集成電路設計基礎知識范文

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關鍵詞:集成電路設計;應用型人才;課程改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)14-0059-02

一、引言

在過去的20多年來,中國教育實現(xiàn)兩大歷史性跨越。第一是實現(xiàn)了基本普及義務教育,基本掃除青壯年文盲的目標;第二是中國高等教育開始邁入大眾化階段,高教毛入學率達到17%。據(jù)《2012年中國大學生就業(yè)報告》顯示[1],在2011年畢業(yè)的大學生中,有近57萬人處于失業(yè)狀態(tài),10多萬人選擇“啃老”;即使工作一年的人,對工作的滿意率也只有47%。2012年,全國普通高校畢業(yè)生規(guī)模達到680萬人,畢業(yè)人數(shù)再創(chuàng)新高,大學生將面臨越來越沉重的就業(yè)壓力。面對這樣的困境,國家相關部分提出了一系列的舉措,其中對本科畢業(yè)生的培養(yǎng)目標逐漸向應用型人才轉變[2-4]。集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎和核心,是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),已成為當前國際競爭的焦點和衡量一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國力的重要標志。本文將在對集成電路設計專業(yè)特點分析的基礎上,以北京信息科技大學集成電路設計專業(yè)課程設置為例,介紹面向應用型人才培養(yǎng)目標地集成電路設計本科課程現(xiàn)階段存在的問題并給出相關可行的改革方案。

二、集成電路設計專業(yè)特點

進入本世紀后,我國的集成電路發(fā)展迅速,集成電路設計需求劇增。為了適應社會發(fā)展的需要,國家開始加大推廣集成電路設計相關課程的本科教學工作[5]。經(jīng)過十年多的發(fā)展,集成電路設計專業(yè)特色也越來越明顯。

首先,集成電路設計專業(yè)對學生的專業(yè)基礎知識要求高。隨著工藝的不斷進步,集成電路芯片的尺寸不斷下降,芯片功能不斷增強,功耗越來越低,速度越來越快。但隨著器件尺寸的不斷下降,組成芯片的最基本單元――“器件”的高階特性對電路性能的影響越來越大。除了器件基礎,電路設計人員同時還需要了解后端電路設計相關的版圖、工藝、封裝、測試等相關基礎知識,而這些流程環(huán)環(huán)相扣,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,很難想象芯片能正常工作[6]。因此,對于一個合格的電路設計人員,深厚的專業(yè)基礎知識是必不可少的。

其次,集成電路設計專業(yè)需要學生對各種電子設計自動化工具熟悉,實踐能力強。隨著電子設計自動化工具的不斷發(fā)展,在電路設計的每一個階段,電路設計人員可以通過計算機完成電路設計的部分或全部的相關內容。另一方面,電子設計自動化工具的相關比較多,即使是同一家公司的同一種軟件的更新速度相當快,集成電路設計工具種類繁多,而且沒有統(tǒng)一的標準這對集成電路設計教學增加了很大的難度。

再次,集成電路設計專業(yè)的相關教學工作量大。正如前面所介紹,要完成一個電路芯片的設計,需要電路設計人員需要了解從器件基礎到電路搭建、電路仿真調試、版圖、工藝、封裝、測試等相關知識,同時還要通過實驗熟悉各種電子設計自動化工具的使用。所有相關內容對集成電路設計專業(yè)的教學內容提出了更多的要求,但從現(xiàn)有的情況看,相關專業(yè)的課時數(shù)目難以改變,所以在有限的課時內如何合理分配教學內容是集成電路設計專業(yè)教師重要的工作。

最后,集成電路設計專業(yè)對配套的軟、硬件平臺要求高,投入資金成本高。從現(xiàn)有的情況看,國際上有4大集成電路設計EDA公司,還有很多中、小型EDA公司。每個公司的產(chǎn)品各不相同,即使針對相同的電路芯片,設計自動化工具也各不相同。在硬件方面,軟件的安裝通常在高性能的服務器上,因此,硬件方面的成本也很高。軟硬件方面的成本嚴重地阻礙了國內很多高等院校的集成電路設計專業(yè)發(fā)展。

三、集成電路設計專業(yè)課程設置及存在的問題

在集成電路設計專業(yè)課程設置方面,不同的學校的課程設置各不相同。但總的來說可以分為三類:基礎課、專業(yè)課和選修課。在三類課程的設置方面,每個學校的定義各不相同,主要是根據(jù)本校集成電路設計專業(yè)的側重點不同而有所區(qū)別。從國內幾大相關院校的課程設置看,基礎課主要包括:《固體物理》、《半導體物理》、《晶體管原理》、《模擬電子技術》、《數(shù)字電子技術》等;專業(yè)課主要包括:《模擬集成電路設計》、《數(shù)字集成電路設計》、《信號處理》、《高頻電路》等;選修課主要包括:《集成電路EDA》、《集成電路芯片測試》、《集成電路版圖設計》、《集成電路封裝》等。

從現(xiàn)有的課程設置可以看到,針對國家應用型人才培養(yǎng)目標,現(xiàn)有的課程設置還存在很多問題,具體地說:

首先,課程設置偏于理論課程,實踐內容缺乏,不符合應用型人才的培養(yǎng)目標要求。從上面的課程設置情況可以看到,各大高校在課程安排方面都側重于理論教學,缺乏實踐內容。比如:《模擬集成電路設計》課程總學時為48,實驗學時為8,遠遠低于實際需求,難以在短短8學時內完成模擬集成電路設計相關實踐活動。雖然集成電路設計專業(yè)對于專業(yè)基礎知識要求寬廣,但并不深厚,因此,浪費太多時間在每個設計流程相關的理論知識的闡述是不合適的,也不符合我國大學生的現(xiàn)狀。

其次,實踐活動不能與集成電路設計業(yè)界實際需要相結合,實踐內容沒有可行性。從目前各大高等院校的課程內容方面調研結果表明,對于本科教學情況,90%以上的實踐內容都是教師根據(jù)理論教學內容設置一些簡單可行的小電路,學生按照實驗指導書的內容按相關步驟操作即可完成整個實驗過程。實驗內容簡單、重復,與集成電路設計業(yè)界實際需要完全不相關,這對學生以后的就業(yè)、擇業(yè)意義不大。

最后,沒有突現(xiàn)學校的專業(yè)特色,不適于當今社會集成電路設計業(yè)界對本科畢業(yè)生的要求。但在競爭激烈的電子信息產(chǎn)業(yè)界,如果想要畢業(yè)生擇業(yè)或者就業(yè)時有更強的競爭力,各大高校需要有自己的專業(yè)特色,但現(xiàn)在各個高校的現(xiàn)狀仍然是“全面發(fā)展,沒有特色”。這對于地方高校的集成電路設計專業(yè)畢業(yè)生是一個劣勢。

四、面向應用型人才培養(yǎng)目標的課程改革

針對上面闡述的相關問題,本文給出了面向應用型人才培養(yǎng)目標的集成電路設計專業(yè)課程改革的幾點方案,具體地說:

首先,削減理論課的課時,加大實驗內容比例。理論課時遠遠高于實踐課時是當今大學生教育的一個重要弊端,這也直接導致了大學生動手能力差、實踐活動參與度低、分工合作意識薄弱。而在不增加授課學時的前提下要改變這一現(xiàn)象,唯一的方法就是改變授課內容,適當削減理論課的課時,加大實驗內容的比例。這樣既能滿足國家對于本科畢業(yè)生應用型人才的培養(yǎng)目標,也符合創(chuàng)新型本科生的特點。

其次,積極推進“校企聯(lián)合辦學”,讓學生更早接觸業(yè)界發(fā)展,指導擇業(yè)、就業(yè)。正如前面介紹,現(xiàn)在各大高等院校的教學內容理論性太強,學生在大學四年學習到的相關知識與實際應用相脫離。這也造成很大一部分本科畢業(yè)生在入職后的第一年難以進入工作狀態(tài),工作效率差,影響后面學生的就業(yè)、擇業(yè)。如果能在學生在校期間,比如大學三年級或更早,推進“校企聯(lián)合辦學”,使學生更早了解到業(yè)界真正工作模式以及業(yè)界關注的重點,這對于學生后續(xù)進入工作非常有利,同時也能推進學校科研工作。

最后,實現(xiàn)優(yōu)質教學資源的共享。這里的教學資源,除了包括授課筆記、教案、教學講義外還包括高水平教師。雖然現(xiàn)在高等教育研究相關機構也開設了一些青年教師課程培訓相關內容,但真正取得的成效還相對比較小。另外,針對集成電路設計專業(yè)來說,跟隨業(yè)界發(fā)展的相關知識更新較快,配套的軟硬件代價較高,如果能實現(xiàn)高校軟硬件教學資源的共享,尤其是高水平高校扶持低水平高校,這將更有利于提高畢業(yè)生的整體水平。

五、結論

本文詳細分析面對應用型人才培養(yǎng)目標的集成電路設計專業(yè)的特點,并在對國內相關院校集成電路設計專業(yè)調研基礎上給出集成電路設計專業(yè)的基礎課、專業(yè)課、選修課課程的內容以及教學方式情況,指出面向應用型人才培養(yǎng)目標現(xiàn)在課程設置方面存在的問題。同時,文章給出了在當今大學生招生人數(shù)劇增情況下,如何合理安排集成電路設計專業(yè)課程的方案從而實現(xiàn)應用型培養(yǎng)目標。

參考文獻:

[1]王興芬.面向應用型人才培養(yǎng)的實踐教學內涵建設及其管理機制改革[J].實驗技術與管理,2012,(29):117-119.

[2]殷樹娟,齊臣杰.集成電路設計的本科教學現(xiàn)狀及探索[J].中國電力教育,2012,(4):64-66.

[3]侯燕芝,王軍,等.實驗教學過程規(guī)范化管理的研究與實踐[J].實驗室研究與探索,2012,(10):124-126.

