摘 要：從專(zhuān)業(yè)人才的知識結構特點(diǎn)及學(xué)校人才培養定位出發(fā)，結合“厚基礎，寬口徑，多樣式”的教改理念，構建微電子人才培養的實(shí)踐教學(xué)平臺，較好地突出專(zhuān)業(yè)特色，推動(dòng)了創(chuàng )新人才培養。
關(guān)鍵詞：創(chuàng )新人才；實(shí)踐教學(xué)；微電子學(xué)
中圖分類(lèi)號：C961；G642 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）25-0006-02
一、引言
創(chuàng )新，是國家得以持續發(fā)展的保證。近年來(lái)，國內許多高校都紛紛進(jìn)行創(chuàng )新實(shí)踐教學(xué)模式的改革，根據各自的辦學(xué)層次和人才培養目標，培養各具特色的高素質(zhì)人才和創(chuàng )新人才。我校作為“國家集成電路人才培養基地”之一，在微電子人才培養方面肩負著(zhù)重要的使命。尤其是創(chuàng )新人才，是微電子高科技產(chǎn)業(yè)得以快速持續發(fā)展的保證。因此，圍繞創(chuàng )新人才培養這個(gè)中心任務(wù)，“IC人才培養基地”在本科實(shí)踐教學(xué)平臺建設以及實(shí)驗室建設等方面進(jìn)行了改革與探索，結合“厚基礎，寬口徑，多樣式”的教改理念，力求在創(chuàng )新人才培養方面突出專(zhuān)業(yè)特色，在近幾年的實(shí)踐中已取得了一些成效。本文將闡述有關(guān)這方面的一些思路與實(shí)踐。
二、改革內容
從學(xué)科特點(diǎn)來(lái)看，微電子學(xué)是一門(mén)綜合性很強的交叉學(xué)科，涉及物理學(xué)、材料科學(xué)、電子技術(shù)、信號處理、計算機技術(shù)、制造和測試等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，同時(shí)微電子也是一門(mén)工程技術(shù)性很強的學(xué)科。隨著(zhù)微電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，微電子專(zhuān)業(yè)人才的培養也面臨著(zhù)更高的要求：更扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎，更寬闊的專(zhuān)業(yè)口徑，更強的實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力。從人才培養定位來(lái)看，我校作為研究型大學(xué)，以培養微電子學(xué)術(shù)型、學(xué)術(shù)復合型人才為主，并在工程教育中培養學(xué)術(shù)與應用復合型、高層次人才。因此，我們在總體構建實(shí)踐環(huán)節的教學(xué)平臺時(shí)，結合“厚基礎，寬口徑，多樣式”的創(chuàng )新人才培養理念，強調學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域視野的廣博和基礎的深厚，相關(guān)學(xué)科知識的融合與綜合應用能力，側重培育具有高端前沿科技開(kāi)發(fā)能力的創(chuàng )新人才和復合型人才。注重以下能力訓練：實(shí)驗技能、工藝操作能力、工程設計能力、科學(xué)研究能力、社會(huì )實(shí)踐能力等。實(shí)踐教學(xué)包括獨立設置的實(shí)驗課程、課程設計、教學(xué)實(shí)習、科技訓練、社會(huì )實(shí)踐、綜合論文訓練等多種形式。
1. 厚基礎
創(chuàng )新能力的培養是一個(gè)厚積薄發(fā)的過(guò)程。實(shí)踐表明，實(shí)驗教學(xué)是學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)實(shí)驗技能以及鞏固專(zhuān)業(yè)理論知識的必要實(shí)踐環(huán)節，也是培養大學(xué)生創(chuàng )新精神和創(chuàng )新能力的重要基礎環(huán)節。為此，我校微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)從2003年起多次修訂本科教學(xué)計劃，根據微電子學(xué)科的發(fā)展，制訂獨立完整的實(shí)驗教學(xué)大綱，從基礎訓練到專(zhuān)業(yè)技能，構建與理論教學(xué)既相對獨立又相互聯(lián)系的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)體系。