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關(guān)鍵詞:集成電路設(shè)計(jì);本科教學(xué);改革探索
作者簡(jiǎn)介:殷樹娟(1981-),女,江蘇宿遷人,北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系,講師;齊臣杰(1958-),男,河南扶溝人,北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系,教授。(北京 100192)
基金項(xiàng)目:本文系北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):KM201110772018)、北京信息科技大學(xué)教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2010JG40)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)04-0064-02
1958年,美國(guó)德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板,這標(biāo)志著世界從此進(jìn)入到了集成電路的時(shí)代。在近50年的時(shí)間里,集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個(gè)領(lǐng)域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)成本也相對(duì)低廉,便于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。自改革開放以來,我國(guó)集成電路發(fā)展迅猛,21世紀(jì)第1個(gè)10年,我國(guó)集成電路產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率超過25%,集成電路銷售額的年均增長(zhǎng)率則達(dá)到23%。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)由2001年不足世界集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的2%提高到2010年的近9%。我國(guó)成為過去10年世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。伴隨著國(guó)內(nèi)集成電路的發(fā)展,對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加,正是在這種壓力驅(qū)動(dòng)下,政府從“十五”計(jì)劃開始大力發(fā)展我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)。
在20世紀(jì)末21世紀(jì)初,國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程都是在研究生階段開設(shè),本科階段很少涉及。不僅是因?yàn)槠潆y度相對(duì)本科生較難接受,而且集成電路設(shè)計(jì)人員的需求在我國(guó)還未進(jìn)入爆發(fā)期。我國(guó)的集成電路發(fā)展總體滯后國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展水平。進(jìn)入21世紀(jì)后,我國(guó)的集成電路發(fā)展迅速,集成電路設(shè)計(jì)需求劇增。[1]為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,同時(shí)也為更好地推進(jìn)我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展,國(guó)家開始加大力度推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的本科教學(xué)工作。經(jīng)過十年多的發(fā)展,集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)取得了較大的成果,較好地推進(jìn)了集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展,但凸顯出的問題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合對(duì)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的調(diào)研,詳細(xì)分析集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀,并以此為基礎(chǔ)探索集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的改革。
一、集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)存在的主要問題
在政府的大力扶持下,自“十五”計(jì)劃開始,國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)開始走向正軌。從最初的少數(shù)幾個(gè)重點(diǎn)高校到后來眾多相關(guān)院校紛紛設(shè)置了集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)并開設(shè)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。近幾年本科學(xué)歷的集成電路設(shè)計(jì)人員數(shù)量逐漸增加,經(jīng)歷本科教學(xué)后的本科生無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造,都對(duì)國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)人員緊缺的現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。但從企業(yè)和相關(guān)院校的反饋來看,目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)仍然存在很多問題,教學(xué)質(zhì)量有待進(jìn)一步提高,教學(xué)手段需做相應(yīng)調(diào)整,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多地適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界發(fā)展需求。其主要存在以下幾方面問題。
首先,課程設(shè)置及課程內(nèi)容不合理,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低?,F(xiàn)階段,對(duì)于集成電路設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)的多數(shù)院校在本科階段主要開設(shè)有如下課程:“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”(各校命名方式可能有所不同)等。固體物理和晶體管原理是方向基礎(chǔ)課程,理論性較強(qiáng),公式推導(dǎo)較多,同時(shí)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。一方面,復(fù)雜的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)嚴(yán)重降低了本科生的學(xué)習(xí)興趣,尤其是對(duì)于很多總體水平相對(duì)較差的學(xué)生。而另外一方面,較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求又進(jìn)一步打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外,還有一些高等院校在設(shè)置課程教學(xué)時(shí)間上也存在很多問題。例如:有些高等院校將“固體物理”課程和“半導(dǎo)體器件物理”課程放在同一個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué),對(duì)于學(xué)生來說,沒有固體物理的基礎(chǔ)就直接進(jìn)入“晶體管原理”課程的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生很長(zhǎng)一段時(shí)間都難以進(jìn)入狀態(tài),將極大打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而直接導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至放棄相關(guān)方向的學(xué)習(xí)。而這兩門課是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課,集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)需要這兩門課的相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ),如果前面的基礎(chǔ)沒有打好,很難想象學(xué)生如何進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的的學(xué)習(xí),從而直接導(dǎo)致學(xué)業(yè)的荒廢。
其次,學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)量較少,學(xué)生動(dòng)手能力差。隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic design automatic,EDA)無論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界都已經(jīng)成為必備的基礎(chǔ)手段,一系列的設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究成果在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮作用。因此,作為集成電路設(shè)計(jì)方向的本科生,無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造,熟悉并掌握一些常用的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具是必備的本領(lǐng),也是促進(jìn)工作和學(xué)習(xí)的重要方式。為了推進(jìn)EDA工具的使用,很多EDA公司有專門的大學(xué)計(jì)劃,高校購買相關(guān)軟件的價(jià)格相對(duì)便宜得多。國(guó)家在推進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也投入了大量的資金,現(xiàn)在也有很多高等院校已經(jīng)具備購買相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)軟件的條件,但學(xué)生的實(shí)際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力方面確實(shí)下足功夫,學(xué)生有公用機(jī)房可以自由上機(jī),只要有興趣學(xué)生可以利用課余時(shí)間摸索各種EDA軟件的使用,這對(duì)他們以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。但仍然還有很多高校難以實(shí)現(xiàn)軟件使用的最大化,購買的軟件主要供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上使用,平時(shí)學(xué)生很少使用,實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的一點(diǎn)知識(shí)大都是教師填鴨式灌輸進(jìn)去的,學(xué)生沒有經(jīng)過自己的摸索,畢業(yè)后實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的知識(shí)已經(jīng)忘得差不多了,在后續(xù)的工作或?qū)W習(xí)中再用到相關(guān)工具時(shí)還得從頭再來學(xué)習(xí)。動(dòng)手能力差在學(xué)生擇業(yè)時(shí)成為一個(gè)很大的不足。[2]
再者,理工分科紊亂,屬性不一致。集成電路設(shè)計(jì)方向從專業(yè)內(nèi)容及專業(yè)性質(zhì)上分應(yīng)該屬于工科性質(zhì),但很多高校在專業(yè)劃分時(shí)卻將該專業(yè)劃歸理科專業(yè)。這就使得很多學(xué)生在就業(yè)時(shí)遇到問題。很多招聘單位一看是理科就片面認(rèn)為是偏理論的內(nèi)容,從而讓很多學(xué)生錯(cuò)失了進(jìn)一步就業(yè)的好機(jī)會(huì)。而這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致后面報(bào)考該專業(yè)的學(xué)生越來越少,最后只能靠調(diào)劑維持正常教學(xué)。其實(shí),很多高校即使是理科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)W習(xí)的課程和內(nèi)容,與工科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向是基本一致的,只是定位屬性不一致,結(jié)果卻大相徑庭。
二、改革措施
鑒于目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)現(xiàn)狀,可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn),從而更好地推進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)。
1.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)量
現(xiàn)階段的集成電路本科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)量太少,以“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程為例,多媒體教學(xué)量40個(gè)學(xué)時(shí)但實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅8個(gè)學(xué)時(shí)。相對(duì)于40個(gè)學(xué)時(shí)的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容,8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生學(xué)以致用或?qū)⒗碚撊谌雽?shí)踐的需求。40個(gè)學(xué)時(shí)的理論課囊括了單級(jí)預(yù)算放大器、全差分運(yùn)算放大器、多級(jí)級(jí)聯(lián)運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓源電流源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu),而8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課除去1至2學(xué)時(shí)的工具學(xué)習(xí),留給學(xué)生電路設(shè)計(jì)的課時(shí)量太少。
在本科階段就教會(huì)學(xué)生使用各種常用EDA軟件,對(duì)于增加學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造機(jī)會(huì)是非常必要的。一方面,現(xiàn)在社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)是非常激烈的,很少有單位愿意招收入職后還要花比較長(zhǎng)的時(shí)間專門充電的新員工,能夠一入職就工作那是最好不過的。另一方面,實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來說比純理論的學(xué)習(xí)更容易接受,而且實(shí)驗(yàn)過程除了可以增加學(xué)生的動(dòng)手操作能力,同樣會(huì)深化學(xué)生對(duì)已有理論知識(shí)的理解。因此,在實(shí)踐教學(xué)工作中,增加本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)量可以有效促進(jìn)教學(xué)和增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.降低理論課難度尤其是復(fù)雜的公式推導(dǎo)
“教師的任務(wù)是授之以漁,而不是授之以魚”,這句話對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)老師來說恰如其分。對(duì)于相同的電路結(jié)構(gòu),任何一個(gè)電路參數(shù)的變化都可能會(huì)導(dǎo)致電路性能發(fā)生翻天覆地的變化。在國(guó)際國(guó)內(nèi),每年都會(huì)有數(shù)百個(gè)新電路結(jié)構(gòu)專利產(chǎn)生,而這些電路的設(shè)計(jì)人員多是研究生或以上學(xué)歷人員,幾乎沒有一個(gè)新的電路結(jié)構(gòu)是由本科生提出的。
對(duì)于本科生來說,他們只是剛剛涉足集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè),學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最基礎(chǔ)的集成電路相關(guān)理論知識(shí)、電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。在創(chuàng)新方面對(duì)他們沒有過多的要求,因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復(fù)雜的公式及公式推導(dǎo),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)。例如,對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”,冗長(zhǎng)的公式及繁瑣的推導(dǎo)極大地削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解也沒有太多的益處。[3]另外,從專業(yè)需要方面出發(fā),對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)者來說更多的是需要學(xué)生掌握各種半導(dǎo)體器件的基本工作原理及特性,而并非是具體的公式。因此,減少理論教學(xué)中繁瑣的公式推導(dǎo),轉(zhuǎn)而側(cè)重于基本原理及特性的物理意義的介紹,對(duì)于學(xué)生來說更加容易接受,也有益于之后“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”的教學(xué)。
3.增加就業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)含量
從集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)入本科教學(xué)后的近十年間本科生就業(yè)情況看,集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科生畢業(yè)后直接從事集成電路設(shè)計(jì)方向相關(guān)工作的非常少,多數(shù)選擇繼續(xù)深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因?yàn)楸究粕诨局R(shí)儲(chǔ)備方面還不能達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求外,更主要的原因是隨著國(guó)家對(duì)集成電路的大力扶持,現(xiàn)在開設(shè)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的高等院校越來越多,很多都是具有研究生辦學(xué)能力的高校,也就是說有更多的更高層次的集成電路設(shè)計(jì)人才在競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)原本就不是很多的集成電路設(shè)計(jì)崗位。
另外一方面,集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測(cè)試等方面也都是與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的工作,而且這些崗位相對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)崗位來說對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測(cè)試相關(guān)工作若干年的知識(shí)積累將極大地有利于其由相關(guān)崗位跳槽至集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)崗位。因此,從長(zhǎng)期的發(fā)展目標(biāo)考慮,集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科畢業(yè)生從事版圖、工藝、測(cè)試相關(guān)方向的工作可能更有競(jìng)爭(zhēng)力,也更為符合本科生知識(shí)儲(chǔ)備及長(zhǎng)期發(fā)展的需求。這就對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學(xué)生就業(yè),在集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容方面,教師應(yīng)該更多地側(cè)重于基本的電路版圖知識(shí)、硅片工藝流程、芯片測(cè)試等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。
三、結(jié)論
集成電路產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)。大力推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,必須強(qiáng)化集成電路設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)的本科教學(xué)質(zhì)量和水平,而國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)還處在孕育發(fā)展的嶄新階段,它是適應(yīng)現(xiàn)代IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展及本科就業(yè)形勢(shì)的,但目前還存在很多問題亟待解決。本文從已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研情況做了一些分析,但這遠(yuǎn)沒有涉及集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科教學(xué)的方方面面。不過,可以預(yù)測(cè),在國(guó)家大力扶持下,在相關(guān)教師及學(xué)生的共同努力下,我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)定會(huì)逐步走向成熟,更加完善。
參考文獻(xiàn):
[1]王為慶.高職高?!禤rotel電路設(shè)計(jì)》教學(xué)改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).