[4]張宏勛,和蔭林,等.高校實驗室教學文化變革的阻力及其化解[J].實驗室研究與探索,2012,(10):162-165.

篇2

在非微電子專業(yè)如計算機、通信、信號處理、自動化、機械等專業(yè)開設集成電路設計技術相關課程,一方面,這些專業(yè)的學生有電子電路基礎知識,又有自己本專業(yè)的知識,可以從本專業(yè)的系統(tǒng)角度來理解和設計集成電路芯片,非常適合進行各種應用的集成電路芯片設計階段的工作,這些專業(yè)也是目前芯片設計需求最旺盛的領域;另一方面,對于這些專業(yè)學生的應用特點,不宜也不可能開設微電子專業(yè)的所有課程,也不宜將集成電路設計階段的許多技術(如低功耗設計、可測性設計等)開設為單獨課程,而是要將相應課程整合,開設一到二門集成電路設計的綜合課程,使學生既能夠掌握集成電路設計基本技術流程,也能夠了解集成電路設計方面更深層的技術和發(fā)展趨勢。因此,在課程的具體設置上,應該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設計技術是一門實踐性非常強的課程。隨著電子信息技術的飛速發(fā)展,采用EDA工具進行電路輔助設計,已經(jīng)成為集成電路芯片主流的設計方法。因此,在理解電路和芯片設計的基本原理和流程的基礎上,了解和掌握相關設計工具,是掌握集成電路設計技術的重要環(huán)節(jié)。技能培訓與前瞻理論皆有在課程的內容設置中,既要有使學生掌握集成電路芯片設計能力和技術的講授和實踐,又有對集成電路芯片設計新技術和更高層技術的介紹。這樣通過本門課程的學習,一方面,學員掌握了一項實實在在有用的技術;另一方面,學員了解了該項技術的更深和更新的知識,有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上,對集成電路芯片設計技術的繼續(xù)研究和學習?;A理論和技術流程隔離由于是針對非微電子專業(yè)開設的課程,因此在課程講授中不涉及電路設計的一些原理性知識,如半導體物理及器件、集成電路的工藝原理等,而是將主要精力放在集成電路芯片的設計與實現(xiàn)技術上,這樣非微電子專業(yè)的學生能夠很容易入門,提高其學習興趣和熱情。

2非微電子專業(yè)集成電路設計課程實踐

根據(jù)以上原則,信息工程大學根據(jù)具體實際,在計算機、通信、信號處理、密碼等相關專業(yè)開設集成電路芯片設計技術課程,根據(jù)近兩年的教學情況來看,取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優(yōu)化的理論授課內容1)集成電路芯片設計概論:介紹IC設計的基本概念、IC設計的關鍵技術、IC技術的發(fā)展和趨勢等內容。使學員對IC設計技術有一個大概而全面的了解,了解IC設計技術的發(fā)展歷程及基本情況,理解IC設計技術的基本概念;了解IC設計發(fā)展趨勢和新技術,包括軟硬件協(xié)同設計技術、IC低功耗設計技術、IC可重用設計技術等。2)IC產(chǎn)業(yè)鏈及設計流程:介紹集成電路產(chǎn)業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”,以及數(shù)字IC設計流程等內容。使學員了解集成電路產(chǎn)業(yè)的變革和分工,了解設計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)的一些基本情況,了解數(shù)字IC的整個設計流程,包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優(yōu)化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內容。3)RTL硬件描述語言基礎:主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設計方法等內容。使學員能夠初步掌握使用硬件描述語言進行數(shù)字邏輯電路設計的基本語法,了解大型電路芯片的基本設計規(guī)則和設計方法,并通過設計實踐學習和鞏固硬件電路代碼編寫和調試能力。4)系統(tǒng)集成設計基礎:主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)(SoC)、片上網(wǎng)絡(NoC)的基本概念和集成設計方法。使學員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級芯片架構設計的基礎方法及主要片內嵌入式處理器核。

豐富的實踐操作內容1)Verilog代碼設計實踐:學習通過課下編碼、上機調試等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述語言進行基本數(shù)字邏輯電路設計的能力,并通過給定的IP核或代碼模塊的集成,掌握大型芯片電路的集成設計能力。2)IC前端設計基礎實踐:依托Synopsys公司數(shù)字集成電路前端設計平臺DesignCompiler,使學員通過上機演練,初步掌握使用DesignCompiler進行集成電路前端設計的流程和方法,主要包括RTL綜合、時序約束、時序優(yōu)化、可測性設計等內容。3)IC后端設計基礎實踐:依托Synopsys公司數(shù)字集成電路后端設計平臺ICCompiler,使學員通過上機演練,初步掌握使用ICCompiler進行集成電路后端設計的流程和方法,主要包括后端設計準備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優(yōu)化等內容。靈活的考核評價機制1)IC設計基本知識筆試:通過閉卷考試的方式,考查學員隊IC設計的一些基本知識,如基本概念、基本設計流程、簡單的代碼編寫等。2)IC設計上機實踐操作:通過上機操作的形式,給定一個具體并相對簡單的芯片設計代碼,要求學員使用Synopsys公司數(shù)字集成電路設計前后端平臺,完成整個芯片的前后端設計和驗證流程。3)IC設計相關領域報告:通過撰寫報告的形式,要求學員查閱IC設計領域的相關技術文獻,包括該領域的前沿研究技術、設計流程中相關技術點的深入研究、集成電路設計領域的發(fā)展歷程和趨勢等,撰寫相應的專題報告。

3結語

篇3

關鍵詞: 《射頻集成電路設計》課程 教學改革 理論教學 實驗教學

當前無線通信、全球定位及雷達等行業(yè)的爆炸性增長推動射頻(RF)電路設計領域再次興起,對射頻集成電路設計工程師的需求巨大。不少高校已將《射頻集成電路設計》課程作為電子信息類學生的專業(yè)必修課。射頻集成電路設計與低頻模擬集成電路設計及分立射頻電路設計是完全不同的工作。本課程涉及多方面的基礎知識、信息量大、實踐性強,因此搞好射頻集成電路的教學工作對提高教學質量、培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識、提高就業(yè)競爭力等方面均具有重要意義[1]。

一、理論教學方面

1.兼顧基礎性與工程性確定授課內容。

目前,“射頻集成電路設計”課程有大量的國內外優(yōu)秀教材可選,如Thomas H. Lee著的“The design of CMOS radio frequency integrated circuits”,Reinhold Ludwig及Pavel Bretchko著的“RF circuit design:Theory and applications”,W. Alan Davis及Krishna K. Agarwal著的“Radio frequency circuit design”,等等。不同的教材針對的讀者各不相同,有的針對具有堅實理論基礎的研究生,有的針對工程技術人員。針對本科生的教學,前期應講授基本理論知識,使學生快速進入射頻領域,接著轉向更實用的射頻集成電路設計,避開冗長的數(shù)學推導。講授內容包括傳輸線分析、Smith圓圖、多端口網(wǎng)絡、濾波器設計、放大器設計及振蕩器、混頻器設計等。

建立并完善彈性教學制度。在教學目標不變的情況下,教學計劃根據(jù)實際情況進行適當調整,從提高就業(yè)競爭力的角度使學生得到專業(yè)化訓練,綜合培養(yǎng)職業(yè)技能與職業(yè)意識。

2.利用生動形象的課件輔助教學。

多媒體課件是提高課堂教學質量的重要手段。制作課程的電子課件,反映教師的授課思想,體現(xiàn)授課內容精華,使學生提綱挈領地掌握知識要點。課件中穿插圖片、動畫、視頻等媒體素材[2],力求生動形象,使學生印象深刻。課件與板書相互補充,取長補短,避免枯燥的課堂講解,很好地完成教學目標。在多媒體課件的教學過程中,不斷積累經(jīng)驗,注重與同類課件之間的交流,取其所長,不斷完善。教師應不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力,使多媒體課件真正發(fā)揮集中性和交互性的作用,活躍課堂氣氛,培養(yǎng)學生的學習興趣,激發(fā)學生的感官效能,加快知識點的接收、理解和記憶,促進學生自主學習,提高教學效率。

3.以教師為主導和以學生為主體相結合。

教學過程中,教師起主導作用。教師不僅要有豐富扎實的理論知識和實踐操作能力,而且要有豐富的教學、科研經(jīng)驗。要利用教學、科研、產(chǎn)業(yè)化相結合的新型模式,將科研優(yōu)勢轉化為教學優(yōu)勢,用科研、產(chǎn)業(yè)的成果豐富和完善射頻集成電路的理論與實踐教學。要通過課程項目研究開發(fā)、項目教學與成果轉化,做到與行業(yè)接軌。在課程項目化過程中要與企業(yè)建立密切的聯(lián)系,在課程內容和實踐教學體系的設置上不斷調整,力求帶給學生最新的知識與技能,保證讓學生學有所用[3]。應追蹤國內外專業(yè)動向,對近幾年射頻集成電路領域所取得的成果和有待深入研究的問題進行介紹,保證課程內容的時效性與先進性,讓學生了解射頻集成電路行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,激發(fā)學生的學習興趣,取得較好的教學效果。

高質量的課堂教學不僅與教師的專業(yè)知識、教學能力有關,學生的專業(yè)背景、學習能力和學習態(tài)度對課堂教學的有效性也有一定的影響。教師在授課過程中要活躍課堂教學氣氛,循序漸進地引導學生進行思考,培養(yǎng)其自主學習能力、表達交流能力,營造快樂學習的氛圍。

二、實驗教學方面

1.從基礎性、全面性、工程性三個方面完善實驗內容。

射頻集成電路的問題較多地表現(xiàn)在電路匹配、靈敏度、器件參數(shù)一致性等問題,解決這些問題需要有強大的工具支持。ADS(Advanced Design System,先進設計系統(tǒng))是一種功能強大的射頻電路設計工具[4]。實驗內容的設置包括基礎部分和工程部分,并兼顧全面性的要求?;A部分包括DC仿真、AC仿真、S參數(shù)仿真、瞬態(tài)仿真等,工程部分包括射頻濾波器、低噪聲放大器、混頻器設計等。

2.建立網(wǎng)絡教學平臺。

網(wǎng)絡教學平臺在時間和空間上對課堂教學進行了擴展。下載中心有大量的與課程相關的資料,包括國內外優(yōu)秀教材推薦,國內外射頻領域的優(yōu)秀團隊及最近研究進展,實用軟件學習指南,典型的工程實例,等等,為感興趣的學生進行更深入的研究提供了捷徑。學生可在網(wǎng)上與教師進行交流、挖掘潛在人才。

三、結語

本文從理論教學和實驗教學兩個方面對“射頻集成電路設計”課程教學改革進行了有益的探討。經(jīng)過近幾年的研究及建設,本課程的教學取得了較好的效果,深受學生好評。

參考文獻:

[1]Reinhold Ludwig.射頻電路設計――理論與應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.

