摘 要:隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,集成電路產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)和科技競(jìng)爭(zhēng)中的地位日益凸顯。“新工科”理念強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)業(yè)人才的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為新時(shí)期我國(guó)的集成電路人才培養(yǎng)模式指明了方向。本文深度剖析了地方院校集成電路人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn);探討了基于“新工科”理念的人才培養(yǎng)模式改革思路,包括優(yōu)化課程體系、創(chuàng)新教學(xué)方法、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、完善人才培
養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系;并佐以廣西師范大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)際范例,闡述了相關(guān)改革實(shí)踐的成效,旨在為地方院校集成電路人才培養(yǎng)提供有益的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:新工科;地方院校;集成電路;人才培養(yǎng)模式
一、概述
集成電路作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。近年來,我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但仍與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距,高端人才匱乏是制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。地方院校于高等教育體系中占據(jù)著重要地位,在服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中獨(dú)具優(yōu)勢(shì),同時(shí)肩負(fù)重要責(zé)任。“新工科”理念的提出[1],彰顯了我國(guó)對(duì)新興產(chǎn)業(yè)革命與國(guó)際工程教育的積極應(yīng)對(duì)姿態(tài),是推動(dòng)我國(guó)由“工業(yè)大國(guó)”向“工業(yè)強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。其核心建設(shè)目標(biāo)在于主動(dòng)謀劃、設(shè)立并打造服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、契合產(chǎn)業(yè)需求且面向未來的工程學(xué)科專業(yè),培育出一批兼具創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、跨界整合能力以及高素質(zhì)的交叉復(fù)合型卓越工程技術(shù)人才[2]。在“新工科”理念下,如何變革與創(chuàng)新集成電路人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)契合產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)人才,成為地方院校亟待攻克的關(guān)鍵課題。本文以廣西師范大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式為范例,探尋“新工科”理念下地方院校集成電路人才培養(yǎng)模式的變革路徑。
二、地方院校集成電路人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)
地方本科院校受辦學(xué)經(jīng)費(fèi)與師資力量等客觀因素制約,其集成電路人才培養(yǎng)模式及成效與“新工科”標(biāo)準(zhǔn)尚有一定距離[3]。以廣西師范大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例,其短板主要集中于:學(xué)生工程實(shí)踐技能欠缺;對(duì)集成電路核心專業(yè)課程的學(xué)習(xí)僅止于概念性記憶;學(xué)習(xí)熱情與主觀能動(dòng)性不高;畢業(yè)后較難適應(yīng)高端就業(yè)崗位。目前部分地方院校集成電路人才培養(yǎng)面臨多重挑戰(zhàn)[46]。首先,教學(xué)資源有限,昂貴的半導(dǎo)體工藝設(shè)備、測(cè)試儀器和設(shè)計(jì)軟件,使地方院校難以構(gòu)建完備的教學(xué)體系,進(jìn)而制約了學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其次,課程體系與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié),不僅偏重理論教學(xué),且內(nèi)容更新緩慢,這導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)滯后于行業(yè)新技術(shù),就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不足。再次,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,設(shè)施不足且?guī)熧Y隊(duì)伍缺乏工程經(jīng)驗(yàn),難以提供真實(shí)的工程情境,導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力與企業(yè)需求脫節(jié)。最后,教學(xué)評(píng)價(jià)體系不完善,依賴主觀指標(biāo),需引入國(guó)際工程認(rèn)證等標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制,構(gòu)建多維度的評(píng)估體系,確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的客觀性與科學(xué)性。為解決這些問題,學(xué)校亟須投入資源、改革課程和強(qiáng)化實(shí)踐,以提升教育質(zhì)量與畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力。
三、“新工科”理念下人才培養(yǎng)模式的改革策略與實(shí)踐
