微电子人才培养模式创新
来源：UC论文网2016-06-13 10:01
摘要：
根据高校应用型微电子人才培养现状和社会需求的特点，结合常州工学院的人才培养定位， 明确人才核心能力结构，推动“实践能力驱动”模式的微电子人才培养实践，探索应用型本科
1.国内高校微电子人才培养现状
我国的微电子技术处于刚起步的阶段，设计和制造的能力还很薄弱。因此微电子产业水平的落后已经极大地制约了我国经济社会的发展。技术和产业水平落后的最根本的原因是微电子技术人才极度匮乏，远远不能满足微电子产业的人才需求，因此加快微电子技术人才的培养刻不容缓。为了加快我国微电子产业的发展，政府出台了一系列支持微电子产业的重大政策，截止到200]年，科技部依次批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳共7个国家级1C设计产业化基地，并对微电子产业和人才培养给予资助。为了响应国家的微电子人才战略需求，微电子学基础较好的老高校在材料科学、物理学等学科基础上迅速恢复或增开微电子相关专业外，一批以应用型本科人才培养为目的的新髙校也逐步开设了微电子相关专业，以满足地方经济和产业发展的人才需求。
在对沪宁杭周边地区的微电子行业关于人才的调查中，企业普遍反映目前我国电子科学与技术专业，尤其是微电子方向在传统电类本科人才培养中存在以下4个问题。
(1) 囿于已有基础，未能积极切中产业急需人才培养。相当一部分高校的微电子专业是从子学基础较好材料科学、物理学等学科基础上迅速组建师资队伍开设新专业，因此人才培养方向偏重于微电子器件、工艺、封装材料等学科，对于目前由于移动通信等信息产业、汽车电子行业蓬勃发展所急需的集成电路设计与测试、片上系统（System-On-Chip)等混合信号电路设计与测试方面的人才培养鲜少涉及，造成这方面人才匮乏的局面短期内难以有效解决。
(2) 人才培养目标不明确，专业核心能力结构松散。部分高校在举办微电子专业时，未充分对微电子人才能力需求进行调查论证，而是根据已有的办学基础，多快好省争夺生源和国家对微电子专业办学的政策支持，因此人才培养目标不明确，专业核心能力结构松散。
(3) 偏重理论，实践环节薄弱，应用能力较差。微电子专业实验投人大，实践环节较难开展，无论是工艺实验还集成电路流片费用成本都非常髙。很多学校为了解决实验环节偏弱问题，就规避因此很容易导致在人才培养中偏重理论教学，实践教学环节偏弱，理论与实践环节失衡，导致学生应用能力较差，实际应用能力差。
(4) 与地方微电子产业对接意识淡薄，服务地方微电子产业水平偏低。这是微电子专业办学的普遍存在的问题，由于种种原因，专业建设和人才培养始终停留在大学这座“象牙塔”里，不肯主动地走出校园，走人企业，加强校企合作，寻求突破，及时了解企业需求，导致学生的知识结构和动手实践的能力与社会需求脱钩，难以满足企业对微电子人才的需求，因此企业不太愿意雇佣本科毕业生，更愿意雇佣更高学历层次的人才，这样直接导致了本科毕业生就业情况较为困难的窘况。
常州工学院地处长江三角洲经济带，周边沪宁杭地区微电子产业非常发达，微电子技术人才需求量大，因此学院从2004年开设了电子科学与技术专业，方向为微电子学方向。人才培养规格为具有扎实的理论基础和宽广的知识面，掌握微电子学的基本理论和基本方法，具备集成电路分析与设计、集成电路设计工程项目管理、集成电路测试、系统集成与应用，新型半导体器件、半导体材料的设计与制造，半导体新工艺研发及测试的必备知识和能力、具有创新意识的复合型工程应用技术人才。经过十年的人才培养模式改革的探索和实践，完成“应用型本科微电子人才培养模式创新实验基地”教学改革项目，取得了系列人才培养成果和成功经验。本文将阐述人才培养改革方案和具体实施过程。
2.改革思路与方案实施
2.1 总体改革思路
