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《模拟电路基础》、《电磁场与电磁波技术》、《传感器技术与应用》、《单片机系统原理》、《数字电路逻辑设计》、《无线传感器网络》、《SQLSERVER数据库应用技术》、《半导体物理学》、《电路分析原理》、《DSP技术及应用》、《光纤传感技术》、《高频电子线路》。
部分高校按以下专业方向培养:嵌入式、汽车电子、通信技术、物联网技术、电子信息工程、移动通信技术、真空电子技术、船舶电子电气工程。
本专业学生毕业后可在电子信息类的相关企业中,从事电子产品的生产、经营与技术管理和开发工作。主要面向电子产品与设备的生产企业和经营单位,从事各种电子产品与设备的装配、调试、检测、应用及维修技术工作,还可以到一些企事业单位一些机电设备、通信设备及计算机控制等设备的安全运行及维护管理工作。
从事行业:
毕业后主要在电子技术、新能源、计算机软件等行业工作,大致如下:
1 电子技术/半导体/集成电路;
2 新能源;
3 计算机软件;
4 互联网/电子商务;
5 仪器仪表/工业自动化。
从事岗位:
毕业后主要从事电子工程师、专利人、光学工程师等工作,大致如下:
1 电子工程师;
2 专利人;
3 光学工程师;
1 电子科学技术发展的现状
就目前的发展来看,由于电子科学技术的发展和普及,其应用越来越广泛的被应用在不同行业中,电子科学技术的应用领域已经从过去的发展方向转变到金融行业中,甚至蔓延到其他领域。就金融行业的发展来看,很多纸币开始转变成电子货币的交易形式,信息技术的进步和发展已经不是某个国家的问题,其是全球性的,对电子科学技术的发展有推动作用。
早在20世纪90年代的时候,西方已经有很多国家开始关注社会的信息建设,在提出基础的预想之后,很多西方发达国家致力于信息化建设,自此人们进入到信息化社会的发展模式中,到了21世纪的时候,电子科学技术的发展速度迅速提升,且应用逐渐普及,我国也开始加入其中,将电子科学技术作为中国的重要产业,当前国内的电子科学技术的发展还面临很多的挑战,需要不断改革和完善,实现突破。
2 电子科学技术的特点
2.1 应用自动化与智能化
随着科学技术的进步,电子科学技术的发展和应用逐渐覆盖,其应用过程真实的体现出智能化和自动化的特征,实现了电子科学技术和现代化技术的综合,利用智能控制的理念,设备运行过程和使用过程不需进行看管,节约资源的使用,降低工作者的劳动强度,促进了人力资源的合理配置,提升岗位工作的针对性和效率,提升了资源运用的准确性和安全性。电子科学技术目前的发展方向开始朝向多项信息化技术发展的智能化和自动化方向前进,除此之外,电子科学技术的发展还被广泛的运用在信息技术的获取中,例如,云技术、自动存储技术和智能传感器等技术,不仅显著丰富了信息获取的渠道作用,还有效的节约了时间,完成信息传递的及时性。
2.2 网络化与数字化应用
随着计算机网络技术的发展,利用数字化技术来开发网络技术的形式已经成为当前电子行业发展的主要趋向,就目前来看,人们存储数据的形式采取数字化方式,通过在网络世界建立十分庞大的数字化网络结构方式,利用光纤通信技术和无信通信技术的综合,完成信息的高速传输。除此之外,利用数字化的电子科学技术应用完成数据的优化处理,能够保证存储信息的实效性和安全性,减少信息的占据面积,增加了数据的存储量,优化了数据的携带便捷性。
2.3 应用的快捷化与高效化
随着人们社会生活步伐的加快,高校且快速的获取信息传递的能力已经成为人们利用电子科学技术的基础需求,电子科学技术的产生基础是计算机技术,其是实现电子科学技术创新的有效支撑,实现了电子信息技术在信息传输层面的速度突破和传输突破,不仅能够有效的节约时间,还能避免数据的传输出现误差,做好信息的高校运用和高效管理,给人们的生活和学习提供便利,人们应用最多的电子科学技术化身就是手机。
2.4 集成化和微型化应用
由于半导体技术的进步和发展,电子科学技术的有效集成化和微型化应用成为实际,电子科学技术的具体应用保证电路的实现形式是集成的方式,其中包含了毫米性传感器的使用,有效提升了信息处理能力和单元的集成度,同时为很多产品外观的有效设计提供了多元化的选择。
3 电子科学技术的未来发展
3.1 光技术将成为发展重点
随着光电子学和电子学的技术提升,光电子技术开始成为电子科学技术的发展主力,就未来的发展模式看来,3D技术将会成为电子科学技术应用显示领域的主要方式,随着3D技术的综合性运用,其对软性显示器等类型设备的设计和出现起到促进作用,3D技术的出现能显著提升人们的工作效率。近年来,LED技术的应用范围不断扩大,该技术的有效运用关系到了电子科学技术的领域创新,也实现了低碳环保设计的理念,由此可见,LED技术显著改善了人们的生活方式和生活体验,给人们带来更多新鲜体验,发展前景必定是光明的。
3.2 网络信息技术更发达
由于互联网技术的出现,人们开始进入到网络时代中,利用四通八达的网络帮助人们获取信息显著提升了信息获取的便捷性和快速型,提升了信息获取的丰富性和有效性,网路购物的形式有效节约了人们的购物时间,为人们生活提供很大便利,转变了人们传统的生活方式。
互联网技术的不断创新促进了电子科学技术的创新和发展,对很多产业类型和行业发展带来良好的影响,基于互联网环境下的物联网技术也在不断创新,且物联网技术当前已经成为不同国家深入研究的主要对象,电子科学技术在其中扮演的角色十分重要,对人们的生活造成很大影响,实现了科学技术的进步,优化了人们的生活方式和生产方式。
3.3 通信技术不断壮大
通信技术的出现也是电子科学技术发展的成果,通信技术将会是电子信息工程未来发展的主要方向,就通信技术全面发展的当下来看,通信技术中包含了诸多的卫星通信传播技术、数字化无线技术和有限技术的综合运用,最出名且发展良好的一个案例是中国移动通信技术的发展,当前人类社会已经离不开通信设备的支撑,因此深入研究和分析通信技术将会一直延续。
3.4 计算机朝多核方向发展
电子科学技术的进步是计算机发展的结果,计算机技术目前的发展开始从原先的单核转换成双核模式,且朝向多核的方向发展,处理器也从原始的单核心转向多核心,运行速率不断提升。随着内部处理器改革的实施,处理器的面积不断缩小,计算机体积不断减小,便于人们携带。根据计算机发展的趋势来看,其发展朝向智能化和高效化的方向,为人们提供了更便捷的服务。
参考文献
[1]王@钦.机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J].电子技术与软件工程,2015(02):122.
