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關(guān)鍵詞:課程體系改革;教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化;集成電路設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)34-0076-02
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(lèi)別是集成電路芯片,超過(guò)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(lái)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(mǎn)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(kāi)始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專(zhuān)業(yè)[2]。
我校2002年開(kāi)設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè),期間,由于專(zhuān)業(yè)調(diào)整,暫停招生。2012年,電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)恢復(fù)本科招生,主要專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。
一、專(zhuān)業(yè)課程體系存在的主要問(wèn)題
1.不太重視專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)。“專(zhuān)業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專(zhuān)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(zhuān)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(méi)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(kāi)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(kāi)設(shè)這些課程[4]。比如,我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)就沒(méi)有開(kāi)設(shè)“晶體管原理”這門(mén)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(mén)課程中去。
2.課程開(kāi)設(shè)順序不合理。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)方向課和寬口徑專(zhuān)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(lèi)專(zhuān)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(méi)學(xué)好的基礎(chǔ)上,開(kāi)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(méi)有開(kāi)設(shè)“半導(dǎo)體物理”,直接開(kāi)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(méi)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(méi)有半導(dǎo)體物理中的能帶理論,就根本沒(méi)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(zhuān)業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專(zhuān)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(guò)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(lái)很吃力,學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。
二、專(zhuān)業(yè)課程體系改革的主要措施
1.“4+3+2”專(zhuān)業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專(zhuān)業(yè)課程體系模式:“4”是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課“專(zhuān)業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”;“3”是專(zhuān)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(zhuān)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(mén)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)課的開(kāi)課先后順序,形成先專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,再專(zhuān)業(yè)方向課,然后寬口徑專(zhuān)業(yè)課程的開(kāi)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(lèi)培養(yǎng)模式,也就是三個(gè)本科專(zhuān)業(yè)大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開(kāi)設(shè)課程,主要開(kāi)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(zhuān)業(yè)后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)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(kāi)始,分專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)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(kāi)設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門(mén)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(zhuān)業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí),又不過(guò)分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)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(zhuān)業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門(mén)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(mén)課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1~12周,而其他3門(mén)課程的開(kāi)課時(shí)間從第6周開(kāi)始,從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)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(kāi)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(kāi)設(shè)時(shí)間為8~19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)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(zhuān)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(zhuān)心考研;同時(shí),對(duì)于要找工作的同學(xué),可以更多了解專(zhuān)業(yè)方面知識(shí),為找到好工作提供有力保障。
2.優(yōu)化專(zhuān)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(lèi)培養(yǎng)模式,專(zhuān)業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開(kāi)始開(kāi)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(lái)的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來(lái)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(wú)源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開(kāi)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。