以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國(guó)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(guó)家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2000年,國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《國(guó)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(guó)務(wù)院了《國(guó)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(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而,我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)務(wù)院頒布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,加快推進(jìn)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,10月底1200億元的國(guó)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(guó)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(guó)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)?!皩I(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(guó)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。
(南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210023)
【摘 要】本文從分析集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)入手,對(duì)集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引入研究型實(shí)踐教學(xué)模式的必要性、作用分析及具體實(shí)施方法進(jìn)行了具體探討,并提出了研究型實(shí)踐教學(xué)對(duì)老師、對(duì)學(xué)生的要求。
關(guān)鍵詞 實(shí)踐教學(xué);集成電路
基金項(xiàng)目:南京郵電大學(xué)教改項(xiàng)目(JG03314JX17)。
作者簡(jiǎn)介:夏曉娟(1982—),女,南京郵電大學(xué),副教授,從事集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。
隨著教育改革的不斷深入,隨著我國(guó)電子信息技術(shù)飛速發(fā)展,迎來了空前的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程近年來已經(jīng)發(fā)生了改變,且電子產(chǎn)品發(fā)展迅速,集成電路設(shè)計(jì)是與最前沿科技緊密相連的一個(gè)方向,相關(guān)的課程也應(yīng)與前沿科技緊密相連,課程的學(xué)習(xí)更要注重理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和分析問題解決問題的能力。因此,集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法基礎(chǔ)上,在“研究型實(shí)踐教學(xué)模式”方面進(jìn)行探討和實(shí)踐?!把芯啃蛯?shí)踐教學(xué)模式”是指在實(shí)踐教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)用于行業(yè)實(shí)際問題分析的一種實(shí)踐方法,旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的運(yùn)用知識(shí)、自主的發(fā)現(xiàn)問題、研究問題,并解決問題的能力[1-2]。
1 確立研究型實(shí)踐教學(xué)模式的必要性
集成電路(Integrated Circuit,IC)產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心,隨著我國(guó)電子信息技術(shù)飛速發(fā)展,迎來了空前的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程近年來已經(jīng)發(fā)生了改變,大多設(shè)計(jì)均采用無生產(chǎn)線設(shè)計(jì),加工采用代工方式。成電路設(shè)計(jì)具有一定的特殊性,集成電路設(shè)計(jì)過程需要集成電路專業(yè)人才經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)踐訓(xùn)練并且積累一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。全國(guó)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)企業(yè)對(duì)于人才的需要也越來越嚴(yán)格,越來越需要能力型的、具有創(chuàng)造力的人才,應(yīng)聘的條件之一就是需要有集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。作為一般理工科院校集成電路專業(yè)的發(fā)展在一定程度上缺乏對(duì)集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)。因此,我們應(yīng)該改變傳統(tǒng)觀念,樹立IC設(shè)計(jì)研究型人才培養(yǎng)觀。
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(guó)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
研究型實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的要求:一是學(xué)生要有一定的知識(shí)積累,儲(chǔ)備了比較完備的基礎(chǔ)知識(shí);二是要求學(xué)生具有一定的專業(yè)知識(shí)水平,熟練掌握集成電路的一些理論知識(shí);三是要求學(xué)生具備一定的自我控制能力和自學(xué)能力;四是要求學(xué)生具備一定的科學(xué)研究能力。在研究型教學(xué)中,學(xué)生積極參與顯得尤為重要,需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:本科教育;微電子;課程體系;結(jié)構(gòu)優(yōu)化
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)04-0033-03
一、引言
微電子技術(shù)是隨著集成電路,尤其是超大型規(guī)模集成電路而發(fā)展起來的一門新的技術(shù)。微電子技術(shù)包括系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自動(dòng)測(cè)試以及封裝、組裝等一系列專門的技術(shù),是高科技和信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著巨大貢獻(xiàn),并滲透到其他很多學(xué)科,是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。作為電子通信類高校,南京郵電大學(xué)建校近50年來,正朝著信息科技類大學(xué)進(jìn)軍。隨著電子、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)外都需要大量的微電子學(xué)人才,我校成立微電子學(xué)專業(yè),旨在為我國(guó)的ASIC設(shè)計(jì)方面,培養(yǎng)急需的人才[1-6]。我國(guó)“十五”計(jì)劃綱要明確提出大力發(fā)展半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè),為了滿足社會(huì)的發(fā)展和需求,我校微電子專業(yè)成立于2001年,并于2007年招收第一批本科生。在學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視和關(guān)心下,專業(yè)建設(shè)取得了飛速發(fā)展。本科人才培養(yǎng)方案是各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格以及培養(yǎng)過程和方式的總體設(shè)計(jì),是學(xué)校組織本科教學(xué)、規(guī)范教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綱領(lǐng)性文件,對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有決定性的影響。當(dāng)今的高校教育不僅需要培養(yǎng)大量理論基礎(chǔ)較扎實(shí)、具有開拓創(chuàng)新精神的專業(yè)型人才,也更需要培養(yǎng)大量工程應(yīng)用型人才。所謂“應(yīng)用型人才”主要是指德、智、體、美等方面全面發(fā)展的,能夠?qū)I(yè)知識(shí)和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會(huì)實(shí)踐的高級(jí)專門人才?!皯?yīng)用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心,以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)的”。它更加注重的是實(shí)踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性。即基礎(chǔ)知識(shí)比高職高專學(xué)生深厚、實(shí)踐能力比傳統(tǒng)本科生強(qiáng),是本科應(yīng)用型人才最本質(zhì)的特征。本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式是根據(jù)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的需要,在一定的教育思想指導(dǎo)下,人才培養(yǎng)目標(biāo)、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式。
二、深化完善本科教學(xué)體系改革的措施探討
人才培養(yǎng)方案制(修)訂工作對(duì)于學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、進(jìn)一步深化完善本科教學(xué)體系改革具有重要意義,人才培養(yǎng)方案制(修)訂需要全面貫徹國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要,認(rèn)真落實(shí)教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見等文件要求,不斷適應(yīng)國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需要,進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革,優(yōu)化人才培養(yǎng)過程,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。具體的改革措施探討如下。
1.進(jìn)一步明確本專業(yè)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、開展人才培養(yǎng)工作的總體設(shè)計(jì)和實(shí)施方案,為全面貫徹教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見,以執(zhí)行最新頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定為契機(jī),推動(dòng)我校新一輪專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革,以不斷適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)、科技、社會(huì)發(fā)展對(duì)各類高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要,根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實(shí)際,及時(shí)總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn),以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手,積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”及“工程教育專業(yè)認(rèn)證”,進(jìn)一步更新教育觀念,深化教育教學(xué)改革,提高本科教育質(zhì)量,構(gòu)建和完善適合我校辦學(xué)指導(dǎo)思想、具有我校辦學(xué)特色的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,根據(jù)新《目錄》規(guī)定的各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、主干學(xué)科、核心課程、主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、主要專業(yè)實(shí)驗(yàn),緊密結(jié)合近年“本科教學(xué)工程”改革實(shí)踐,開展本科專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂。本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要,道德文化素養(yǎng)高,社會(huì)責(zé)任感強(qiáng),身心健康,掌握扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和必備的專業(yè)知識(shí),具有良好的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、專業(yè)能力和創(chuàng)新意識(shí),能在微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計(jì)及相關(guān)的電子信息科學(xué)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)管理等工作的專門技術(shù)人才。主要專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮悠骷?、工藝和集成電路設(shè)計(jì)。注重集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)和MEMS設(shè)計(jì)。