为了破解目前应用型微电子人才培养的难题，我们以本校“应用型本科微电子人才培养模式创新实验基地”教学改革项目为契机，大胆探索应用型本科微电子人才培养创新模式，结合常州地区微电子产业发展状况和微电子人才特点，并广泛研究了国内其他高校相关专业的人才培养教育教学改革的宝贵经验，经过详细的调研和论证，确立应用为目标，服务产业为导向，工程项目为载体，校企合作共建人才培养基地，改革驱动模式的微电子应用人才培养模式的创新实践，全方位提升综合实践应用能力水平，使本科微电子专业毕业生能胜任微电子领域的专业技术工作，提高本科学生在行业和本地区认同度，提高学生就业质量，让毕业生学有所用，打破本科微电子应用人才起点低的传统观念;依靠人才培养模式创新实验基地的建设，带动专业建设、师资建设、课程建设、教材建设和专业实验室建设，推动专业建设上一个新台阶。
2.2具体改革方案实施
实践能力驱动型人才培养模式主要分为校内专业基础学习和实习基地实践两个阶段w。校内专业学习阶段打好专业基础，掌握基本实践能力；以校企合作实习基地为平台，走出校园，产业对接，强化人才服务产业的能力。这两个环节必须科学合理规划才能培养出满足社会需求的微电子应用人才。下面重点阐述本专业在这两个阶段的建设实践措施。
2.2.1校内专业基础学习阶段
校内专业基础学习阶段主要的任务是完成微电子专业基础的学习和基本实践能力的培养，为大一到大三，共计3年时间。结合微电子专业人才培养的特点，我们开展了如下工作。
(1) 确定人才专业核心竞争力，制定科学合理的人才培养方案。只有确定人才专业核心竞争力才能在理论教学以及实践环节中做到有的放矢，突出特色。在人才培养方案制定中坚持适度宽口径的应用能力结构。确立了“一个核心，两个方向”的专业核心能力结构，一个核心指以集成电路设计为核心，两个方向分别指半导体材料、器件和工艺加工、测试和嵌人式系统应用方向。集成电路设计是本专业学生重点培养的专业核心竞争力，同时在此核心能力上横向延伸培养两个方向上的能力。“一个核心、两个方向”专业核心能力结构保证了微电子人才知识结构的系统性和复合性。
(2) 优化课程体系，合理构建课程群，增强课程内在联系，夯实专业理论基础。
微电子学的特点是专业跨度大，涉及物理学、电子材料与器件、信息处理科学等学科，课程体系平台化是现代高校课程设置的科学管理方法。本专业人才培养方案中设置了三大课程平台，即人才通识教育基础课程平台、学科基础课程平台、专业方向课程群平台。①通识教育基础课程平台由全校统一安排，包含了高等数学、大学物理、英语、法律、军事等课程；②学科基础课程平台主要包括电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、电装置图、传感器原理与应用、计算机基础，单片机原理与应用、半导体物理、半导体制造工艺等课程。学科基础课程平台好处是可以按平台进行教学，实行教考分离，有利于提高教学质量；③专业方向课程群平台主要包括模拟集成电路设计、数字集成电路设计、集成电路测试原理、片上可编程系统与嵌入式应用、半导体器件物理、声表面波器件器件设计与应用、数字信号处理等课程。
基于“一个核心，两个方向”的专业核心能力结构的培养，我们分别设置了3个专业课程群，“微电子器件和工艺课程群”、“集成电路设计重点课程群”、“嵌人式系统与应用课程群”。微电子器件和工艺课程群主要包括半导体物理、半导体制造工艺、半导体材料、半导体器件原理四门课程和相应的课程设计。集成电路设计重点课程群包括模拟集成电路设计、数字集成电路设计、集成电路测试原理、声表面波器件器件设计与应用四门课程和相应的课程设计。嵌人式系统应用课程群包括信号与系统、单片机原理、片上可编程系统与嵌人式应用三门课程和相应的课程设计。课程群的各课程设置强调内在逻辑性和连续性。在课程内容安排上以理论够用、加强实践的原则优化课程内容，增强课程之间的逻辑联系性。
(3)科学规划实验室建设，强化实践教学课程体系，以实践为载体，加强实践能力和创新意识培养。
电子科学与技术专业，尤其是微电子学科是一门实践性非常强的学科。学生专业核心能力的培养必须要通过强化校内实践环节培养，以实践为载体,这是实践能力驱动人才培养模式的基本前提。在重点课程群中每门课程都开设实验或实践，整个实践环节的比重不低于40%。为了使学生在进入校企合作基地前就能初步建立核心竞争力，对三大课程群分别设置了系统的专业实验，突出实践教学中心地位。
学科基础课程平台阶段，在学院省级电工电子实验示范中心完成电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、电子实习等课程的实验教学，学生不仅要完成常规的相应课程的验证实验，还可以选择创新实验来加强基本实践动手能力和创新意识的培养。