三、結(jié)論
集成電路產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ),而集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果,分析目前集成電路設(shè)計(jì)本科專(zhuān)業(yè)課程體系存在的主要問(wèn)題,結(jié)合我校實(shí)際情況,對(duì)我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)集成電路設(shè)計(jì)方向的專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行改革,提出“4+3+2”專(zhuān)業(yè)課程體系,并對(duì)專(zhuān)業(yè)課程講授內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。從而滿(mǎn)足我校集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求,為培養(yǎng)實(shí)用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才提供有力保障。
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集成電路(IntegratedCircuit)產(chǎn)業(yè)是典型的知識(shí)密集型、技術(shù)密集型、資本密集和人才密集型的高科技產(chǎn)業(yè),是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心和關(guān)鍵,對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有巨大的支撐作用。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)已初步形成了設(shè)計(jì)、芯片制造和封測(cè)三業(yè)并舉的發(fā)展格局,產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)還存在發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱、企業(yè)科技創(chuàng)新和自我發(fā)展能力不強(qiáng)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)水平急待提高、產(chǎn)業(yè)鏈有待完善等問(wèn)題。在集成電路產(chǎn)業(yè)中,集成電路設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的龍頭和靈魂。而我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)滯后于計(jì)算機(jī)與通信產(chǎn)業(yè),集成電路設(shè)計(jì)人才嚴(yán)重匱乏,已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此,培養(yǎng)大量高水平的集成電路設(shè)計(jì)人才,是當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題,也是高校微電子等相關(guān)專(zhuān)業(yè)改革和發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。[1_4]
一、集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)
為了滿(mǎn)足新形勢(shì)下集成電路人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的需要,合肥工業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"我?!睆?005年起借助于大學(xué)計(jì)劃。我校相繼開(kāi)設(shè)了與集成電路設(shè)計(jì)密切相關(guān)的本科課程,如集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì) 、 ASIC設(shè)計(jì)方法、硬件描述語(yǔ)言等。同時(shí)對(duì)課程體系進(jìn)行了修訂,注意相關(guān)課程之間相互銜接,關(guān)鍵內(nèi)容不遺漏,突出集成電路設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容的精選、重組和充實(shí),結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的開(kāi)展,構(gòu)成了系統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。56]
集成電路設(shè)計(jì)從實(shí)現(xiàn)方法上可以分為三種:全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可編程器件設(shè)計(jì)。全定制集成電路設(shè)計(jì),特別是其后端的版圖設(shè)計(jì),涵蓋了微電子學(xué)、電路理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等諸多學(xué)科的基礎(chǔ)理論,這是微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)重要特色和人才培養(yǎng)重點(diǎn)方向,目的是給本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。
在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中,采用的是中電華大電子設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的九天EDA軟件系統(tǒng)(ZeniEDASystem),這是中國(guó)唯1的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA工具軟件。該軟件與國(guó)際上流行的EDA系統(tǒng)兼容,支持百萬(wàn)門(mén)級(jí)的集成電路設(shè)計(jì)規(guī)模,可進(jìn)行國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,它的某些功能如版圖編輯、驗(yàn)證等已經(jīng)與國(guó)際產(chǎn)品相當(dāng)甚至更優(yōu),已經(jīng)在商業(yè)化的集成電路設(shè)計(jì)公司以及東南大學(xué)等國(guó)內(nèi)二十多所高校中得到了應(yīng)用,特別是在模擬和高速集成電路的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了強(qiáng)大的功能,并成功開(kāi)發(fā)出了許多實(shí)用的集成電路芯片。
九天EDA軟件系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)管理器,原理圖編輯器,版圖編輯工具,版圖驗(yàn)證工具,層次版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查工具,寄生參數(shù)提取工具,信號(hào)完整性分析工具等幾個(gè)主要模塊,實(shí)現(xiàn)了從集成電路電路原理圖到版圖的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。
二、集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合九天EDA軟件的功能特點(diǎn),在本科生三年級(jí)下半學(xué)期開(kāi)設(shè)了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設(shè)計(jì)課程。