[2]闫志杰.浅析纳米电子技术的发展与未来方向[J].电子世界,2014(18):28.
[3]刘中华.浅析电子信息工程专业、电子科学与技术专业的发展现状[J].现代物业(上旬刊),2015(06):122-123.
1电子科学与技术专业的意义
随着电子信息产业在经济发展中的地位越来越重要,对相关专业人员和工程师的需求也在随之增长。而在电子信息产业中,电子科学与技术专业则是最重要的组成部分。电子科学与技术专业是电子科学的基础,在国民经济发展、科学技术进步和国防建设中都占有重要的地位。电子科学和技术专业制造“核芯”,该专业连接了许多高科技学科,例如微电子学、光电子学、物理电子学、电子材料和组件,并致力于应对未来的新发展和新形式的科学技术。专业人才也是面向21世纪服务于数字中国、智慧城市建设和人工智能行业的高科技人才。电子科学与技术是一个在不断变化和发展的全新领域,新的技术和新的理论层出不穷,对相关人员的整体素质也随之提出了更高的要求。
2电子科学与技术专业人才的核心素质与培养
深入探索电子科学与技术人才培养的思路,以达到不断提高电子科学与技术的质量并提供专业资格的目的。电子科学与技术专业人才的核心素质应具备以下要点:
2.1能够应用数学、自然科学、电子科学和技术专业知识
优化传统的人才培训目标,加强学校与企业之间的互动,并设定特定的培训目标。以电子科学与技术为基础,与时俱进,适应行业发展和人才需求的变化,调整电子科技人才的培养目标。从人力资源开发的角度来看,学校应增加电子科学与技术专业的就业广度,包括能够适应与其专业密切相关的行业以及边缘或跨行业的工作。
2.2具有使用与电子实践相关最新工具的技能和能力
学校可以增加实践教育的强度,加强与公司的合作,加强实验室内部和外部培训中心的建设,并为学生提供更多的实践机会。教师积极参与学校活动,例如实践创新和校园竞赛,为参与的学生提供专业技能指导以及提高学生的表现,通过允许学生参加教师和学校科学研究项目来增加动手体验。
2.3能够进行实验操作、分析和汇总,具有特定的设计功能
要根据电子科学和技术专业人员的培训目标来制定专业发展计划。培训计划是模块化的,设置了不同的模块(例如基础知识和专业),一个或多个专业说明以及不同的培训要求。学生从一开始就学习同样的基础课程,完成基础课程后,可以根据不同的兴趣爱好和未来计划选择专业方向,并学习不同的专业课程。模块化培训计划针对不同的培训目标制定了不同的要求和培训计划,从而有效地提高了资源利用率,减轻了学习负担并提高了学习成果。
2.4具有操作生产相关设备和设计电子系统的能力
作者简介:邸志刚(1975-),男,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,讲师;贾春荣(1977-),女,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,副教授。(河北 唐山 063009)
基金项目:本文系河北联合大学教育教学改革重点项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0059-02
21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。
电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。
一、培养方案制订的原则
目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。
培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。
目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。
河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。
电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。
二、培养方案的制订
培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。
1.培养目标
以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。
2.专业建设思路
针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。
(1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。
1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。
2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。
3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。
(2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下:
1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。
2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。
3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。
三、改革效果
1.优化了课程体系,提高了教学质量
专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。
2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能
课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。
3.培养了学生的创新能力及科研思维
在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。
4.提高了就业率和考研率
通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。
四、结论
电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。
参考文献:
[1]电子科学与技术专业教学指导分委员会.电子科学与技术专业发展战略研究报告[J].理工科通讯,2007,(6).