主要措施包括：（1）強化學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗技能，突出培養綜合實(shí)踐能力和創(chuàng )新意識。實(shí)驗課程全部單獨設課，每一門(mén)實(shí)驗課程都要設定基礎、綜合、設計型的實(shí)驗項目，明確各類(lèi)型項目的教學(xué)要求和目標，滿(mǎn)足固根基、求創(chuàng )新的學(xué)習認知過(guò)程。（2）創(chuàng )新人才要勇于探索科學(xué)前沿，因此，人才的培養也需要緊跟學(xué)科的發(fā)展。在實(shí)驗教學(xué)改革上，融合學(xué)科發(fā)展方向，加強實(shí)驗內容的更新，新增設了一批獨具微電子特色的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程，如現代半導體材料與器件測試、ASIC集成電路版圖設計、TFT器件模擬與設計等，以培養學(xué)生全面的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗技能。（3）改革傳統教學(xué)方法與手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習積極性和主動(dòng)性。我們多次整理編寫(xiě)、修訂專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教材，通過(guò)對實(shí)驗講義、CAI教學(xué)輔助系統、數字化網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺等多種教學(xué)資源進(jìn)行一體化的設計，適應學(xué)生的個(gè)性、興趣、愛(ài)好、能力、特長(cháng)，提供多種形式的學(xué)習資源，達到了因材施教的人才培養目的。
2. 寬口徑
微電子學(xué)發(fā)展極為迅速，它與其他學(xué)科結合誕生新的學(xué)科和產(chǎn)業(yè)增長(cháng)點(diǎn)，也是21世紀的重要發(fā)展方向，如集成光電子學(xué)、微機械電子學(xué)、納電子學(xué)等。因此，國家電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導分委員會(huì )在微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰略研究報告中指出，微電子人才應能適應這種跨學(xué)科、多學(xué)科結合發(fā)展的需求。實(shí)行“寬口徑”的實(shí)踐教學(xué)是滿(mǎn)足高層次復合型人才培養要求，以及提高學(xué)生創(chuàng )新能力的有效途徑。
（1）學(xué)科知識融合，培養綜合運用能力。創(chuàng )新，是指在前人或他人已經(jīng)創(chuàng )造成果的基礎上，能夠有新的突破。創(chuàng )新人才的基本特征應包括很強的好奇心和求知欲望，良好的自我學(xué)習與探索能力，擁有廣博扎實(shí)的知識，有較高的專(zhuān)業(yè)水平等?？梢?jiàn)，要提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，特別是歸納、自學(xué)與探索能力，大學(xué)就必須創(chuàng )造利于人才培養的實(shí)踐條件。在教學(xué)平臺中，課程設計和科技訓練是圍繞這個(gè)目標而重點(diǎn)進(jìn)行綜合能力訓練的實(shí)踐環(huán)節。專(zhuān)業(yè)課的課程設計作為相關(guān)課程的后續內容，強調理論與實(shí)踐的融通和運用，如電子信息類(lèi)課程，工程能力的鍛煉非常重要。因此，在數字信號處理與DSP器件、可編程邏輯器件原理與應用等技術(shù)應用類(lèi)課程均安排課程設計，學(xué)生完成電路設計、焊接組裝、程序設計、系統調試等全部實(shí)踐過(guò)程。涉及的工程知識包括電子電路、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、信號與系統、元器件原理等。通過(guò)綜合設計型實(shí)驗課題的練習，大大提高了學(xué)生的獨立思考與綜合分析問(wèn)題的能力?？萍加柧毉h(huán)節包含科研訓練和課外科技活動(dòng)，注重拓展專(zhuān)業(yè)技能，初步培養科學(xué)研究與工程設計能力，以及創(chuàng )新意識，著(zhù)重培育具有前沿科技開(kāi)發(fā)能力的高層次人才。