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(duì)航空航天技術(shù)、國(guó)防現(xiàn)代化乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)都會(huì)產(chǎn)生深刻的影響[1]。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展直接依賴(lài)于半導(dǎo)體材料和集成電路制造工藝的開(kāi)發(fā)和利用。隨著國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體工業(yè)尤其是半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)制造及封裝測(cè)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(gè)緩慢的過(guò)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(zhuān)業(yè)成立于2005年,半導(dǎo)體制造工藝是該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置的除集成電路設(shè)計(jì)之外另一個(gè)重要人才培養(yǎng)方向。微電子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)所屬的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室在三次中省共建及多次校內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目的大力支持下,硬件設(shè)施已占有一定的優(yōu)勢(shì),尤其是半導(dǎo)體工藝實(shí)驗(yàn)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(bǔ)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(wú)法進(jìn)行工藝實(shí)訓(xùn)的困局,多次受到兄弟院校同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同與贊譽(yù)。本論文結(jié)合我校微電子科學(xué)與工程的專(zhuān)業(yè)特色,以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)轉(zhuǎn)型對(duì)應(yīng)用型人才的實(shí)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(huì)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(zhǎng)能力奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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(jì)制備和集成電路封裝測(cè)試為紐帶,設(shè)置理論與實(shí)踐有機(jī)融合的課程體系、加強(qiáng)“雙師”型師資隊(duì)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(guó)高校微電子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求,專(zhuān)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(shí)驗(yàn)設(shè)施方面,半導(dǎo)體工藝設(shè)備價(jià)格昂貴、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高居不下,且實(shí)驗(yàn)室安全等級(jí)較高;在師資隊(duì)伍方面,青年教師基數(shù)龐大、經(jīng)驗(yàn)不足,部分教師缺乏實(shí)踐能力,同時(shí)責(zé)任心也有待提升。在考核機(jī)制方面,考核主體對(duì)考核客體的態(tài)度、應(yīng)用能力和實(shí)際技能只能主觀認(rèn)定,沒(méi)有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)?;谝陨蠁?wèn)題,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。
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(jì)、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(kāi)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(guò)程需加大理論與實(shí)踐結(jié)合力度、增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練。然而,在實(shí)際人才培養(yǎng)過(guò)程中,因受培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)模式和師資隊(duì)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(huì)發(fā)展的實(shí)際需求。下面結(jié)合西安郵電大學(xué)的實(shí)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。
作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè),沒(méi)有找準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)方向定位,導(dǎo)致其教學(xué)內(nèi)容沒(méi)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(zhuān)業(yè)學(xué)生沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(duì)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(duì)高等教育發(fā)展的新形勢(shì),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(zhuān)業(yè)以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心、強(qiáng)化實(shí)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(duì)、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(zhuān)業(yè)特色、創(chuàng)建專(zhuān)業(yè)品牌,促進(jìn)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)水平的整體提升。
應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)在強(qiáng)調(diào)寬泛扎實(shí)的理論基礎(chǔ)上,應(yīng)更注重工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),關(guān)鍵在于推進(jìn)實(shí)踐平臺(tái)可持續(xù)的開(kāi)放性[3]。在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容方面,以開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、競(jìng)賽項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),擺脫理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)程的約束,通過(guò)學(xué)生自主完成;如若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,由老師組織學(xué)生共同探討,可充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)室管理方面,實(shí)驗(yàn)室全天候開(kāi)放,采用“傳、幫、帶”運(yùn)行模式,高年級(jí)學(xué)生管理低年級(jí)學(xué)生,達(dá)到學(xué)生自行管理效果,從而實(shí)現(xiàn)有條理、有層次的開(kāi)放式管理。在設(shè)備管理方面,設(shè)備專(zhuān)人負(fù)責(zé)、貴重設(shè)備專(zhuān)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(yùn)行,有利于各種實(shí)驗(yàn)的順利展開(kāi)。在評(píng)價(jià)機(jī)制方面,兼顧定性與定量相結(jié)合、結(jié)果與過(guò)程相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評(píng)相結(jié)合的原則,不斷完善實(shí)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(lì)探索的多元實(shí)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(shí)際技能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)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。
應(yīng)用型半導(dǎo)體制造工藝人才要求師資隊(duì)伍的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力很強(qiáng)。為提高青年教學(xué)的理論實(shí)踐教學(xué)水平,實(shí)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(duì)青年教師進(jìn)行指導(dǎo);定期組織各種經(jīng)驗(yàn)交流、教學(xué)研討,對(duì)教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行討論。通過(guò)對(duì)教學(xué)過(guò)程的觀摩學(xué)習(xí),青年教師之間互相聽(tīng)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(lì)青年教師參與各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng),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(shí),學(xué)院不斷地引進(jìn)人才、鼓勵(lì)教師走出去,培養(yǎng)一批理論水平高、實(shí)踐能力強(qiáng)的“雙師”型教學(xué)隊(duì)伍,在滿足課程教學(xué)內(nèi)容順利開(kāi)展的同時(shí),有助于提高教師的工程化能力。
半導(dǎo)體制造工藝人才的培養(yǎng)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,需要學(xué)生既有精湛的理論知識(shí),又有過(guò)硬的技術(shù)實(shí)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(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)實(shí)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(guò)《半導(dǎo)體工藝仿真》、《新型材料器件》和《半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)》等實(shí)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(duì)理論知識(shí)的理解,也有效地鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。同時(shí),通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開(kāi)放性實(shí)踐教學(xué),可充分調(diào)動(dòng)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(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新思維的微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
按照高等院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才實(shí)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(shì),完善微電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。2008年,我校微電子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)成立了微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,下設(shè)微電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、集成電路工藝仿真實(shí)驗(yàn)室、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)室、微/納材料器件實(shí)驗(yàn)室和微/納器件測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)室,基本具備完整的半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)踐平臺(tái)。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(wú)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(shí)訓(xùn)基地,有有助于補(bǔ)充實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的短板,使學(xué)生在掌握半導(dǎo)體制造工藝基本知識(shí)同時(shí),還能了解行業(yè)內(nèi)實(shí)際面臨的實(shí)際問(wèn)題,從而培養(yǎng)應(yīng)用型人才的工程思維方式。
實(shí)踐教學(xué)考核體系是考察學(xué)生的動(dòng)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(shí),在實(shí)踐中分析和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)教育領(lǐng)域由于實(shí)踐教學(xué)成本條件高、經(jīng)費(fèi)得不到保障導(dǎo)致考核主體對(duì)實(shí)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(guò)程中,根據(jù)所開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、制備工藝、參數(shù)測(cè)試和性能等指標(biāo),兼顧定性與定量相結(jié)合、過(guò)程與結(jié)果相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評(píng)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(lì)探索的多元實(shí)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(shí)際技能,為提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提供可靠保障。
本文根據(jù)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的實(shí)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(shí)踐平臺(tái)為載體,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)運(yùn)行形式,不斷地優(yōu)化整合實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、提升育人水平,完善實(shí)踐教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)和制度體系。同時(shí),通過(guò)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(zhuān)業(yè)學(xué)生從事微電子器件和集成電路分析、設(shè)計(jì)、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(zhuān)業(yè)提供開(kāi)放共享服務(wù),發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。