一、引言
微电子科学与工程专业在我国起步比较晚,发展速度比较缓慢,为了推动其高效发展,为国家培养出大量专业型的高素质人才,政府已经出台相关的政策,旨在为我国微电子科学与工程专业发展过程中提供可靠的资源和政策扶持。在国家的号召下,很多高校在日常教育教学中逐渐设置了微电子以及相关的专业。在人才教育的过程中,始终以为国家培养高质量的应用型人才作为发展宗旨及目标,不断平衡我国微电子产业发展过程中人才供应与需求之间的动态关系,以便更加高效地为发展我国地方经济提供服务保障。
二、现阶段我国微电子专业教学过程中存在的主要问题
(一)微电子科学与工程专业的教育发展方向不平衡
当前,大部分高校已经逐渐设立了相关的微电子教育教学师资队伍,结合自身物理专业以及材料专业的特点,将二者融合、创新,设置了新型的教育产业——微电子科学与工程专业。但是,就实际情况而言,我国目前在微电子人才培养的过程中,比较注重封装材料、电子器件等专业发展方向,在混合信号电路设计以及测试等专业发展方向的研究比较少。但是,混合信号电路设计以及测试等方向是目前我国电子产业急需发展的领域之一。基于此,学校教育难以充分适应社会微电子产业发展的需求,并且在短时间内也无法有效缓解人才匮乏这一棘手的问题。
(二)校企之间的微电子产业未实现紧密联合
在微电子科学与工程专业教育教学的过程中,最主要的一个问题就是校企之间的合作效率低下,这对于微电子产业的发展有着明显的制约作用。学校在开展微电子科学与工程专业教育的时候,由于受到各种因素的制约,导致对微电子科学与工程专业的宣传也只是在校园内开展,没有切实地帮助学生走出校园,更没有在人才培养的过程中与校外企业实现专业对接,以提升学生的实际动手操作能力。低效率的校企合作,不仅学生无法有效学习专业实践操作知识以及本专业的发展情况,教师也无法实时地接触到本行业发展的真实状况,在人才培养的过程中无法准确地进行教学。导致微电子科学与工程专业的学生知识结构体系单一薄弱,而且动手能力也比较差,与社会企业岗位对微电子人才的真正需求存在很大偏差。
三、“双师双能型”教师队伍的特点
(一)专业科研能力强,教学思路新颖
相比于传统微电子科学与工程专业授课过程中的理论教学,“双师双能型”教师队伍主要培养的是教师在教学过程中的具体实践能力和引导学生进行探索性学习的方法。“双师双能型”教师在微电子科学与工程专业的科研方面,比普通教师更加具备丰富的实践教学经验;在日常教学中,教师可以敏感地察觉到各个科研项目未来在社会中发展的方向和意义。“双师双能型”教师能够更加真实、直观地将科研內容反映给学生,在能力的提升之下,教师的实际教学方法也会得到改善,不断创新、探索,保证微电子科学与工程专业的课堂教学氛围和具体内容可以更加趣味化、丰富化。
(二)教师可以根据本行业的发展现状适时地对教学安排进行调整
不同于普通教师的是,“双师双能型”教师对于本行业在社会市场上的发展情况更加了解,对于未来发展过程中存在的机遇以及挑战教师也能具备更好的预测性。因此,在实际开展教学的过程中,教师会拥有比较丰富的专业实践教学经验,对于本行业发展的动向变化敏感度很高。“双师双能型”教师相比传统的教师而言,他们更加注重对本行业实时动态的关注,一些细微的变化都能为教学的开展提供大量的信息,以便及时地对教学安排做出调整,时刻保证人才培养的方向与社会需求相平衡。
四、我国高校进行“双师双能型”教师队伍建设过程中存在的问题
(一)竞聘渠道狭窄,多以“证书”为评价标准
在进行“双师双能型”教师队伍建设的过程中,学校往往只将教师获得的“证书”等作为竞聘的标准。教师只要满足学校制定的这些“硬性指标”,基本就可以拥有“双师双能型”教师的头衔。在这种过于狭窄、灵活性差的竞聘渠道之下,很多优秀的教师由于受到这些“硬性指标”的限制,导致迟迟无法加入到“双师双能型”教师队伍之中,对于教师人才的发掘和培养产生了很大的抑制作用。高校对于证书等“硬性指标”的过于崇拜,使得整个“双师双能型”教师队伍建立工作的中心偏离,学校忽视了对微电子科学与工程专业教师实践教学经验的提升以及对教师教学阅历的丰富,造成教师在“双师双能型”队伍建设中的竞聘渠道过于扁平化。
(二)部分教师的实践教学水平不过关
为了提升微电子科学与工程专业的教学质量,在进行教师招聘、选拔、培训、考核等工作的时候,过于注重教师的文凭和职称,始终将教师的专业文化素养作为教师评价的首要条件。这样,虽然为本校引入了大量的高学历、理论基础扎实的人才。但实质上教师的实践素养得不到保障,整个微电子教师的教学能力参差不齐,大都在教学中倾向于理论知识教学。在“双师双能型”教师队伍建立的过程中,高校忽略了对教师进行本行业企业背景和实际专业技能的普及和培训,如果不及时对其采取针对性的措施、加强对教师团队的实践技能培训,就会导致学生的学习效果受到影响,不利于综合应用型人才的发展和培育。
五、“双师双能型”教师队伍建设的路径
(一)根据实际情况建立合理的教师竞聘机制
要高效地开展微电子科学与工程专业的“双师双能型”教师队伍建设工作,高校就必须突破传统人才招聘和考核过程中的限制,对原有的考核和竞聘机制进行改革。不能再将教师的学历和职称作为竞聘的首要因素,应该根据本专业的具体教学安排和需求,从实际情况入手,招聘真正可以承担起教学重任的“双师双能型”人才。对于高校微电子科学与工程专业的教师竞聘机制,学校在制定的时候,应该适当的将教师的学历门槛降低,将注意力集中在教师的实践教学技能之上,结合专业理论知识,对教师的实践操作能力进行重点考核,保证微电子科学与工程专业教师的“双师双能型”可以正常适应本专业的实践操作教学以及学生发展的需要。
(二)设置激励机制,提升教师的工作积极性
由于“双师双能型”教师对于教师的专业技能要求比较高,不仅需要教师具备扎实的专业理论基础,同时还要求教师能够敏锐地察觉到本行业的各种动态变化。对此,学校应该适当地提升“双师双能型”教师队伍的薪资待遇,采用激励机制,提升教师的工作积极性。同时,学校还可以将学生的学习成绩与“双师双能型”教师的绩效奖励连接起来,适当地对教学能力强、实践操作技能高的教师进行奖励,以提升“双师双能型”教师的工作积极性。
(三)聘请外界权威人士进行教学技术指导
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)44-0224-02
天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。