在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中,首先對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的_些相關(guān)知識(shí)進(jìn)行回顧,介紹版圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),如集成電路設(shè)計(jì)流程,CMOS基本工藝過(guò)程,版圖的基本概念,版圖的相關(guān)物理知識(shí)及物理結(jié)構(gòu),版圖設(shè)計(jì)的基本流程,版圖的總體設(shè)計(jì),布局規(guī)劃以及標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖設(shè)計(jì)等。然后結(jié)合上機(jī)實(shí)驗(yàn),講解Unix和Linux操作系統(tǒng)的常用命令,詳細(xì)闡述基于標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的版圖設(shè)計(jì)流程,指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniSE繪制電路原理圖,使用ZeniPDT進(jìn)行NMOS/PMOS以及反相器的簡(jiǎn)單版圖設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自主選擇_些較為復(fù)雜的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì),如數(shù)據(jù)選擇器、MOS差分放大器電路、二四譯碼器、基本RS觸發(fā)器、六管MOS靜態(tài)存儲(chǔ)單元等,使學(xué)生能深入理解集成電路版圖設(shè)計(jì)的概念原理和設(shè)計(jì)方法。最后介紹版圖驗(yàn)證的基本思想及實(shí)現(xiàn),包括設(shè)計(jì)規(guī)則的檢查(DRC),電路參數(shù)的檢查(ERC),網(wǎng)表一致性檢查(LVS),指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniVERI等工具進(jìn)行版圖驗(yàn)證、查錯(cuò)和修改。7]
集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)是:
第熟練掌握華大EDA軟件的原理圖編輯器ZeniSE、版圖編輯模塊ZeniPDT以及版圖驗(yàn)證模塊ZeniVER丨等工具的使用;了解工藝庫(kù)的概念以及工藝庫(kù)文件technology的設(shè)置,能識(shí)別基本單元的版圖,根據(jù)版圖信息初步提取出相應(yīng)的邏輯圖并修改,利用EDA工具ZSE畫(huà)出電路圖并說(shuō)明其功能,能夠根據(jù)版圖提取單元電路的原理圖。
第二,能夠編寫(xiě)設(shè)計(jì)版圖驗(yàn)證命令文件(commandfile)。版圖驗(yàn)證需要四個(gè)文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)來(lái)支持,要求學(xué)生能夠利用ZeniVER丨進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRC驗(yàn)證并修改版圖、電學(xué)規(guī)則檢查(ERC)、版圖網(wǎng)表提取(NE)、利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證,利用LDX工具進(jìn)行LVS的查錯(cuò)及修改等。
第三,能夠基本讀懂和理解版圖設(shè)計(jì)規(guī)則文件的含義。版圖設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定了集成電路生產(chǎn)中可以接受的幾何尺寸要求和可以達(dá)到的電學(xué)性能,這些規(guī)則是電路設(shè)計(jì)師和工藝工程師之間的_種互相制約的聯(lián)系手段,版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的目的是使集成電路設(shè)計(jì)規(guī)范化,并在取得最佳成品率和確保電路可靠性的前提下利用這些規(guī)則使版圖面積盡可能做到最小。
第四,了解版圖庫(kù)的概念。采用半定制標(biāo)準(zhǔn)單元方式設(shè)計(jì)版圖,需要有統(tǒng)一高度的基本電路單元版圖的版圖庫(kù)來(lái)支持,這些基本單元可以是不同類(lèi)型的各種門(mén)電路,也可以是觸發(fā)器、全加器、寄存器等功能電路,因此,理解并學(xué)會(huì)版圖庫(kù)的建立也是版圖設(shè)計(jì)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。
三、CMOS反相器的版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)例介紹
下面以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS反相器來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下集成電路版圖設(shè)計(jì)的一般流程。
1.內(nèi)容和要求
根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖,初步確定其版圖;使用EDA工具PDT打開(kāi)版圖編輯器;在版圖編輯器上依次畫(huà)出P管和N管的有源區(qū)、多晶硅及接觸孔等;完成必要的連線并標(biāo)注輸入輸出端。
2.設(shè)計(jì)步驟
根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖,在草稿紙上初步確定其版圖結(jié)構(gòu)及構(gòu)成;打開(kāi)終端,進(jìn)入pdt文件夾,鍵入pdt,進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器;讀懂版圖的層次定義的文件,確定不同層次顏色的對(duì)應(yīng),熟悉版圖編輯器各個(gè)命令及其快捷鍵的使用;在版圖編輯器上初步畫(huà)出反相器的P管和N管;檢查畫(huà)出的P管和N管的正確性,并作必要的修改,然后按照原理圖上的連接關(guān)系作相應(yīng)的連線,最后檢查修改整個(gè)版圖。
3.版圖驗(yàn)證
打開(kāi)終端,進(jìn)入zse文件夾,鍵入zse,進(jìn)入ZeniSE原理圖編輯器,正確畫(huà)出CMOS反相器的原理圖并導(dǎo)出其網(wǎng)表文件;調(diào)出版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)則文件,閱讀和理解其基本語(yǔ)句的含義,對(duì)其作相應(yīng)的路徑和文件名的修改以滿(mǎn)足物理驗(yàn)證的要求;打開(kāi)終端,進(jìn)入pdt文件夾,鍵入pdt,進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器,調(diào)出CMOS反相器的版圖,在線進(jìn)行DRC驗(yàn)證并修改版圖;對(duì)網(wǎng)表一致性檢查文件進(jìn)行路徑和文件名的修改,利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證;如果LVS驗(yàn)證有錯(cuò),貝懦要調(diào)用LDX工具,對(duì)版圖上的錯(cuò)誤進(jìn)行修改。
4.設(shè)計(jì)提示
要很好的理解版圖設(shè)計(jì)的過(guò)程和意義,應(yīng)對(duì)MOS結(jié)構(gòu)有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí);需要對(duì)器件做襯底接觸,版圖實(shí)現(xiàn)上襯底接觸直接做在電源線上;接觸孔的大小應(yīng)該是一致的,在不違反設(shè)計(jì)規(guī)則的前提下,接觸孔應(yīng)盡可能的多,金屬的寬度應(yīng)盡可能寬;繪制圖形時(shí)可以多使用〃復(fù)制"操作,這樣可以大大縮小工作量,且設(shè)計(jì)的圖形滿(mǎn)足要求并且精確;注意P管和N管有源區(qū)的大小,一般在版圖設(shè)計(jì)上,P管和N管大小之比是2:1;注意整個(gè)版圖的整體尺寸的合理分配,不要太大也不要太小;注意不同的層次之間應(yīng)該保持一定的距離,層次本身的寬度的大小要適當(dāng),以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)則的要求。四、基本MOS差分放大器版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)例介紹在基本MOS差分放大器的版圖設(shè)計(jì)中,要求學(xué)生理解構(gòu)成差分式輸入結(jié)構(gòu)的原理和組成結(jié)構(gòu),畫(huà)出相應(yīng)的電路原理圖,進(jìn)行ERC檢查,然后根據(jù)電路原理圖用PDT工具上繪制與之對(duì)應(yīng)的版圖。當(dāng)將基本的版圖繪制好之后,對(duì)版圖里的輸入、輸出端口以及電源線和地線進(jìn)行標(biāo)注,然后利用幾何設(shè)計(jì)規(guī)則文件進(jìn)行在線DRC驗(yàn)證,利用版圖與電路圖的網(wǎng)表文件進(jìn)行LVS檢查,修改其中的錯(cuò)誤并優(yōu)化版圖,最后全部通過(guò)檢查,設(shè)計(jì)完成。
五、結(jié)束語(yǔ)