[2]王云,褚慶昕,涂治紅.射頻電路與天線立體化實驗教材建設[J].中國現(xiàn)代教育設備,2011,11:124-126.

篇4

本文以微電子專業(yè)人才培養(yǎng)為例,針對我校微電子專業(yè)教學資源庫的建設,從微電子的需要來說明其重要性,通過與企業(yè)聯(lián)合分析職業(yè)崗位的工作內容、工作崗位、工作職業(yè)技能來合理開設學校的相關課程,來培養(yǎng)專業(yè)性技術人才的學生[1]。

現(xiàn)狀與背景分析

國家的需求。微電子技術都是高科技、高風險、高投入、高利潤的行業(yè),而且是一個國家、地區(qū)科技、經(jīng)濟實力的反映,美國就是以集成電路設計、制造為核心的地區(qū),讓美國擁有了世界上一流的計算機和IT核心技術,為此,中國于1998年下發(fā)了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的18號文件,大力支持、鼓勵我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

企業(yè)的需求。從2005年8月的西永微電子園的建立,北大方正FPC等十大項目的建設,200億資金的投入。到2015年4月8號,東方重慶8.5代新型半導體顯示器件及系統(tǒng)項目,在重慶兩江新區(qū)水土工業(yè)開發(fā)區(qū)舉行產(chǎn)品投產(chǎn)暨客戶交付活動。該項目總投資328億,為重慶近年來最大投資項目。如此浩大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,必將大量需求各階層微電子技術人才[2]。

高職學院自身的需求。近幾年,高職教育在改革和發(fā)展中取得許多可喜的成果。但是專業(yè)不對口,學生興趣缺乏,企業(yè)抱怨人才不足,應屆畢業(yè)生的實踐技能不夠等相關問題也成為我們教學的薄弱環(huán)節(jié)?;诼殬I(yè)崗位來分析,才能真正讓學生畢業(yè)更快的適應工作環(huán)境,解決專業(yè)不對口問題。

高職學生的需求。高職學生都期望通過學校專業(yè)課程學習,找到一份合適的工作。學生也在思考如何將專業(yè)知識轉化成專業(yè)能力,如何消化書本內容。學生期望能學習在以后的工作崗位更實用的課程內容。因此基于職業(yè)崗位分析構建微電子專業(yè)課程,能更好的教學,讓學生明確的學習提升自己的能力,同時幫助學生就業(yè),解決專業(yè)不對口等問題。

研究內容、目標、要解決的教學問題

研究內容和目標。通過往屆畢業(yè)學生的就業(yè)情況分析對應的崗位,找出專業(yè)不對口,或者就業(yè)工作不影響的主要問題。通過修改課程教學模式,提高學生興趣,激發(fā)主觀能動性。通過調研會邀請重慶44所,24所,西南集成設計有限公司等從事微電子行業(yè)的公司,分析高職學生通過學生什么課程能快速適應崗位,達到合理構建微電子課程來使高職學生具有對應的崗位能力,從而有效地培養(yǎng)微電子人才[3]。

要解決的教學問題。激發(fā)學生對課程的興趣,提升主觀能動性;學生不僅掌握對應崗位的理論知識,也要有熟練對應崗位的實際動手能力;調研企業(yè)崗位,分析微電子集成電路設計課程的建設;調研全國高職微電子課程開設,合理調整集成電路設計課程。

采取的分析方法

文獻研究法:利用網(wǎng)絡、報刊等媒介,搜集與課堂教學模式相關的專著、論文等文獻資料,掌握課堂教學模式研究,掌握相關理論知識和國內外對課堂教學模式研究現(xiàn)狀。

企業(yè)調研法:派成員組去江蘇,上海,成都等微電子發(fā)達區(qū)域了解微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展對應的崗位需求。在我校組織的微電子行業(yè)專家職業(yè)分析研討會,邀請重慶24所、44所、西南集成有限公司、鷹谷光電等行業(yè)專家從微電子高職學生崗位需要來分析,構建微電子專業(yè)課程建設[4]。

實驗教學法:用微課進行微電子專業(yè)課程的建設,利用我校作為西南地區(qū)唯一的仿生產(chǎn)工藝線,以及封裝測試線,配套生動形象來表達上課內容?!靶F蠛献?,工學結合”,讓學生直接企業(yè)頂崗實習,驗證微電子專業(yè)課程建設對應崗位的合理性,優(yōu)化調整。通過微電子相關的職業(yè)技能大賽嵌入式比賽等等提升學生興趣,對應的課程建設學習。

微電子專業(yè)課程建設

本校通過與微電子多個企業(yè)聯(lián)合分析,將微電子專業(yè)課程分成集成電路制造、集成電路設計、集成電路封裝、集成電路測試、半導體行業(yè)設備維護、半導體安全生產(chǎn)管理等相關方向,然后轉為為A、B、C三類課程,由最基礎的理論知識,如計算機使用,英語閱讀,電路分析,工具使用到專業(yè)性技能的操作和綜合職業(yè)技能的培養(yǎng)。

A類課程轉換分析表提供的職業(yè)需求信息為基礎,并依據(jù)課程的需要可補充相關理論知識信息,使課程具有理論知識的相對系統(tǒng)性和完整性。如分半導體器件物理,半導體集成電路,工程制圖,電子材料,SMT工藝等基礎課程。

B類課程的目的是培養(yǎng)基本技能??梢酝ㄟ^集成電路版圖設計實訓,集成電路生產(chǎn)工藝實訓,集成電路封裝工藝實訓,集成電路測試實訓,自動化生產(chǎn)線安裝與調試實訓等課程培養(yǎng)學生的基本技能。

C類課程的目的是培養(yǎng)綜合職業(yè)能力,也稱為綜合職業(yè)能力課程。通過學習集成電路制造工藝,半導體工廠設計與管理,集成電路封裝工藝,半導體工藝設備,集成電路的可靠性等相關課程來培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力,從工藝到測試,電路到自動化的職業(yè)系統(tǒng)化培養(yǎng)。

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文章編號:1671-489X(2014)18-0094-03

集成電路測試是集成電路產(chǎn)業(yè)不可或缺的一個重要環(huán)節(jié),其貫穿了集成電路設計、生產(chǎn)與應用的整個過程。集成電路測試技術的發(fā)展相對滯后于其他環(huán)節(jié),這在一定程度上制約了集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。集成電路測試產(chǎn)業(yè)不但對測試設備依賴嚴重,對測試技術人員的理論基礎和實踐能力也有著較高要求。為應對上述挑戰(zhàn),加強電子類學生的就業(yè)競爭力,就要求學生在掌握集成電路工藝、設計基礎知識的同時,還需具備集成電路測試與可測性設計的相關知識[1-2]。

目前,國內本科階段開設集成電路測試與可測性設計課程的高校較少,學過的學生也多數(shù)反映比較抽象,不知如何學以致用。究其原因,主要是教學環(huán)節(jié)存在諸多問題[3]。為了提高該課程教學質量,本文對該課程教學內容、方法進行了初步的探索研究,以期激發(fā)學生的學習主動性,加深對該課程的理解和掌握。

1 理論教學結合實際應用

在理論教學中結合實際應用,有助于學生明確學習目的,提升學習興趣。因此,講授測試重要性時可以結合生活中的應用實例來展開。如目前汽車中的ABS電路如果不通過測試,將會造成人員和汽車的損傷;遠程導彈中的制導電路不通過測試,將無法精確命中目標;制造業(yè)中的數(shù)控機床控制電路,交通信號燈的轉向時間顯示電路,家電產(chǎn)品中的MP3、MP4解碼電路等,均需進行測試等。通過這些介紹,可以使學生了解測試的重要性,從而能更加主動地去掌握所學知識。

2 合理安排教學內容

針對集成電路測試與可測性設計的重要性,電子類專業(yè)在本科生三年級時開設集成電路測試與可測性設計課程。該課程的教材采用以中文教材《VLSI測試方法學和可測性設計》(雷紹允著)為主、以英文原版教材《數(shù)字系統(tǒng)測試與可測性設計》(Miron Abramovici著)為輔的形式,結合國外高校的授課內容和可測性設計在工業(yè)界的應用,對課程內容進行設計。課程定為48學時,課程內容大致分為集成電路測試、可測性設計和上機實驗三個部分。

集成電路測試 這部分內容安排20個學時,主要講解集成電路的常用測試設備、測試方法、集成電路的失效種類、常用的故障模型以及故障檢測的方法。組合邏輯電路測試著重講解測試圖形生成方法,主流EDA軟件核心算法,包括布爾差分法、D算法、PODEM以及FAN算法等。時序電路測試講解時序電路的測試模型和方法,介紹時序電路的初始化、功能測試以及測試向量推導方法。

集成電路可測性設計 這部分內容安排16個學時,主要講解集成電路專用可測性設計方法如電路分塊、插入測試點、偽窮舉、偽隨機等一些較為成熟的可測性設計方法。同時講解工業(yè)界較為流行的可測性設計結構。

上機實驗 這部分內容安排12學時。目前主流測試與可測性設計EDA軟件Synopsys屬于商業(yè)軟件,收費較高,難以在高校普及使用。為此,本課程選取開源軟件ATALANTA和FSIM并基于ISCAS85標準電路,進行故障測試圖形生成實驗。此外,通過在實驗手冊中編排基于Quartus軟件的電路可測性結構設計等內容,將實驗和理論講解有機結合。

3 培養(yǎng)學生舉一反三的能力

創(chuàng)設問題情境,啟發(fā)學生自主利用已學知識,積極思考、探索。如在講授組合邏輯故障測試向量生成時,以較為簡單的組合邏輯為例,對圖1提出以下問題[4]。

1)為了能夠反映在電路內部節(jié)點所存在的故障,必須對故障節(jié)點設置正常邏輯值的非量,這個步驟稱為故障激活。對應于圖1,如何激活故障G s-a-1?