2.課程設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化。課程的設(shè)置是否合理對(duì)人才的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用,尤其是現(xiàn)今提出的對(duì)專業(yè)人才的更高要求,需要進(jìn)一步優(yōu)化課程體系,合理安排課程內(nèi)容。首先,在課程設(shè)置方面,當(dāng)前,南郵本科微電子專業(yè)經(jīng)過幾年的發(fā)展,取得了不少成績(jī)。但世界范圍內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的特點(diǎn)決定了高校微電子學(xué)科的教學(xué)必須緊緊跟隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。我們?cè)诳吹揭郧八〉玫某煽?jī)的同時(shí)也必須看到其中所存在的一些問題,并積極進(jìn)行改革創(chuàng)新。我校的微電子專業(yè)在設(shè)立初期,經(jīng)過各方專家的反復(fù)討論和論證,建立了一套統(tǒng)一的專業(yè)課程和教學(xué)大綱。這套課程滿足該專業(yè)最基本的專業(yè)要求。但由于微電子專業(yè)設(shè)立時(shí)間不長(zhǎng),仍屬于起步階段,由于硬件條件和師資力量的缺乏和不到位,無法設(shè)立多樣的課程體系和科目,所以目前的教學(xué)仍然是基本上按統(tǒng)一的教學(xué)大綱和教學(xué)要求組織。隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大,通達(dá)微電子學(xué)院的設(shè)立,選修微電子專業(yè)課程的學(xué)生人數(shù)不斷增加,原有的教學(xué)課程體系和科目還需要進(jìn)一步細(xì)化、深化、推廣。為此,在課程設(shè)置上,我們必須對(duì)已經(jīng)投入使用的培養(yǎng)方案進(jìn)行分析和總結(jié)、不斷地進(jìn)行修訂和完善,將整個(gè)學(xué)科的課程結(jié)構(gòu)體系、到具體到每一門課程的知識(shí)體系,都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以期在最短的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握牢固的知識(shí)。最終使學(xué)生獲得以下幾方面的能力:掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等方面的基本理論和基本知識(shí);系統(tǒng)掌握量子與固體物理、半導(dǎo)體物理與器件物理、半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)和制造的基本知識(shí),具有獨(dú)立進(jìn)行微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計(jì)的基本能力;了解電子信息類專業(yè)的一般原理和知識(shí),受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維的訓(xùn)練,具有本學(xué)科與跨學(xué)科的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力;在綜合類實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)中具有較強(qiáng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)、分析和調(diào)試系統(tǒng)的能力,能夠完成綜合性和探索性工作的能力;養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,對(duì)終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識(shí),具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力;其次,對(duì)于理論課程的內(nèi)容,針對(duì)南京郵電大學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和電子科學(xué)與工程學(xué)院的實(shí)際情況,以及本專業(yè)的特色建設(shè),主要專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮悠骷?、工藝和集成電路設(shè)計(jì)。注重集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)和MEMS設(shè)計(jì)。以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì),并考慮學(xué)生畢業(yè)后從事的職業(yè),根據(jù)工作的要求對(duì)教學(xué)中的課程進(jìn)行專項(xiàng)的能力和綜合能力培養(yǎng)。在通識(shí)教育類課程中設(shè)置了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)等。專業(yè)教育類課程中設(shè)置了信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)及電工電子實(shí)驗(yàn)等。這些是所有涉及到電類專業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的課程。在微電子專業(yè)的專業(yè)課中安排了固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體集成電路工藝、半導(dǎo)體器件物理、通信原理,這些課程都是基礎(chǔ)理論課程,是為微電子專業(yè)的學(xué)生打下基本的專業(yè)基礎(chǔ)??紤]到工程認(rèn)證的需要,在集成電路與CAD的課程設(shè)置上,專門增加了16小時(shí)的實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和操作技能。在集成電路分析與設(shè)計(jì)的課程設(shè)置中,專門將模擬和數(shù)字分開,設(shè)置了各48小時(shí)的模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路分析與設(shè)計(jì),這不同于其他院校的課程設(shè)置,應(yīng)該也算是我專業(yè)的一個(gè)特色和優(yōu)勢(shì)。使學(xué)生掌握初步的集成電路設(shè)計(jì)知識(shí),加強(qiáng)了學(xué)生的集成電路分析和設(shè)計(jì)的能力。除了已經(jīng)設(shè)置的32小時(shí)的VLSI設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課和32小時(shí)的微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn),還增加了32小時(shí)的工藝實(shí)驗(yàn),這也大大加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)和上機(jī)比例。具體來講,已經(jīng)在建設(shè)的ASIC設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上開展了ASIC設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué),并籌備建立了微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,擁有了一批工作站、計(jì)算機(jī)等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學(xué)會(huì)一到兩種EDA工具的使用方法。建設(shè)微電子器件和半導(dǎo)體物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程,在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上購置了必要的儀器設(shè)備、編寫了實(shí)驗(yàn)教程、開展了半導(dǎo)體材料實(shí)驗(yàn)和晶體管測(cè)試實(shí)驗(yàn);基于以上措施,建立一整套完備的、覆蓋微電子產(chǎn)業(yè)前端和后端工序的微電子實(shí)驗(yàn)課程體系。開展了器件和工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。掌握一定微電子實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏㈦娮訉I(yè)本科生應(yīng)當(dāng)具備的基本素質(zhì)。在微電子專業(yè)的專業(yè)選修課中設(shè)置了VLSI版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)、MEMS與微系統(tǒng)設(shè)計(jì)、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程,涵蓋了微電子方向的器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。更好地體現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向和目標(biāo)。再者,實(shí)踐課程的內(nèi)容上,由于微電子專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的專業(yè),從集成電路的生成流程來看,其實(shí)踐內(nèi)容包括系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)、器件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、實(shí)際流片和測(cè)試。實(shí)踐課程的設(shè)置對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力、判斷能力和創(chuàng)新能力極為關(guān)鍵;需要工程認(rèn)證的專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程必須要達(dá)到30%以上。因此,還擬通過建立微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,開設(shè)微電子和半導(dǎo)體測(cè)試實(shí)驗(yàn)課,在培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí),加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)既有較深理論基礎(chǔ),又有一定動(dòng)手能力的全面發(fā)展的學(xué)生。在實(shí)踐型環(huán)節(jié)的課程設(shè)置中,通識(shí)基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課中安排了電類學(xué)科所必須的程序設(shè)計(jì)、電裝實(shí)習(xí)、電子電路課程設(shè)計(jì)等。在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中,設(shè)置了軟件設(shè)計(jì)、微電子課程設(shè)計(jì)等,尤其是微電子課程設(shè)計(jì),將進(jìn)行較大的改革,要求改革后設(shè)計(jì)內(nèi)容都是與本專業(yè)緊密相關(guān),全面運(yùn)用到所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。
3.師資隊(duì)伍的建設(shè)。本專業(yè)現(xiàn)在擁有專業(yè)教師14名,完全滿足本科的專業(yè)教學(xué)需要,但從事集成電路設(shè)計(jì)方向的老師比較缺乏。還有,學(xué)生的個(gè)性不同,使學(xué)生在學(xué)習(xí)的興趣、主動(dòng)性等方面差異很大;隨著社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和社會(huì)需求的不斷變化,又使學(xué)生的未來發(fā)展面臨很大挑戰(zhàn),學(xué)生的需求隨之呈現(xiàn)多樣化。因此,多元化的培養(yǎng)規(guī)格應(yīng)當(dāng)成為共識(shí)。將學(xué)生的具體情況和社會(huì)需求相結(jié)合,這就要求我們必須打破現(xiàn)有的統(tǒng)一模式,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和社會(huì)需求建立多樣化的課程體系,實(shí)施分類教學(xué),在保證打好扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)的前提下,設(shè)立盡可能多的適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的方向性課程。建立既具有深厚扎實(shí)的理論知識(shí)功底,又具有精通實(shí)踐、有很強(qiáng)的動(dòng)手操作能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的教師隊(duì)伍迫在眉睫。近幾年,我學(xué)院在引進(jìn)高水平的師資力量方面進(jìn)行了不懈的努力,微電子專業(yè)教師的隊(duì)伍在不斷擴(kuò)大,教師的專業(yè)方向也在不斷豐富,能夠勝任并有選擇性地?fù)?dān)任各主要方向的專業(yè)課教學(xué)。但仍然缺乏學(xué)科帶頭人,缺乏一個(gè)凝聚人心的事業(yè)平臺(tái),學(xué)術(shù)梯隊(duì)。這就要加速建設(shè)學(xué)科帶頭人、重點(diǎn)骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個(gè)層次的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。通過培養(yǎng)和引進(jìn),形成一批整體素質(zhì)高、學(xué)術(shù)實(shí)力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的學(xué)術(shù)梯隊(duì),使其在學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮突出作用。鼓勵(lì)教師積極申報(bào)各類項(xiàng)目,積累一定的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和操作經(jīng)驗(yàn)。鼓勵(lì)教師與公司、研究所合作,鼓勵(lì)教師到國(guó)內(nèi)外高校去做訪問學(xué)者,積極參加國(guó)內(nèi)外舉辦的國(guó)際會(huì)議,從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題,開闊眼界。
三、小結(jié)
總的來說,微電子學(xué)是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實(shí)際,及時(shí)總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn),以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手,積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”及“工程教育專業(yè)認(rèn)證”,進(jìn)一步更新教育觀念,深化教育教學(xué)改革,提高本科教育質(zhì)量,迫在眉睫。其中需明確我校的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),以通信集成電路設(shè)計(jì)為主要方向,同時(shí)兼顧工藝設(shè)計(jì)與器件設(shè)計(jì)。相信通過培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、師資等各方面的建設(shè),一定會(huì)培養(yǎng)出高質(zhì)量的微電子學(xué)領(lǐng)域人才,為我國(guó)的微電子工業(yè)做出貢獻(xiàn)。
