基于應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)模式的探索與實踐

商世廣，趙玲，劉有耀，趙萍，金蕾

（西安郵電大學(xué) 電子工程學(xué)院，陜西 西安）

半導(dǎo)體技術(shù)是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，對航空航天技術(shù)、國防現(xiàn)代化乃至國民經(jīng)濟(jì)都會產(chǎn)生深刻的影響[1]。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展直接依賴于半導(dǎo)體材料和集成電路制造工藝的開發(fā)和利用。隨著國家對半導(dǎo)體工業(yè)尤其是半導(dǎo)體芯片設(shè)計制造及封裝測試的日益重視、投資規(guī)模大幅增加，加之半導(dǎo)體制造工藝人才的培養(yǎng)是一個緩慢的過程，應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才存在很大的缺口。西安郵電大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)成立于2005年，半導(dǎo)體制造工藝是該專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置的除集成電路設(shè)計之外另一個重要人才培養(yǎng)方向。微電子科學(xué)與工程專業(yè)所屬的專業(yè)實驗室在三次中省共建及多次校內(nèi)建設(shè)項目的大力支持下，硬件設(shè)施已占有一定的優(yōu)勢，尤其是半導(dǎo)體工藝實驗室擁有西部地區(qū)高校為數(shù)不多的生產(chǎn)線，能有效填補在高新技術(shù)下半導(dǎo)體工藝全封閉作業(yè)導(dǎo)致學(xué)生無法進(jìn)行工藝實訓(xùn)的困局，多次受到兄弟院校同類專業(yè)的認(rèn)同與贊譽。本論文結(jié)合我校微電子科學(xué)與工程的專業(yè)特色，以及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會轉(zhuǎn)型對應(yīng)用型人才的實際要求，探索應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)社會急需的高素質(zhì)半導(dǎo)體制造工藝人才、提升畢業(yè)生就業(yè)和自我成長能力奠定堅實的基礎(chǔ)。

一 應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)存在的突出問題

培養(yǎng)半導(dǎo)體制造工藝人才，須以半導(dǎo)體材料器件模擬仿真、新型材料器件設(shè)計制備和集成電路封裝測試為紐帶，設(shè)置理論與實踐有機(jī)融合的課程體系、加強“雙師”型師資隊伍的建設(shè)和構(gòu)建科學(xué)合理的考核體系，才能提升學(xué)生的半導(dǎo)體制造工藝技能及工程素養(yǎng)。然而，我國高校微電子科學(xué)與工程專業(yè)為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求，專業(yè)發(fā)展迅速，導(dǎo)致教學(xué)條件和教學(xué)管理的發(fā)展普遍滯后。在實驗設(shè)施方面，半導(dǎo)體工藝設(shè)備價格昂貴、維護(hù)運行費用高居不下，且實驗室安全等級較高；在師資隊伍方面，青年教師基數(shù)龐大、經(jīng)驗不足，部分教師缺乏實踐能力，同時責(zé)任心也有待提升。在考核機(jī)制方面，考核主體對考核客體的態(tài)度、應(yīng)用能力和實際技能只能主觀認(rèn)定，沒有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)?；谝陨蠁栴}，半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)的數(shù)量和質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。

二 應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)主要措施

培養(yǎng)應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才，目標(biāo)在于讓學(xué)生了解掌握新型微電子器件和集成電路分析、設(shè)計、制造的基本理論、方法和技能，能在微電子技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域從事科研、工程技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用和生產(chǎn)管理等工作。應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)，屬于工程教育范疇，培養(yǎng)過程需加大理論與實踐結(jié)合力度、增強實戰(zhàn)能力訓(xùn)練。然而，在實際人才培養(yǎng)過程中，因受培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)模式和師資隊伍等多種因素的制約，致使大多數(shù)高等院校培養(yǎng)的應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才不能滿足社會發(fā)展的實際需求。下面結(jié)合西安郵電大學(xué)的實際情況，探索應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)的主要措施。