2)為了能夠將故障效應G傳播到輸出I,則沿著故障傳播路徑的所有門必須被選通,也就是敏化傳播路徑上的門。對應圖1,如何傳播故障G s-a-1?

3)根據(jù)激活和敏化故障的要求,如何設置對應的原始輸入端的信號值?

通過提問思考和共同探討,問題得以解決,學生印象深刻,對后續(xù)理解各種測試向量生成算法奠定基礎。

4 實例講解

集成電路測試與可測性設計是一門理論化較強的課程,學生在學習過程中可能會產(chǎn)生“學以何用”的疑問。為消除這些疑問,加強學生學習興趣,明確學習目的,需要授課教師在課程講解過程中穿插一些測試實例。為此,本課程以科研項目中所涉及的部分測試實例為樣本,結合學生的掌握和接受能力加以簡化,作為課堂講解實例。

下面以某個整機系統(tǒng)中所涉及的一款數(shù)字編碼器為例,進行功能和引腳規(guī)模的簡化,最終形成圖2所示的簡化編碼器原理圖。針對該原理圖和具體工作原理,講解該編碼器的基本測試方法和過程。

圖2所示編碼器有四個地址輸入引腳(A0~A3),一個電源引腳VDD(5 V),一個時鐘輸入引腳CLK,一個輸出引腳DOUT和一個接地引腳GND。在地址端(A0~A3)輸入一組編碼,經(jīng)過編碼器編碼,在DOUT端串行輸出。編碼的規(guī)律如圖3所示,編碼輸出順序(先左后右):A0編碼A1編碼A2編碼A3編碼同步位。

該測試實例主要圍繞功能測試來進行具體講解。功能測試通過真值表(測試圖形)來驗證編碼器功能是否正確。編碼器輸入引腳可接三種狀態(tài):高電平(1)、低電平(0)和懸空(f)。本實例只列舉三組真值表來對該編碼器進行測試,即輸入引腳分別為1010、0101、ffff。真值表中的每一行代表一個時鐘周期(T)。H(高電平)和L(低電平)代表編碼器正確編碼時DOUT引腳的輸出電平。針對1010的輸入,參照圖3編碼規(guī)律和表1編碼順序,DOUT輸出按A0 A1 A2 A3(1010)順序實現(xiàn)編碼,具體真值表如圖4所示。

圖4中Repeat n(n為自然數(shù))代表重復驗證該行n個時鐘。該測試圖形通過測試系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境編譯器編譯成測試機控制碼,發(fā)送給測試系統(tǒng)控制器。測試系統(tǒng)發(fā)出被測電路所需的各種輸入信號并捕獲被測電路的輸出引腳DOUT信號。當實際測試采樣DOUT引腳所得信號與測試圖形中的期望輸出完全相符時,表示被測電路功能正確,測試通過。反之,則提示有錯,編碼器功能失效。同樣,當輸入分別為0101和ffff時,測試圖形如圖5、圖6所示。

實際數(shù)字集成電路測試的過程遠比上述過程復雜,本例中所講解的功能測試是一種不完全測試,測試的故障覆蓋率和測試效果有待商榷。然而,無論多復雜的功能測試,其主要測試原理基本類似。通過這樣的測試實例講解,能夠讓學生了解測試圖形的功能,熟悉數(shù)字電路測試的大體過程和基本原理,加深對理論知識的理解。

5 重視與相關學科的交叉銜接

作為電子類的專業(yè)課,本課程橫跨計算機軟件技術、電路設計技術、數(shù)學、物理等多個領域。有鑒于此,在教學中應盡可能地體現(xiàn)集成電路測試與可測性設計與其他課程的關系,在教學中為后續(xù)課程打下基礎。

篇6

――首鋼NEC參觀感受

2007年7月4日,今天早上九點我們微電子04級全體同學在首鋼NEC門口集合,在姜老師和鞠老師的帶領下跟隨首鋼NEC工作人員開始了我們的參觀實習。雖然天氣炎熱,但是同學們秩序井然,而且大家參觀的熱情高漲,充滿了興奮與好奇。

在工作人員的陪同下,我們來到了首鋼NEC的小禮堂,進行了簡單的歡迎儀式后,由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術與應用前景和首鋼NEC有限公司概況,其中先后具體介紹了器件的發(fā)展史、集成電路的發(fā)展史、半導體行業(yè)的特點、工藝流程、設計流程,以及SGNEC的定位與相關生產(chǎn)規(guī)模等情況。

IC產(chǎn)業(yè)是基礎產(chǎn)業(yè),是其他高技術產(chǎn)業(yè)的基礎,具有核心的作用,而且應用廣泛,同時它也是高投入、高風險,高產(chǎn)出、規(guī)?;哂袘?zhàn)略性地位的高科技產(chǎn)業(yè),越來越重視高度分工與共贏協(xié)作的精神。近些年來,IC產(chǎn)業(yè)遵從摩爾定律高速發(fā)展,越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在這種背景下,首鋼總公司和NEC電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司(SGNEC),從事大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的半導體企業(yè),致力于半導體集成電路制造(包括完整的生產(chǎn)線――晶圓制造和IC封裝)和銷售的生產(chǎn)廠商,是首鋼新技術產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。公司總投資580.5億日元,注冊資金207.5億日元,首鋼總公司和NEC電子株式會社分別擁有49.7%和50.3%的股份。目前,SGNEC的擴散生產(chǎn)線工藝技術水平是6英寸、0.35um,生產(chǎn)能力為月投135000片,組裝線生產(chǎn)能力為年產(chǎn)8000萬塊集成電路,其主要產(chǎn)品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅動電路、通用LIC等,廣泛應用于計算機、程控和家電等相關領域,同時可接受客戶的Foundry產(chǎn)品委托加工業(yè)務。公司以“協(xié)力·敬業(yè)·創(chuàng)新·領先,振興中國集成電路產(chǎn)業(yè)”為宗旨,以一貫生產(chǎn)、服務客戶為特色,是我國集成電路產(chǎn)業(yè)中生產(chǎn)體系最完整、技術水平最先進、生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)之一,也是我國半導體產(chǎn)業(yè)的標志性企業(yè)之一。

通過工作人員的詳細講解,我們一方面回顧了集成電路相關的基礎理論知識,同時也對首鋼日電的生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了SGNEC的后序工藝生產(chǎn)車間,以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產(chǎn)過程,這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。

由于IC的集成度和性能的要求越來越高,生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境的要求也越來越高,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中的前后各道工序對生產(chǎn)環(huán)境要求更加苛刻,其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。

為了減少塵土顆粒被帶入車間,在正式踏入后序工藝生產(chǎn)車間前,我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人,在密閉的工作間,大多數(shù)IC后序工藝的生產(chǎn)都是靠機械手完成,工作人員只是起到輔助操作和監(jiān)控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施,防止把污染源帶入生產(chǎn)線,以及靜電對器件的瞬間擊穿,保證產(chǎn)品的質量、性能,提高器件產(chǎn)品成品率。接著,我們看到了封裝生產(chǎn)線,主要是樹脂材料的封裝。環(huán)氧樹脂的包裹,一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用,另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強,同時封裝把內部引線引出到外部管腳,便于連接和應用。

在SGNEC后序工藝生產(chǎn)車間,給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”,通過向工作人員的詢問,我們才明白其中的奧秘:在集成電路版圖的設計中,最忌諱的是“一目了然”版圖的出現(xiàn),一方面是為了保護自己產(chǎn)品的專利不被模仿和抄襲;另一方面,由于集成電路是高新技術產(chǎn)業(yè),毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發(fā)展,只有以創(chuàng)新的理念融入到研發(fā)的產(chǎn)品中,才能促進集成電路快速健康發(fā)展。

在整個參觀過程中,我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人,自始至終都能感受到企業(yè)的特色文化,細致嚴謹?shù)墓ぷ鳉夥?、一絲不茍的工作態(tài)度、科學認真的工作作風。不可否認,我們大家都應該向他們學習,用他們的工作的態(tài)度與作風于我們專業(yè)基礎知識的學習中,使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。

這次參觀,由于集成電路生產(chǎn)自身的限制,我們只能通過遠距離的參觀,不能進一步向技術工人請教和學習而感到遺憾,總的來說,這次活動十分圓滿。

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關鍵詞:CDIO工程教學理念;電子科學與技術專業(yè);實踐教學

隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,社會對高校畢業(yè)生的要求不斷提高,迫切需求實踐能力強的人才,實踐教學在高校人才培養(yǎng)中的地位日益凸顯。在CDIO工程教育理念的指導下,沈陽化工大學電子科學與技術專業(yè)教研室探索出新的專業(yè)實踐教學體系,強化綜合實踐教學,培養(yǎng)了學生分析、解決專業(yè)問題的能力,增強了團隊合作意識,逐步提高了學生研究創(chuàng)新的能力。