但能力的產(chǎn)生不可能一蹴而就，培養縝密?chē)乐數目茖W(xué)研究思維需要有系統化的學(xué)習與實(shí)踐過(guò)程。為此，我們采用以項目為載體，實(shí)驗教學(xué)、科研訓練和課外科技活動(dòng)、畢業(yè)論文一體化的實(shí)踐教學(xué)模式，引導學(xué)生拓寬視野，探索科學(xué)前沿。1）在實(shí)驗教學(xué)中創(chuàng )設問(wèn)題情境，激發(fā)求知欲望。興趣是最好的老師，是激發(fā)學(xué)習潛能的重要動(dòng)力。因此，在實(shí)驗教學(xué)中，除了教授傳統的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗技能外，還通過(guò)多種方式，如實(shí)驗講義、CAI輔助教學(xué)系統、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺等，有意識地針對可進(jìn)一步深入研究與探討的知識點(diǎn)創(chuàng )設問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生研究的興趣。2）以項目為載體，創(chuàng )造科研條件。結合開(kāi)放式實(shí)驗、本科生科研項目、各類(lèi)實(shí)驗大賽等科研與課外科技活動(dòng)，利用國家、省重點(diǎn)實(shí)驗室科研優(yōu)勢，依托開(kāi)放創(chuàng )新實(shí)驗室和校內實(shí)習教學(xué)基地等平臺，為學(xué)生創(chuàng )造科研條件。同時(shí)，運用在實(shí)驗教學(xué)中學(xué)到的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗技能進(jìn)行研究工作，對實(shí)驗教學(xué)也起到相輔相成的作用，學(xué)以致用，成效特別明顯。3）經(jīng)過(guò)分析、歸納、總結，最后完成科研論文的撰寫(xiě)。一些研究工作還延續到畢業(yè)論文階段，從而構成由實(shí)驗技能學(xué)習、科學(xué)研究、綜合論文訓練等環(huán)節組成的系統知識學(xué)習體系。一體化的實(shí)踐教學(xué)模式在專(zhuān)業(yè)知識結構前后銜接、融合相關(guān)學(xué)科知識、系統化研修等方面尤其適合創(chuàng )新人才的培養，如系統集成、模擬設計、器件工藝制造等高端技術(shù)研究人才在新模式下的實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力均得到了全面提高。如2005級微電子葉嘉瑩同學(xué)在一體化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境中完成了本科畢業(yè)論文，獲得校級優(yōu)秀獎，并以第一作者在SCI收錄的國際刊物上發(fā)表了科研論文。2005級微電子畢業(yè)生90人中近40人成功考取了包括美國斯坦福大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、北京大學(xué)、復旦大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、中山大學(xué)等知名高校的碩士研究生，選擇繼續在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域深造。
（2）搭建多學(xué)科實(shí)踐平臺，培養復合型人才。微電子產(chǎn)業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域，人才的知識結構具有多學(xué)科交叉和工程技術(shù)性等特點(diǎn)。根據學(xué)科特點(diǎn)以及人才培養定位，從以下幾個(gè)方面構建多學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)平臺。1）實(shí)行跨專(zhuān)業(yè)選修實(shí)驗課程。微電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生可根據個(gè)人興趣及發(fā)展，選修學(xué)院其他專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗課程，如近代物理實(shí)驗、材料物理系列實(shí)驗、光信息技術(shù)系列實(shí)驗等。2）通過(guò)科研項目進(jìn)一步拓寬專(zhuān)業(yè)口徑。