新工科背景下的电子信息科学与技术专业转型研究

2019-05-21朱高峰张艳蕾胡文明

中国现代教育装备 2019年7期

朱高峰张艳蕾胡文明

湖南人文科技学院信息学院湖南娄底 417000

近年来，微电子技术得到了突飞猛进的发展，全球半导体产业规模在2017年超过4 100亿美元，其中集成电路(IC：Integrated Circuit)占80%以上[1]。中国是全球最大的半导体消费市场，但是芯片自给率不足30%，2017年进口芯片超过2 000亿美元。人才问题一直制约着我国集成电路产业，目前我国集成电路从业人员总数不足30万，到2020年我国集成电路产业人才缺口预计达到70万。特别是2018年4月美国对中兴通讯实施电子元器件出口限制措施，大大激发了我国制造“中国芯”的热情。而电子信息相关企业普遍反映，电子信息科学与技术专业的专业特征不明显，培养的学生对工具和方法应用不熟、经验不足，因而缺乏竞争力。

所以将进行电子信息科学与技术专业改革，以提升学生IC设计能力和创新创业能力为重点，提出多层次、多模块的实践教学体系，构建产学研融合的新型多元化实践教学平台[2]，为我校电子信息科学与技术专业转型保驾护航，推动新工科背景下的IC设计方向人才培养，为电子信息产业提供智力和人才支撑。

1 专业现状

1998年7月，教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》将原来的无线电物理学、电子学与信息系统、信息与电子科学3个本科专业合并为电子信息科学与技术专业，放在理学电子信息类一级学科下[3]，目前开办此专业的学校超过170所。电子信息科学与技术专业是一个较宽口径的新兴专业，本专业学生既学习数学、物理等方面的基本理论，又学习电子学、信息技术和计算机等基本知识。专业发展早期，国内本科院校的培养目标差异不大，都是培养具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识，受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练，能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才，并为硕士研究生教育提供优质的生源。目前，各高校具体的课程体系一般是根据自身学科优势、师资状况、科研基础及办学条件等进行专业方向设置和优化。我校此前专业定位较为混乱，缺乏自身特点，与我校电子信息工程专业基本雷同。

2 转型培养目标

我校于2016年开始专业转型和课程体系改革，发展IC设计与制造方向，主要学习IC方面的基本理论和基础知识，要求学生受到科学实验与科学思维的基本训练，具有良好科学素养，掌握通用集成电路及新型半导体器件的设计、制造及测试所必需的基本理论和方法，具有电路分析、工艺分析、器件性能分析和版图设计等基本能力，为电子信息产业提供专业的IC设计、制造、封装测试的技术人才。

3 转型主要措施

3.1 更新面向产业需求的IC设计与制造的教学内容与体系

随着半导体技术的发展，集成电路各个环节均形成了独立运行的企业，电路设计、器件制作、生产工艺、性能测试等环节衍生出半导体产业特有的上中下游产业链模式。将IC设计的教学内容融入这种企业分布状态中，具体课程设置如表1所示，突出实践教学中心地位，全方位进行实践活动，使专业见习、课程设计、生产实习活动占课程比例的30%以上[4]。

表1 课程设置

3.2 独立设置融合工程教育的实践培养方案

探索出能衔接课堂教学、实验、课外实践、毕业实习、毕业设计、教师科研的具体实施方法，通过多种形式强化知识吸收和技能培养[5]，具体方案如图1所示。

图1 融合工程教育的实践方案

3.3 加大IC设计人才培养的资源投入

IC设计、制作及封装测试的实验投入大，实践环节较难开展，工艺实验和集成电路流片费用成本十分高昂，相关实验室和工程实践训练场所严重不足。为此，建立IC工程实践人才培养质量监督保障机制，出台支持大学生创业的政策和创新创业教育支撑服务体系等，以保障实践教学活动顺利开展。重点扩大工程实践教学的师资力量，建设一支具有实践经验、多领域、结构合理的师资队伍，涵盖半导体器件和工艺、IC设计与制造、测试与封装等方向，并积极培养和引进微电子相关的人才，定期组织教师去企业、同行高校交流学习，培养IC专业教师，以保证IC工程知识更新。

3.4 鼓励学生进行创新创业探索

以“全国大学生电子设计竞赛”“全国大学生集成电路设计大赛”“全国大学生数学建模”“全国大学生嵌入式设计竞赛”“全国大学生集成电路创新创业大赛”等竞赛和科技活动为牵引，面向全校全体学生，培训本科生基础创新素质。推动创新创业教育深层次融入专业教育，广泛搭建创业孵化基地、科技创业实习基地、专业化创客空间等创新创业平台，营造良好的创新创业教育氛围。