引入CDIO模式的《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程開(kāi)發(fā)實(shí)踐

孫麗莉

（蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州215021）

引入CDIO模式的《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程開(kāi)發(fā)實(shí)踐

孫麗莉

（蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州215021）

伴隨著高等職業(yè)院校的教育改革，將CDIO的教育模式引入到《集成電路版圖設(shè)計(jì)》教學(xué)開(kāi)發(fā)中。鑒于CDIO教育理念的先進(jìn)性、教學(xué)層面的系統(tǒng)性及其廣泛的適應(yīng)性，對(duì)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。本文從引入CDIO教育模式的必要性與必然性的分析到課程評(píng)估的結(jié)論，闡述了該課程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程。

CDIO；高職教育；集成電路版圖設(shè)計(jì)；課程開(kāi)發(fā)

CDIO是基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一種模式，是工科教育“做中學(xué)”的一種。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)作（Operate），它以工程項(xiàng)目生命周期為載體，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)知識(shí)、職業(yè)道德和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。此教育模式是由麻省理工學(xué)院（MIT）和瑞典皇家工學(xué)院等發(fā)起，現(xiàn)已運(yùn)用到幾十個(gè)大學(xué)的眾多專(zhuān)業(yè)，并獲得產(chǎn)業(yè)界認(rèn)可。

高職教育改革及引入CDIO教育模式的必要性與必然性

高等教育是在完成中等教育的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專(zhuān)業(yè)教育，是培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才的社會(huì)活動(dòng)。職業(yè)教育是對(duì)受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識(shí)與技能的訓(xùn)練，因此，職業(yè)教育亦稱(chēng)職業(yè)技術(shù)教育或?qū)崢I(yè)教育?！案叩嚷殬I(yè)教育”是“高等”與“職業(yè)教育”兩個(gè)概念的復(fù)合。

我國(guó)高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)從開(kāi)始提出的 “技術(shù)型人才”、“應(yīng)用型人才”，到后來(lái)的“實(shí)用型人才”，再到現(xiàn)在提出的“高技能人才”，多年來(lái)一直處于變化不定之中。高職培養(yǎng)的人才類(lèi)型是實(shí)用型、應(yīng)用型，與普通高等教育培養(yǎng)的人才是有差異的。所謂高技能人才，工作內(nèi)涵是將成熟的技術(shù)和管理規(guī)范轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和服務(wù)，工作場(chǎng)合和崗位是基層第一線。

蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的辦學(xué)理念為 “企業(yè)的需要，我們的目標(biāo)；學(xué)生的需求，我們的追求”。近些年，我們?cè)趯?zhuān)業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)改革方面做了許多探索，協(xié)助畢業(yè)生提高就業(yè)信心，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)就業(yè)，傳統(tǒng)教育下的畢業(yè)生上崗適應(yīng)慢，溝通能力差，動(dòng)手能力弱，缺乏團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，缺少創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱，頻繁“跳槽”等，而這些都難以符合現(xiàn)代企業(yè)的需要。教育模式的改革勢(shì)在必行，而CDIO教育模式恰恰有針對(duì)性地對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的諸多弊端做出了全面、系統(tǒng)的指導(dǎo)，CDIO教育模式引領(lǐng)了高等職業(yè)教育改革的必然性。

應(yīng)用CDIO模式開(kāi)發(fā)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程

（一）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》的課程理念與思路

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，針對(duì)課程特點(diǎn)，課程設(shè)計(jì)的基本思路是從崗位實(shí)際需求出發(fā)，從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣入手，在傳授知識(shí)過(guò)程中重視能力培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力和分析、解決問(wèn)題的能力。具體做法是：

全程實(shí)施項(xiàng)目教學(xué) 本課程圍繞多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的案例展開(kāi)。案例的選擇強(qiáng)調(diào)源于工程實(shí)際，注重內(nèi)容的代表性、針對(duì)性、實(shí)用性以及先進(jìn)性，理論知識(shí)的選擇以“必需，夠用”為原則。教學(xué)實(shí)踐表明，案例教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、形象，易于接受，也使教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際及職業(yè)崗位緊密聯(lián)系，有利于課內(nèi)知識(shí)向工程實(shí)際拓寬、技術(shù)知識(shí)向工程實(shí)踐遷移，從而有力促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展。

全程實(shí)施情境式教學(xué) 本課程改變了將理論與實(shí)訓(xùn)分開(kāi)的傳統(tǒng)模式，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了8個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都以相應(yīng)的工業(yè)案例為主線，按照 “資訊→決策→計(jì)劃→實(shí)施→檢查→評(píng)價(jià)”的流程授課，使學(xué)員在學(xué)中做、做中學(xué)，以提高IC版圖設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練的水平。同時(shí)，通過(guò)情境式教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度大大提高，不僅培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力。

小班互動(dòng)式教學(xué) 為達(dá)到更好的教學(xué)效果，本課程采用24人小班制教學(xué)，全程在實(shí)訓(xùn)室教學(xué)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采取“先講，后練”、“邊講，邊練”、“先練，后講”等方法，從第一次課開(kāi)始就設(shè)置實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增加師生互動(dòng)性。