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關(guān)鍵詞:產(chǎn)學(xué)研;集成電路;人才培養(yǎng)機(jī)制
中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-4107(2016)08-0076-02
當(dāng)前社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才具有高的需求,擔(dān)負(fù)著人才培養(yǎng)重任的高校在教育理念、教學(xué)方法、人才培養(yǎng)等方面面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何克服傳統(tǒng)教育的桎梏,在高新技術(shù)為核心、知識(shí)經(jīng)濟(jì)占主體地位的社會(huì)背景下,培養(yǎng)出適合社會(huì)需求的高技術(shù)、高素質(zhì)、創(chuàng)新型的科技人才,是高校一直努力探索與奮斗的目標(biāo)。
黑龍江大學(xué)是省部共建的綜合性大學(xué),革新傳統(tǒng)高等教育人才培養(yǎng)機(jī)制與模式,致力于構(gòu)建教學(xué)、科研與學(xué)科三位一體的內(nèi)涵發(fā)展模式。優(yōu)良的教育教學(xué)大環(huán)境,先進(jìn)、科學(xué)的教育理念,為集成電路人才的培養(yǎng)提供了肥沃的土壤。深入、切實(shí)的人才培養(yǎng)機(jī)制的探索與改革是新時(shí)期發(fā)展對(duì)高等教育提出的迫切要求[1]。
一、產(chǎn)學(xué)研模式下集成電路人才培養(yǎng)機(jī)制的提出
人才培養(yǎng)機(jī)制是多要素間互為聯(lián)系,作用的復(fù)雜培養(yǎng)系統(tǒng),是有效進(jìn)行人才培養(yǎng)的前提和功能。適應(yīng)社會(huì)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步的人才培養(yǎng)機(jī)制的研究是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重中之重。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教育模式源于美國(guó)教育界[2]。教育實(shí)踐成果表明,該模式是高校與社會(huì)深度有機(jī)融合、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展、為社會(huì)培育創(chuàng)新型人才的有效培養(yǎng)機(jī)制。產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)機(jī)制的探究是與現(xiàn)展要求密不可分的。也是高校全面提升素質(zhì)教育,提高人才競(jìng)爭(zhēng)力的必然要求。
產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)機(jī)制是指擔(dān)負(fù)高等教育任務(wù)的院校在教育教學(xué)過程中,還要與科研活動(dòng)、生產(chǎn)勞動(dòng)與技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合,有效發(fā)揮高校的教育、科研和社會(huì)服務(wù)三大職能?!秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020)》指出:“促進(jìn)高校、科研院所、企業(yè)科技教育資源共享,推動(dòng)高校創(chuàng)新組織模式,培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科研與教學(xué)相結(jié)合的團(tuán)隊(duì)。促進(jìn)科研與教學(xué)互動(dòng)、與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合?!盵3]產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是培養(yǎng)滿足社會(huì)需求與創(chuàng)新型人才的有效途徑。
黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的總體框架與國(guó)內(nèi)高?;鞠嗨?,集成電路專業(yè)是一門對(duì)科學(xué)研究、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新、EDA工具應(yīng)用等能力要求較高的學(xué)科,是涉及多產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的高精專產(chǎn)業(yè)。技術(shù)更新與發(fā)展飛速,僅依靠課堂教學(xué)中所學(xué)的知識(shí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)中的技能傳授,來培養(yǎng)高質(zhì)量人才,會(huì)有一定的差距。有限的經(jīng)費(fèi)投入與昂貴的EDA工具相制約,出現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室軟硬件建設(shè)滯后于重點(diǎn)高校與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的問題,易導(dǎo)致人才培養(yǎng)中與社會(huì)人才需求存在部分脫節(jié)。
產(chǎn)學(xué)研模式下的人才培養(yǎng)是該專業(yè)與國(guó)內(nèi)集成電路各產(chǎn)業(yè)部門、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊密合作,協(xié)同培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)人才的教育教學(xué)新模式,努力實(shí)踐一條適應(yīng)集成電路科研與產(chǎn)業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式之路,即教學(xué)為根本、產(chǎn)業(yè)與科研為支撐、產(chǎn)學(xué)研互促、協(xié)同共進(jìn)。
二、產(chǎn)學(xué)研模式下集成電路人才培養(yǎng)機(jī)制的構(gòu)建
產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、協(xié)同培養(yǎng)人才的教育模式在我國(guó)高等教育教學(xué)變革中形成,人才培養(yǎng)不再只是高校的任務(wù),高校、產(chǎn)業(yè)、科研機(jī)構(gòu)三位一體,三者間不同的社會(huì)功能與資源在各自優(yōu)勢(shì)上進(jìn)行協(xié)同、互補(bǔ)與優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)既是培養(yǎng)人才的有效平臺(tái),也是人才應(yīng)用的終端。由此,三者協(xié)同為社會(huì)發(fā)展需求培養(yǎng)人才是符合科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的規(guī)律的,也是高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念實(shí)施的有效途徑,有利于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)科學(xué)技術(shù)與工程應(yīng)用行為,提高科研機(jī)構(gòu)的科研創(chuàng)新能力。黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)致力于推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制研究與實(shí)踐,將專業(yè)所在領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)資源有效融合,推動(dòng)教育教學(xué)能力與專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。
(一)完善人才培養(yǎng)方案
結(jié)合集成電路產(chǎn)業(yè)的實(shí)際人才需求,優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系設(shè)置。以原有教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)大綱為基礎(chǔ),通過細(xì)致調(diào)研與深入剖析,根據(jù)集成電路專業(yè)對(duì)應(yīng)用型、實(shí)踐和創(chuàng)新能力的人才需求,基于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)集成電路人才的優(yōu)勢(shì),優(yōu)化并修訂完成新的人才培養(yǎng)方案。制定學(xué)生應(yīng)在知識(shí)、能力、素質(zhì)三方面達(dá)到培養(yǎng)要求的目標(biāo)。培養(yǎng)目標(biāo)與要求僅通過課堂的傳統(tǒng)教學(xué)方式是很難達(dá)到和實(shí)現(xiàn)的。新版人才培養(yǎng)方案中加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的要求,并通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式有效開展實(shí)踐教學(xué)。
(二)推行教學(xué)與科研相融合的實(shí)踐教學(xué)模式
實(shí)踐教學(xué)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段之一[4],是在掌握專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)上的能力的提升。黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)意識(shí)到實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生能力的全方位提高的重要性,注重實(shí)踐教學(xué)改革與教學(xué)平臺(tái)的建設(shè),多角度地將專業(yè)的科研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的作用進(jìn)行充分發(fā)揮。在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),主要開展基于專業(yè)科研項(xiàng)目模擬的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施方式。以科研項(xiàng)目中所劃分出的子任務(wù)為驅(qū)動(dòng),從創(chuàng)設(shè)問題情景出發(fā),應(yīng)用知識(shí)與技能解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題,有效地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索和獲取知識(shí)的創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的全過程要貫徹科學(xué)先進(jìn)的人才培養(yǎng)理念。
(三)與集成電路產(chǎn)業(yè)、科研機(jī)構(gòu)共建實(shí)踐平臺(tái)
黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)注重開展多渠道、多形式的人才培養(yǎng)形式,積極與集成電路產(chǎn)業(yè)及科研機(jī)構(gòu)合作,謀求共同發(fā)展。通過與北京集成電路設(shè)計(jì)園合作共同開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)培訓(xùn)工作,在集成電路行業(yè)發(fā)達(dá)的北京進(jìn)行實(shí)習(xí)的過程中,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的感性認(rèn)識(shí),開拓其專業(yè)視野,使其意識(shí)到專業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì),提高他們的專業(yè)興趣與學(xué)習(xí)積極性。通過合作,也增強(qiáng)了與產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的聯(lián)系和技術(shù)交流。我們以產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的人才需求為導(dǎo)向,培養(yǎng)并推薦優(yōu)秀畢業(yè)生。
充分利用實(shí)習(xí)周期,設(shè)計(jì)全流程、多方位的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。從專家培訓(xùn)與就業(yè)指導(dǎo)開始,整個(gè)實(shí)習(xí)涉及集成電路設(shè)計(jì)公司、大規(guī)模集成電路測(cè)試研究所、EDA公司、集成電路制造、封裝公司。借助于優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐平臺(tái),課堂教學(xué)中的理論學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)、專業(yè)技術(shù)水平、就業(yè)的深入認(rèn)識(shí)。
(四)開展科技交流活動(dòng),強(qiáng)化教師隊(duì)伍建設(shè)
高校人才培養(yǎng)的主體力量是教師,建設(shè)一支理論知識(shí)深厚、實(shí)踐能力強(qiáng)的教師隊(duì)伍是集成電路人才培養(yǎng)的保障。通過產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái),避免教師忽略行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài),他們能夠更新并掌握科技發(fā)展新動(dòng)態(tài)與就業(yè)風(fēng)向標(biāo)。在產(chǎn)學(xué)研模式下,提高專業(yè)教師的實(shí)踐技術(shù)能力,落實(shí)到教育教學(xué)工作中,增強(qiáng)教學(xué)直觀性,提高學(xué)生對(duì)集成電路專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性,易于他們掌握專業(yè)知識(shí)。
院系積極組織開展與集成電路設(shè)計(jì)公司、科研院所等專家進(jìn)行交流的活動(dòng),從教師隊(duì)伍建設(shè)的角度充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作教育的作用。將前沿性的專業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài)與信息滲透在日常教學(xué)中,完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)機(jī)制的實(shí)踐可以直接或間接、多角度、多層次發(fā)揮作用。
(五)健全資源共享機(jī)制