一、拓宽专业方向、夯实专业基础
从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。
二、电子科学与技术专业培养方案特点
电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。
三、强化实践教学环节
大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。
四、开拓“产学研”模式的特色人才培养
随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。
关键词: 电子科学与技术专业;集成电路工艺学课程;教学改革
Key words: electronic science and technology major; IC technology courses; teaching reform
中图分类号:G42文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)13-0223-01
1 信息时代需要优秀的电子科学与技术专业的人才
电子科学与技术专业具有多学科渗透、应用性强、主要服务于IC行业等鲜明特点。能够从事电子科学与技术领域的研究、设计、开发、应用和管理的高级人才。目前国内开设电子科学与技术专业的学校有:天津大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学等几十所学校。通过本课程的学习应使学生对集成电路工艺学中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识,培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课打下基础。主要研究氧化、扩散和离子注入等相关技术。使学生掌握光刻、刻蚀和蒸发溅射等的基本概念及基本技术,对集成电路工艺学有比较全面、系统的认识和了解。
2 我校电子科学与技术专业本科人才的培养目标
该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力:①掌握信息科学、电子学和计算机科学学科的基本理论、基本知识;②微电子技术系统及其决策支持与安全防护系统的分析与设计方法和研制技术;③具有使用计算机和仪器设备解决工程问题的能力;④具有创新意识和独立获取新知识的能力。
3 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革探讨
3.1 集成电路工艺学的内涵 集成电路工艺学是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路,平面工艺技术也随之得到发展。例如,扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺;紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术,如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等;外延生长又采用超高真空分子束外延技术;采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜;互连细线除采用铝或金以外,还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜,以及多层互连结构等工艺。
3.2 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革措施
3.2.1 教学内容 ①授课体系和重点;课程根据电子科学与技术专业方向的学生培养要求,着重从硅工艺的角度出发,理论方面力求清楚易懂,阐述微电子学基础、半导体物理基础、光电现象和光电效应,重点介绍常用工艺原理、特性和参数。为了更好的运用硅基器件,对各类器件的电路也作了详细的分析,同时给出实际应用系统举例。②所讲授的知识要紧跟科学发展前沿;集成电路工艺学教科书对于迅猛发展的集成电路工艺学来说,既是基本的,又是滞后的,教师授课时如果按教材讲解,往往会带来知识陈旧、讲课形式单一、内容枯燥乏味的后果,造成学生学习积极性下降。因此在教学过程中删掉一些陈旧过时的内容,及时补充和更新教学内容,增添一些现代集成电路工艺学的前沿知识,特别是体现本学科专业特色的一些前沿知识,从而紧跟集成电路工艺学的前沿,给学生提供充分的科学探索和求真的空间。③注重课程与专业应用领域间的联系;专业课可理解为某一学科的基础课程,是通向学科广阔领域的桥梁。它的基本功能是引导学生明确学科专业发展方向,使其在日后的学习工作中能自如的在该学科专业的深度和广度上钻研、拓展。因此在讲授课程各部分内容时,电子科学专业的应用领域紧密相连。例如针对硅片生产应用领域,在课程讲授过程中可适当加入集成电路制造技术的应用热点以及在IC行业中的应用等方面的内容,使该专业的学生了解所学课程内容在该领域的应用、研究热点及发展前景。
3.2.2 教学方法 ①利用现代教育技术的各种多媒体技术和网络技术进行教学,例如投影、幻灯、录像等多媒体资料,充分发挥其信息容量大、方便快捷、形象直观、教学效率高的优势。这样使用这些教学工具,既使教师能方便清楚地讲授专业课中的各种图片资料内容,又省去了教师课堂现场作图的时间,在有限的时间内能讲授更多的内容,提高了讲课的信息量。因此教师要积极制作教学课件、开发利用网络上丰富的信息资源,下载适合学生阅读的科研论文,并推荐给学生参考。这是开拓学生视野,培养学生自学意识和科研意识的有效方法。②采用讲座与讲授相结合的教学方法。在进行基础理论教学的适当时机,安排集成电路方面科技知识的专题讲座,穿插现代集成电路科技知识,使学生既强化基础理论训练,又熟悉了解较多的现代集成电路科技知识,激发学习兴趣,培养学生的科研意识。