（一） 明確人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)，沒有找準(zhǔn)專業(yè)方向定位，導(dǎo)致其教學(xué)內(nèi)容沒有很好地反映其特色，培養(yǎng)出的學(xué)生與同等兄弟院校專業(yè)學(xué)生沒有競爭優(yōu)勢。導(dǎo)致在畢業(yè)之際，就業(yè)人數(shù)較多、就業(yè)壓力大，用人單位偏向“985”、“211”高校，容易被用人單位淘汰，學(xué)生對就業(yè)前景缺乏信心[2]。人才培養(yǎng)目標(biāo)直接關(guān)系到人才培養(yǎng)方案的制定和學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)及發(fā)展?fàn)顩r。面對高等教育發(fā)展的新形勢，西安郵電大學(xué)作為地方性的高校，微電子科學(xué)與工程專業(yè)以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心、強化實踐教學(xué)位抓手，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，推進(jìn)培養(yǎng)模式、教學(xué)團(tuán)隊、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)管理等綜合改革，彰顯專業(yè)特色、創(chuàng)建專業(yè)品牌，促進(jìn)應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)水平的整體提升。

（二） 推動開放式實踐教學(xué)

應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)在強調(diào)寬泛扎實的理論基礎(chǔ)上，應(yīng)更注重工程實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，關(guān)鍵在于推進(jìn)實踐平臺可持續(xù)的開放性[3]。在實踐教學(xué)內(nèi)容方面，以開放性實驗、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、競賽項目和教師科研項目為驅(qū)動，擺脫理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計劃進(jìn)程的約束，通過學(xué)生自主完成；如若發(fā)現(xiàn)問題，由老師組織學(xué)生共同探討，可充分調(diào)動起學(xué)生的積極性和主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在實驗室管理方面，實驗室全天候開放，采用“傳、幫、帶”運行模式，高年級學(xué)生管理低年級學(xué)生，達(dá)到學(xué)生自行管理效果，從而實現(xiàn)有條理、有層次的開放式管理。在設(shè)備管理方面，設(shè)備專人負(fù)責(zé)、貴重設(shè)備專人操作，形成設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)、預(yù)約使用的有效機(jī)制，確保設(shè)備的正常運行，有利于各種實驗的順利展開。在評價機(jī)制方面，兼顧定性與定量相結(jié)合、結(jié)果與過程相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評相結(jié)合的原則，不斷完善實踐教學(xué)的考核體系[4]，形成以學(xué)生為中心的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)和鼓勵探索的多元實踐教學(xué)考核體系。該體系能全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的應(yīng)用能力和實際技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

（三） 加強師資隊伍建設(shè)

應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才要求師資隊伍的專業(yè)實踐能力很強。為提高青年教學(xué)的理論實踐教學(xué)水平，實行青年教師導(dǎo)師制。老教師從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式和教學(xué)管理等多方面對青年教師進(jìn)行指導(dǎo)；定期組織各種經(jīng)驗交流、教學(xué)研討，對教學(xué)過程中的難點和疑點進(jìn)行討論。通過對教學(xué)過程的觀摩學(xué)習(xí)，青年教師之間互相聽課、交流教學(xué)心得，達(dá)到相互促進(jìn)、共同提高教學(xué)能力的效果。定期組織鼓勵青年教師參與各項教學(xué)活動，積極推薦優(yōu)秀的教師參加講課比賽，青年教師授課滿意率名列前茅。同時，學(xué)院不斷地引進(jìn)人才、鼓勵教師走出去，培養(yǎng)一批理論水平高、實踐能力強的“雙師”型教學(xué)隊伍，在滿足課程教學(xué)內(nèi)容順利開展的同時，有助于提高教師的工程化能力。