集成電路人才培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,僅憑高校的財(cái)政撥款與項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)很難購置或更新所有集成電路實(shí)現(xiàn)流程所需的軟硬件工具與設(shè)備。以產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)機(jī)制的提出為思路,積極與產(chǎn)業(yè)和科研機(jī)構(gòu)共享優(yōu)質(zhì)資源,協(xié)調(diào)教學(xué)設(shè)備與科研設(shè)備的使用,建立集成電路設(shè)計(jì)資源開放共享機(jī)制,充分利用現(xiàn)有資源,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)專業(yè)建設(shè)的良性發(fā)展。
三、關(guān)于產(chǎn)學(xué)研模式下集成電路人才培養(yǎng)的思考
通過集成電路產(chǎn)業(yè)人才需求的背景,緊扣產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)發(fā)展與資源優(yōu)勢(shì),充分利用產(chǎn)學(xué)研的優(yōu)質(zhì)資源,提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新與就業(yè)能力,最大可能地?cái)U(kuò)大集成電路專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量與受益度。為提高人才培養(yǎng)機(jī)制的效用,在今后的教育教學(xué)工作中如何走一條可持續(xù)發(fā)展的道路是值得深思的問題。
首先,人才培養(yǎng)過程中,高校作為主體環(huán)境,決定著人才培養(yǎng)機(jī)制的制定、實(shí)施過程,如要取得人才培養(yǎng)的最大化成效,高校在宏觀政策制定上要給予支持。良好的合作政策是對(duì)產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的吸引和鼓勵(lì),有利于產(chǎn)學(xué)研共建人才培養(yǎng)平臺(tái),形成人才培養(yǎng)與人才需求的良性循環(huán)。
其次,高校教師作為人才培養(yǎng)的具體實(shí)施者,在人才培養(yǎng)周期的往復(fù)循環(huán)過程中,如何始終秉持先進(jìn)的教育理念、保持創(chuàng)新意識(shí)與增強(qiáng)創(chuàng)新能力是關(guān)鍵問題。如果高校教師的激勵(lì)機(jī)制、評(píng)價(jià)體系與產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)機(jī)制相違背,產(chǎn)學(xué)研模式下人才培養(yǎng)的實(shí)施就會(huì)缺乏力度。
綜上,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式是一種以提高學(xué)生全面素質(zhì)、專業(yè)能力、社會(huì)適應(yīng)力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為重點(diǎn),把以傳統(tǒng)課堂傳授專業(yè)知識(shí)為主的高校教育與直接獲取實(shí)際設(shè)計(jì)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合互補(bǔ)的教育模式。充分利用學(xué)校、產(chǎn)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)等多方面的優(yōu)質(zhì)教育環(huán)境和資源,以解決專業(yè)建設(shè)中的資源不足問題。產(chǎn)學(xué)研三位一體的集成電路人才培養(yǎng)機(jī)制正發(fā)揮優(yōu)勢(shì),探索一條行之有效的人才培養(yǎng)之道是高校不懈努力的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]閆鵬飛,蔡莊,王鵬等.黑龍江大學(xué)發(fā)揮科技資源優(yōu)勢(shì)加 快產(chǎn)學(xué)研結(jié)合促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J].中國(guó)高??萍寂c 產(chǎn)業(yè)化,2007,(12).
[2]張海國(guó).產(chǎn)學(xué)研合力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才模式探討――以襄 陽職院為例[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào),2015,(10).
關(guān)鍵詞:職教集團(tuán);人才培養(yǎng)模式;專業(yè)建設(shè)
中圖分類號(hào):G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5727(2013)12-0160-03
以集成電路為核心的微電子產(chǎn)業(yè)是國(guó)家的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),其發(fā)展水平與產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,科技進(jìn)步和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志。在我國(guó)一系列相關(guān)政策的激勵(lì)下,我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)已得到快速發(fā)展,我國(guó)也已進(jìn)入世界集成電路大國(guó)。2011年,我國(guó)半導(dǎo)體銷售額占世界半導(dǎo)體市場(chǎng)14.5%的份額,其中集成電路銷售額占到世界集成電路市場(chǎng)的9.8%的份額。
江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院地處美麗富饒的太湖之濱——無錫。這里是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地,也是當(dāng)前發(fā)展最快、國(guó)內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模較大、產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)最完整的國(guó)家微電子產(chǎn)業(yè)基地之一,云集了SK海力士半導(dǎo)體、海太半導(dǎo)體、華潤(rùn)微電子、江陰長(zhǎng)電等一百六十多家著名的微電子制造、設(shè)計(jì)、封裝及測(cè)試企業(yè)。微電子產(chǎn)業(yè)成為無錫傳統(tǒng)的最具優(yōu)勢(shì)的支柱產(chǎn)業(yè)。
我院的微電子技術(shù)專業(yè)是學(xué)院成立最早的專業(yè)之一,伴隨著我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)與壯大。在近四十年的發(fā)展中,依托無錫發(fā)達(dá)的微電子產(chǎn)業(yè),堅(jiān)持走校企合作之路,通過創(chuàng)新人才培養(yǎng)的體制機(jī)制,改革人才培養(yǎng)模式,加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),為我國(guó)微電子企業(yè)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才,是江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的IC人才儲(chǔ)備基地,無錫國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)基地,集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)基地。
搭建職教集團(tuán)平臺(tái),促進(jìn)政行
企校合作,創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制
教育部《關(guān)于推進(jìn)高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展的若干意見》明確提出創(chuàng)新辦學(xué)體制,鼓勵(lì)地方政府和行業(yè)(企業(yè))共建高等職業(yè)學(xué)校,探索行業(yè)(企業(yè))與高等職業(yè)學(xué)校組建職業(yè)教育集團(tuán),發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),形成政府、行業(yè)、企業(yè)、學(xué)校等各方合作辦學(xué),跨部門、跨地區(qū)、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)協(xié)同育人的長(zhǎng)效機(jī)制。為貫徹落實(shí)這一精神,由無錫市政府發(fā)起,我院牽頭組建了由無錫市信電局、無錫市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、微電子企業(yè)及大中專院校共三十多家單位組成的微電子職業(yè)教育集團(tuán)。本著“政府主導(dǎo)、行業(yè)指導(dǎo)、企業(yè)參與、院校主體”的原則,緊緊圍繞無錫微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,充分發(fā)揮各自在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、兼職教師選聘、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和學(xué)生就業(yè)等方面的優(yōu)勢(shì),促進(jìn)“校企合作、工學(xué)結(jié)合”職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式的改革,提高人才培養(yǎng)與社會(huì)需求的契合度,提升職業(yè)教育服務(wù)無錫微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力,也為提升我院微電子技術(shù)專業(yè)建設(shè)水平提供了良好的契機(jī)。
依托微電子職教集團(tuán)
為平臺(tái),深化“訂單培養(yǎng),
廠校互嵌”人才培養(yǎng)模式改革
(一)加大訂單培養(yǎng)力度,提高人才培養(yǎng)與企業(yè)需求的契合度
依托職教集團(tuán)平臺(tái),利用豐富的校企合作資源,專業(yè)先后與集團(tuán)成員SK海力士半導(dǎo)體、華潤(rùn)上華半導(dǎo)體等多家微電子企業(yè)開展冠名辦班、訂單培養(yǎng)的人才培養(yǎng)模式改革。實(shí)踐證明,這種“校企聯(lián)手,量身定制”的訂單培養(yǎng)使人才培養(yǎng)的目標(biāo)更貼近企業(yè)需求,人才培養(yǎng)的質(zhì)量更滿足企業(yè)要求(見表1)。
以SK海力士微電班為例,訂單培養(yǎng)的主要工作包括:校企共商制定人才培養(yǎng)方案,校企共同構(gòu)建課程體系,根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)和崗位需求,在課程體系中加入韓語課程和裝備類的課程;校企共同建設(shè)核心課程,開發(fā)教學(xué)資源;聘請(qǐng)企業(yè)工程師擔(dān)任專業(yè)核心課程的教學(xué),專業(yè)教師分批進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐,提高教學(xué)隊(duì)伍的“雙師”素質(zhì);通過工學(xué)交替,頂崗實(shí)習(xí),提高學(xué)生的崗位實(shí)踐技能,實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)與就業(yè)的零距離對(duì)接;通過企業(yè)獎(jiǎng)學(xué)金的發(fā)放和企業(yè)文化的宣講,企業(yè)文化與職業(yè)教育及早融合,大大提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。冠名班的人才培養(yǎng)取得了良好的效果,全班39名學(xué)生,最終有26名被企業(yè)錄用。與海力士的校企合作案例被評(píng)為2012年無錫市校企合作示范案例。
(二)積極探索“廠?;デ丁比瞬排囵B(yǎng)模式
專業(yè)積極推進(jìn)“廠中?!?、“校中廠”的建設(shè)。專業(yè)和無錫強(qiáng)芯微電子有限公司合作共建集成電路版圖設(shè)計(jì)“校中廠”。企業(yè)工程師帶著企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目進(jìn)入“校中廠”,學(xué)生在工程師的指導(dǎo)下,以企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目為載體,進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)核心技能的模塊化訓(xùn)練,并通過聯(lián)網(wǎng),與企業(yè)本部的工程技術(shù)人員共同完成大型設(shè)計(jì)項(xiàng)目。通過學(xué)生早進(jìn)課題,早進(jìn)團(tuán)隊(duì),早進(jìn)項(xiàng)目,在工程實(shí)踐中培養(yǎng)高技能型、創(chuàng)新型人才,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和企業(yè)需求無縫對(duì)接,企業(yè)也從中擇優(yōu)挑選學(xué)生直接就業(yè)。
專業(yè)還與環(huán)洲微電子公司合作共建“廠中?!?,學(xué)生在“廠中?!敝型瓿杉呻娐分圃旃に囕啀弻?shí)習(xí)。校企雙方共同商定輪崗實(shí)習(xí)的教學(xué)計(jì)劃。企業(yè)負(fù)責(zé)為學(xué)生安排從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到綜合的實(shí)習(xí)內(nèi)容和工作任務(wù),并指定師傅指導(dǎo)實(shí)習(xí),定期安排工程技術(shù)人員針對(duì)不同的崗位進(jìn)行專題講座,提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng);學(xué)生經(jīng)過在實(shí)際工作崗位上真刀實(shí)槍的訓(xùn)練,專業(yè)技能得到了很好的提升,同時(shí)接受了企業(yè)文化的熏陶。實(shí)習(xí)結(jié)束后,企業(yè)指導(dǎo)教師和專業(yè)教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中職業(yè)素質(zhì)、專業(yè)能力的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
通過“訂單培養(yǎng),廠?;デ丁边@些深層次的校企合作、工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式改革,學(xué)院培養(yǎng)了高素質(zhì)、高技能的人才,企業(yè)挖掘和篩選到了優(yōu)秀員工,學(xué)生訓(xùn)練了職業(yè)技能,提高了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,達(dá)到了三方共贏的合作目標(biāo)。
順應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,構(gòu)建
“以崗定課,課證融通”課程體系