3.2.3 教学目标 在集成电路课程改革中,把教学目标从以科学知识教育为主转变为实现科学教育和人文教育的融合,培养敢于创新、善于思索、具有团队协作精神的21世纪新型人才。长期以来,我国大学文、理、工分校,存在着科学教育与人文教育的脱离,造成理工科生的人文文化知识和文科生的科学常识知之甚少。针对电子科学与技术的工科学生,应在进行科学知识教育的同时注重培养其人文精神,例如在讲解集成电路课程中的科学概念、原理、方法时可提到发现科学规律的动机,提到科学家如何通过艰苦的努力甚至牺牲生命取得创新,以及这些成果的应用对社会可能造成的影响等,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)22-0247-030 引言
光电子产业是国家战略性产业结构调整的重点发展领域之一。其显著特征是以激光为代表的光源器件向大功率和小功率微纳器件两个方向发展;以新型LED、LCD和场表面发射为代表的显示器件朝着低功耗小型化方向发展;以光无源和有源器件为代表的光通信器件朝着集成一体化方向发展;以无线传感网为龙头的信息采集传感器件、处理器件向着以硅基为代表的集成小型化方向发展。上述技术和产业特征对科研人员,产业人员和管理人员的学识水平、综合能力以及创新能力提出了新的要求。
产业市场驱动,即立足于光电子产业重点发展领域,主要以“光电子材料与器件”和“光电子系统”为专业方向,建立符合市场需求的人才培养模式。因此,本文解决的核心问题是:在光电子产业市场需求的背景驱动下光电子专业人才培养模式如何与国家战略性产业结构调整对人才的需求相适应,与我校的办学定位求相适应。
1 人才培养模式的改革目标
基于光电子产业的市场驱动和需求,以集成光电子器件制造和无线传感网光电子系统设计为特色专业方向,结合我校的办学定位以及光电学院科研、专业建设的实际,完成了电子科学与技术专业(光电子)定位与人才培养模式的顶层设计,构建与产业对人才需求相适应的特色知识体系。理顺知识领域、知识单元以及核心知识点的关系和相互支撑,使新课程设置体系与我校的办学定位以及国家战略性产业结构调整对光电子材料与器件领域人才的需求相适应。
2 指导思想
厚基础-使学生具备坚实的工科基础和专业基础知识。
重核心-核心课程指学科基础、专业基础和专业课中的学位课程,是电子科学与技术专业的主线,由核心知识构成知识体系的最小集合。
显特色-专业选修知识单元包含光电子技术学科专业的深层次课程、前沿性讲座、体现专业特色的课程。学生可根据自身的学习兴趣及定位选修。
强实践-根据人才培养目标和学生综合实践性教育的具体内涵,按照由浅入深,不断深化的教学规律,建立以能力培养为目标,分层次、多模块,具有科学性、连续性和系统性的实验教学体系。
3 专业知识体系构建
3.1 知识体系结构 知识体系包括基础知识层、技术基础知识层和专业应用知识层等三个层次。各层结构中又包括知识领域、知识单元和知识点三级内容,一个知识领域包括若干个知识单元,一个知识单元又包括若干个知识点。依据专业定位、专业特色确定各层次的核心课程主线,并研究课程间的支撑关系。其知识结构如图1所示。
以集成光电子器件制造和无线传感网光电子系统设计为特色专业方向,构建与产业对人才需求相适应的特色知识体系。
①建立适应社会发展需求,厚基础、宽口径、按大类培养的人才培养模式。在总学分减少的同时,加强数理基础和实践环节,重视综合素质培养,为学生继续攻读硕士/博士学位以及终身学习奠定宽厚的基础,培养相应的能力。
②强化数学和自然科学基础,构建学科大类的公共基础课程平台和具有一定特色的核心课程体系。
③建立课程选择机制。规定通识教育模块、基础教育模块和专业方向模块的必修学分和选修学分,学生可按专业方向在若干门课程中选择课程。
④加强实践教学环节。增加课程设计的门类,拓展专业实验内容,重视仪器设备的操作使用技能。构建包括基础型实验、综合设计型实验和研究创新型实验的三层次教学实验体系。
⑤调整课程体系学分比例。通识教育基础课程比例占总学分的35.0%,学科基础课程和专业课程比例占39.6%,实践环节占25.4%。
3.2 知识体系特点 根据人才培养目标的具体内涵,建立以能力培养为核心,分层次、多模块,具有科学性、系统性的实践教学体系,突出两个符合度。
根据人才培养目标和工科学生综合实践性教育的具体内涵,按照由浅入深,不断深化的教学规律,建立以能力培养为核心,分层次、多模块,具有系统性的实践教学体系。实现与学校办学定位的符合度,与国家战略性产业结构调整对光电子人才需求的符合度。满足国家对创新型人才的需求。培养创新意识和思维。按照继承(原理性)——归纳分析(综合,批判)——创新(科研对教学的支撑)的思路设计实践体系。
实践环节主要包括课内实验教学、独立设课实验、专题实践、专业综合实践、社会实践、综合素质训练、创新训练体系、军事训练等。
3.3 理论教学、课程设计与专业实验间的相互支撑关系
3.3.1 理顺实践教学与理论课程的关系:实践教学与课程是互补关系,课程抽象知识可在实验中直观反映;实验中发现的新现象如何用理论来解释;实践既针对课程内容(基础课程),但不完全依赖于课程,而依赖于课程体系,知识领域,知识点设立(专业课程,独立设课实验,综合课程设计)。
3.3.2 课程设计与理论课程的关系:课程设计依据专业定位(光电子器件,系统)和核心课程体系设置。
电子类“亲如一家”
在国内,像北大、复旦、南开等很多大学都有一个招生大院――信息科学技术学院,里面光计算机专业就可以招来上百甚至几百学生。相形而言,其他带“电子”字眼的专业招生规模就小多了。但你可能有所不知,严格来说,计算机和电子类各专业的具体方向并不相同,而且是从一开始就确定了它们之间“隔行如隔山”。
以我所在的南开大学信科院来说,当时共有六个系(后来又有增加),计算机、自动化从大一开始上高数这类大课时便在一起,而我们的微电子则与电子、电信、通信在一起上大课。第一学期的课程还没觉得有什么不同,第二学期就忽然感到了差异:我们四个系要上物理(一),力学、电学两门课程单上,期末考试则综合在一起才算是完成了物理学分(坑爹啊有木有),而计算机和自动化则不用学那么“没人性”的课程――物理从高中到大学的跨越,不像从初中到高中那样只是深化一下的重复,而是翻天覆地的变化,因为高中几乎不会把微积分用在物理上,但大学的物理从一开始就要用到高数思维,需要快速适应。
也就是从那时起,计算机和自动化越来越偏重于智能方面,比如计算机语言类课程,而我们这些不是带电就是带信的系,则越来越走近物理,连相关数学科目也和前者有所不同。以我的眼光来看,我觉得在这一阶段,后者的课程,无论是物理还是数学(如数理方程),都相对要难一些,语言则相对容易掌握(反正大家都要学C++,汇编语言的学习也只是先后之分而已)。不过,大二的模拟电路和数字电路,则是所有信息学院的学生都要学习的真正与自己专业开始挂钩的基础课程,绝对的基础。
