面向国家急需,构建“三位一体”集成电路人才
0 引言
集成电路芯片是电子设备的核心。新世纪以来,我国集成电路产业得到了蓬勃发展。但由于集成电路技术进步和市场变化迅猛[1],我国高端集成电路一直依赖进口,严重影响国家经济和国防安全。而复合型创新人才的严重不足是制约我国集成电路产业追赶超越的关键之一[2]。
西安电子科技大学作为我国集成电路本科人才培养规模最大的高校,对集成电路本科人才培养实施了15年的研究与改革,制定了以技术发展和产业需求为牵引的人才培养规划体系[3],率先构建了“理论课程-实践能力-创新素质”“三位一体”的集成电路复合型创新人才培养模式[4],应用效果显著。本研究成果荣获2018年高等教育类国家级教学成果一等奖。
1 改革理论课程体系,践行“基础与应用多元融合”的理念
集成电路本科专业在我国仅有十五年发展历程,受历史起源的影响,或继承于半导体物理与器件专业,或继承于电路与系统专业,原有的课程体系难以满足集成电路技术高速发展的需要(集成电路技术平均每18个月更新一次)。这使我们清醒地认识到要培养出符合国家需求的集成电路本科人才,就必须根据集成电路技术发展的特点,建立知识体系,以培养学生主动适应集成电路技术高速发展的需要。
1.1 构建“基础理论”“技术贯通”和“系统应用”三层次理论课程知识体系
以集成电路产业需求与技术发展趋势为牵引,借鉴国外一流集成电路专业的培养方案,打破基础理论课程边界,注重课程之间的内在关联及集成电路的时序性。在传统半导体物理与器件专业课程基础上,有机融合并改造电路与系统专业的相关课程,建立了贯穿物理、器件、电路到系统的集成电路专业课程体系,将本科课程整合为“基础理论”“技术贯通”“系统应用”三个层次课程体系。(如图1所示)。
图1 “三层次”的集成电路本科专业理论课程体系
1.2 建立交叉融合的课程模块
注重继承与创新,充实基础理论课程模块,在基础理论课程模块的基础上建设模拟集成电路、数字集成电路、半导体光电子器件、半导体传感器MEMS技术、射频电路基础、功率集成电路、硬件描述语言与可编程器件等7门技术贯通类课程模块,有效地实现了从基础层到应用层的多元融通,增强了学生对产业快速发展的适应性;同时,为满足集成电路产业从电路向系统发展的趋势,提升学生在集成电路交叉产业领域的竞争力[5]。建设了通信系统原理、计算机原理与系统设计、数字信号处理和物联网技术等4门系统应用类课程,强化了应用课程与理论之间的知识关联,避免专业分割,真正实现了知识的跨界交叉融合。
1.3 构建专业化的教学团队
经过多年的教学改革与实践,我们建成了一支师资梯队结构合理、办学优势突出、学科特色鲜明、教学与科研成果丰硕的120余人高水平师资队伍[6]。其中,以院士、长江学者为引领,教育部新世纪优秀人才和精品课程负责人为中坚力量,具有博士学位的教授/副教授为骨干的集成电路课程省级优秀教学团队2个,先后承担省部级教育教学改革项目9项,发表集成电路人才培养相关的教改论文19篇;出版前沿知识教材13本,其中3本被选为“十一五”规划教材,4本被选为“十二五”规划教材,《半导体物理》与《半导体器件物理》获批省级精品资源共享课程;获得省级教学成果特等奖、全国多媒体课件大赛一等奖、省级优秀教学成果二等奖、省级教学改革成果一等奖、西安电子科技大学优秀教学成果特等奖、优质教学质量一等奖等多项,显著提升了集成电路本科专业的教学质量。
2 改革实践能力训练体系,实施“三阶段”校企合作培养
集成电路实验平台投资大、运行维护成本高,高校教师企业工程经验相对不足,这些都导致开展综合性工程训练的硬件条件及师资不足。针对这一问题,我们深刻地认识到必须与企业密切合作开展实践能力培养,实现双赢。建立“三阶段”的校企合作培养模式(如图2所示)。目的就是深入调研产业需求,从基本技能训练、综合能力训练到工程实训阶段,企业参与度由浅入深,特别是工程实践阶段实现了与企业员工培训的同步化,使集成电路本科生的实践能力达到了企业和行业的高层次需求。
图2 “三阶段”的校企合作培养模式
2.1 基本技能训练阶段
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