根據(jù)微電子產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,確定了本專業(yè)所面向的崗位。通過廣泛的專業(yè)調(diào)研和專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的論證,分析了專業(yè)所需的基本技能、專業(yè)技能和綜合技能,構(gòu)建了與之相適應(yīng)的課程體系。同時(shí)將半導(dǎo)體芯片制造工、集成電路版圖設(shè)計(jì)員的技能培訓(xùn)與考證嵌入課程教學(xué),使學(xué)生在畢業(yè)的同時(shí)獲得相應(yīng)的職業(yè)技能證書,提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力(課程體系見圖1)。
校企合作,加強(qiáng)專業(yè)
核心課程的改革與建設(shè)
專業(yè)核心課程建設(shè)是專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的核心和難點(diǎn)。我院利用職教集團(tuán)平臺(tái),與集團(tuán)內(nèi)多家企業(yè)深度開展校企合作,共建核心課程,開發(fā)教學(xué)資源。以《集成電路制造工藝》課程為例,我校和SK海力士半導(dǎo)體公司共建。該課程主要介紹了集成電路制造的工藝原理、工藝操作過程及工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量監(jiān)測(cè),是微電子技術(shù)重要的專業(yè)核心課程。在課程建設(shè)的過程中,通過對(duì)企業(yè)工作崗位設(shè)置、各崗位對(duì)應(yīng)的工作任務(wù)及所需知識(shí)、技能的分析,對(duì)課程的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新構(gòu)建,確立了以集成電路制造工藝流程為基礎(chǔ)的模塊化教學(xué)理念。其中核心模塊的五大項(xiàng)目完全針對(duì)企業(yè)的五大工藝崗位,突出與企業(yè)崗位對(duì)接。同時(shí),根據(jù)企業(yè)崗位的需求選取教學(xué)內(nèi)容,將企業(yè)對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)的內(nèi)容融入課程教學(xué)中,使教學(xué)內(nèi)容更好地與崗位實(shí)踐相吻合(見圖2)。該課程2009年通過院精品課程的驗(yàn)收,2011年成為無錫市精品課程。專業(yè)核心建設(shè)成果如表2所示。
校企合作,建設(shè)中央財(cái)政支持的
微電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)基地
2007年,本專業(yè)獲得中央財(cái)政支持的微電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目。由中央財(cái)政、省財(cái)政和學(xué)院配套的近700萬資金,與企業(yè)合作,建設(shè)了包含集成電路設(shè)計(jì)中心、芯片制造中心、組裝中心、測(cè)試中心的實(shí)訓(xùn)基地,融教學(xué)、培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)等功能于一體?;亟ㄔO(shè)了100級(jí)的超凈車間,配置了所需的動(dòng)力設(shè)施、超凈水設(shè)施及廢氣處理設(shè)施,購置了生產(chǎn)型設(shè)備和原材料,具備了生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的條件(見圖3)。
基地建成后,學(xué)生在接近真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行《集成電路制造工藝》、《半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《集成電路版圖設(shè)計(jì)》等課程理實(shí)一體化的教學(xué),利用真實(shí)的硅片進(jìn)行氧化、光刻、封裝、測(cè)試及版圖設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn),實(shí)訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行專業(yè)職業(yè)資格考證。在集成電路芯片制造中心,結(jié)合伊施德科技有限公司的薄膜傳感器產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行光刻、薄膜制備工藝的生產(chǎn)與實(shí)訓(xùn)。
依托職教集團(tuán),打造“雙師”
團(tuán)隊(duì),助力高技能人才培養(yǎng)
學(xué)院建立了“校企雙專業(yè)帶頭人制”,除校內(nèi)專業(yè)帶頭人外,微電子技術(shù)專業(yè)聘請(qǐng)了集團(tuán)內(nèi)企業(yè)高級(jí)工程師擔(dān)任校外專業(yè)帶頭人,把握專業(yè)建設(shè)方向,指導(dǎo)課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)。專業(yè)也通過引進(jìn)、企業(yè)工程實(shí)踐、職業(yè)技能考證、橫向課題開發(fā)、技術(shù)服務(wù)等途徑,切實(shí)加強(qiáng)骨干教師的工程實(shí)踐能力,提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)的“雙師”素養(yǎng)。近年來,我們從企業(yè)引進(jìn)4名高級(jí)工程技術(shù)人員,有13名教師先后到職教集團(tuán)內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐,有3名教師獲評(píng)高級(jí)工程師,有9名教師分別取得半導(dǎo)體芯片制造高級(jí)工證書或國(guó)家高級(jí)考評(píng)員證書。專業(yè)教師也積極與企業(yè)開展橫向課題研究,為企業(yè)解決技術(shù)難題。先后聘請(qǐng)職教集團(tuán)成員如SK海力士半導(dǎo)體、無錫強(qiáng)芯半導(dǎo)體、無錫派盟集成電路設(shè)計(jì)公司,無錫華潤(rùn)安盛科技有限公司等企業(yè)的工程技術(shù)人員作為兼職教師,用企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目和真實(shí)案例進(jìn)行教學(xué),提高教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求的契合度。“雙師”素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì),為高技術(shù)技能型人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),微電子教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲學(xué)院首批優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
多年來,我院微電子技術(shù)專業(yè)依托無錫市強(qiáng)大的微電子產(chǎn)業(yè)和市政府對(duì)該產(chǎn)業(yè)的大力扶持,組建微電子職教集團(tuán),推動(dòng)政行企校四方合作,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),培養(yǎng)了大批適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求、有發(fā)展后勁的高素質(zhì)、高技能型人才。很多畢業(yè)生已成為我國(guó)微電子企業(yè)的骨干或領(lǐng)軍人物。微電子技術(shù)專業(yè)也成為我院品牌特色專業(yè),無錫市示范專業(yè),江蘇省示范建設(shè)院校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè),2012年江蘇省首批重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)群的核心專業(yè)。我們將繼續(xù)推進(jìn)體制機(jī)制的創(chuàng)新,深化人才培養(yǎng)模式改革,堅(jiān)持走以提高質(zhì)量為核心的內(nèi)涵建設(shè)發(fā)展道路,著力提升我院微電子技術(shù)專業(yè)的水平,為無錫及長(zhǎng)三角地區(qū)乃至我國(guó)的微電子產(chǎn)業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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集成電路技術(shù)的發(fā)展,使集成電路和處理器的關(guān)系密不可分。隨著多核技術(shù)的出現(xiàn),處理器已經(jīng)變成構(gòu)成系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)的基本單元,因此,從集成電路的功能級(jí)設(shè)計(jì)層面講,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)采用的方法就是大規(guī)模集成電路(VLSI)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。從卓越人才培養(yǎng)的角度,VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)是微處理器的邏輯實(shí)現(xiàn)手段,而數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力直接決定了其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。因此提升學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的關(guān)鍵是提升學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。為了切實(shí)提高計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,教學(xué)改革研究工作的目標(biāo)確定為:以數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、以硬件描述語言為設(shè)計(jì)工具、以硬件仿真系統(tǒng)為設(shè)計(jì)環(huán)境、以FPGA為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手段、以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)和主線,將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐完整地貫穿于專業(yè)核心課程之中;教學(xué)改革研究思路確定為:系統(tǒng)視角、整體優(yōu)先、設(shè)計(jì)牽引、講做結(jié)合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群,不是簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)的審視,是“自頂向下”的觀點(diǎn)和“自底向上”的實(shí)現(xiàn)的一種結(jié)合方法,最終目標(biāo)是提升計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。
2研究?jī)?nèi)容
計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向的主干課程包括數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、VLSI系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。課程各有目標(biāo),課程之間有宏觀上的先后順序,有微觀上的相互穿插,有內(nèi)容上的重疊。經(jīng)過近幾年的教學(xué)研究和改革,各門課程都發(fā)生了非常大的變化[1]:VLSI課程中會(huì)涉及算術(shù)邏輯單元的設(shè)計(jì)甚至處理器設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容;匯編語言的作用已經(jīng)從編程工具轉(zhuǎn)變?yōu)槊枋龊屠斫庥?jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理的有效工具;HDL語言和仿真工具不再專屬于數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用語言和工具。但是,由于總目標(biāo)不明確,導(dǎo)致課程分頭講,實(shí)驗(yàn)分頭做,總體學(xué)時(shí)不少,最終效果欠佳。筆者的主要研究?jī)?nèi)容以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為目標(biāo),從能力培養(yǎng)的視角看待和理解數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試、VLSI、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程,借鑒CDIO的思想,將系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)實(shí)踐貫穿整個(gè)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)過程。
2.1重新審視和修訂教學(xué)計(jì)劃
在研究過程中,我們首先整理涉及的各門課程的全部知識(shí)點(diǎn),對(duì)相互影響的重要知識(shí)點(diǎn)整體排序,整合相近和相似的知識(shí)點(diǎn),歸并出一些重要的專題,提出有利于培養(yǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的完整實(shí)踐教學(xué)體系,全線引入HDL語言,全線引入基于FPGA開發(fā)板的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),緊密配合理論課、設(shè)計(jì)方法課、實(shí)踐課,形成“學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)”的完整過程。
2.2數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的改革
數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程改革的研究重點(diǎn)是設(shè)法強(qiáng)化和提升學(xué)生使用硬件描述語言說明硬件系統(tǒng)的能力,將硬件設(shè)計(jì)語言的介紹提前到課程的開始部分,使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)過程中就開始使用硬件設(shè)計(jì)語言,相當(dāng)于使學(xué)生掌握了一個(gè)設(shè)計(jì)工具,為計(jì)算機(jī)組成原理課程和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程提供支持,另外,從教學(xué)上形成學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)就是學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)的理念。數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)既有使用邏輯電路器件搭建實(shí)驗(yàn)電路的傳統(tǒng)型實(shí)驗(yàn),又有使用FPGA開發(fā)板的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