这里不妨多说一下这两门课程,如果做个比喻的话,模拟电路是“现实主义”,而数字电路则是“理想主义”。模拟电路更务实,需要计算真正的量;而数字电路更像是玩“游戏”,注重于算法的设计。所以数字电路相对简单一些,实验也更加好做,因为只要思路清楚,电线插头接对地方,很容易做出结果;而模拟电路的实验则多数要靠示波器的“帮忙”(对我来说示波器总是起到帮倒忙的作用)。
大二可以说是进一步分化专业方向的一年,计算机和自动化仍然向着智能方向迈进,向着计算机应用靠拢,而电子类专业则一边要继续苦逼地学习热学、光学和原子物理学三门综合到一块才完成的物理(二),一边要跟各种电路和电子器件打交道。
到了大三、大四,不要说电子类和计算机不同,就是电子类几个专业内部,也开始了专业定向学习。这时,出乎我的意料,微电子是与通信划在一起,电子则与电信在一起。除了概率论、固体物理、量子力学、verilog语言、计算机理论、信号与系统这些还有一定交叉的课程,我们的微电子还有一门“绝技”,一门无论是题目里的数字还是计算出来的数字都堪称天文数字的课程,一门基本不是建立在实验基础上而是靠人为设定理论、公式的课程,那就是半导体物理。什么,你觉得可以混过去?对不起,你想做一个合格的微电子专业毕业生吗?或者你想再进一步深造学习微电子吗?那么请一定学好半导体物理,因为它是各高校考研中专业考试的重要内容。
这里插播一个花絮,也不知是我们半导体物理教材的用胶不好,还是我们过于刻苦,抑或兼而有之,到了期末的时候,几乎每个人的这本教材都散了架,迎风能飘出好多页……
当然,到了这个时候,每个系都会有自己的“独门绝技”,我就听说电子专业的一门数学选修课有很多人听不懂。
学习方面的情况大致如此,其他方面,八卦一下,信息学院里男女生的比例体现了理科的一般水平。比如四五十人的一个系,差不多有十来个女生,其他都是男生,比例小于1/3而大于1/4。但和文科生不同,直到大四,这十来个女生中也只有少数几个有BF。也许现在要开放一些,但我觉得应该和以前没有太大变化,因为课程压得很紧,每天自习室、教室、宿舍三点一线的生活实在少有多余的空间和精力花在学习以外的方面。而且理科MM,你懂的……
那么你说,为什么这个大学要上得如此辛苦?那些课程不求明白只求考试通过混下来行不行?对此我可以很痛快地回答:不行。大学的课程绝不是混一混就能过去的,至少理科不能混。混的结果,比如我们系大一第二学期末,一个男生因挂科超过15学分而被劝退,大二又一个男生因挂科累积超15学分被劝退。其他系也都有被劝退的人。至于考试前,老师是会划范围的,可即使如此,对题目内容也要理解才行,不理解就凭死记硬背,很有可能背不出来。
另外,我毕业的时候微电子还算是理科,不晓得现在有没有变化,一般来讲电子类专业大多数是工科。
总之,电子类专业这么多年来始终都比较热,招生人数也比较多。但是否适合学习电子类专业,因人而异。建议在填报志愿之前,先具体查询一下,再确定自己的志愿会更好。
电子类专业小百科
各高校信息科学技术学院的具体专业设置有所不同,专业数量或多或少,有的会有合并或细化。而像清华、天大这样的理工见长的院校电子类专业设置更加有所不同。总之,大体上为分以下几个专业:
电子科学与技术(电子) 培养学生掌握电子科学领域的基本理论,具有较强的电子系统和光电子系统的设计、制造与相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发等综合技能,掌握信息提取、处理与显示技术,及相关材料、器件的研制和应用技能,能够从事电子科学与技术的研究、开发工作的高级专业人才。主要课程有信息显示技术与系统、信息传输技术、图象处理、光电子学等。
推荐院校:西安电子科技大学、北京大学、清华大学、复旦大学、电子科技大学等。
电子信息科学与技术(电信) 使学生系统掌握电子信息科学领域的基本理论,具有较强的电子系统设计、分析与解决问题的综合技能,胜任在通信、微波、网络、信息检测与控制等领域从事科学研究与技术开发等工作。主要课程有信号与信息系统、数字信号处理、电磁场理论等。
推荐院校:西安电子科技大学、电子科技大学、清华大学、北京大学、复旦大学等。
微电子 培养具有坚实的数理基础,系统掌握微电子专业基础理论和实验技术,掌握集成电路、集成系统及新型半导体器件的设计方法和制造工艺,熟悉电子技术和计算机技术,具有在微电子学领域从事研究、设计与开发能力的高级专门人才。主要课程有半导体物理、集成电路分析与设计、晶体管原理等。
推荐院校:清华大学、复旦大学、北京大学、上海交通大学、南开大学等。
通信工程(通信) 培养学生具有坚实的计算机、外语和数理的基础,系统掌握现代通信方面的专业知识,具有较强通信系统分析与研究能力,能够从事现代通信系统的设计,开发和研究的高级专业人才。主要课程有计算机通信、宽带网络技术、多媒体通信、信号与系统等。
推荐院校:清华大学、西安电子科技大学、北京邮电大学、电子科技大学、华中科技大学、北京航空航天大学等。
电子信息工程 培养具备电子技术和信息系统的基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高等工程技术人才。
推荐院校:清华大学、西安电子科技大学、北京邮电大学、电子科技大学、华中科技大学等。
信息安全 一门新的交叉性学科,培养具有扎实的信息安全基础知识,掌握计算机与网络技术、网络与大型信息系统安全技术、安全管理与信息安全法律法规等专门知识,能够从事计算机网络与大型信息系统安全设计、工程开发与系统管理,信息安全理论与法律法规研究的高级专门人才。
本专业培养掌握微电子学专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能,能在微电子学及相关领域从事科研、教学、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的高级专门人才。
微电子专业就业方向
电子类企事业单位:半导体集成电路芯片制造、产品检测、产品封装、版图设计、质量控制、生产管理、设备维护及技术研发。
学生可选择到中、高等职业院校从事专业教学和管理工作,或到集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等信息科学技术领域从事研究、开发及管理等工作,也可选择微电子科学与工程、固体电子学、通信、计算机科学等学科继续深造,攻读硕士研究生。