一、CDIO工程教育理念

從2000年起,麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學經(jīng)過四年的探索研究,提出了CDIO工程教育理念,并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO工程教育理念代表構思、設計、實現(xiàn)和運作,以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的實踐與課程有機聯(lián)系的方式學習工程。

自2005年汕頭大學率先實施CDIO工程教育改革以來,在教育部高教司理工處的指導和支持下,全國幾十所試點高校和許多非試點院校實施CDIO改革,取得了很好的效果。

二、電子科學與技術專業(yè)實踐體系

本專業(yè)于2013年根據(jù)CDIO工程教育理念制訂了教學大綱。提出了專業(yè)培養(yǎng)目標:具備半導體分立元件和集成電路的設計與生產(chǎn)、微電子工藝的設計與器件模擬、電路板級應用電路研制的能力,能在微電子領域及相關部門從事設計、制造、運營的應用型人才。

為了實現(xiàn)培養(yǎng)目標,構建了以工程實踐為工程教育背景環(huán)境的實踐環(huán)節(jié),實踐環(huán)節(jié)分類設置,貫穿大學四年全部學期。實踐環(huán)節(jié)分為課內實踐環(huán)節(jié)和課外實踐環(huán)節(jié)。

課外實踐環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生的社會實踐能力,實施歷史、社會和環(huán)境的認知與責任教育,培養(yǎng)誠信、道德和職業(yè)道德,解決學生利益至上和團隊意識匱乏等問題。

課內實踐環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生的專業(yè)實踐能力。通過實踐,學生能夠更深入地掌握技術基礎知識,掌握產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的開發(fā)方法,理解研究與技術發(fā)展對社會的重要性與戰(zhàn)略影響。

三、實踐教學改革

1.實踐教學內容的改進

CDIO工程教育理念倡導以項目為主體進行實踐,傳統(tǒng)的實踐內容驗證性實驗較多,綜合性和創(chuàng)新性實踐很少,各實驗相互關聯(lián)性差。因此,本文通過改進集中實踐環(huán)節(jié)的內容,以項目為核心,建立模擬電子、數(shù)字電子、單片機應用、集成電路正向設計和逆向設計等項目。

按照循序漸進的原則,將實踐分為基礎性實踐、綜合性實踐和創(chuàng)新性實踐?;A性實踐主要為課程實驗和基礎課相關實踐,綜合性實踐為專業(yè)課相關實踐,一般以項目為中心,綜合性實踐內容能提升學生的實踐能力;創(chuàng)新性實踐為畢業(yè)設計和大學生科技競賽活動,在專業(yè)教師指導下,學生發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性,設計電子作品,創(chuàng)新能力和專業(yè)技能得到顯著提升。

2.實踐教學與理論教學緊密結合

按照CDIO教學模式,理論教學應該在工程實踐背景下開展,理論教學為實踐教學打基礎。以往理論和實踐之間銜接差,由于實驗設備有限,很多理論內容不能應用于實踐,限制了實踐范圍。為了擴大學生的實踐范圍,應采用理論教學和專業(yè)仿真軟件應用相結合的教學方法。

在微電子行業(yè),仿真軟件在產(chǎn)品設計中占有十分重要的地位,在工藝、分立元件和集成電路設計中都要使用專業(yè)仿真軟件設計,在驗證達到要求后再進行生產(chǎn)實踐。目的是縮短設計時間和降低成本。因此,本專業(yè)在實踐環(huán)節(jié)和理論教學中都培養(yǎng)學生使用仿真軟件,使學生掌握軟件應用方法,將其作為工具進行產(chǎn)品設計。

3.實踐教學實施方法的改進

在魍呈導中,強調設計和實踐,學生不知道設計的優(yōu)缺點以及實踐的最終目的和應用效果,沒有參與實踐項目全流程。而CDIO工程教育理念代表構思、設計、實現(xiàn)和運作,實踐教學中包含CDIO工程教育理念的四個階段,能激發(fā)學生學習的主動性和積極性,全面提高學生的實踐能力。

總之,通過實踐教學改革,本科畢業(yè)生的實踐和創(chuàng)新能力得到明顯提高,廣受用人單位的認可,就業(yè)率近幾年達到92%以上。

參考文獻:

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關鍵詞:電子科學與技術;培養(yǎng)方案;產(chǎn)學研;微電子;專業(yè)

中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)44-0224-02

天津工業(yè)大學電子與信息工程學院電子科學與技術專業(yè)成立于2002年9月,2003年正式開始招生,設定了微電子技術與光電子技術兩個專業(yè)方向,目前已開設的專業(yè)方向為微電子技術,以微電子器件和大規(guī)模集成電路設計與工藝為主要發(fā)展方向。電子科學與技術專業(yè)建設中我們廣泛地參考了清華大學、天津大學及國內其他重點大學的培養(yǎng)方案、教學計劃和實驗室建設,目前已具有“電子科學與技術”一級學科碩士點,建有半導體器件原理與測試綜合實驗室、半導體工藝實驗室和集成電路設計實驗室,達到了國內部分一流高校的微電子專業(yè)實驗室水平。十年的電子科學與技術專業(yè)建設中我們在本專業(yè)培養(yǎng)方案和教學計劃上做了大量的有益嘗試,以培養(yǎng)學生優(yōu)良素質、綜合能力和就業(yè)競爭能力為重點,充分利用學校與企業(yè)、科研單位等多種不同的教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢,把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結合的教育形式。

一、拓寬專業(yè)方向、夯實專業(yè)基礎

從電子科學與技術專業(yè)培養(yǎng)過程來看,為了突出專業(yè)方向,以往專業(yè)建設中我們往往設置了大量的專業(yè)技術方面的課程,但每門課程的課時數(shù)較少,同時壓縮了電子專業(yè)基礎課程的門數(shù)和課時數(shù),造成學生基礎課沒有學好,專業(yè)課太多而每門課課時數(shù)過少以致學得囫圇吞棗,也就是專業(yè)基礎沒掌握牢,專業(yè)課更沒有學好。而大多數(shù)用人企業(yè)卻需要大量工作在生產(chǎn)現(xiàn)場,能夠處理生產(chǎn)當中各種實際問題的掌握豐富專業(yè)基礎知識的綜合性人才,這些人才所應掌握的知識不是一兩個專業(yè)能夠培養(yǎng)的。因此我們在電子科學與技術專業(yè)課程設置上不追求過新、過尖,注重拓寬專業(yè)基礎,增強學生的適應能力。通過基礎課和專業(yè)基礎課使學生打下較為扎實的專業(yè)基礎,培養(yǎng)學生的自學能力和分析問題、解決問題的能力。專業(yè)課設置不過窄、過深,給予了學生比較寬泛的知識,讓學生了解本專業(yè)的各種研究方向,同樣由于現(xiàn)在微電子技術發(fā)展很快,知識更新的周期很短,專業(yè)課不要求講得很深,主要讓學生了解本專業(yè)領域的主要業(yè)務范圍和處理問題方法。這樣培養(yǎng)學生在掌握扎實專業(yè)基礎知識基礎上,了解本專業(yè)方向的研究內容,掌握解決問題的基本思路和方法,以便能夠根據(jù)實際工作需要,迅速掌握相關專業(yè)知識。

二、電子科學與技術專業(yè)培養(yǎng)方案特點

電子科學與技術專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案根據(jù)天津工業(yè)大學本科培養(yǎng)及學士學位要求制定。方案中規(guī)定了本專業(yè)學生在本科階段應修讀各類課程學分的最低要求,是審查本科生學習計劃、認定畢業(yè)資格、授予學士學位的主要依據(jù)。根據(jù)服務天津濱海新區(qū)經(jīng)濟建設的電子科學與技術專業(yè)建設總體要求,對本專業(yè)調整了課程設置、學分要求和教學計劃,制定了本科人才培養(yǎng)方案和指導性教學計劃。培養(yǎng)方案具有以下特點。(1)加大培養(yǎng)方案的寬松度與靈活性,重視學生個性發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。減少必修課程,增大選修范圍,使培養(yǎng)方案有更大的靈活性與適用性。學生可以在培養(yǎng)方案框架內,參考指導性教學計劃的建議,結合個人的實際情況自主選課。為學生的個性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),創(chuàng)造了更大的空間。(2)重組專業(yè)基礎課和專業(yè)課,構建體現(xiàn)學科發(fā)展與專業(yè)特色的課程體系。大力度重組專業(yè)基礎課和專業(yè)課,拓寬專業(yè)的內涵,增大專業(yè)方向的靈活性和適用性?;旧习凑諏W科大類構建學科大類基礎,按一級學科構建專業(yè)基礎,按一級學科或二級學科重組專業(yè)方向課程。(3)加強實踐,將“實踐、探索、研究”融入教學過程。為了提高學生的學習興趣和學習主動性,增強學生的動手能力、表達能力以及分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生的團隊意識,本專業(yè)實踐環(huán)節(jié)在學校和學院的公共實踐課的基礎上,又開設了專業(yè)課程專題設計和專業(yè)系列性實驗等實踐課程。專業(yè)課程專題實踐的目的在于,引導學生綜合運用前面所學的基礎知識解決實際中的問題,因此課程專題實踐的題目采取由學生自擬、專業(yè)委員會審核的制度來確定。為了培養(yǎng)學生的團隊意識,課程設計采取組隊的形式,由3~4名學生組成一個課題小組,互相分工合作完成設計。本課程專題實踐在第6學期開設,為期8~10周,由學生利用課余時間完成,采用畢業(yè)設計的模式進行管理,最后以實物演示和論文答辯的形式結束。開設專業(yè)系列性實驗課程的目的在于,通過階段性實驗使學生明確學習目的,并能理論聯(lián)系實際,激發(fā)學生的求知欲,提高學生的學習興趣。本系列性實驗課主要依托本專業(yè)的實驗、實踐平臺來開設,分別于第4、6、7學期為學生開出。第4學期的實驗課主要讓學生了解本專業(yè)實踐平臺的結構和框架,并提出一些專業(yè)上的問題,告知學生要通過后續(xù)課程的學習才能解決這些問題,使學生明確學習目的。第6學期的專題實踐以設計型專題實踐為主,使學生通過實踐了解實際系統(tǒng)硬件結構以及工作原理,并能根據(jù)用戶需求進行設計、制作和調試。第7學期的實驗以綜合性設計為主,熟悉芯片級、板級和系統(tǒng)級設計方法和步驟。