以廣西師范大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例進(jìn)行介紹。鑒于地方本科院校在集成電路人才培養(yǎng)模式方面存在的諸多不足,該校自2022年起,緊緊圍繞“新工科”理念這一核心指導(dǎo)思想,以“滿足行業(yè)需求”為導(dǎo)向,以“產(chǎn)教”協(xié)同育人為關(guān)鍵著力點(diǎn),對(duì)集成電路人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革,大力實(shí)施一系列系統(tǒng)且深入的改革舉措,并積極開展實(shí)踐探索活動(dòng)。通過不懈努力,該校取得了相當(dāng)顯著的成效,收獲了來自各方的積極反饋與高度認(rèn)可,為地方院校集成電路人才培養(yǎng)提供了有益借鑒。
(一)優(yōu)化課程體系
首先,緊密貼合行業(yè)需求,全方位推進(jìn)集成電路學(xué)科課程體系的優(yōu)化工作。在著手制定2022級(jí)至2024級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生培養(yǎng)大綱時(shí),該校深入且全面地調(diào)研了廣西地區(qū)集成電路相關(guān)企業(yè)對(duì)于集成電路人才的切實(shí)需求狀況。在此基礎(chǔ)上,該校與企業(yè)攜手合作共同開發(fā)特定課程,如新增設(shè)的“電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)大講堂”課程,專門邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人走進(jìn)課堂,為學(xué)生詳盡介紹企業(yè)的實(shí)際需求以及本專業(yè)的前沿技術(shù)動(dòng)態(tài),使學(xué)生能夠精準(zhǔn)把握行業(yè)脈搏。其次,廣泛開展對(duì)清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等在集成電路學(xué)科領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位的高校,以及西方發(fā)達(dá)國(guó)家知名院校集成電路學(xué)科課程設(shè)置的調(diào)研,充分汲取其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與成功做法,進(jìn)而制訂一套較為科學(xué)合理的培養(yǎng)方案,確保專業(yè)課程設(shè)置的前瞻性與實(shí)用性。再次,開展電子信息大類“獨(dú)秀試驗(yàn)班”、本科生全員導(dǎo)師制、本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)“第二課堂”和“產(chǎn)業(yè)教育大講堂”等前沿教學(xué)改革項(xiàng)目,為精英人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好條件。開設(shè)部分雙語和全英文專業(yè)課程,旨在拓寬學(xué)生的國(guó)際化視野,提升學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力、全球化適應(yīng)能力以及就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。最后,高度重視校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)精品課程的建設(shè)工作以及教材編寫出版工作,同時(shí)注重線上教學(xué)資源的積累沉淀與信息化教學(xué)技術(shù)的有效應(yīng)用。
該校取得了顯著成效,如“電路分析”和“模擬電子技術(shù)”課程成功入選廣西壯族自治區(qū)級(jí)一流課程;精心編寫出版的本科教材《電子電路仿真與設(shè)計(jì)》,榮膺普通高等教育新工科電子信息類系列教材,為專業(yè)教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源與有力的支撐保障。
(二)創(chuàng)新教學(xué)方法
在教學(xué)方法層面,該專業(yè)采取了一系列創(chuàng)新舉措,顯著提升了教學(xué)效果。首先,部分課程將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與線上線下混合式教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合。以“CMOS集成電路設(shè)計(jì)”課程為例,教師以簡(jiǎn)易的LDO電源芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目為教學(xué)載體,將課程知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)拆解并融入項(xiàng)目的各個(gè)階段,學(xué)生通過小組協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。同時(shí),教研室積極構(gòu)建集成電路在線課程平臺(tái),開發(fā)了包括課程視頻、TCAD虛擬實(shí)驗(yàn)、在線測(cè)試等在內(nèi)的多樣化教學(xué)資源。這種模式使學(xué)生能夠在線上自主靈活地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容、完成虛擬實(shí)驗(yàn)和在線測(cè)試,在線下集中精力進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐操作和課堂深度討論。通過這種線上線下相結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)模式,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力得到顯著提升。其次,該專業(yè)通過校企合作,邀請(qǐng)企業(yè)專家分享行業(yè)前沿經(jīng)驗(yàn),幫助學(xué)生了解實(shí)際工作環(huán)境和最新技術(shù)動(dòng)態(tài)。同時(shí),課程設(shè)計(jì)注重跨學(xué)科知識(shí)的融合,幫助學(xué)生構(gòu)建全面的知識(shí)體系。在課堂教學(xué)中,教師廣泛使用互動(dòng)式教學(xué)工具,如在線問答、實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)等,增強(qiáng)了學(xué)生的課堂參與感和學(xué)習(xí)興趣。此外,教師還鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),通過探索具體問題,培養(yǎng)其科研能力和創(chuàng)新思維。這些教學(xué)方法不僅提升了學(xué)生的理論水平,還增強(qiáng)了他們的實(shí)踐能力,為他們?cè)诎雽?dǎo)體行業(yè)的職業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
