微電子實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競賽互動(dòng)研究

鞠家欣 鮑嘉明 楊兵 孫海燕 張曉波

【摘要】微電子專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和學(xué)科競賽相互融合、互動(dòng)發(fā)展，是新世紀(jì)微電子專業(yè)教育理念和人才培養(yǎng)模式新的探索，對(duì)于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、方式的改進(jìn)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】微電子;實(shí)踐教學(xué);學(xué)科競賽

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)新入職員工的專業(yè)能力要求也隨行業(yè)競爭激烈而大幅提高。企業(yè)招聘新入職員工最重要的一項(xiàng)工作是考核新員工的實(shí)際動(dòng)手能力能否勝任企業(yè)的職位要求。新入職員工大部分是應(yīng)屆本科畢業(yè)生，他們?cè)趯W(xué)校四年的學(xué)習(xí)生活中，動(dòng)手能力是否得到有效訓(xùn)練成為他們求職工作的關(guān)鍵。因此，良好的實(shí)踐教學(xué)體系和方法對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力并幫助其順利求職作用巨大，值得教育工作者下功夫研究如何改進(jìn)教學(xué)方法，提高實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)效果。

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)課程體系主要依托一門主干課，前期學(xué)習(xí)理論知識(shí)，待理論課程學(xué)習(xí)完畢，教師在課堂上做演示性示范如何做試驗(yàn)，學(xué)生依照老師的方法按部就班將試驗(yàn)復(fù)制出來，這個(gè)過程出現(xiàn)的結(jié)果必須與老師演示的一致，否則學(xué)生必需查找原因改正錯(cuò)誤。進(jìn)入新世紀(jì)，各類學(xué)科的發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)理論和方法僵化，已不能適應(yīng)社會(huì)的需要，亟需從教學(xué)思路、方法和措施得到改進(jìn)。北方工業(yè)大學(xué)微電子系經(jīng)過充分調(diào)研、到用人企業(yè)走訪，逐步建立了一套新的人才教育培養(yǎng)模式：以學(xué)生競賽活動(dòng)為抓手，通過競賽檢驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)水平的倒逼機(jī)制，最終建立基礎(chǔ)扎實(shí)、面向?qū)嵺`、考核靈活、形式多樣的實(shí)踐教學(xué)體系，更好的適應(yīng)時(shí)代形勢和企業(yè)需求，培養(yǎng)出實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的應(yīng)用創(chuàng)新人才。

我們以《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程為示范，學(xué)生利用這門課學(xué)習(xí)得到的專業(yè)知識(shí)和技能，參加工程背景深厚的“北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，通過大賽的成績反饋，實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)老師會(huì)按照實(shí)際需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，以適應(yīng)實(shí)際水平近似工程設(shè)計(jì)的大賽。學(xué)生通過比賽可以評(píng)估自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的短板和實(shí)踐動(dòng)手能力的欠缺，在后續(xù)課程中學(xué)習(xí)中能目標(biāo)明確、態(tài)度端正的的學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能，清晰自己的求職定位和職業(yè)規(guī)劃。我們秉承以賽促學(xué)、以學(xué)助賽的教育理念，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生競賽互動(dòng)發(fā)展、相互促進(jìn)探索出一條新的道路。

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程是一門訓(xùn)練學(xué)生掌握版圖設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)課。我們首先改變教學(xué)方式，依據(jù)實(shí)踐第一的原則，聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的集成電路設(shè)計(jì)公司的工程師為主講教師實(shí)際操作EDA軟件，學(xué)校老師為輔講解設(shè)計(jì)理論，遵循工程性項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，從一個(gè)具體的經(jīng)典通用集成電路模塊入手為學(xué)生講解電路結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法、仿真驗(yàn)證流程、版圖設(shè)計(jì)技巧和步驟，引導(dǎo)學(xué)生以系統(tǒng)的角度和觀點(diǎn)來看待集成電路版圖設(shè)計(jì);同時(shí)改變以往老師理論講得多，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少的學(xué)習(xí)模式，以學(xué)生為實(shí)踐教學(xué)主體，教師引導(dǎo)學(xué)生從最基本的模塊開始動(dòng)手設(shè)計(jì)，從小到大，循序漸進(jìn)，將十幾種基本模塊全部動(dòng)手設(shè)計(jì)一遍并通過驗(yàn)證，最終能根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的課程要求，采用主流芯片加工廠的通用生產(chǎn)工藝，獨(dú)立完成一個(gè)功能完備、結(jié)構(gòu)簡單的集成電路版圖，避免了以往的滿堂灌，大而全的教學(xué)方式，讓學(xué)生從工藝、材料、封裝、測試等基本加工程序去理解一塊集成電路生產(chǎn)的全過程，以及版圖在其中所承擔(dān)的角色和為什么這樣設(shè)計(jì)的物理原理，這將為學(xué)生今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和職業(yè)教育奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

通過學(xué)科競賽，實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容也需要改變。以往的實(shí)踐教學(xué)課程，偏重理論教學(xué)，缺乏實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)題目陳舊，脫離生產(chǎn)實(shí)際，學(xué)生上交實(shí)習(xí)報(bào)告作為最終的評(píng)分依據(jù)，這無法反映學(xué)生對(duì)于課程真實(shí)的接受程度，無法考核學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。競賽題目一般反映學(xué)科發(fā)展實(shí)時(shí)的技術(shù)要求和趨勢，同時(shí)反映企業(yè)界目前關(guān)心的技術(shù)問題和熱點(diǎn)。實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容可以參考競賽題目所反映出的共性問題加以修訂原有的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生接受真實(shí)工程背景、時(shí)效性強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐性教育和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的優(yōu)良學(xué)風(fēng)，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)同發(fā)展的新教育理念很有意義。

北方工業(yè)大學(xué)微電子專業(yè)的學(xué)生通過參加幾屆“北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，不僅鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手能力，也取得了良好的競賽成績;同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式更加適應(yīng)國家和企業(yè)對(duì)人才新的要求。因此，北方工業(yè)大學(xué)微電子系提出的學(xué)科競賽和實(shí)踐教學(xué)相互融合，共同發(fā)展的教育思路和人才培養(yǎng)模式做出了有益探索，值得更進(jìn)一步的研究和推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]傅水根.我國高等工程實(shí)踐教育歷史回顧與展望[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（2）：1-4.

[2]WWW.NUICDC.COM.

[3]編委會(huì).最新高等院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理及教學(xué)指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：中國教育出版社，2006（11）.

注：本文得到北方工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革和課程建設(shè)基金贊助。