企業(yè)實(shí)訓(xùn) 通過(guò)校企合作建設(shè)校外實(shí)訓(xùn)基地的方式，安排學(xué)生到專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面和工程認(rèn)識(shí)，同時(shí)，提高學(xué)生對(duì)項(xiàng)目整個(gè)流程的認(rèn)知，提高學(xué)生的抗壓力，對(duì)職業(yè)道德和敬業(yè)精神的培養(yǎng)具有實(shí)踐意義。

（二）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》之課程標(biāo)準(zhǔn)

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)涉及四個(gè)方面內(nèi)容。

專(zhuān)業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面圍繞IC版圖設(shè)計(jì)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所要求的必要的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能把本課程的內(nèi)容分成多個(gè)模塊：基礎(chǔ)模塊（系統(tǒng)操作部分）、應(yīng)用模塊（軟件使用部分）、基本技能訓(xùn)練模塊（基本單元的版圖設(shè)計(jì)）、技能提升模塊（整體布局與項(xiàng)目掌控）等4個(gè)模塊包含了8個(gè)情境。具體內(nèi)容包括：Linux基礎(chǔ)、版圖識(shí)讀與電路提取、design rule簡(jiǎn)表整理、繪制符合design rule的NAD2/NOR2版圖、DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識(shí)別和修改、standard cell的框架結(jié)構(gòu)制定、standard cell版圖設(shè)計(jì)、芯片CD4013的版圖設(shè)計(jì)等，每一個(gè)情境都對(duì)應(yīng)了某個(gè)特定崗位的部分工作內(nèi)容。這些情境不僅可提供學(xué)生對(duì)崗位的認(rèn)知機(jī)會(huì)，同時(shí)，也可激發(fā)自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性和積極性。

個(gè)人職業(yè)技能和職業(yè)道德培養(yǎng) 在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的同時(shí)也加強(qiáng)對(duì)學(xué)生職業(yè)道德的養(yǎng)成，用企業(yè)對(duì)員工的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，采用定期上交項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告和分組進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度報(bào)告等方式，為學(xué)生今后在企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng) 能夠快速地融入一個(gè)集體當(dāng)中是從事設(shè)計(jì)與研發(fā)人員必備的能力，而常常被教育者和學(xué)生所忽視，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的教育方式更多地關(guān)注對(duì)單獨(dú)個(gè)體培養(yǎng)的成效，而實(shí)際工作中“獨(dú)自作戰(zhàn)”的時(shí)代過(guò)去了，取而代之的是團(tuán)隊(duì)合作，絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)工作需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，所以這時(shí)人際交往就凸顯其重要性。在教學(xué)中，我們讓學(xué)生意識(shí)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性和必要性，并在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中從點(diǎn)滴做起，讓學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，如文件夾命名方式、文件管理等采取利于團(tuán)隊(duì)完成項(xiàng)目的方式進(jìn)行設(shè)置。

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的CDIO系統(tǒng)的搭建 《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的CDIO系統(tǒng)按照下面的框架完成了搭建任務(wù)，如表1所示。

表1 《集成電路版圖設(shè)計(jì)》學(xué)習(xí)情境表

（三）《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程CDIO系統(tǒng)的具體實(shí)施

我們?cè)贑DIO教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，對(duì)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行設(shè)計(jì)如下：本課程以源于企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目 （如design rule簡(jiǎn)表整理，見(jiàn)表2）為載體，將所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都圍繞該項(xiàng)目設(shè)計(jì)，形成一個(gè)整體。緊緊圍繞知識(shí)體系教學(xué)→專(zhuān)業(yè)技能提升→職業(yè)道德養(yǎng)成主線組織教學(xué)，快樂(lè)教學(xué)、快樂(lè)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)、能做事、會(huì)做人。