专业方向课程群平台教学阶段，我们相应建设了3个专业实验室，即半导体器件与工艺实验室、集成电路设计实验室、嵌入式系统实验室。半导体器件与工艺实验室拥有马弗炉、高精度恒温箱、探针台、超声波清洗设备、显影系统、平面工艺实验系统与平面工艺参数测试系统和磁控溅射系统以及器件工艺仿真系统，其中平面工艺实验系统开展硼扩、磷扩、氧化、清洗、光刻、金属化等实验，平面工艺参数测试系统开展方块电阻、I-V测实验教材和讲义，帮助学生完成微电子器件和工艺课程群的实验教学。
集成电路设计课程群教学实践环节本专业建设现代化高规格的实验室，先后配备了8台高性能服务器集群，安装主流的的集成电路设计和验证工具，能完成模拟电路、数字电路以及模数混合电路的设计与验证，与国内多家芯片制造代工厂签订了数据保密协议，支持多家代工厂提供的集成电路设计工艺库，为师生流片提供条件。服务器集群提供120个终端接人能力，设置专门的管理人员，并开发了自主的管理程序，给每个学生开通独立的登录帐号并通过VPN学生能在校园网内任意地方接入服务器开展实验，确保每个学生设计数据独立不可见，避免了相互抄袭现象。实验项目多达50多个，涵盖了模拟集成电路设计和数字集成电路设计的从前端到后端各个流程，并撰写了详细的设计文档放在服务器上，便于学生查阅，极大地促进了学生的实践积极性，提高了实验实践教学环节质量。
在嵌人式系统方向：拥有数字集成电路可编程测试系统40套、数字信号开发系统、ARM嵌入式开发系统、频谱仪、网络分析仪、PCB面雕刻机、表面贴装机等，围绕集成电路设计和测试开展丰富的实践项目，通过这些实践项目培养学生的系统应用能力。
2.2.2实习基地实践阶段
服务产业为导向，以项目为载体，校企合作共建人才培养基地。这是“能力培养驱动”微电子应用人才培养的模式的重要保证。服务产业的能力培养是解决微电子人才培养中最难的、最关键环节。我们通过建立一批微电子专业人才实习基地，在大学四年的最后一年或更早按照培养方案安排学生到实习基地学习，给学生提供有专业深度的项目实践经验，正式签约的基地有10家，校企合作基地本在分布在常州地区，对人才合作培养有很高热情和很强的责任感，给每个实习的学生提供了项目参与机会，以项目为载体，通过工程项目中的子模块的分析和设计，学生能真正参与到实际项目中，尽快补强项目工程经验，尽快熟悉并适应企业的项目工程管理模式。通过校企合作人才培养基地快速提高人才的核心能力和就业竞争力，提高毕业生就业质量，部分学生毕业后直接签约到这些基地中。常州银河世纪微电子有限公司主要为学生提供功率半导体器件设计和封装培训项目；常州欧智汽车电子有公司主要为学生提供集成电路设计和嵌人式系统应用开发的实习培训项目；常州普美电子科技公司主要为学生提供器件测试和系统应用方面的培训等。
3.取得成效与总结
通过近10年的建设，学院本科微电子应用人才已毕业7届，每届一个班约35人左右，毕业生在就业率均高于99.5%以上，近三年来均为100%，部分学生成功竞聘到常州银河世纪微电子公司、无锡华晶、苏州国芯，南京电子14所、华为海思等微电子科技公司，硕士研究生录取率为20%以上。2012年根据第三方机构麦可思数据有限公司（MyCOS)对本专业毕业生跟踪调查报告，我校电子科学与技术专业的微电子人才就业专业相关度、毕业生生平均薪金、毕生生对母校人才培养满意度、用人单位对本专业人才评价均给出了肯定。这也说明学院应用型本科微电子人才培养模式创新已经取得初步的成果和社会效益，我们希望能为兄弟院校的微电子人才培养提供参考。
作者简介：董良威（1977-),男，江苏宿迁人，常州工学院电气与光电工程学院讲师，研究方向为微电子学；韩益锋（1977-),男，江苏常州人，常州工学院电气与光电工程学院讲师，研究方向为微电子学；刘龙春（1977-)，男，江苏南通人，常州工学院电气与光电工程学院讲师，研究方向为微电子学；董维（1993-),男，江苏扬州人，常州工学院电气与光电工程学院电子科学与技术系本科生，研究方向为微电子学。
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