2.3計(jì)算機(jī)組成原理課程的教學(xué)改革
計(jì)算機(jī)組成原理課程借鑒“深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”教材中的思想,調(diào)整了部分課程內(nèi)容和授課重點(diǎn),比如,在數(shù)據(jù)表示部分增加了C語言的整數(shù)表示以及比較運(yùn)算的示例,在存儲(chǔ)器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例,在指令系統(tǒng)部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進(jìn)行教學(xué)視角調(diào)整的一種嘗試,由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過C語言,已經(jīng)初步掌握了編程方法,但是并不清楚程序在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,特別是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)底層硬件中是如何表示、如何執(zhí)行的。通過在計(jì)算機(jī)組成原理課程中增加一些C語言的示例,讓學(xué)生真正理解程序的執(zhí)行過程。
2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的調(diào)整
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程在課程內(nèi)容方面進(jìn)行了一些調(diào)整,主要為了更好地與計(jì)算機(jī)組成原理和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調(diào)度等方面的內(nèi)容;對(duì)教材中給出的一些具體處理器實(shí)例給予更多關(guān)注,比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實(shí)例等;重視向量運(yùn)算和向量處理器部分的內(nèi)容。
2.5計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程實(shí)踐教學(xué)改革
計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程把以往讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)有十幾條基本指令的微程序控制器改變?yōu)樵O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)向量協(xié)處理器;以PowerPCRISC處理器的指令系統(tǒng)為參考,把設(shè)計(jì)PowerPC擴(kuò)展指令協(xié)處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學(xué)內(nèi)容。整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)分為8個(gè)相互聯(lián)系、難度逐步增加的子任務(wù),通過教師引導(dǎo)、分組討論、學(xué)生實(shí)踐、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、完成測(cè)試等一系列教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生完成協(xié)處理器中的部分設(shè)計(jì)工作并熟悉完整的協(xié)處理器的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。
2.6嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)改革
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程開發(fā)出嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及相關(guān)軟件的綜合實(shí)驗(yàn),使硬件與軟件相結(jié)合,強(qiáng)化對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)綜合開發(fā)應(yīng)用能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的實(shí)踐能力。綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生完成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的全過程,包括完成硬件、軟件的功能分配,進(jìn)行主控?cái)?shù)字系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和制作,設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)和功能軟件,硬件、軟件的分別測(cè)試與綜合測(cè)試等。
2.7VSLI系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)改革
VSLI系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)改革,把實(shí)踐分為3種類型:課程實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì),3種類型的實(shí)驗(yàn)全部基于Nexys3FPGA開發(fā)板進(jìn)行設(shè)計(jì)。課程實(shí)驗(yàn)包括XilinxFPGA設(shè)計(jì)流程、Nexys3FPGA開發(fā)板主要模塊接口設(shè)計(jì)和基于IP的數(shù)字電路設(shè)計(jì)等。自主實(shí)驗(yàn)部分的題目類型包括:串—并轉(zhuǎn)換電路、FIFO存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、大數(shù)加法器設(shè)計(jì)和FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)等。課程設(shè)計(jì)部分的題目類型包括密碼協(xié)處理器設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)協(xié)處理器設(shè)計(jì)和圖像處理協(xié)處理器設(shè)計(jì)等。
3實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
天津大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2006年建立了數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,建立了超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究所。實(shí)驗(yàn)室配備了數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)臺(tái)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)臺(tái)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)(帶有FPGA模塊)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)等教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這些實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足常規(guī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),但對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的支持還不夠。為此,學(xué)院2013年與美國(guó)Xilinx公司合作,建立了天津大學(xué)—美國(guó)Xilinx公司計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室配備了50多塊Nexys3FPGA開發(fā)板,實(shí)驗(yàn)時(shí)可以滿足每人一塊開發(fā)板的要求。超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究所于2012年引進(jìn)BEECube公司先進(jìn)的BEE3系統(tǒng),該系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第三代商用FPGA系統(tǒng),包括4個(gè)Virtex5FXTFPGA芯片,以及高達(dá)64GB的DDR2ECCDRAM和8個(gè)用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發(fā)板和BEE3系統(tǒng),我們具備了實(shí)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備平臺(tái),為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力提供了強(qiáng)有力的支撐。
4結(jié)語
第二條為使企業(yè)享受國(guó)務(wù)院《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》(國(guó)發(fā)[*]18號(hào),簡(jiǎn)稱《若干政策》)及其配套的優(yōu)惠政策,加速我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,根據(jù)《若干政策》第四十九條和有關(guān)規(guī)定,制定本辦法。
第三條國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家稅務(wù)總局和海關(guān)總署為集成電路企業(yè)認(rèn)定主管部門(以下簡(jiǎn)稱主管部門),負(fù)責(zé)全國(guó)集成電路企業(yè)的認(rèn)定管理工作,其職責(zé)是:
(一)組織集成電路企業(yè)認(rèn)定機(jī)構(gòu)(以下簡(jiǎn)稱認(rèn)定機(jī)構(gòu))開展認(rèn)定工作;
(二)監(jiān)督檢查全國(guó)集成電路企業(yè)的認(rèn)定工作,審核批準(zhǔn)認(rèn)定結(jié)果;
(三)受理對(duì)認(rèn)定結(jié)果、年審結(jié)果以及有關(guān)認(rèn)定決定的異議申訴。
第四條主管部門共同委托中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)為集成電路企業(yè)認(rèn)定機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)集成電路企業(yè)認(rèn)定和年審工作。其職責(zé)是:
(一)受理集成電路企業(yè)認(rèn)定申請(qǐng);
(二)具體組織集成電路企業(yè)認(rèn)定工作,提出認(rèn)定意見;
(三)負(fù)責(zé)集成電路企業(yè)年度審查,并將結(jié)果報(bào)主管部門備案。
第五條申請(qǐng)認(rèn)定的集成電路企業(yè)須滿足下列條件:
(一)是依法成立的從事集成電路芯片制造、封裝、測(cè)試以及6英寸(含)以上硅單晶材料生產(chǎn)的法人單位;
(二)具有與集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)相適應(yīng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所、軟硬件設(shè)施和人員等基本條件,其生產(chǎn)過程符合集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)的基本流程、管理規(guī)范,具有保證產(chǎn)品生產(chǎn)的手段與能力;
(三)自產(chǎn)(含代工)集成電路產(chǎn)品銷售收入占企業(yè)當(dāng)年總收入的60%以上(新建企業(yè)除外);
(四)企業(yè)主管稅務(wù)機(jī)關(guān)認(rèn)定企業(yè)無惡意欠稅或偷稅騙稅等違法行為。
第六條企業(yè)在申請(qǐng)集成電路企業(yè)認(rèn)定時(shí),須按認(rèn)定實(shí)施細(xì)則要求提供相關(guān)資料,提交的資料及其內(nèi)容必須真實(shí)有效。
第七條集成電路企業(yè)的認(rèn)定,由企業(yè)向認(rèn)定機(jī)構(gòu)提出申請(qǐng)。認(rèn)定機(jī)構(gòu)應(yīng)依照相關(guān)實(shí)施細(xì)則進(jìn)行審理,并于15個(gè)工作日內(nèi)向主管部門提出認(rèn)定意見及相關(guān)資料。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)會(huì)同信息產(chǎn)業(yè)部、國(guó)家稅務(wù)總局、海關(guān)總署,于45個(gè)工作日內(nèi)聯(lián)合發(fā)文確定或?qū)⒎穸ㄒ庖姼嬲J(rèn)定機(jī)構(gòu)。
第八條認(rèn)定結(jié)果在認(rèn)定機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站及有關(guān)媒體上,接受社會(huì)監(jiān)督。
第九條國(guó)家對(duì)認(rèn)定的集成電路企業(yè)實(shí)行年度審查制度。企業(yè)向認(rèn)定機(jī)構(gòu)提交年度審查報(bào)告,認(rèn)定機(jī)構(gòu)出具年審意見報(bào)主管部門備案。
第十條企業(yè)應(yīng)按規(guī)定的時(shí)限向認(rèn)定機(jī)構(gòu)提交年度審查報(bào)告,逾期未報(bào)的企業(yè)視為自動(dòng)放棄認(rèn)定資格;年審不合格的集成電路企業(yè),其認(rèn)定資格自下一年度起取消。
第十一條經(jīng)認(rèn)定的集成電路企業(yè)發(fā)生調(diào)整、分立、合并、重組等變更情況時(shí),須在作出變更決定之日起30日內(nèi),向原認(rèn)定機(jī)構(gòu)辦理變更認(rèn)定或重新申報(bào)手續(xù)。未經(jīng)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)與有關(guān)部門批準(zhǔn)同意變更認(rèn)定的,取消企業(yè)的認(rèn)定資格,停止享受有關(guān)優(yōu)惠政策。
第十二條集成電路企業(yè)一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有偷稅等違法行為的,經(jīng)核實(shí)后取消該企業(yè)認(rèn)定資格,停止享受有關(guān)優(yōu)惠政策。
第十三條經(jīng)查明企業(yè)在申請(qǐng)集成電路企業(yè)認(rèn)定時(shí)提供虛假材料及內(nèi)容的,中止其認(rèn)定申請(qǐng);已認(rèn)定的,撤銷其集成電路企業(yè)的認(rèn)定資格,并予以通報(bào),同時(shí)追回已減免稅收款項(xiàng);認(rèn)定機(jī)構(gòu)3年內(nèi)不再受理其認(rèn)定申請(qǐng)。
第十四條經(jīng)認(rèn)定的集成電路企業(yè),憑主管部門共同簽發(fā)的認(rèn)定文件,到有關(guān)部門辦理享受有關(guān)優(yōu)惠政策的手續(xù)。