每年學(xué)生通過(guò)科研選題可直接參與導師科研項目的研究，包括物理、材料科學(xué)、光學(xué)工程、電子科學(xué)與技術(shù)等學(xué)科下各專(zhuān)業(yè)方向。如“光電探測器的開(kāi)發(fā)”“氧化鋅納米管的制備及光電特性研究”等相關(guān)學(xué)科的課題。3）建立校內、校外實(shí)習教學(xué)基地，在實(shí)踐中培養復合型人才。依托學(xué)科科研優(yōu)勢建立校內產(chǎn)學(xué)研教學(xué)實(shí)習基地，如半導體材料與器件測試實(shí)習教學(xué)基地、集成電路設計與技術(shù)創(chuàng )新開(kāi)放實(shí)習基地；與企業(yè)合作建立校外生產(chǎn)實(shí)習教學(xué)基地，如中山大學(xué)-珠海南科集成電路實(shí)習教學(xué)基地、中山大學(xué)-南海奇美電子生產(chǎn)實(shí)習基地等。通過(guò)社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)，拓展學(xué)生在科學(xué)研究、工程技術(shù)、企業(yè)文化與管理等領(lǐng)域的經(jīng)驗與能力，提升人才的綜合素質(zhì)。
3. 多樣式
作為一門(mén)工程技術(shù)與應用性都很強的學(xué)科，微電子對人才的創(chuàng )新意識和實(shí)踐能力也提出更高的要求。因此，在實(shí)踐教學(xué)平臺上豐富多種形式的實(shí)踐條件可以為學(xué)生創(chuàng )造各種機會(huì )在專(zhuān)業(yè)舞臺上一展身手。通過(guò)設立多種形式的課內、課外開(kāi)放式的實(shí)踐項目，如競賽型、學(xué)術(shù)探索型、社會(huì )實(shí)戰型、自我提高型項目，營(yíng)造有利于學(xué)生創(chuàng )新能力成長(cháng)的最佳環(huán)境和氛圍，也讓學(xué)生找到最適合自己的專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向。為此，“IC人才培養基地”積極主辦和參與各項校內外實(shí)踐活動(dòng)，為人才的培育播種施肥。比如，主辦中山大學(xué)暨國家集成電路人才培養基地首屆電子設計大賽，組織廣東省大學(xué)生物理實(shí)驗設計大賽，參與全國電子設計大賽等；同時(shí)申報并建立了校級的集成電路設計與技術(shù)創(chuàng )新開(kāi)放實(shí)習基地和半導體材料與器件測試實(shí)踐教學(xué)基地等。
三、實(shí)驗室建設
實(shí)驗室是學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)的重要場(chǎng)所。為配合創(chuàng )新人才培養實(shí)踐教學(xué)平臺的建設，實(shí)驗室在實(shí)踐平臺架構、實(shí)驗條件建設、實(shí)驗室管理等方面也進(jìn)行了系列改革。在平臺架構方面，根據我校微電子人才培養的兩個(gè)主要方向，建立集成電路設計與集成系統應用、平板顯示集成電路設計與制造工藝兩個(gè)實(shí)踐子平臺，配套各自獨立的教學(xué)實(shí)驗室和校內實(shí)習教學(xué)基地，并分別在實(shí)驗教學(xué)、科研訓練和課外科技活動(dòng)中形成課內課外一體化的實(shí)踐環(huán)境。建立實(shí)習教學(xué)基地后，其最大的優(yōu)勢在于使得課外實(shí)踐活動(dòng)從運行機制、經(jīng)費投入等方面得到有效保障。學(xué)?！?85”二期、教育部基礎學(xué)科條件建設、集成電路領(lǐng)域第二類(lèi)特色專(zhuān)業(yè)等先后投入經(jīng)費，購置一批先進(jìn)的實(shí)驗儀器設備，極大地完善了教學(xué)平臺建設，推動(dòng)高層次集成電路人才的培養。在實(shí)驗室管理方面，實(shí)行開(kāi)放式的門(mén)禁系統管理，實(shí)驗室全天候開(kāi)放。除了正常教學(xué)學(xué)期外，實(shí)驗室技術(shù)人員在寒暑假期均實(shí)行輪值制度，保障了各項課外實(shí)踐活動(dòng)的順利開(kāi)展。
四、結束語(yǔ)
實(shí)踐證明，構建“厚基礎，寬口徑，多樣式”的微電子實(shí)踐教學(xué)平臺，推動(dòng)了微電子高層次創(chuàng )新人才培養。我們將一如既往地進(jìn)行教學(xué)改革與探索，不斷完善實(shí)踐平臺的建設，為國家培養更多的高素質(zhì)創(chuàng )新人才。
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