最后,該專業(yè)注重課程思政建設(shè),將思想政治教育融入專業(yè)課程教學(xué)。通過引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀,培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義情懷、職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感。同時(shí),課程還注重提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和人文素養(yǎng),有利于學(xué)生在未來的職業(yè)生涯中更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境。值得一提的是,該專業(yè)的教學(xué)成果《價(jià)值共創(chuàng)引領(lǐng)下廣西集成電路產(chǎn)業(yè)人才多元共同培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐》榮獲2023年廣西師范大學(xué)第一屆校級(jí)高等教育(研究生)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。這充分體現(xiàn)了該專業(yè)在教學(xué)改革方面的卓越成效和廣泛影響力。通過這些多元化的教學(xué)方法,該專業(yè)不僅提升了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力,還培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感,為其在半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展提供了支持。同時(shí),這些教學(xué)改革為其他專業(yè)的教學(xué)創(chuàng)新提供了有益的借鑒和參考。
(三)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)
學(xué)校和學(xué)院大力強(qiáng)化對(duì)校內(nèi)集成電路實(shí)踐教學(xué)基地的建設(shè)力度,投入持續(xù)增加,現(xiàn)已成功構(gòu)建了多個(gè)與集成電路設(shè)計(jì)和制備緊密相關(guān)的省部級(jí)及廳級(jí)平臺(tái),涵蓋廣西類腦計(jì)算與智能芯片重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、自治區(qū)級(jí)電子信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、自治區(qū)級(jí)電子信息現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院、廣西高校集成電路與微系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及光電信息技術(shù)廣西高校工程研究中心。這些平臺(tái)所擁有的科研及教學(xué)設(shè)備價(jià)值總計(jì)3000余萬元,設(shè)備類型豐富多樣,主要有激光光刻機(jī)、等離子刻蝕機(jī)、原子層沉積設(shè)備、TF Analyzer 2000E鐵電壓電分析儀、晶元鐵鎳金銀電鍍系統(tǒng)、紫外光刻機(jī)、三靶磁控濺射沉積系統(tǒng)、低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、超聲噴霧熱解涂膜機(jī)等一系列微納電子器件加工與測(cè)試設(shè)備,以及一系列先進(jìn)的EDA軟件。
為切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力,學(xué)院積極與企業(yè)開展深度合作,當(dāng)前已與國(guó)內(nèi)多家電子行業(yè)優(yōu)勢(shì)企業(yè)攜手建立了電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生和研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地,為學(xué)生提供了廣闊的實(shí)踐平臺(tái)與豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)。
此外,學(xué)院還積極組織學(xué)生參與各類電子科技相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)生在賽場(chǎng)上表現(xiàn)卓越,取得了令人矚目的成績(jī)。近年來,該專業(yè)學(xué)生共斬獲13項(xiàng)各級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì),其中在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽(一類競(jìng)賽)中榮獲二等獎(jiǎng)1項(xiàng);在中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽(二類競(jìng)賽)中,一舉拿下全國(guó)一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。通過這些競(jìng)賽經(jīng)歷,學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力得到了全方位、多層次的有效鍛煉,并得到顯著提升,為其未來的職業(yè)發(fā)展與學(xué)術(shù)深造奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(四)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