三、強化實踐教學環(huán)節(jié)

大力加強實習教學環(huán)節(jié),拓展一批校外實習基地,才能使學生走出去,學得成,真正做到學有專長。在校內,我們充分發(fā)揮專業(yè)實驗室在實踐教學方面隨時性、方便性的優(yōu)勢,配備高水平的實習指導教師,向學生全天候開放,讓學生利用課余時間根據(jù)自己的特長和興趣到專業(yè)實驗室進行操作和技能訓練。在校外,我們充分發(fā)揮高??蒲袃?yōu)勢,為天津濱海新區(qū)企業(yè)服務,建立穩(wěn)固的校外實習基地,為學生提供了鍛煉實踐能力的廣闊空間,目前我們在社會上選定“天津南大強芯半導體芯片設計有限公司”、“天津市森特爾新技術有限公司”、“天津市海博光電科技有限公司”、“天津工大海宇半導體照明有限公司”等一些相關的公司、企業(yè)建立了相對穩(wěn)定的實習基地和協(xié)作關系,讓學生到公司、企業(yè)參加技術性比較強的專業(yè)實踐,這樣的實習取得了較好的實踐效果。

四、開拓“產(chǎn)學研”模式的特色人才培養(yǎng)

隨著濱海新區(qū)被納入國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃,其強大的功能集聚優(yōu)勢開始迅速形成,這為天津市相關電子產(chǎn)業(yè)提供了絕佳的發(fā)展機會。天津濱海新區(qū)戰(zhàn)略目標之一是以增強自主創(chuàng)新能力為核心,以集聚國內外研發(fā)資源為主線,構建與國際接軌的研發(fā)轉化環(huán)境以及高效并充滿活力的科技創(chuàng)新體系,建設一流水平的高新技術研發(fā)與轉化基地。以濱海新區(qū)為產(chǎn)業(yè)聚集,發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)等新型高科技產(chǎn)業(yè),將加快濱海新區(qū)的總體建設步伐,奠定天津濱海新區(qū)乃至環(huán)渤海地區(qū)及全國的電子信息產(chǎn)業(yè)龍頭地位。同時,國家科技部、財政部、國家稅務總局公布了電子信息技術領域為國家重點支持的高新技術領域之一。因此,作為服務于電子信息產(chǎn)業(yè)的關鍵學科,在天津發(fā)展電子科學與技術學科具有重大的戰(zhàn)略意義。依托電子科學與技術專業(yè)的建設,我們已初步建立微電子專業(yè)方向,在辦學理念、人才培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)質量等方面具有自己顯著的特色,培養(yǎng)的學生在半導體器件、集成電路設計等方面的素質和能力優(yōu)于其他院校電子科學與技術專業(yè)學生。為達到“產(chǎn)學研”教育模式的實現(xiàn),我們在教學內容中滲透科研工作中的新科學、新技術、新工藝,在教學方式上加強針對能力培養(yǎng)的實踐教學,不斷由校內向校外,由教室向生產(chǎn)現(xiàn)場延伸,在教學效果上通過嫁接、轉化、推廣和應用新科技、新工藝,培養(yǎng)出大批能熟練應用新技術、新工藝,并具有一定創(chuàng)新能力的高素質人才。

五、搭建競賽平臺,提高學生的創(chuàng)新精神和實踐能力

篇9

【關鍵詞】職業(yè)教育 教學改革 項目教學法 VHDL語言

項目教學法是一種切合職業(yè)教育特點,采用項目式組織形式實施課程教學的方法。項目教學法把理論與實踐教學有機地結合起來,鼓勵學生通過實踐活動獲得知識,激發(fā)學生的學習動機,發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能,因而得到很多高等職業(yè)院校教師和學生的青睞,逐步成為高等職業(yè)教育教學改革的發(fā)展方向。本文主要介紹項目教學法在VHDL語言與數(shù)字電路設計課中的應用。

一、實施項目式教學法的歷史背景和原因

當前,隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和技術的提高,用人單位對高素質技能人才的要求也越來越高。然而,在實際教學過程中,高職學生普遍都存在文化基礎差,學習自覺性不夠或不會尋找較好的學習方法,上課注意力不夠集中易開小差,學習被動,尤其對理工科課程的邏輯推理很難適應和接受。另一方面,高職院校的教師自身面臨理論與實際結合不夠緊密,教學和科研水平不高等方面的缺陷,因此,如何改進教學方法,提高教學質量,提高學生的職業(yè)技能,是我們處在教學第一線的老師所必須面對的問題。

VHDL語言與數(shù)字電路設計課程是一門理論性和實踐性很強的課程,既要求學生有扎實的數(shù)字電路功底,又要求有較強的高級程序語言能力,還必須有一定的芯片設計的知識。在傳統(tǒng)的教學方法中,一般先介紹VHDL語言與數(shù)字電路設計的基礎理論,然后進行實踐教學。這種教學方法,由于學生缺少對真實職業(yè)情境的體驗以及必要的經(jīng)驗基礎而無法提起興趣。因此高職生在學習這些課程時普通反映比較“難懂”,而擔任該課程的老師也反映“難教”。如果在VHDL語言與數(shù)字電路設計課程引入項目教學法,從完成職業(yè)任務的需要出發(fā),以提高學生職業(yè)技能為目標,通過“先做后學”,“在做中學”,這樣可以大大激發(fā)學生的學習動機,從而大大提高教學質量。

二、VHDL項目式教學改革的可行性

對一門課程引入項目教學方法,是需要具備一定條件的,并不是所有的課程都非常適合項目式教學。項目教學法首先是要能將整個課程劃分為若干個項目。VHDL語言的數(shù)字電路設計課的內容主要有邏輯電路設計、程序編寫、編譯仿真、芯片引腳鎖定和下載等,完全能將這些知識點按照從簡單到復雜,從單一到綜合的原則融入教學的能力目標中,用項目的方式組織起來進行教學。其次,工科的課程的項目式教學還需要一定的教學儀器和場所等條件,就VHDL語言課程來說,必須有專門的電腦機房和多媒體教室,還要有FPGA/CPLD實驗開發(fā)平臺,教師完全可以在帶有實驗開發(fā)系統(tǒng)的機房現(xiàn)場講解、演示并讓學生動手操作。因此,有了這些具備項目教學的基本實驗條件,實施項目式教學應該是完全可行的。

三、VHDL語言課程項目式教學的項目設計原則和方法

項目教學法中的項目,不同于實際生產(chǎn)和商業(yè)服務中的工程項目,而是指以生產(chǎn)一種具體的、具有實際應用價值的產(chǎn)品或服務為目的的任務。這個任務必須有一定的應用價值,用于學習特定的教學內容,能將教學的理論知識和實踐技能結合在一起,學生有獨立動手實踐的機會,并且還必須有一定的難度。完成這個任務不是已有知識和技能的運用,而是學生利用已有知識在一定范圍內學習新的知識和技能,解決過去從未遇到過的實際問題。因此進行項目設計需要把握幾個原則。

1.循序漸進的原則

項目設計遵循的第一點是循序漸進過程。這一過程很重要,因為學生在學習過程中是需要成功來激勵的。比如,下面的一段程序:

Library ieee;

Use ieee.Std_logic_1164.all;

Entity nand2 is

Port(a,b:in bit;Y:Out bit);

Architecture nand2_1 of nand2 is

Y

End nand2_1;

上面的程序是一個簡單的與非門電路的源程序。在學習前,很多同學特別是一些英語基礎較差的同學對“Entity”、“Architecture”等單詞覺得難“懂”。因此在教學過程中,要根據(jù)學生學習基礎較差的狀況,簡單而通俗易懂的介紹與非門電路設計的完整過程,包括Quartus編程軟件的基本使用、程序的編寫、編譯、引腳的鎖定、程序的下載等,特別讓學生在課堂上動手實踐。對“Entity(實體)”、“Architecture(構造體)”,只要先告訴這些只是VHDL語言必須包含的兩個基本單元,而“Library ieee”只是VHDL語言中中一些庫的集合,類似于UNIX和DOS中的目錄,至于“Use ieee.Std_logic_1164.all”則是VHDL語言的包集合,其作用跟C語言中的“Include”相同。學生剛學的時候沒有必要詳細了解它的確切的含義、具體內容或者適用的范圍,只要了解這個與門電路的源程序中,主要的設計就是使用了“Nand”這個“與非”邏輯運算符進行了運算而已。通過這樣的講解學生就不會對“Entity”、“Architecture”等長度較長,且在日常交流中應用比較少單詞覺得“發(fā)秫”,就會覺得VHDL語言容易“上手”。

2.由單一到綜合的原則

項目設計遵循的第二點就是由單一到綜合。訓練應從單項訓練開始,然后再過渡到綜合訓練。數(shù)字時鐘的設計,可以先從簡單的10進制開始逐漸過渡到60進制,然后再增加清零、調節(jié)小時、分鐘以及整點報時(甚至音樂報時)以及鬧鐘等一系列功能,這樣可以大地提高學生的動手能力,實操性很強,學生開始進入狀態(tài)。

3.知識與技能的結合原則

項目設計遵循的第三點是將基本知識與設計技能有機結合。在教學的不同階段,完成不同基礎知識與VHDL程序設計方法的項目教學。如在介紹VHDL最基本知識的項目中,可借助學生過去學過的數(shù)字電路知識,使用電路原理圖的方法程序設計。如下圖所示:

在掌握了VHDL基本知識后,比如VHDL語言程序的基本結構(Entity、Architecture、Configuration等)和VHDL語言的描述方式時,項目就可以用RTL、行為描述等方式來設計。

根據(jù)項目設計的原則,因此選擇數(shù)字時鐘、交通燈的控制這些人們熟悉且隨處可見對象作為項目教學的主要內容,是十分適合的。表1列出了VHDL語言項目式教學的部分項目:

四、VHDL語言項目課程組織過程和教學過程

在項目教學法中,項目的選取是關鍵。教學的整個過程和所有的內容都要以項目來貫徹,項目確定后,整個教學過程也就確定下來。在項目實施中,學習過程成為一個人人參與的帶有創(chuàng)造性的實踐活動,它注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程,這就要求盡可能地確立優(yōu)秀實用的項目。

VHDL語言在傳統(tǒng)的教學過程中,一般來說,是要先利用一次課的時間介紹VHDL語言的基本知識,再在課堂上介紹VHDL語言進行數(shù)字邏輯電路設計的方法,但不會讓學習動手實踐,因為傳統(tǒng)的教學觀念認為,剛接觸這個課程的學生還不掌握VHDL基礎知識,根本不具備編寫程序進行數(shù)字電路設計的理論基礎和能力。接下來,就會花大量的課時介紹VHDL語言程序的基本結構、數(shù)據(jù)類型、運算操作符、語言的描述方式、主要描述語句等,再介紹VHDL的編程語言(如Quartus)的使用方法,這樣經(jīng)過漫長的理論介紹,最后才進行一些實驗。在這個教學過程中理論和實踐的教學完全是割裂的,而且教師處于主體地位,完全是教師教,學生聽的方式。這種方法,對激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的技能,甚至對學生知識點的掌握方面效果都不會太好。因此,VHDL語言課中采用項目式教學方法,將完全不同于上面的教學方法。

下面,從表1中選項目編號為3的項目為例介紹VHDL語言的項目教學過程。

該項目的要求如下:在舉重比賽中,有兩名副裁判,一名主裁判。當兩名以上裁判(必須包括主裁判在內)認為運動員上舉杠鈴合格,按動電鈕,裁決合格信號燈亮,要求實現(xiàn)該電路。這個項目完全是具有實際應用背景的實例,學生們都比較熟悉,也簡單易懂。因此這個例子具有一定的典型性,通過這個例子既可讓學生掌握一些理論知識,又能提高學生進行實際項目設計的能力。

1.明確本項目的工作任務

在這個項目中,首先交代本項目的工作任務就是要實現(xiàn)三人表決的功能,同時介紹表決器電路設計過程中,首先要進行要邏輯的抽象,然后確定設計的方法,這時提示學生用行為描述方式、RTL方式、結構化(元件例化)等方式來實現(xiàn)。

2.制定工作計劃

項目任務確定后,要求學生分別對項目進行討論,查找資料,制定項目工作計劃,確定工作步驟和程序。對學生設計的電路,教師不急于給出評價,而是讓他們分別介紹自己設計的電路、應用到的知識及工作原理,并可以讓學生開始在課堂上討論,而教師則作適時引導。對一些數(shù)字電路基礎較好的學生,鼓勵他們利用元件例化的設計方法進行設計;對程序編寫水平較好則鼓勵他們利用RTL的方式;對那些基礎較差的同學則可以鼓勵他們用列出真值表進行設計。如有些學生設計的電路有問題,教師就引導他再看相應的理論知識,讓他慢慢理解,并且不斷鼓勵,使學生能夠完善自己的作品。

3.實施計劃

項目設計工作計劃完成,即可以進入實施的階段。在這個階段,要求學生編好完整的VHDL語言程序,并在Quartus軟件中調試,編譯、仿真,遇到程序出錯誤的時候,要學生獨立分析原因,找出改進的方法,但是遇到難點問題及時給予指導。

4.檢查評價

項目設計完成后,要學生把程序下載到康芯GW48-PK2型FPGA/CPLD實驗開發(fā)平臺中演示結果,并由學生操作和講解,然后再檢查評分,并指出項目活動存在的問題及改進方法。

在教學過程中,為使學生具備對所學知識的綜合運用能力,在教學過程中插入了一些綜合性的、相對較為復雜的項目,如秒表的制作。這個項目涉及帶使能端、復位端、進位端的十進制計數(shù)器的設計等。另外,為了拓展設計的思路還引入了RAM的設計以及8051單片機IP核的設計項目。通過這些項目,使學生能夠綜合運用所學知識,效果顯著。

五、總結

VHDL語言及數(shù)字電路設計課程本身一門比較新的課程,對其進行項目式教學對高職業(yè)院校的老師來說是更是一個挑戰(zhàn)。盡管這種教學法的優(yōu)勢已充分顯現(xiàn),但在VHDL語言課項目教學過程還需要注意一下幾點:

1.在完成項目的過程中,不能忽視本課程知識點的掌握,應該充分吸取傳統(tǒng)教學方法的長處,取長補短,讓學生在完成項目的過程中,即提高了技能又鞏固了相關的知識點。

2.在項目教學中,強調學生學習的主體性,但老師始終要起主導作用,在這一過程中教師的責任不是減輕反而是加重了,因此在整個教學過程中,教師要充分地了解學生,在學生學習遇到困難時,能為學生解決;在學生學習不夠主動時,應及時提出問題,引導學生去探究;在學生完成基本項目后,調動學生的創(chuàng)作欲望,進一步完善項目創(chuàng)作。

3.在項目教學過程中,一些基礎較差的學生可能對老師交代的任務無從下手,這時教師要加強對這部分學生的個別指導。

參考文獻:

[1]徐國慶.職業(yè)教育課程、教學范式的演變.河南職業(yè)技術師范學院學報[J].2002,(6):34-36.

[2]史小波.集成電路設計VHDL教程[M].清華大學出版社,2005,(6):1-3.

[3]豆玉杰.項目教學法在《電子技術》教學中的應用.河南教育[J].2006,(3):80-81.

[4]侯伯亨,顧新.VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設計(修訂版)[M].西安:西安電子科技大學出版社,1999.133-134.

[5]姜新橋.PLC項目初步探討.武漢職業(yè)技術學院[J].2007,(6):26-27.

[6]袁麗娟.“項目導入法”在VHDL教學中的應用.機械職業(yè)教育[J].2007(4):58-59.

篇10

關鍵詞:校企合作;微電子學科;教學模式

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0044-03

一、引言

隨著社會經(jīng)濟和現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展,以及我國本科生數(shù)量的不斷增加,我國的本科生教育出現(xiàn)了一些不容忽視的問題,比如:理論與實際脫節(jié),學生在學校學習的一些知識陳舊,與現(xiàn)實脫節(jié)[1];創(chuàng)新能力和實踐能力較差[2],導致一些高校畢業(yè)生畢業(yè)后找不到合適的工作,而一些企業(yè)招聘不到合適的人才。近年來,國家也意識到這些問題。2014年3月22日,教育部副部長魯昕在中國發(fā)展高層論壇上表示,我國即將出臺方案,實現(xiàn)技術型和學術型兩種模式的高考[3]。但不管是培養(yǎng)技術型人才,還是培養(yǎng)學術型人才,怎樣提高本科生教育教學質量,提升本科生的實踐和創(chuàng)新能力,是高校和高校教育工作者不斷探討的問題。很多高校和老師認為校企合作既是高校提升本科生教育教學質量的主要途徑之一,也是企業(yè)獲取核心競爭力的必然選擇。并且對于校企合作的教學模式進行了積極的探索和有益的嘗試,例如:劉麗瑩等以建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)為例,提出了“就業(yè)驅動的學工交替”、“共建實驗室”、“外聘研究員”三種教學模式[4]。黃漢華、陳勇等圍繞校企合作聯(lián)合培養(yǎng)的教學模式,提出了電子科學與技術戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃[5]。陳衛(wèi)莉對校企合作的本科教育教學模式進行了探索[1]。張煒等提出了以項目為導向的校企合作模式[6]。

本文以微電子專業(yè)人才培養(yǎng)為例,針對我校微電子專業(yè)校企合作的可能性及重要意義,對校企合作下的教學模式進行探討。

二、校企合作的可能性及重要意義

1.無錫是我國微電子產(chǎn)業(yè)的南方基地,需要大量的微電子專業(yè)人才。無錫是中國微電子產(chǎn)業(yè)的搖籃,是我國第一塊集成電路的誕生地,微電子產(chǎn)業(yè)有著優(yōu)良的傳統(tǒng)和深厚的產(chǎn)業(yè)基礎。近年來,無錫政府出臺了一系列優(yōu)惠政策(比如530計劃),大力吸引微電子高端人才,創(chuàng)辦了一批有競爭力的集成電路設計公司。2013年無錫市政府又出臺了《無錫市微電子產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(2013―2020)》,為無錫市微電子產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展提供了強有力的支持和保障。經(jīng)過三十多年的發(fā)展,無錫微電子產(chǎn)業(yè)形成了產(chǎn)業(yè)結構比較完整,產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大,管理比較完善的良好局面。2013年無錫市微電子產(chǎn)業(yè)合計完成營業(yè)收入652.12億元,規(guī)模列全國第二[7]。SK海力士和華潤微電子分別以第二名和第四名入圍2013年度中國半導體十大制造企業(yè)。江蘇新潮科技集團、海太半導體(無錫)有限公司和英飛凌科技(無錫)有限公司分別以第一名、第七名和第九名入圍2013年度中國半導體十大封裝測試企業(yè)[8]。