集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生鞏固了集成電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí),提高了學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為今后的職業(yè)生涯和研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,在今后的教學(xué)改革工作中,除了要繼續(xù)提高教師的理論教學(xué)水平外,還必須高度重視以EDA工具和設(shè)計(jì)流程為核心的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),努力把課堂教學(xué)和實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用緊密結(jié)合在一起,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力,開(kāi)闊學(xué)生的視野,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)行新的探索和實(shí)踐。
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關(guān)鍵詞:微電子;集成電路;課程群;親產(chǎn)業(yè)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1674-9324(2019)19-0163-02
一、引言
微電子(集成電路)被稱(chēng)為現(xiàn)代信息社會(huì)的“食糧”,是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化和信息化的基礎(chǔ)。自2014年我國(guó)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,設(shè)置千億級(jí)的集成電路發(fā)展基金以來(lái),南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門(mén)等地相應(yīng)出臺(tái)了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門(mén)依據(jù)毗鄰臺(tái)灣的區(qū)位優(yōu)勢(shì),設(shè)立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金,并陸續(xù)了《廈門(mén)市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)施意見(jiàn)》和《廈門(mén)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地,打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈,最終形成我國(guó)集成電路的東南重鎮(zhèn)。
在此背景下,廈門(mén)政府在集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封測(cè)以及人才儲(chǔ)備,全方位進(jìn)行布局和規(guī)劃。設(shè)計(jì)方面:紫光集團(tuán)投資40億元設(shè)立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項(xiàng)目,引進(jìn)展訊等國(guó)內(nèi)通信芯片設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè)。廈門(mén)優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)也在高速、射頻芯片領(lǐng)域取得可喜進(jìn)展,僅2016年,廈門(mén)就新增加60余家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達(dá)到140億元;生產(chǎn)制造方面:與臺(tái)灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設(shè)立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項(xiàng)目,總投資達(dá)62億美元,已于2016年12月正式投產(chǎn);三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司,主攻三五族化合物半導(dǎo)體芯片生產(chǎn);泉州晉華12寸存儲(chǔ)器廠則著眼于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的生產(chǎn)和銷(xiāo)售;封測(cè)方面則引入通富微電子股份有限公司,力爭(zhēng)打造一小時(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈;人才儲(chǔ)備方面:廈門(mén)政府與中國(guó)科學(xué)院微電子所共建中國(guó)科學(xué)院大學(xué)廈門(mén)微電子工程學(xué)院,輔以廈門(mén)大學(xué)、廈門(mén)理工學(xué)院、華僑大學(xué)等微電子學(xué)科,為廈門(mén)集成電路的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)輸送人才。
在此背景下,我校于2016年12月建立微電子學(xué)院,聯(lián)合臺(tái)灣交通大學(xué)、元智大學(xué)等微電子老牌名校,共同探索適合廈門(mén)及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略,力求建立較為完善的課程群體系,為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才。
二、微電子工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)
首先,微電子專(zhuān)業(yè)與傳統(tǒng)的機(jī)械、化工、電子等專(zhuān)業(yè)不同,是一門(mén)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科,需要該專(zhuān)業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)字、物理、電子、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)、電路封裝、計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)理論,并且能夠?qū)⒏鏖T(mén)學(xué)科融會(huì)貫通,熟練運(yùn)用。其次,微電子專(zhuān)業(yè)入門(mén)門(mén)檻高、知識(shí)體系更新速度快,貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學(xué)生在具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí),實(shí)踐動(dòng)手能力較強(qiáng),才能在短時(shí)間內(nèi)將所學(xué)理論和實(shí)踐結(jié)合,迅速融入工業(yè)界或者科學(xué)研究。第三,微電子是一個(gè)龐大的系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)。從大類(lèi)上可以分成工藝、器件、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試五個(gè)大方面。但每一個(gè)大類(lèi)又可分為幾個(gè)甚至數(shù)十個(gè)小門(mén)類(lèi)。如設(shè)計(jì)類(lèi)又可細(xì)分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號(hào)集成電路等四個(gè)門(mén)類(lèi)。而例如數(shù)字集成電路,又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗(yàn)證、測(cè)試等小方向。各個(gè)方向之間知識(shí)理論差異較大,對(duì)學(xué)生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。
三、微電子工程課程群實(shí)踐
(一)微電子工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)策略
結(jié)合廈門(mén)微電子產(chǎn)業(yè)特點(diǎn),以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,同時(shí)充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢(shì),立足于我?!坝H產(chǎn)業(yè)、重應(yīng)用”的辦校原則,我校微電子工程專(zhuān)業(yè)設(shè)置為工藝和設(shè)計(jì)兩大類(lèi)方向,應(yīng)對(duì)周邊產(chǎn)業(yè)需求,對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎(chǔ)上,大三學(xué)年,根據(jù)學(xué)生興趣及教師雙向篩選,確定學(xué)生未來(lái)兩年的學(xué)習(xí)方案,分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行課程教授和實(shí)踐鍛煉,培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)細(xì)化、適應(yīng)企業(yè)實(shí)用化需要的高素質(zhì)、實(shí)踐型人才。同時(shí),在一些專(zhuān)業(yè)課程講授上,聘請(qǐng)臺(tái)灣方面有經(jīng)驗(yàn)的教師和工程師,結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行教授和輔導(dǎo)。
