创新人才培养实践教学平台的构建研究

谢德英 陈弟虎 邓少芝 庞志勇

摘 要：从专业人才的知识结构特点及学校人才培养定位出发，结合“厚基础，宽口径，多样式”的教改理念，构建微电子人才培养的实践教学平台，较好地突出专业特色，推动了创新人才培养。

关键词：创新人才；实践教学；微电子学

中图分类号：C961；G642 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2015）25-0006-02

一、引言

创新，是国家得以持续发展的保证。近年来，国内许多高校都纷纷进行创新实践教学模式的改革，根据各自的办学层次和人才培养目标，培养各具特色的高素质人才和创新人才。我校作为“国家集成电路人才培养基地”之一，在微电子人才培养方面肩负着重要的使命。尤其是创新人才，是微电子高科技产业得以快速持续发展的保证。因此，围绕创新人才培养这个中心任务，“IC人才培养基地”在本科实践教学平台建设以及实验室建设等方面进行了改革与探索，结合“厚基础，宽口径，多样式”的教改理念，力求在创新人才培养方面突出专业特色，在近几年的实践中已取得了一些成效。本文将阐述有关这方面的一些思路与实践。

二、改革内容

从学科特点来看，微电子学是一门综合性很强的交叉学科，涉及物理学、材料科学、电子技术、信号处理、计算机技术、制造和测试等多个学科领域，同时微电子也是一门工程技术性很强的学科。随着微电子产业的蓬勃发展，微电子专业人才的培养也面临着更高的要求：更扎实的专业基础，更宽阔的专业口径，更强的实践能力和创新能力。从人才培养定位来看，我校作为研究型大学，以培养微电子学术型、学术复合型人才为主，并在工程教育中培养学术与应用复合型、高层次人才。因此，我们在总体构建实践环节的教学平台时，结合“厚基础，宽口径，多样式”的创新人才培养理念，强调学生在专业领域视野的广博和基础的深厚，相关学科知识的融合与综合应用能力，侧重培育具有高端前沿科技开发能力的创新人才和复合型人才。注重以下能力训练：实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、科技训练、社会实践、综合论文训练等多种形式。

1. 厚基础

创新能力的培养是一个厚积薄发的过程。实践表明，实验教学是学生掌握专业实验技能以及巩固专业理论知识的必要实践环节，也是培养大学生创新精神和创新能力的重要基础环节。为此，我校微电子学专业从2003年起多次修订本科教学计划，根据微电子学科的发展，制订独立完整的实验教学大纲，从基础训练到专业技能，构建与理论教学既相对独立又相互联系的专业实验教学体系。主要措施包括：（1）强化学生的专业实验技能，突出培养综合实践能力和创新意识。实验课程全部单独设课，每一门实验课程都要设定基础、综合、设计型的实验项目，明确各类型项目的教学要求和目标，满足固根基、求创新的学习认知过程。（2）创新人才要勇于探索科学前沿，因此，人才的培养也需要紧跟学科的发展。在实验教学改革上，融合学科发展方向，加强实验内容的更新，新增设了一批独具微电子特色的专业实验课程，如现代半导体材料与器件测试、ASIC集成电路版图设计、TFT器件模拟与设计等，以培养学生全面的专业实验技能。（3）改革传统教学方法与手段，激发学生学习积极性和主动性。我们多次整理编写、修订专业实验教材，通过对实验讲义、CAI教学辅助系统、数字化网络教学平台等多种教学资源进行一体化的设计，适应学生的个性、兴趣、爱好、能力、特长，提供多种形式的学习资源，达到了因材施教的人才培养目的。

2. 宽口径

微电子学发展极为迅速，它与其他学科结合诞生新的学科和产业增长点，也是21世纪的重要发展方向，如集成光电子学、微机械电子学、纳电子学等。因此，国家电子科学与技术专业教学指导分委员会在微电子学专业发展战略研究报告中指出，微电子人才应能适应这种跨学科、多学科结合发展的需求。实行“宽口径”的实践教学是满足高层次复合型人才培养要求，以及提高学生创新能力的有效途径。