微电子专业的就业前景怎么样
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0104-02
一、引言
常州大学电子科学与技术专业的办学定位是:结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识、熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。主要面向长三角地区微电子、新能源和新兴光电行业。
二、专业现状
1.社会需求情况。目前,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次设计人才的短缺。
2.师资力量。本专业共有14位专职教师,其中教授1位、副教授3位,高级职称教师比例为28.6%,具有博士学位的教师9位,占比64.3%,另有4位教师博士在读,即将毕业。
3.科研情况。现有实验设备资产超过300万元,近五年来,获国家自然科学基金项目2项,市厅级以上项目4项,累计科研到款70余万元。发表三大检索论文50余篇、申请国家发明专利10余项。
4.课程设置情况。根据专业培养目标,课程设置时注重协调基础课、专业基础课和专业课之间的学时比例,并且加强实验教学环节,对于培养学生的专业知识和动手能力是十分必要的。主要的专业基础课有:模拟电子技术、数字电子技术、量子力学、数学物理方法、热力学与统计物理等课程。主要的专业课有:固体物理、半导体物理、半导体器件物理、MEMS技术、集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析等课程。实验环节有:基础物理实验、近代物理实验、专业实验、模拟电路实验、数字电路实验。
5.人才培养。本专业培养的学生,既有一定的数理基础,又具备凝聚态物理、材料物理、微电子技术等专业的相关知识,在薄膜制备、微电子工艺、电子技术产品的研制开发以及在边缘学科与交叉学科领域内就业的机会较多。近年来毕业生就业率一直超过95%,学生最近在人才市场应聘的反馈信息说明,我校本专业的学生与其他院校同专业的学生相比,就业有一定竞争优势。另外,考取硕士研究生的人数逐年在上升,近5年,共有37名学生考取了南京大学、东南大学、上海交通大学、苏州大学、山东大学、华中科技大学、上海大学、江南大学、北京工业大学等校相关专业的研究生继续深造,其中2011年、2012年和2013年考研录取率分别达到12.3%、15.9%和24.2%。
三、在专业建设方面,存在的主要问题有
1.师资力量仍然比较薄弱,教师专业结构还需要进一步优化和调整。主要体现在高级职称的教师比例仍然较低,教师专业结构较分散且偏物理,具有微电子或半导体领域研究背景的教师较少。原因就在于:(1)本专业属于热门专业,全国相关的企业众多,对高层次研究人员的需求较大,而培养相关专业研究生的院校相对较少,研究生毕业的规模还满足不了企业的需求。(2)企业给出的薪酬待遇较之高校要高出不少,这也是造成引进不到具有专业背景教师的一个极重要原因。(3)近一半教师是从事理论物理方面的研究工作,与电子科学与技术专业的工科背景相差很大,很难为专业建设提供必要的支撑。因此,需要进一步调整教师的专业结构。
2.科研平台和专业实验室建设仍需大力加强。物理学科在校内是属于弱势学科,不仅缺少高层次领军型的学术带头人,而且教师的科研水平还有待提高,因此面临着科研经费少、科研设备缺、科研氛围不浓厚等问题,科研平台的建设也存在着巨大的压力。虽然近年来专业实验室的建设取得了一定的成效,购买了一定数量的实验设备,基本满足了本科学生专业实验、毕业论文和研究生科研的需要,但仍然面临与实际生产联系不紧密、设备利用率低、维护人员缺、维护经费少、管理制度不完善等问题。
3.专业的教育质量有待进一步提高。电子科学与技术专业的教育质量、招生规模和培养方向与市场的关系是一种相互制约、相互相成的辩证关系。教育应该适应社会的发展需要,在社会需求和市场调节的作用下,如何提高教育质量是一个重大和综合性的课题。在这方面存在着:(1)缺少具有专业知识背景的教师,课程设置不规范,不是按需设课而是“因人设课”。(2)教材选择和讲授内容没有统一标准,仍然是“因人而异”。(3)课程知识讲授与实际生产联系不紧密,容易造成“照本宣科”的现象;(4)学生学习多以“自我为中心”,学习目的不明确、缺乏学习动力、对专业认识不够、毕业去向不明等问题。因此,必须从“教”与“学”两个方面来抓“质量”,只有经过“教”与“学”双方的协调发展,才能保证教学质量的提高。
4.专业实验教学环节有待进一步加强。专业实验的教学能使学生掌握实验知识和实验设备的使用,提高学生的动手能力和实践能力。从近几年学生的就业情况看,专业实验为学生就业打下了良好的基础。但是目前出现了专业实验开设数多、教学学时长、所需教师多,而教师个人工作量少、无人愿意承担实验课程等问题。
5.毕业生的就业导向有些许偏离。由于近几年毕业生的就业主要面向光伏企业,而且就业形势良好,这直接导致下面几届的学生认为本专业是面向光伏企业就业的,甚至有些老师也有同样的看法,这就限制了学生的就业面,也会使就业形势容易受到国际国内大环境的影响,而电科专业的学生培养和就业应当是面向整个微电子行业的。
四、专业建设措施
1.师资队伍建设。师资队伍建设是一切工作的基础,因为专业人才培养质量和科研水平全部依托于此。师资队伍建设应外引内培相结合,坚持以引进具有博士学位的高层次人才为主,并且重视制度设计,形成一整套卓有成效的人才引进、使用、培养和激励机制。(1)引进的人才应能满足电子科学与技术本科专业以及凝聚态物理、光电信息材料硕士点建设的需要,可定位于引进具有半导体材料与器件、集成电路设计、MEMS技术等领域研究背景的年轻博士,其中主要以引进半导体材料与器件领域的人才为主。考虑到专业的长远发展,应尽可能引进实验研究人才,相关的学科有物理学、材料科学与工程和电子科学与技术等。(2)在人才引进后的使用上应明确其主要任务是科研和专业建设,有计划地为其搭建科研设备。(3)制定科学合理的考核和奖励制度。人才引进工作应主动出击,按需引进,省内外相关的院校有:南京大学电子科学与工程学院、中科院上海技术物理研究所、苏州大学、华东师范大学信息科学技术学院、南京航空航天大学理学院等。
