摘要:在分析我国信息技术产业发展现状的基础上,结合集成电路产业发展需求,探索了在新机遇和新要求条件下集成电路专业人才培养模式。坚持学以致用的教学理念,以培养创新精神和实践能力为出发点,通过完善专业课程体系、深化教学内容与教学方法的综合改革,建立了集成电路专业应用型人才培养方案。
关键词:集成电路专业,应用型人才,实践,创新
中图分类号:TN702; G420文献标识码:A文章编号:
目前,我国电子信息技术飞速发展,集成电路(IC)作为信息产业的基石也迎来了空前的发展机遇。集成电路相关企业如雨后春笋般涌现出来,高速发展的IC产业使IC设计人才成为最抢手的人才。据报道,预计到2008年中国IC产业对IC设计工程师的需求量将达到25万人,国家对IC产业高度重视,《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将IC产业放在了电子信息产业的第一位。集成电路产业分工明确,包括设计、制造、封装和测试,我国的集成电路设计技术与国际先进水平有较大差距,设计人才紧缺,因此培养适合我国经济结构战略性调整的集成电路专业大批高层次IC应用型人才已经成为全国众多高校的一个重要任务。
自1999年以来,我校就逐步开展了集成电路本科教学方面的研究,作为一所普通本科院校,以培养应用型IC人才为目标,从软硬件教学环境、教学内容、课程建设、师资培养以及教材等多方面开展集成电路教学活动,并取得了一定的成绩。本文从分析我国信息技术产业发展的现状、企业对人才的需求入手,并在借鉴国内外相关院校集成电路教学模式的基础上,提出了新形势下集成电路专业人才培养目标定位。其次,结合几年来的教学实践,探讨了应用型IC人才培养方案。
一、树立培养应用型IC人才观
随着我国政治、经济体制的不断深化改革,对于人才的需要也越来越严格,越来越需要能力型的、具有创造力的人才。因此,高等院校培养人的目标就应该由知识型转变为能力型。据悉,美国已有集成电路人才40多万,中国台湾地区也有7万多,而中国内地仅有1万左右。据我国半导体权威部门预测,2006年,我国IC产业将仅占国内市场份额的21.9%,占世界半导体市场份额的5.1%。也就是说,我国IC产业目前存在水平低,份额少,市场大,从业人员少,机会多的特点。2000年国务院下发了《关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件)清晰地表明了中国发展自己强大的集成电路工业的决心并提出以设计作为突破口全面发展微电子产业的方针。国家教育部、科技部在全国专门联合建设了集成电路人才培养基地。因此,我校加强集成电路专业方向人才的培养适应了社会需求,是十分迫切的任务。
从全国各集成电路设计相关企业的招聘信息中,我们可以看到其中应聘的条件之一就是需要有集成电路设计相关经历。因为大家知道,集成电路设计一旦送交制造就难以修改,电路设计不容出错,严密的集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。而一般工科院校刚走出校门的大学生们只是从书本上学到了一些基础知识,缺乏在集成电路设计实践中检验理论知识的训练,缺乏用理论知识解决实际问题的能力训练。在集成电路领域,美国等发达国家将产学研结合得比较好,建立了完整的教材、教学、研究和应用体系,“硅谷”就是其中一个典型。我国一些重点高校经过近几年的教学实践,也在集成电路专业的人才培养方面取得了可喜的成绩。通过对这些成功案例的分析研究发现,他们的理论教学与实际应用紧密结合,强调在理论教学中注重引导学生思考理论研究的价值是什么、应用在哪里、怎么用等问题。因此,我们将集成电路专业人才培养的目标定位在“应用型”层次上,以适应我国经济结构战略性调整、人才市场需求和提高国际竞争能力的需要为出发点,着力培养能力强、职业道德好、用人单位满意的集成电路专业应用型高级专门人才,探索一套行之有效的实践应用型人才培养模式,适应了当前集成电路行业发展对人才的要求。
二、科学制定人才培养方案
1、找准专业定位 明确培养目标
