微电子专业人才培养改革思路探索

摘  要：如今欧美国家对于我国微电子行业发展的限制与针对力度日益加重，要想在此领域继续把握一定的国际话语权与地位，国内微电子行业人才培养是十分重要且关键的一环。因此，作为我国微电子技术行业人才的重要来源，高校微电子专业本科生的培养教育显得尤为重要。为从根本上保证高质量高素质的微电子人才培养与输送，该文针对这一形势以及国内当前教育发展的实际需要，结合当前高校微电子专业人才培养的实际情况，分析传统人才培养模式的不足和局限，讨论国内高校微电子专业课程设置、实验实习计划、教学课程的改革创新等问题，提出新时期、新局势下我国高校微电子专业课程体系的改革思路探索。

关键词：传统人才培养模式；新增；精简；实习；改革

中图分类号：C961        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）04-0152-05

Abstract： Nowadays， European countries are increasingly restricting and targeting the development of our country's microelectronics industry， in order to continue to hold a certain international discourse power and status in this field， the cultivation of talents in the domestic microelectronics industry is a very important and critical part. therefore， as a vital source of talents in my country's microelectronics technology industry， it is particularly important to cultivate and educate undergraduates majoring in microelectronics in colleges and universities. To fundamentally ensure the cultivation and delivery of high-quality and high-quality microelectronics talents， in view of this situation and the actual needs of the current domestic education development， this paper， combined with the actual situation of the current microelectronics professional personnel training in colleges and universities， the deficiencies and limitations of the traditional talent training model were analyzed， and the issues of curriculum setting， experimental practice plan， and teaching curriculum reform and innovation in domestic universities of microelectronics were discussed， this paper puts forward the exploration of the reform ideas of the microelectronics major curriculum system in our country's universities under the new era and new situation.

Keywords： traditional talent training model; new addition; streamlining; internship; reform

近年来，随着科学技术的迅猛发展，微电子产品的市场需求量逐渐攀升，尤其在手机芯片、电脑CPU、智能卡等高新技术方面的应用日益广泛，几乎覆盖国民产业、国防建设和家庭生活的各个方面。基于微电子产业高渗透性和实践性的特点，这就要求各高校加强对具有专业知识储备和实践技能的综合性人才的培养管理。而高素质的综合性人才不仅需要具备电子元件与材料基础理论知识、更要具备一定的材料特性分析、元件生产工艺编制、工艺故障分析和生产设备运行等能力。

微电子产业链如图1所示，这条产业链包括从材料制备、IC设计、封装设计、封装测试和PCB设计制造等一系列的流程，所以，学校在追求严谨理论教学的同时，更要注重具有工程性的实践教学环节。

一  微电子专业教育存在的问题

（一）  课程设置老旧，冗杂科目多

微电子行业发展迅猛，知识更新换代非常快。由摩尔定律我们可以知道，集成电路每隔18个月左右其性能便会提升一倍。但目前的课本多数都比较老旧，内容形式方面都比较概念化和固有化，虽然很经典，但是有很多新的知识没有及时补充进去，跟不上社会企业的发展变化，使得学生在对知识的理解与深入学习方面遇到了一些困难。同时，作为一门交叉型发展的学科，微电子专业设置的课程通常包含物理、数字、材料等诸多领域，各高校在该专业的课程安排上不太理想，把大量相关课程安排到一起，课量大，课程冗杂繁多，相似学科的交叠，很大程度上占用了学生的时间与精力。同时，在本科教学中，学生们通常只接触到最基础层面的知识，学的内容足够多但不够精，这就导致学生在对知识的理解与运用方面会较为片面，没有融会贯通以及辩证分析问题的能力。

（二）  对专业了解不够深入

现在的高校普遍存在的问题是在校学生对本专业了解甚少，并不知道自己所学专业会在什么地方应用，不了解自己毕业要干什么，需要掌握哪些必须的知识。通常学生们在大一、大二时期课程较为紧张，没有时间和精力去课下自己了解相关内容。而大三、大四时期又开始松散，对老师所讲的课程不认真听[1]。导致部分学生到了毕业时候才着急，但又发现自己根本不满足企业招收人才所需要的要求，不了解专业最新的前沿动态。到最后只能找个与本专业无关的工作。

（三）  只重课本，不重实验

实践对于一个工科生尤为重要，但是目前大学的主流教育模式还是纯理论式教学，缺乏对综合实验内容的合理安排，或者带领学生走马观花式地参观实验室，这样点到为止的参观性学习对学生起不到任何帮助，这样做割裂了理论和实践的结合，使得学生们学习到的知识只是停留在理论方面，不能运用到实际中去。若学生们只能接触理论，不能亲自动手实验的话，就不能验证自己所学的知识，不能在实际的操作中认识到自己哪方面有不足，那就会使学生只会纸上谈兵，最多将书本上的知识“继承”下来，发现不了现实问题的所在，严重制约了学生的创新。企业所需要的人才也是实际操作型人才，而不是只会理论知识的书呆子，我们需要培养学生的动手实践能力，才能满足市场的需求。