雖然無錫市微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了很大的成績,但也存在一些問題,比如:微電子產(chǎn)業(yè)的優(yōu)秀專業(yè)人才比較匱乏,已經(jīng)成為制約微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。而高校是優(yōu)秀人才的聚集地,作為坐落于無錫的唯一一所綜合性本科高校,江南大學微電子專業(yè)可以發(fā)揮人才優(yōu)勢,為無錫的微電子產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才。

2.江南大學注重校企合作。無錫日報2013年9月21日發(fā)表題為“江南大學發(fā)揮高校優(yōu)勢,開展校企合作,服務地方經(jīng)濟――做無錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫”的文章,文章指出:“江南大學提出要以項目為平臺,廣泛開展校企合作,為地方科技創(chuàng)新和經(jīng)濟轉型添磚加瓦,這是江南大學推進與區(qū)域、產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的方式和途徑[9]?!苯洗髮W作為無錫唯一的一所211重點建設的高校,非常注重與企業(yè)的合作,積極參與國家、無錫地區(qū)的科技創(chuàng)新,推進科技成果產(chǎn)業(yè)化,為本地區(qū)的經(jīng)濟服務。比如:與無錫市政府合作建立的江南大學國家大學科技園,已成為高科技研究項目的重要孵化基地;學校成立了由海爾集團、茅臺集團、青島啤酒集團、無錫國聯(lián)等一百多家企事業(yè)單位加盟的董事會,各學院建有四百余家企事業(yè)單位參加的二級董事會,促進了產(chǎn)學研的緊密結合[10];江南大學的科研經(jīng)費每年以30%的速度在增加,其中60%~70%的科研總經(jīng)費來自于與企業(yè)的合作[11]??傊?,江南大學一直探索的校企合作模式取得了顯著的成效。這也為我校微電子專業(yè)尋求校企合作提供了機遇和挑戰(zhàn)。

3.微電子專業(yè)自身建設的特點。微電子產(chǎn)業(yè)是近幾十年來全球發(fā)展最迅猛的產(chǎn)業(yè)之一。目前,以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)超過了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)成為第一大產(chǎn)業(yè)。集成電路自誕生以來一直遵循摩爾定律的發(fā)展規(guī)律,即集成度和產(chǎn)品性能每18個月增加一倍。各種半導體新材料和新器件層出不窮。微電子專業(yè)又是一個實踐性很強的專業(yè)。因此,學生在學習過程中不僅要學好專業(yè)基礎知識,還有必要進行專業(yè)的實驗技能培訓和不斷接受新知識、新技術,才能跟得上微電子技術發(fā)展的潮流。這就要求學生不僅要進行專業(yè)的實驗培訓,還有必要閱讀一些最新的參考文獻,參加一些前沿科學的研究,甚至參與企業(yè)的技術研發(fā)。但是,微電子專業(yè)實驗室建設的投入非常昂貴,一套設計軟件要幾百萬人民幣。一個小型的微電子工藝實驗室的建設也要幾百萬到幾千萬人民幣,這還不包括每年實驗室的維護費用。對于一般高校來說,這是很難承受的。其實,對于國內微電子專業(yè)實驗室建設的比較好的高校,其實驗室也主要面向研究生開放。所以,為了更好地提升本科生的教育教學質量,必須尋求校企合作。而微電子作為無錫最主要的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),也給我校微電子專業(yè)提供了加強校企合作的機會。

因此,無論是從學校周邊地區(qū)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況,以及學校的政策,還是從本專業(yè)自身建設的特點來看,校企合作是提升微電子專業(yè)本科生教育質量的主要途徑之一。因此,積極探索提高我校微電子專業(yè)本科生的培養(yǎng)質量的校企合作模式,具有非常重要的意義。

三、校企合作聯(lián)合培養(yǎng)的教學模式

校企合作的目的是共同發(fā)展,實現(xiàn)雙贏。學校為企業(yè)提供智力和技術支持,為企業(yè)解決具體的技術難題和技術攻關。企業(yè)參與學校教學科研環(huán)節(jié),提高教育教學質量,培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。為了更好地實現(xiàn)校企合作,我們從三個方面進行了有益的探索。

1.學研結合。我們可以采取多種方式的校企合作,實現(xiàn)微電子專業(yè)本科生培養(yǎng)過程中的理論學習和研究相結合。例如:實施以項目為導向的校企合作模式,鼓勵老師承擔企業(yè)和研究所的橫向課題,讓大三和大四的一些優(yōu)秀學生參與項目的研發(fā),這樣既發(fā)揮了學校的智力優(yōu)勢,為企業(yè)解決了技術難題,也使得學生學以致用,為以后學生參加工作或者繼續(xù)學習深造提高了寶貴的實踐經(jīng)驗和知識積累,提高了教學質量,實現(xiàn)了共贏。也可以讓學生在學習過程中,參觀一些重點企業(yè)、研究所的生產(chǎn)車間和設計實驗室,并且讓學生在參與的過程中,積極與企業(yè)、研究所的一線工作人員進行交流,讓學生切實感受一下微電子工藝和設計的實踐過程。學校也積極為大四的學生聯(lián)系周邊的微電子企業(yè)和研究所,鼓勵學生去這些企業(yè)實習,讓學生積極參與企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn),既為企業(yè)提供了優(yōu)秀的人才,又培養(yǎng)了學生的實踐與創(chuàng)新能力。

2.在職人員互聘。我校微電子專業(yè)80以上的教師具有博士學位,而且,有許多教師具有海外留學的背景。目前的現(xiàn)狀是老師有很扎實的基礎知識,并且對微電子學科的前沿比較了解。但是,對企業(yè)的需求和微電子產(chǎn)業(yè)的市場需求不是很了解,導致研究與市場需求脫節(jié)。還有一些教師,在多年的研究過程中,獲取了一些核心技術,但苦于沒有資金的投入,沒法把一些研究成果產(chǎn)業(yè)化。而我國的一些微電子企業(yè)研發(fā)能力相對不強,沒有自己的核心技術,在市場上的競爭力不強。因此,有必要加強學校和企業(yè)的聯(lián)系,通過校企合作,鼓勵教師積極承擔企業(yè)和研究所的課題,發(fā)揮自己的專業(yè)特長,為企業(yè)技術攻關?;蛘?,鼓勵教師到企業(yè)中掛職,真正深入的生產(chǎn)的第一線,與企業(yè)的研發(fā)人員合作,研發(fā)新產(chǎn)品,增強企業(yè)競爭力。同時也鼓勵企業(yè)和研究所的工程師和專家來學校做兼職教授,講授一些微電子專業(yè)的核心課程和實踐課程,甚至也可以請這些有實際生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗的專家參與編寫本科生的教材。由于這些工程師和專家均來自生產(chǎn)的第一線,他們有更豐富的生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗,對微電子產(chǎn)業(yè)的市場需求更了解,對提升微電子專業(yè)本科生的實踐和創(chuàng)新能力非常重要。

3.共享實驗室。微電子實驗室的建設需要一筆很大的費用,但憑高校自身的力量是無法完成的,需要微電子企業(yè)的大力支持和幫助。當然,高??梢詾槠髽I(yè)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才和提供智力支持。企業(yè)可以有償開放一些實驗設備和設計軟件讓學生用于科學研究、實踐操作甚至參與企業(yè)的研發(fā),這樣既有助于企業(yè)能提前了解這些學生的實踐和創(chuàng)新能力,從而能留住一部分優(yōu)秀人才;也有助于提升學生的實踐能力和更好地了解企業(yè)文化,從而使學生也愿意留在企業(yè)工作。而高校的微電子實驗室,也可以面向企業(yè)開放,從而共享實驗室??傊?,通過共享實驗室,提高了實驗室的利用效率,高校和企業(yè)實現(xiàn)了共贏。

四、結論

本文分析了我校微電子專業(yè)實現(xiàn)校企合作的可能性和重要意義。并在此基礎上提出了在三個方面進行校企合作的探索――“學研結合”、“在職人員互聘”、“共建實驗室”。這三種教學模式在一定程度上解決了我校微電子專業(yè)的學生在學習、實踐和研究中普遍存在的問題。因此,只有加強校企合作,不斷對校企合作教育模式進行實踐探索,才能提供更好的教學條件和資源,有效提高學生的理論知識水平和實踐創(chuàng)新能力,培養(yǎng)更多的優(yōu)秀微電子專業(yè)創(chuàng)新型人才。

參考文獻:

[1]陳衛(wèi)莉.基于校企合作的本科教育教學模式探析[J].教學研究,2012,(6):35-38.

[2]鄧建高,王敏.高校本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的校企合作模式研究[J].中國電力教育,2009,(129):26-27.

[3]關慶豐,羅丹陽.高考將分為技術、學術兩種模式[N].北京青年報,2014-03-23.

[4]劉麗瑩,余曉平,彭宣偉.基于校企合作的應用本科院校實踐教學培養(yǎng)模式探討[J].中國電力教育,2013,(19):139-140.

[5]黃漢華,陳勇,李璋,徐玲芳,王文峰.電子科學與技術戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃研究[J].科技創(chuàng)新導報,2013,(30):5.

[6]張煒.以項目為導向的校企合作模式研究[J].職教通訊,2013,(30):77-80.

[7]無錫集成電路產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入652.12億元規(guī)模全國第二[EB/OL].(2014-03-22).

http:///2014/0322/80229.shtml.

[8]我市5家企業(yè)入圍全國IC三業(yè)十強,4項產(chǎn)品入選創(chuàng)新產(chǎn)品和技術獎[EB/OL].(2014-03-24).

http:///Web101/zxzx/wdzcydt/6718926.shtml.

[9]淵博.江南大學發(fā)揮高校優(yōu)勢,開展校企合作,服務地方經(jīng)濟――做無錫的創(chuàng)新引擎和發(fā)展智庫[N].無錫日報,2013-09-21.

[10]江南開學府,萬頃湖波揚――江南大學校情概覽[EB/OL].[2994-05-01].

http:///newver/newhtm/jianjie.htm.