找准集成电路专业定位,明确培养目标是办好专业的关键,也是培养专业技术人才的关键。南通大学是一所省属综合性本科院校,主要为江苏省和南通地区经济建设服务。因此,我校集成电路专业的人才培养的目标是:培养在微电子学、信息技术领域内具备宽厚理论基础、实践能力和专业知识,掌握微电子材料及其工艺技术,具有较强的创新意识和可持续发展能力,掌握电路与系统、电磁兼容技术以及集成电路芯片设计、系统封装设计、多芯片组件设计等多方面的知识,能在该领域从事科学研究、教学、工程设计和新产品、新技术的研究与开发的高级工程技术人才。根据市场需求重点培养具有市场竞争力的集成电路设计人才和工艺技术人才,强调在工程实践中强化对知识的理解和实际分析问题、解决问题能力的培养。
2、注重行业特色 制订培养方案
随着当今科学技术的快速发展,专业口径过于狭窄的人才培养模式已无法适应当今和未来社会发展需要。因此,本科教育要按照知识、能力、素质的综合要求构建各具特色的多样化的人才培养模式,适应时代和社会发展的新趋势,拓宽专业面,调整专业设置,从狭隘的专业对口转向适应不断变化的社会需求。在宽口径的专业面上打好适应基础,在柔性的专业方向上培养适应能力,在整体优化上提高素质。因此,在加强基础课教学,拓宽专业课教学的同时,以一定的专业模块课和一些教学环节给学生以一定的专业培养还是十分需要的。
在制定集成电路专业应用型人才培养方案中,努力体现“打好基础、加强实践、提高能力、增强适应性”的原则。坚持特色办学,通过优化课程设置,以工程理论和工程实践教育为课程体系核心,重新整合知识体系结构,形成注重行业特色的集成电路专业人才培养方案。在培养合格本科人才的同时,为研究生层次选送生源。为此构建了按照基础、专业基础和专业应用三个层次,由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的课程体系。公共基础课突出高等数学、工程数学、大学英语和计算机应用基础;技术基础课按大学科平台设置;专业课设置3~5个专业方向课,要求学生应掌握2个专业方向的主要知识;开足主干课程,在任选课中要求学生跨专业选课,加强实践性教学环节和专业课实验。实行学分制,注意因材施教。
3、完善课程体系 加强教材建设
集成电路专业不仅需要学生具有电路知识,而且还要学习集成电路的工艺知识、工具知识和系统知识。因此在课程体系建设方面,实行多层次、多方向、模块化的课程体系,考虑知识领域和知识点的覆盖。其中多层次反映的是课程之间的关联;多方向指的是学生可以根据自己基础、兴趣以及就业方向来侧重选修的课程;模块化是指按照方向不同建立相应的课程模块,学生可以按模块选课,也可以跨模块选课。除了这些课外,还安排了前沿技术讲座、集成电路CAD等课程,以利于学生知识结构优化、创新能力提高。在保证该专业基础课程的同时,加强了专业课程的建设,在“模拟电子技术”、“数字电子技术”等集成电路基础课程的教学中积极引入新内容。在“模拟集成电路设计”、“专用集成电路设计”等专业课程的教学中积极引入新技术。
一本适用的教材对开展教学活动是十分重要的。面对集成电路设计制造技术发展快速的特点,在坚持选用推荐的优秀教材的同时,需要适当补充讲义,将科技界、产业界的最新成果,将发展中最需要补充的知识不断地纳入书本中去,这是一项既迫切又需要经常进行不断完善的任务。2004年,我校与东南大学王志功教授共同编著了《集成电路设计与九天EDA工具应用》的教材,2006年被评为华东地区大学出版社第七届优秀教材、学术专著二等奖,2006年申请的新编教材《集成电路设计与工具》已被列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,在教材建设方面做了初步的探索。
4、加强毕业设计实践环节的教学
毕业设计是工科专业本科教学中最重要的一个综合性实践教学环节,是以学生为主、教师参与的一项实践活动。是对前期基础理论学习的深化与升华,是全面检验和提高学生综合素质与实践能力的主要手段。然而,由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期,而学生又面临找工作的问题,毕业设计的时间和质量有时很难保证。其实,搞好本科毕业设计(论文),与学生就业不仅没有矛盾,相反,还有促进作用。这需要指导教师加强对学生的教育和督促,帮助他们处理好两者关系,合理安排时间。近几年,我校相关专业先后已有几十名本科生在毕业设计阶段通过参加集成电路相关课题的研究,顺利进入了集成电路行业从事着集成电路设计、工艺或封装等工作。