一、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程教學(xué)的特點(diǎn)
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一個(gè)較為寬泛的概念,它涵蓋了電路設(shè)計(jì)、電路測(cè)試與驗(yàn)證、版圖設(shè)計(jì)、PCB板開發(fā)等各個(gè)不同的應(yīng)用范圍。而當(dāng)前“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程設(shè)置多數(shù)側(cè)重電路設(shè)計(jì)部分,即采用硬件描述語言設(shè)計(jì)數(shù)字電路。因此,該課程的教學(xué)具非常突出的特點(diǎn)。
1.既要有廣度,又要有深度有廣度即在教學(xué)過程中需要把電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化所包含的各個(gè)不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生了解,從而使學(xué)生從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā),把握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的真正含義,以便于他們建立起一個(gè)全局概念。有深度即在教學(xué)過程中緊抓電路設(shè)計(jì)這個(gè)重點(diǎn),著重講解如何使用硬件描述語言設(shè)計(jì)硬件電路,使學(xué)生具備電路設(shè)計(jì)的具體技能,并能夠應(yīng)用于實(shí)踐和工作當(dāng)中。
2.突出硬件電路設(shè)計(jì)的概念在眾多高校開設(shè)的“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程中,多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學(xué)習(xí)重點(diǎn)的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言,與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此,在教學(xué)過程中首先要讓學(xué)生明白這門語言與前期所學(xué)的其他語言的區(qū)別,并通過實(shí)例,如CPU的設(shè)計(jì)及制造過程,讓學(xué)生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途,并將硬件電路設(shè)計(jì)的概念貫穿整個(gè)教學(xué)過程。
3.理論與實(shí)踐并重“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,必須兩者并重,才能收到良好的教學(xué)效果。在理論學(xué)習(xí)中要突顯語法要點(diǎn)和電路設(shè)計(jì)思想,[2]并通過實(shí)踐將這些語法與設(shè)計(jì)思想得以加強(qiáng)和鞏固,同時(shí)在實(shí)踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程教學(xué)方法總結(jié)
良好的教學(xué)方法能起到事半功倍的效果。因此,針對(duì)“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程的教學(xué)特點(diǎn),筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)方法。
1.以生動(dòng)的形式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的世界電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)全新的概念。如何讓他們能夠快速地進(jìn)入到這個(gè)世界中,并了解這個(gè)世界的大概,從而對(duì)這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生興趣,是每個(gè)老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù),讓學(xué)生更直觀地了解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。由于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一個(gè)很抽象的概念,因此,可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學(xué)生了解這個(gè)領(lǐng)域。從學(xué)生最熟悉的電腦CPU引入,通過一段“CPU從設(shè)計(jì)到制造過程”的視頻,讓學(xué)生了解集成電路設(shè)計(jì)與制造的流程與方法,并引出集成電路這個(gè)概念。通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對(duì)比,引出EDA的概念,并詳細(xì)講解EDA對(duì)于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中,通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)前比較主流的產(chǎn)品及其應(yīng)用,提高學(xué)生對(duì)EDA的具體認(rèn)識(shí)。這些方法不僅使學(xué)生對(duì)EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應(yīng)的了解,更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能夠踴躍地投入到“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”的學(xué)習(xí)中。
2.以實(shí)例展開理論教學(xué)“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三大部分:[3]硬件描述語言(以VHDL語言為學(xué)習(xí)對(duì)象)、開發(fā)軟件(以QUARTUSII為學(xué)習(xí)對(duì)象)和實(shí)驗(yàn)用開發(fā)板(以FPGA開發(fā)板為學(xué)習(xí)對(duì)象)。硬件描述語言的學(xué)習(xí)屬于理論學(xué)習(xí)部分,是重中之重。對(duì)于一門編程語言的學(xué)習(xí)來說,語法和編程思想是學(xué)習(xí)要點(diǎn)。在傳統(tǒng)的編程語言學(xué)習(xí)的過程中,通常都是將語法作為主線,結(jié)合語法實(shí)例逐漸形成編程思想。這種學(xué)習(xí)方法會(huì)使學(xué)生陷入到學(xué)編程語言就是學(xué)習(xí)語法的誤區(qū)中,不僅不能學(xué)到精髓,還會(huì)因?yàn)榭菰锓ξ抖a(chǎn)生厭倦感。如何能使學(xué)生既能掌握電路設(shè)計(jì)的方法,又輕松掌握語法規(guī)則是一個(gè)教學(xué)難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念,將編程思想的學(xué)習(xí)作為教學(xué)主線,在理論學(xué)習(xí)過程中,以具體電路實(shí)例為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生從分析電路的功能入手,熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的程序語句的過程,并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個(gè)完整無誤的程序。在此過程中,不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個(gè)過程中學(xué)生的思考重點(diǎn)都放在電路功能的實(shí)現(xiàn)上,而語法的學(xué)習(xí)就顯得不那么突兀,也不會(huì)產(chǎn)生厭倦感。由于語法時(shí)刻都需要用到且容易忘記,因此在后期的實(shí)例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學(xué)過的語法現(xiàn)象,以避免學(xué)生遺忘,以此讓學(xué)生明白,學(xué)習(xí)編程語言的真正目的是為了應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)。通過一些實(shí)踐,學(xué)生體會(huì)到語言學(xué)習(xí)的成就感,進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)興趣,此方法收到了良好的教學(xué)效果。
3.將硬件電路設(shè)計(jì)的概念貫穿始終硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學(xué)生由于不了解硬件描述語言的特點(diǎn),在學(xué)習(xí)過程中很容易將之前所學(xué)的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應(yīng)用于VHDL語言的學(xué)習(xí)過程中,這對(duì)于掌握硬件電路設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)有非常大的阻礙。因此,在教學(xué)過程中,從最初引入到最后設(shè)計(jì)電路,都要始終將硬件電路設(shè)計(jì)的概念和思維方式貫穿其中。在講述應(yīng)用實(shí)例時(shí),需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系,并強(qiáng)調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例,在VHDL語言中,if語句的不同應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路,不完整的if語句將產(chǎn)生時(shí)序電路,如果應(yīng)用不當(dāng),會(huì)在電路中引入不必要的存儲(chǔ)單元,增加電路模塊,耗費(fèi)資源。[4]而對(duì)于軟件語言,并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學(xué)生更深刻地理解不同的if語句對(duì)應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)特性,可以通過一個(gè)小實(shí)例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。如以下兩個(gè)程序:(1)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<=''''1'''';elsifa<btheny<=''''0'''';endif;endprocess;end;(2)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<=''''1'''';elsey<=''''0'''';endif;endprocess;end;(1)(2)兩個(gè)程序唯一的不同點(diǎn)在于:程序(1)中使用的是elsif語句,是一個(gè)不完整的if語句描述,而程序(2)使用的是else語句,是一個(gè)完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個(gè)程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。(1)綜合的結(jié)果是一個(gè)時(shí)序電路,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如圖1所示。而(2)綜合的結(jié)果是一個(gè)純組合電路,電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較,學(xué)生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強(qiáng)化硬件電路設(shè)計(jì)的思想,可以促使學(xué)生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設(shè)計(jì)風(fēng)格,培養(yǎng)一個(gè)優(yōu)秀的硬件電路設(shè)計(jì)工程師。
4.通過實(shí)踐拓展強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程,學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力,因此在教學(xué)中需要不斷地用實(shí)踐訓(xùn)練來強(qiáng)化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí),并使他們達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)較復(fù)雜硬件電路的能力。筆者在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生將課程實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相結(jié)合的方法,讓學(xué)生強(qiáng)化實(shí)踐能力,收到了良好的效果。學(xué)習(xí)“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”課程的學(xué)生基本上都是即將進(jìn)入大四,此時(shí)他們的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)開始進(jìn)入選題,開始了初步設(shè)計(jì)的過程。筆者先在實(shí)驗(yàn)課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設(shè)計(jì)的題目,比如交通燈、自動(dòng)售貨機(jī)、電梯控制器等,讓學(xué)生體會(huì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的實(shí)用性,激發(fā)他們的思考和學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實(shí)踐小團(tuán)隊(duì),讓每組學(xué)生共同完成一個(gè)較復(fù)雜的電路系統(tǒng),比如遙控小車、溫度測(cè)控系統(tǒng)等,鼓勵(lì)他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)接。其中大部分同學(xué)通過這些訓(xùn)練都可以掌握硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法和流程,有一部分同學(xué)還能設(shè)計(jì)出比較出色的作品。此過程不僅讓學(xué)生體會(huì)到了學(xué)習(xí)知識(shí)的快樂,也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。
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榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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榮譽(yù):百種重點(diǎn)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)