三 應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)體系的落實

（一） 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

半導(dǎo)體制造工藝人才的培養(yǎng)具有很強的實踐性，需要學(xué)生既有精湛的理論知識，又有過硬的技術(shù)實踐能力[5]。應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才在掌握半導(dǎo)體器件基本結(jié)構(gòu)、工作原理和半導(dǎo)體工藝原理基礎(chǔ)上，應(yīng)具備堅實的專業(yè)實踐操作能力。半導(dǎo)體制造工藝方向人才的培養(yǎng)主要理論課程有《固體物理》、《半導(dǎo)體物理》、《半導(dǎo)體器件》、《固體物理》和《半導(dǎo)體工藝原理》等課程；通過《半導(dǎo)體工藝仿真》、《新型材料器件》和《半導(dǎo)體工藝實習(xí)》等實踐課程進(jìn)行模塊化的訓(xùn)練，從而有效地加深了學(xué)生對理論知識的理解，也有效地鍛煉了學(xué)生的實際動手能力。同時，通過項目驅(qū)動開放性實踐教學(xué)，可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)具有提出問題、分析問題和解決問題能力及創(chuàng)新思維的微電子技術(shù)專業(yè)人才打下堅實的基礎(chǔ)。

（二） 完善教學(xué)條件

按照高等院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才實踐環(huán)節(jié)的要求，整合現(xiàn)有的硬件環(huán)境和資源優(yōu)勢，完善微電子技術(shù)實踐教學(xué)平臺。2008年，我校微電子科學(xué)與工程專業(yè)成立了微電子技術(shù)實驗教學(xué)中心，下設(shè)微電子學(xué)基礎(chǔ)實驗室、集成電路工藝仿真實驗室、集成電路工藝實驗室、微/納材料器件實驗室和微/納器件測試分析實驗室，基本具備完整的半導(dǎo)體技術(shù)實踐平臺。然而隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日新月異，學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)條件明顯滯后行業(yè)的發(fā)展，加之半導(dǎo)體設(shè)備昂貴，部分教學(xué)工作無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，我校相繼與一些半導(dǎo)體技術(shù)公司，例如西安深亞電子有限公司、西安芯派電子科技有限公司和西安西谷微電子有限責(zé)任公司等簽訂了校外實訓(xùn)基地，有有助于補充實踐教學(xué)平臺的短板，使學(xué)生在掌握半導(dǎo)體制造工藝基本知識同時，還能了解行業(yè)內(nèi)實際面臨的實際問題，從而培養(yǎng)應(yīng)用型人才的工程思維方式。

（三） 健全實踐環(huán)節(jié)考核體系

實踐教學(xué)考核體系是考察學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的標(biāo)準(zhǔn)，其主要作用為判斷學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論性知識，在實踐中分析和解決問題的實際能力。長期以來，我國教育領(lǐng)域由于實踐教學(xué)成本條件高、經(jīng)費得不到保障導(dǎo)致考核主體對實踐環(huán)節(jié)考核缺乏積極性、重視程度不夠，導(dǎo)致考核制度不完善[6]。我校在半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)過程中，根據(jù)所開發(fā)實驗的設(shè)計、制備工藝、參數(shù)測試和性能等指標(biāo)，兼顧定性與定量相結(jié)合、過程與結(jié)果相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評相結(jié)合的原則，按照合理性、可行性和性能優(yōu)劣等多種因素建立以學(xué)生為中心的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)和鼓勵探索的多元實踐教學(xué)考核體系，能全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的應(yīng)用能力和實際技能，為提高實踐教學(xué)質(zhì)量的提供可靠保障。

四 結(jié)束語

本文根據(jù)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的實際需要，結(jié)合我校人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，探索應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才培養(yǎng)模式。以半導(dǎo)體制造工藝實踐平臺為載體，加強實踐教學(xué)，通過課內(nèi)實驗和課外項目驅(qū)動的實踐教學(xué)運行形式，不斷地優(yōu)化整合實踐教學(xué)平臺、提升育人水平，完善實踐教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)和制度體系。同時，通過明確人才培養(yǎng)目標(biāo)定位、優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，推各種教學(xué)改革，從多層次、多角度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，為本專業(yè)學(xué)生從事微電子器件和集成電路分析、設(shè)計、制造及應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)，在西北地區(qū)的高校相關(guān)專業(yè)提供開放共享服務(wù)，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。