(二)微電子工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
對(duì)于我校應(yīng)用型本科院校的定位,區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的發(fā)展是重要的風(fēng)向標(biāo),因此在微電子專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實(shí)用型和快速融入型”的特點(diǎn)。主要培養(yǎng)目標(biāo)如下:(1)掌握半導(dǎo)體器件及工藝的基本理論基礎(chǔ)、電子線路的基本理論與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)使用、電子系統(tǒng)信號(hào)處理的基本知識(shí)、集成電路及板級(jí)設(shè)計(jì)的基本技能。(2)具備半導(dǎo)體及集成電路設(shè)計(jì)、制造,PCB板級(jí)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試的基本能力,工程項(xiàng)目管理、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)的基本素養(yǎng)。(3)能在半導(dǎo)體、集成電路設(shè)計(jì)、制造行業(yè),從事集成電路設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、測(cè)試、品質(zhì)管理、廠務(wù)管理、設(shè)備維護(hù)等相關(guān)工作,畢業(yè)三到五年后通過(guò)自身學(xué)習(xí)逐步成長(zhǎng)為本領(lǐng)域的骨干技術(shù)人員和具有較強(qiáng)工作能力的核心工程師[2]。
(三)微電子工程專(zhuān)業(yè)課程群制定實(shí)踐
基于我校應(yīng)用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學(xué)校定位,在微電子專(zhuān)業(yè)課程群建設(shè)中,我們首先引入CDIO的教學(xué)理念。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作)工程教育是以理論教學(xué)為基礎(chǔ),工程實(shí)際反饋互動(dòng)為主要形式的培養(yǎng)方案[3,4]。基于此,課程群制定從知識(shí)邏輯(課程環(huán)節(jié))和項(xiàng)目實(shí)施(工程實(shí)踐)兩個(gè)角度,對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)、鍛煉。
(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(lái)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(lái)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(wèn)題解決問(wèn)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(wèn)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(wèn)題、研究問(wèn)題,并解決問(wèn)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(lái)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(lái)已經(jīng)發(fā)生了改變,大多設(shè)計(jì)均采用無(wú)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(guò)程需要集成電路專(zhuān)業(yè)人才經(jīng)過(guò)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(lái)越嚴(yán)格,越來(lái)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(zhuān)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(shù)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(shū)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(wú)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(chēng)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(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)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(guò)工藝模型、電路設(shè)計(jì)、仿真方法來(lái)復(fù)現(xiàn),從而更深入的理解理論知識(shí),而且可以通過(guò)一些電路實(shí)例來(lái)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(guò)研究型實(shí)踐教學(xué)模式的開(kāi)展,可以在保證教學(xué)大綱不變的前提下,通過(guò)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(mén)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(guò)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(kāi)發(fā)表或獲獎(jiǎng),能解決實(shí)際工作中的問(wèn)題,這無(wú)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(xiě)總結(jié)報(bào)告,這也為學(xué)生撰寫(xiě)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(lèi)資料,能夠提出問(wèn)題,進(jìn)而解決問(wèn)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(guò)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)資料查詢(xún)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(xún)、整理,鼓勵(lì)學(xué)生從圖書(shū)館、書(shū)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(xiě)專(zhuān)題論文(報(bào)告)
在研究型實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)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(xiě)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(xiě)格式;要先擬訂論文的寫(xiě)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(yǔ)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(kāi)展專(zhuān)題電路討論,由學(xué)生根據(jù)自己感興趣的課題來(lái)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(zhuān)題論文的撰寫(xiě)。
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(zhuān)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(zhuān)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)
[1]黃雪梅.研究型實(shí)踐教學(xué)有效實(shí)現(xiàn)的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[J].理工高教研究, 2009,4,28(2):136-137.