學(xué)校與學(xué)院通過一系列有力舉措,大力推進(jìn)該專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè),并取得了顯著成效。首先,學(xué)校制定并實(shí)施了多項(xiàng)人才引進(jìn)政策,包括發(fā)放安家費(fèi)和住房補(bǔ)貼、提供優(yōu)質(zhì)子女教育資源以及妥善解決配偶工作等,以吸引高層次人才。在此基礎(chǔ)上,學(xué)校重點(diǎn)吸納在集成電路領(lǐng)域具有博士學(xué)位和豐富研究經(jīng)驗(yàn)的專家學(xué)者,以進(jìn)一步提升師資隊(duì)伍的專業(yè)水平。同時(shí),學(xué)校高度重視教師的工程實(shí)踐能力培養(yǎng),通過選派教師深入企業(yè)開展掛職鍛煉,助力其全面了解行業(yè)最新動(dòng)態(tài)和實(shí)際運(yùn)作模式,進(jìn)而將理論與實(shí)踐更有效地融入教學(xué)。其次,學(xué)校通過聘請(qǐng)?jiān)谄髽I(yè)中具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師擔(dān)任兼職教師,進(jìn)一步充實(shí)師資力量,為學(xué)生提供更多來自行業(yè)一線的實(shí)用知識(shí)和技能。目前,該專業(yè)的專任教師隊(duì)伍已發(fā)展到16人,其中具有高級(jí)職稱的教師達(dá)到10人。同時(shí),6名教師具備企業(yè)工作經(jīng)歷,為教學(xué)注入了更多實(shí)踐性元素。從學(xué)歷層次來看,教師隊(duì)伍中博士學(xué)位的占比高達(dá)75%,且50%的教師具有海外學(xué)習(xí)或工作經(jīng)歷,這不僅提升了師資隊(duì)伍的國(guó)際化水平,也為學(xué)生提供了更廣闊的學(xué)術(shù)視野。此外,教師隊(duì)伍中有8人次獲得了包括省部級(jí)人才稱號(hào)在內(nèi)的各類榮譽(yù),充分體現(xiàn)了師資隊(duì)伍的高水平和卓越能力。通過以上舉措,該專業(yè)成功構(gòu)建了一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)水平高、工程實(shí)踐能力強(qiáng)的集成電路師資隊(duì)伍。這支隊(duì)伍不僅為高質(zhì)量人才培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),也為專業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。
(五)完善人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系
傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系以考試成績(jī)?cè)u(píng)判學(xué)生優(yōu)劣,過度關(guān)注學(xué)生的理論課學(xué)業(yè)表現(xiàn),且考試難度往往取決于任課教師的主觀判定,難以契合“新工科”理念下集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)的需求。為此,該校構(gòu)建起以國(guó)際工程認(rèn)證為核心的客觀評(píng)價(jià)體系,當(dāng)前正積極推進(jìn)國(guó)際工程教育認(rèn)證工作,同時(shí)充分兼顧學(xué)生與用人單位滿意度反饋。
經(jīng)由上述一系列改革實(shí)踐,該校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力得到顯著躍升。畢業(yè)生在集成電路設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等企業(yè)中廣受贊譽(yù),近三年平均就業(yè)率穩(wěn)定維持在85%以上,第三方調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,用人單位對(duì)畢業(yè)生的滿意度高達(dá)90%以上。這些成果為廣西乃至粵港澳大灣區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。部分優(yōu)秀學(xué)生成功保研至電子科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等“雙一流”高校。2023年,該專業(yè)參與廣西教育廳組織的廣西普通高等學(xué)校本科專業(yè)綜合評(píng)估,在專業(yè)課程規(guī)劃、師資隊(duì)伍建設(shè)、科研成果產(chǎn)出、學(xué)生就業(yè)狀況、學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成效等方面獲得評(píng)審專家一致贊譽(yù),榮獲“五星級(jí)專業(yè)”稱號(hào)。這有力彰顯了該專業(yè)在學(xué)生群體、用人單位以及專業(yè)評(píng)審專家心中的高度認(rèn)可度與卓越影響力,標(biāo)志著該校在集成電路人才培養(yǎng)領(lǐng)域取得了階段性的突出成果,為后續(xù)專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)工作樹立了更高的標(biāo)桿與更明確的方向。
結(jié)語
在“新工科”理念的引領(lǐng)下,地方院校集成電路人才培養(yǎng)模式改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過優(yōu)化課程體系、創(chuàng)新教學(xué)方法、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、完善
人才培
養(yǎng)質(zhì)量
評(píng)價(jià)體
系方面的改革實(shí)踐,可以有效解決地方院校在集成電路人才培養(yǎng)過程中面臨的教學(xué)資源有限、課程體系與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足等問題,培養(yǎng)出適應(yīng)集成電路產(chǎn)業(yè)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。地方院校應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際情況,積極探索和實(shí)踐適合本校的集成電路人才培養(yǎng)模式改革路徑,為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐。同時(shí),政府和企業(yè)也應(yīng)加大對(duì)地方院校集成電路人才培養(yǎng)的支持力度,共同推動(dòng)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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資助項(xiàng)目:2024年廣西高等教育本科教學(xué)改革A類項(xiàng)目“‘新工科’理念下地方院校集成電路人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐”(項(xiàng)目號(hào):2024JGA133);廣西師范大學(xué)2023年度新工科研究與實(shí)踐立項(xiàng)項(xiàng)目“新工科背景下半導(dǎo)體工藝原理課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究”(項(xiàng)目號(hào):2023JGXG01)
作者簡(jiǎn)介:蔣春生(1990— ),男,漢族,廣西全州人,博士研究生,副教授,研究方向?yàn)樾滦桶雽?dǎo)體器件制備與建模。
*通信作者:謝琴(1989— ),女,漢族,廣西全州人,碩士研究生,助理研究員,研究方向?yàn)楦咝8邔哟稳瞬乓M(jìn)和培養(yǎng)策略。