方面搭建一个良好的学术平台。
二、改革的特色和预期成果
(一)改革的特色
1.校内实验平台的优化
集成电路工艺原理与实践课程体系的构建,使专业培养方向定位更加明确、教学内容更加明了。尤其是在教学形式上,从教学内容整合、考核体系制定、教学团队形成和实验环境优化等进行了多方位、多角度的改革探索。围绕集成电路工艺原理、半导体器件模拟与仿真和半导体工艺生产实践教学内容为主线,保证半导体人才培养的基本规格和基本质量要求;利用选修课实现学生专业个性化培养。通过合理设置理论课程与实践课程比例、课内课程与课外课程比例,可有效地控制教学内容的稳定性、机动性,推进课程内容的重组与融合。同时,引领学生独立思考、主动探索,激发学生的创新意识和提高学生解决实际问题的能力。
2.校企合作实验平台的构建
在校内实践教学的基础上,微电子技术实验教学中心先后与西安芯派电子科技有限公司、西安西谷微电子有限责任公司等微电子器件及测试公司建立了良好的交流合作关系。这些关系的建立,可使微电子科学与工程专业的学生在校外公司,例如在西安芯派电子科技有限公司进行半导体器件再流焊工艺的实习。校内外互补的工艺实践体系构件,使学生不仅掌握集成电路工艺实践基本知识和原理,更能够掌握实际行业内集成电路工艺中需要考虑的系列问题,从而培养了工程的思维方式。
(二)改革的预期成果
1.达到理论与实践教学的有机融合
理论学习是知识传递过程,实践则是知识吸收过程。实践环节教学能巩固、加深学生对课堂上所学知识的理解,培养学生的实践技能。集成电路工艺原理与实践课程体系,将课程体系教学内容按层次分为半导体工艺原理、器件模拟与仿真和半导体工艺实践三个主要部分。通过半导体工艺原理的学习,掌握材料器件的基本参数、性能和制备方法;通过器件模拟与仿真,了解各种制备方法、工艺参数和器件性能之间的关系;通过半导体工艺实践,充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性,从而有效地加深对理论知识的理解,锻炼实际动手能力。通过理论和实践的有机融合,可有效培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
2.实现教学的开放性
集成电路工艺原理与实践课程体系,在理论教学方面,打破传统课堂教学的局限性,充分利用现代多媒体技术,实现网络教学。通过网络教学系统,开展互动学习的教学模式。将传统教学活动如批改作业、讨论答疑和查阅资料等传到网络教学系统上;开发试题库,建设合理的测试系统。在实践教学方面,将部分实践教学环节以录像的形式上传到网站上供学生学习、参考,部分实验室实行全天候的开放,学生自主学习、管理。通过兴趣小组、创新项目和开放性实验等多种方式,形成团队教师定期指导、高年级学生指导低年级学生的滚动机制,激发学生潜在的学习能力、创新意识,提高学生的学习兴趣和实践动手能力,为我校培养微电子技术领域高素质应用型人才奠定基础。
三、结语
根据西安邮电大学2014年微电子科学与工程专业新一轮培养方案的定位及社会发展对半导体人才培养的客观要求,本文提出集成电路工艺原理与实践课程体系改革。本课程体系以半导体工艺原理、器件模拟与仿真和半导体工艺实践为主线,对教学内容进行整合、修订和完善,保证半导体人才培养的基本规格和质量要求。根据现有实验环境、实验设备和优势资源,进行资源优化配置,完成微电子技术实验教学中心的整体规划布局。通过师资队伍的建设、切实可行的实践教学管理制度的制定,明确任课教师的职责,出台实践教学质量考核标准,加强实践教学环节的时效性。通过上述诸要素的相互协调、配合,实现集成电路工艺原理与实践课程体系“非加和性”的整体效应,促进微电子技术领域应用型人才培养质量和水平的提高。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 崔颖.高校课程体系的构建研究[J].高教探索,2009(3):88-90.
[2] 马颖,范秋芳.美国高等教育管理体制对中国高等教育改革的启示[J].中国石油大学学报(社会科学版),2014(4):105-108.
[3] 别敦荣,易梦春.中国高等教育发展的现实与政策应对[J].清华大学教育研究,2014(1):11-13.