（四）  计算机软件课程的缺失

在当今的大学课程中缺乏对微电子专业相关的计算机课程的设立，目前所开设的计算机课程都是一些基本课程，如C语言、office操作等简单的公共课程。但是对于专业方面的计算机课程教育却少之又少，而现在企业所需要的人才不仅仅需要掌握理论知识，也需要很好地掌握软件知识，做到软件硬件相辅相成，才能满足企业的需求。

二  微电子专业人才培养计划改革的内容

（一）  精简筛选课程

应召集系里小组展开研讨会，认真探讨学生们所开设的课程是否合理，将重叠多余的课程砍掉，加强基础理论学习，补充好专业方面的相关课程，达到精简课程的目的。研讨流程图如图2所示。

要求做到课程相互补充，将部分重要专业课的课时延长，做到精讲细讲，务必做到讲懂听懂，不要因为课时不足而导致寥寥带过，让学生们不能充分吸收理解。多进行讨论学习、演讲式学习，充分激发学生们的课堂主观能动性，老师要多和学生们询问探讨，让学生充分理解微电子基础理论，明白内在机理。演讲学习具体思路如图3所示。这样既降低学生们在重复课程上所花费时间，又能提高学生们基础理论的扎实程度和学生们课余时间，一举数得。

（二）  加强专业了解

从大一开始就开设前沿微电子学科，挑选各研究方向不同的老师授课，让老师们分批次给同学们介绍当前微电子行业各方向的最新技术和前沿动态，使同学们刚踏入这个专业就对这个专业有一定的了解，并要求同学们课下自己查阅资料，了解并总结近两年内的动态知识，并制成ppt进行汇报，相关的参考文献不得少于10篇，在学期末逐个讲解自己在课下所了解的动态和查阅的相关内容。培养学生的信息筛选能力和关注学科前沿的良好习惯。

（三）  增加工艺实验环节

采用一带多的学习方式，将本专业老师所研究的方向做成表格，安排学生选取老师，让学生们挑选自己感兴趣的方向，流程如图4所示。通过将一个老师分配给多名学生的方法，可以让学生在课余时间参加到老师的实验室去观看并学习老师或师兄师姐如何做实验，在他们的指导下自己动手实验，学习如何操作机器、制作工艺以及进行实验，熟练掌握操作要领的同时还能为老师提供帮助。另外，学校还可以安排学生们出去实习，提前联系微电子相关行业的企业，分批进行实习实训，让学生们提前接触相关企业，积极实践。

（四）  “软硬结合”模式

微电子行业所需求的人才不仅需要会操作机器，掌握制作工艺流程的硬件学习，还需要学会进行模拟仿真的软件学习，在学习过程中，“软硬”都属于重要的组成部分，线上的软件学习可以让学生更充分地了解器件的设计全过程，对于学生理解器件原理、工作方式、参数及图像变化，并进行分析图像有很大的帮助。如开设PICS 3D、MATLAB、L-Edit和silvaco等与专业有关的软件学习，借助这些工具开设器件设计、参数设定、器件模拟仿真和版图设计等上机操作课，使学生能够全面地了解微电子器件设计全过程，使学生从无到有，达到很好的教学效果[1]。

三  人才培养质量评价系统的构建

当改革完成之后如何确定改革成效呢？我们需要一套完整的人才培养质量评价系统。目前大多数院校有学生评教、教学监督、毕业生就业数据的统计和分析工作等评估方法，虽然有一定的参考价值，但是评估系统不够完善，不能对人才培养质量进行全面评估。因此本文引入CIPP评价模式。

美国著名的教育评价专家斯塔弗尔比姆在二十世纪六七十年代提出了CIPP模式[2]。CIPP模式包括四个步骤，分别是背景评价（Context Evaluation）、输入评价（Input Evaluation）、过程评价（Process Evaluation）和结果评价（Product Evaluation）。CIPP模式的基本观点是：评价最重要的目的不在证明，而在改进。它是一种反馈式的评价工具，能够从方案实施中寻找问题并帮助决策者改进方案，使方案更合理。这种模式能提供整体的、全面的信息，来帮助方案目标的确定、研究计划的修订、方案的实施以及方案实施结果的考核[3]。

（一）  CIPP各项评价的含义

1  背景评价

即确定微电子专业课程计划实施的背景，其包括学校背景及专业背景等评估，指明需要确定的基本问题，明确评价对象的需求，判断目标是否已反映了这些需要。背景评价是专业开发的基础，能够决定这个专业应如何开设，怎么建设。同时也指导了专业建设的目标。背景评价强调应根据评价对象的需要对课程目标本身做出判断，看两者是否一致。