为了进一步加强实践环节的教学,借鉴东南大学等兄弟院校的经验,笔者认为毕业设计可以让学生从大学三年级下半学期开始。因为那时学生已经完成了基础课程和专业基础课程的学习,转入专业课程的学习。课程任务减轻但课程难度加大,有的学生由于畏难思想容易放弃对专业课程的学习。如果让他们适当的参与教师的科研活动,在科研实践中发挥和巩固专业知识,让他们在享受科研成就感的同时激发专业课学习热情,在提高实践能力的同时提高事业心、责任心、拼搏精神和团结合作精神。另外,通过导师科研活动中启发式、讨论式和研究式等指导方法的训练,有助于培养学生的开拓精神、创新能力和参与意识,帮助学生更好地学会学习、学会思考。这些前期研究工作,为大四阶段更好地完成毕业设计任务打下了良好的基础。
三、提高教师素质 激发学生创新精神
1、提高教师素质 改革教学内容与方法
教学改革成败的关键因素在于老师,教师必须有积极性才能搞好教学,而教学改革也对教师本身的业务能力提出了更高的要求。教师必须不断地学习才能有较高的教学水平,要增加教师的业务学习时间,有组织地进行教师教学交流,不断提高教师的教学能力,保证教学工作的高水平、高质量。老师们遵循教学的原则,根据集成电路自身的特点,研究如何将实例教学法灵活应用到集成电路教学实践中。课堂教学不仅要将相关的基础理论讲解透彻,而且,要将科研实践的最新成果、适应市场需求的最新产品技术融合到课堂教学中。达到生动课堂教学内容,活跃课堂教学氛围,激发学生创新思维的教学效果。教学中善于提出问题,启发学生的思维;在讲课中注意使学生的全部认识能力都能积极地活动起来,使学生的注意力、观察力、记忆力、想象力都处于积极的状态,教学内容应带有探索性,留下让学生自己思考的余地。
建设一支合格的教师队伍是培养应用型集成电路专业人才的关键,很难想象,一个“理论型”的教师可以培养出“应用型”的学生。只有教师的能力提高了,发展应用型教育,培养应用型人才的思想才能真正贯穿于教学过程中,整个教学也才能着眼于学生实践意识和实践能力的提高。要培养适合应用型教育模式的师资队伍,应着重做好以下几个方面的工作:
(1) 鼓励教师到企业调研或实践,以增强教师对集成电路行业、企业应用型人才需求的了解,提高培养应用型人才的教育意识。
(2) 鼓励教师积极参加集成电路CAD技术等培训,提高专业实践能力,加强教学过程中以能力为中心的教育思想。
(3) 鼓励教师参加科研活动。通过教师自身的科研活动,有助于将实例教学法灵活应用到集成电路教学实践中,将科研实践的最新成果、适应市场需求的最新产品技术融合到课堂教学中,提高教师的业务水平。
(4) 加强青年教师的教学能力培训,通过有经验教师的传、帮、带,开展培训班,让青年教师观摩名师的教学等活动,提高他们的教学水平,改进教学方法。
2、激发学生创新精神 培养应用型专业人才
在巨大的市场和竞争的驱动下,我国的集成电路业正进入一个高速发展的时期。在这个发展的过程中,对我国集成电路设计业来说不可避免的存在许多难题,但众多难题中最为突出的却是设计人才,尤其是具有创新精神的人才。因为只有拥有大批具有创新精神的人才,才能改变大多仍处于拿别人的芯片来“动手术”的现状,使我国拥有更多自主知识产权的核心技术。
为了培养学生的创新能力,应坚持在实践中培养人才。在帮助学生打好扎实的专业知识的基础上,积极组织高年级学生参加相关课题研究、承担具体任务,在工程实践中锻炼他们发现问题、解决问题的能力,培养他们的创新思维,并通过一些验证平台使他们的创新构思得以验证,这样进一步激发了他们的创新热情、提高了专业学习的积极性。。
四 总结
目前,一个从人才培养、芯片设计、芯片制造到芯片封装的集成电路技术和产业链已经在我国形成。集成电路蓬勃发展的形势需要大批的人才。
本文坚持学以致用的教学理念,将集成电路专业人才培养的目标定位在“应用型”层次;强调在注重理论教学的同时,从应用型人才培养角度出发制定完善培养方案并构建合理的实践教学体系;主张学生参与适当的科研活动,增强专业学习兴趣,提高工程实践能力。
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作者简介
孙玲,南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室讲师,主要从事集成电路教学与研究工作。
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