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(lèi)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(lái)的一門(mén)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(zhuān)門(mén)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(lèi)高校,南京郵電大學(xué)建校近50年來(lái),正朝著信息科技類(lèi)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(zhuān)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(mǎn)足社會(huì)的發(fā)展和需求,我校微電子專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格以及培養(yǎng)過(guò)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(kāi)拓創(chuàng)新精神的專(zhuān)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)?zhuān)業(yè)知識(shí)和技能應(yīng)用于所從事的專(zhuān)業(yè)社會(huì)實(shí)踐的高級(jí)專(zhuān)門(mén)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(zhuān)門(mén)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(zhuān)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(zhuān)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(kāi)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(jiàn),以執(zhí)行最新頒布的普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)設(shè)置管理規(guī)定為契機(jī),推動(dòng)我校新一輪專(zhuān)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(lèi)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(kāi)展本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的修訂。本專(zhuān)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(zhuān)業(yè)知識(shí),具有良好的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、專(zhuān)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(zhuān)門(mén)技術(shù)人才。主要專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)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(wèn)題,并積極進(jìn)行改革創(chuàng)新。我校的微電子專(zhuān)業(yè)在設(shè)立初期,經(jīng)過(guò)各方專(zhuān)家的反復(fù)討論和論證,建立了一套統(tǒng)一的專(zhuān)業(yè)課程和教學(xué)大綱。這套課程滿(mǎn)足該專(zhuān)業(yè)最基本的專(zhuān)業(yè)要求。但由于微電子專(zhuān)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(wú)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(zhuān)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(mén)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(lèi)專(zhuān)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(kāi)發(fā)的基本能力;在綜合類(lèi)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(zhuān)業(yè)的特色建設(shè),主要專(zhuān)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(lái)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(zhuān)項(xiàng)的能力和綜合能力培養(yǎng)。在通識(shí)教育類(lèi)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(zhuān)業(yè)教育類(lèi)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(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的課程。在微電子專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)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(zhuān)業(yè)的學(xué)生打下基本的專(zhuān)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(zhuān)門(mén)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(zhuān)門(mén)將模擬和數(shù)字分開(kāi),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(zhuān)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(zhuān)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(lái)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(kāi)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程,在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上購(gòu)置了必要的儀器設(shè)備、編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)教程、開(kāi)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(kāi)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?zhuān)業(yè)本科生應(yīng)當(dāng)具備的基本素質(zhì)。在微電子專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)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(mén)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(zhuān)業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的專(zhuān)業(yè),從集成電路的生成流程來(lái)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(wèn)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(zhuān)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(guò)建立微電子專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)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(lèi)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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)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(zhuān)業(yè)緊密相關(guān),全面運(yùn)用到所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
3.師資隊(duì)伍的建設(shè)。本專(zhuān)業(yè)現(xiàn)在擁有專(zhuān)業(yè)教師14名,完全滿(mǎn)足本科的專(zhuān)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(lái)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(lèi)教學(xué),在保證打好扎實(shí)的專(zhuān)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(wèn)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(zhuān)業(yè)教師的隊(duì)伍在不斷擴(kuò)大,教師的專(zhuān)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(zhuān)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(guò)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(lèi)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(wèn)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(zhuān)業(yè)的最新發(fā)展、前沿問(wèn)題,開(kāi)闊眼界。
三、小結(jié)
總的來(lái)說(shuō),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(zhuān)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(guò)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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