（1）学科知识融合，培养综合运用能力。创新，是指在前人或他人已经创造成果的基础上，能够有新的突破。创新人才的基本特征应包括很强的好奇心和求知欲望，良好的自我学习与探索能力，拥有广博扎实的知识，有较高的专业水平等。可见，要提高学生的综合素质，特别是归纳、自学与探索能力，大学就必须创造利于人才培养的实践条件。在教学平台中，课程设计和科技训练是围绕这个目标而重点进行综合能力训练的实践环节。专业课的课程设计作为相关课程的后续内容，强调理论与实践的融通和运用，如电子信息类课程，工程能力的锻炼非常重要。因此，在数字信号处理与DSP器件、可编程逻辑器件原理与应用等技术应用类课程均安排课程设计，学生完成电路设计、焊接组装、程序设计、系统调试等全部实践过程。涉及的工程知识包括电子电路、计算机技术、控制技术、信号与系统、元器件原理等。通过综合设计型实验课题的练习，大大提高了学生的独立思考与综合分析问题的能力。科技训练环节包含科研训练和课外科技活动，注重拓展专业技能，初步培养科学研究与工程设计能力，以及创新意识，着重培育具有前沿科技开发能力的高层次人才。但能力的产生不可能一蹴而就，培养缜密严谨的科学研究思维需要有系统化的学习与实践过程。为此，我们采用以项目为载体，实验教学、科研训练和课外科技活动、毕业论文一体化的实践教学模式，引导学生拓宽视野，探索科学前沿。1）在实验教学中创设问题情境，激发求知欲望。兴趣是最好的老师，是激发学习潜能的重要动力。因此，在实验教学中，除了教授传统的专业实验技能外，还通过多种方式，如实验讲义、CAI辅助教学系统、网络教学平台等，有意识地针对可进一步深入研究与探讨的知识点创设问题情境，激发学生研究的兴趣。2）以项目为载体，创造科研条件。结合开放式实验、本科生科研项目、各类实验大赛等科研与课外科技活动，利用国家、省重点实验室科研优势，依托开放创新实验室和校内实习教学基地等平台，为学生创造科研条件。同时，运用在实验教学中学到的专业实验技能进行研究工作，对实验教学也起到相辅相成的作用，学以致用，成效特别明显。3）经过分析、归纳、总结，最后完成科研论文的撰写。一些研究工作还延续到毕业论文阶段，从而构成由实验技能学习、科学研究、综合论文训练等环节组成的系统知识学习体系。一体化的实践教学模式在专业知识结构前后衔接、融合相关学科知识、系统化研修等方面尤其适合创新人才的培养，如系统集成、模拟设计、器件工艺制造等高端技术研究人才在新模式下的实践能力和创新能力均得到了全面提高。如2005级微电子叶嘉莹同学在一体化的实践教学环境中完成了本科毕业论文，获得校级优秀奖，并以第一作者在SCI收录的国际刊物上发表了科研论文。2005级微电子毕业生90人中近40人成功考取了包括美国斯坦福大学、新加坡南洋理工大学、北京大学、复旦大学、西安电子科技大学、中山大学等知名高校的硕士研究生，选择继续在专业领域深造。

（2）搭建多学科实践平台，培养复合型人才。微电子产业是一个多学科交叉领域，人才的知识结构具有多学科交叉和工程技术性等特点。根据学科特点以及人才培养定位，从以下几个方面构建多学科的实践教学平台。1）实行跨专业选修实验课程。微电子专业学生可根据个人兴趣及发展，选修学院其他专业的实验课程，如近代物理实验、材料物理系列实验、光信息技术系列实验等。2）通过科研项目进一步拓宽专业口径。每年学生通过科研选题可直接参与导师科研项目的研究，包括物理、材料科学、光学工程、电子科学与技术等学科下各专业方向。如“光电探测器的开发”“氧化锌纳米管的制备及光电特性研究”等相关学科的课题。3）建立校内、校外实习教学基地，在实践中培养复合型人才。依托学科科研优势建立校内产学研教学实习基地，如半导体材料与器件测试实习教学基地、集成电路设计与技术创新开放实习基地；与企业合作建立校外生产实习教学基地，如中山大学-珠海南科集成电路实习教学基地、中山大学-南海奇美电子生产实习基地等。通过社会实践活动，拓展学生在科学研究、工程技术、企业文化与管理等领域的经验与能力，提升人才的综合素质。

3. 多样式

作为一门工程技术与应用性都很强的学科，微电子对人才的创新意识和实践能力也提出更高的要求。因此，在实践教学平台上丰富多种形式的实践条件可以为学生创造各种机会在专业舞台上一展身手。通过设立多种形式的课内、课外开放式的实践项目，如竞赛型、学术探索型、社会实战型、自我提高型项目，营造有利于学生创新能力成长的最佳环境和氛围，也让学生找到最适合自己的专业发展方向。为此，“IC人才培养基地”积极主办和参与各项校内外实践活动，为人才的培育播种施肥。比如，主办中山大学暨国家集成电路人才培养基地首届电子设计大赛，组织广东省大学生物理实验设计大赛，参与全国电子设计大赛等；同时申报并建立了校级的集成电路设计与技术创新开放实习基地和半导体材料与器件测试实践教学基地等。

三、实验室建设

实验室是学生开展实践活动的重要场所。为配合创新人才培养实践教学平台的建设，实验室在实践平台架构、实验条件建设、实验室管理等方面也进行了系列改革。在平台架构方面，根据我校微电子人才培养的两个主要方向，建立集成电路设计与集成系统应用、平板显示集成电路设计与制造工艺两个实践子平台，配套各自独立的教学实验室和校内实习教学基地，并分别在实验教学、科研训练和课外科技活动中形成课内课外一体化的实践环境。建立实习教学基地后，其最大的优势在于使得课外实践活动从运行机制、经费投入等方面得到有效保障。学校“985”二期、教育部基础学科条件建设、集成电路领域第二类特色专业等先后投入经费，购置一批先进的实验仪器设备，极大地完善了教学平台建设，推动高层次集成电路人才的培养。在实验室管理方面，实行开放式的门禁系统管理，实验室全天候开放。除了正常教学学期外，实验室技术人员在寒暑假期均实行轮值制度，保障了各项课外实践活动的顺利开展。

四、结束语

实践证明，构建“厚基础，宽口径，多样式”的微电子实践教学平台，推动了微电子高层次创新人才培养。我们将一如既往地进行教学改革与探索，不断完善实践平台的建设，为国家培养更多的高素质创新人才。

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