表2 基于CDIO模式，“design rule簡(jiǎn)表整理”情境設(shè)計(jì)表

本課程特色 （1）雙語(yǔ)教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用，適應(yīng)外企工作。教師采用雙語(yǔ)教學(xué)課件與講義，用兩種語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生采用兩種語(yǔ)言進(jìn)行作業(yè)，從而強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)詞匯的學(xué)習(xí)，為適應(yīng)全英文的工作環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。（2）按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，內(nèi)容先進(jìn)、實(shí)用。采用了與眾多研發(fā)設(shè)計(jì)公司一致的SUN工作站，建立以UNIX/LINUX系統(tǒng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，安裝版圖設(shè)計(jì)普遍使用的Cadence工具軟件。（3）企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。以企業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目（Reverse、design rule簡(jiǎn)表整理；DRC及LVS驗(yàn)證及沖突識(shí)別和修改、standard cell庫(kù)的建立、芯片CD4013設(shè)計(jì)等）為載體，在真實(shí)的環(huán)境（按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)室配置）下，完成生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)任務(wù)，完成課程開(kāi)發(fā)教學(xué)任務(wù)的教師具有多年在外企研發(fā)設(shè)計(jì)的工程背景，學(xué)生完成工學(xué)結(jié)合的作品符合企業(yè)設(shè)計(jì)需要。（4）綜合全面的評(píng)價(jià)體系。理論與實(shí)踐評(píng)價(jià)結(jié)合，技能訓(xùn)練與表達(dá)訓(xùn)練結(jié)合，校內(nèi)教師評(píng)價(jià)與企業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)合，學(xué)生的自評(píng)與互評(píng)結(jié)合。評(píng)價(jià)方面包括學(xué)習(xí)態(tài)度、5S素養(yǎng)、項(xiàng)目報(bào)告的書(shū)寫(xiě)、項(xiàng)目匯報(bào)、實(shí)踐考核和理論考試（按版圖設(shè)計(jì)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級(jí)難度要求隨機(jī)從題庫(kù)抽取試題）。（5）增強(qiáng)教師的教學(xué)技能。中青年教師、工程師都有學(xué)院內(nèi)部培訓(xùn)課程和企業(yè)項(xiàng)目參與的經(jīng)驗(yàn)，并且要求每年都要開(kāi)新課和實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練項(xiàng)目。每個(gè)月都有業(yè)務(wù)和管理能力評(píng)價(jià)和學(xué)期段考核。參加過(guò)的培訓(xùn)都要有項(xiàng)目報(bào)告和培訓(xùn)體驗(yàn)交流。在實(shí)行課程輪換的同時(shí)，實(shí)行崗位輪換，使教師熟悉專(zhuān)業(yè)核心技術(shù)并有扎實(shí)的基本功。專(zhuān)業(yè)教師通過(guò)深入企業(yè)和承當(dāng)企業(yè)培訓(xùn)等途徑，促使教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合。倡導(dǎo)教師既是講師、又是實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，還是培訓(xùn)師和項(xiàng)目工程師，促進(jìn)“雙師型”教師培養(yǎng)。組織教師參加行業(yè)比賽，掌握行業(yè)的發(fā)展動(dòng)向和需求，客觀評(píng)價(jià)教師的技能水平。

課程質(zhì)量監(jiān)控體系的建立 教學(xué)質(zhì)量的好與壞，不單是從學(xué)生的考核成績(jī)上來(lái)評(píng)價(jià)，還在學(xué)院內(nèi)設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的教學(xué)監(jiān)管體系，督導(dǎo)組會(huì)不定期地進(jìn)行課堂教學(xué)的抽查與監(jiān)管。更重要的是畢業(yè)的學(xué)生受到企業(yè)的好評(píng)，這是對(duì)我們課程質(zhì)量最客觀的評(píng)價(jià)。

課程評(píng)估

（一）基本達(dá)到預(yù)期目的

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，CDIO教學(xué)模式在《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程中已初見(jiàn)成效，不僅學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出很高的積極性，參加職業(yè)資格認(rèn)證測(cè)試的微電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生全部取得了集成電路版圖設(shè)計(jì)師四級(jí)職業(yè)證書(shū)，通過(guò)對(duì)2008屆、2009界畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查，我院微電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生，被蘇州工業(yè)園區(qū)、蘇州新區(qū)多家知名外企爭(zhēng)相錄用，就業(yè)率達(dá)100%。這些企業(yè)普遍認(rèn)為我院的學(xué)生工作上手快，適應(yīng)能力強(qiáng)，擔(dān)任技術(shù)員及助理工程師以上崗位的占75%左右，不少學(xué)生已升任工程師助理及工程師。

（二）改進(jìn)方向和途徑

配合微電子專(zhuān)業(yè)建設(shè)，進(jìn)行課程教學(xué)改革，使我們培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生全方位發(fā)展，符合企業(yè)的需求，不是單搞課程的開(kāi)發(fā)，而是要建立起貫通的課程體系，從研發(fā)到制造，把先進(jìn)的CDIO教學(xué)模式合理運(yùn)用到自己的教學(xué)實(shí)踐中去，不能機(jī)械地照搬照抄；要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際水平和教學(xué)內(nèi)容，提供知識(shí)供學(xué)生學(xué)習(xí)。要加強(qiáng)與企業(yè)的合作，緊隨行業(yè)技術(shù)的更新步伐，及時(shí)更新案例項(xiàng)目。

CDIO教育模式的先進(jìn)性、普遍實(shí)用性是毋庸置疑的，許多學(xué)院結(jié)合本校和行業(yè)特點(diǎn)都探索出新的模式。我們借鑒新加坡南洋理工學(xué)院教學(xué)模塊化的成功案例，利用CDIO教育模式對(duì)《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，對(duì)高等職業(yè)教育的課程改革有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

[1]顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認(rèn)識(shí)工程教育：國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]張?jiān)葡?高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式改革取向[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008，（19）：20-22.

[3]戴勇.創(chuàng)新高職人才培養(yǎng)模式應(yīng)關(guān)注三個(gè)層面的改革[J].中國(guó)高教研究，2007，（2）.

G712

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1672-5727（2012）04-0090-02

孫麗莉（1976—），女，遼寧復(fù)縣人，碩士，蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)。