2.科研平台建设。好的科研平台是吸引优秀人才加入的一个关键因素,也是提升整体科研水平的重要保证。而目前的现状是投入到科研平台建设的经费较少,这有多方面的原因。不过,《常州大学“十二五”事业规划发展纲要》中明确提出要建设多学科协调发展的学科体系。因此,我们应加强科研平台建设与专业实验室建设的融合,使基础科研平台不仅能满足电子科学与技术专业本科生的毕业论文需求,而且能满足凝聚态物理和光电信息材料专业硕士生、相关教师的科研任务,以科研带动教学。
3.课程建设。课程建设是教学质量提高的保证,可以从以下几方面进行:(1)专业课的开设必须满足专业发展的需要。为此,教研室应认真讨论每一届学生的培养方案,根据市场需求、人才引进等情况及时调整培养方案。可以新增一些与专业、就业联系紧密的课程。(2)注重教材的通用性、经典性和新颖性。选择本专业多数院校都采用的教材。经典教材是国内或国外在本专业学习中长期使用并得到公认的优秀教材。学生通过经典教材的学习能够较为全面、系统地掌握所学的知识并提高分析问题、解决问题的能力。教材的新颖性是指新版和再版教材包含有本专业的最新知识和技术的内容,学生通过新版教材的学习能够了解当今世界上本专业领域中的最新知识和发展方向,拓展知识面。(3)为了解决目前出现的课堂讲授“照本宣科”、书本知识与实际生产联系不紧密等问题,可以考虑有计划地、有选择性地选派专业课教师下企业锻炼,提高教师的实践能力。
4.专业实验教学环节。针对目前专业实验中出现的问题,可以考虑大型设备的相关实验课仍由原先的几位老师承担,其余实验课由新引进的博士上,适当增加实验课教学的工作量。此外,除了目前已开出的专业实验,应充分利用已购买的设备,开设与企业生产工艺相关的专业实验,学习与制备一些半导体器件,同时应投入经费、人力,保证有专人负责维护、保养这些设备。
5.专业思想教育。专业课教师、系部负责人应加强对低年级学生的专业思想教育,使其对专业有清楚的认识,引导学生做好专业规划,明确学习目标,尽早准备。可以通过教师讲座、请已经工作或读研的同学参加座谈会、进企业参观实习等形式开展专业思想教育。
参考文献
【中图分类号】G642
【文献标识码】A
【文章编号】2236-1879(2018)13-0021-01
引言
近几年,我国集成电路行业发展迅速,加之《国家集成电路产业发展推进纲要》的拟定也为其发展奠定了一定的发展方向,最后提出对芯片、制造以及材料准备过程中应尽量做到全产业链布局。争取在20年后达到国际先进水平,实现跨越式发展。作为信息发展中的一部分基础内容,微电子信息可以说是信息发展的核心内容。新形势下,微电子制造业人才供给逐渐平衡,传统人才教育模式中的问题也开始逐渐显露出来。就当前发展形势来说,在微电子制造业方面其深度已经研究到lOnm之下,半导体的相关物理效应也不断涌现,其发展方向不断朝着量子力学的方向发展。但在技术不断发展的过程中,也必定会在一定程度上给微电子教育带来调整,如今的教学应当将对人才需求的分析、技术的发展作为教育领域研究的一项重要内容。
一、微电子科学与工程专业人才培养的不足
(一)忽视实践,课程不足。以往的教育模式中,教师往往过分重视对学生基础方面的培养,在微电子科学教学过程中进行了大量的基础理论教学,缺乏实践教学。在理论教学过程中掺杂了一些学时实验的内容,但基本上都是基础性验证,与企业所需的实际能力存在较大偏差。就目前半导体企业的发展形式来说,很多半导体制造企业都需要员工具有一定的半导体生产线实践能力,可以进行基本操作,熟悉工艺流程。但该技能在教学过程中严重缺失,很多的大学校园也并未给学生提供良好的实践环境,甚至有些大学由于学生人数众多,校内的实习场地不对本科生开放,只有读研的学生才有机会参与实践。导致学生对半导体工艺设备不够熟悉,缺乏实践经验,在实习工作当中需要企业对其进行二次培训才能够正常参与工作。这便在很大程度上增加了企业的用人成本,教育效果与实际应用严重脱节。
同时,学习内容涉及的范围不广,与国外宽口径、多融合的教学体系存在很大差距,拓展性较弱,在很大程度上也限制了学生的就业面。
(二)再学习能力培养方面薄弱,笔者通过实际调查,对微电子制作企业进行了解发现,如今大型企业基本上都对人才十分重视,基本上都已经认识到人才资源是企业的核心竞争力。学生再学习能力是企业所关心一项重要技能,是实现企业发展与创新的重要内容。我国高校当前的教育形式来看,在学生学习能力的培养方面相对薄弱,基本上都将这部分内容融入于各种课程当中,利用实验等方式展开培养,培养内容不够集中,效果也不够显著。
二、专业人才培养改进措施
(一)提供實践机会,发挥桥梁作用。实验室是大学生进行实践锻炼的基础平台,可以给学生提供良好的实践环境。让学生在接触实际设备的同时对理论部分有一个更深的了解。学生毕业前进行生产线实训,综合运用微电子工艺知识,对半导体的工艺流程进行设计,在本校实验室中对工艺流程以及器件生产设备有更多的了解,切实提高操作实践能力。
学校应当充分发挥出桥梁作用,与企业合作,为学生搭建一个良好的实践平台,发挥企业的设备优势,为微电子专业的学生提供一个更好的实习平台。并将校内外实训平台充分结合,形成校内外联动,全面提高学生的实践能力。
(二)优化培养模式,实行开放式教育。在实际的教学过程中,还应当对学生的能力与学习特点进行充分考虑,制定更加符合学生发展的培训策略,并利用差异化的方式对学生的学习状况进行测评,让学生找到自己突破点,提高个人能力,在课程构建方面,考虑学生个性化发展,采用开放式的体系为学生提供一个更好的学习环境。可制定几个必须的课程作为必修课,而其他的课程可完全根据学生的发展以及爱好来进行选择,进行深入研究。
三、微电子产业发展新方向
(一)材料的发展。微电子制造工艺不断更新、集成度越来越高,过去应用较广的硅胶材料已经无法满足纳米器件的应用需求,逐渐向氮化镓等新阶段的半导体过度,在此过程中,已经陆续出现了石墨烯、碳纳米管、氧化铪等很多新型的半导体材料。并且量子材料也呈现出与传统材料不同的性质。新材料的发展也在很大程度上行推动了新工艺的发展。所以会说,新材料也是电子产业发展的一个必然趋势。
(二)绿色微电子技术的应用。目前,我国微电子产业发展迅速,同时,也存在种种弊端,集成电路的广泛应用给人类生活带来方便,但随着其产量的提高,同时也增加了功耗,这就要求我们必须加强绿色微电子技术的应用,以降低功耗,而新材料,新工艺的应用都会给发展绿色微电子技术带来新的方向。