微电子专业实践培养的问题分析及方法探索

刘斐然

摘要：本文在调研基础上分析了微电子专业实践培养的问题，提出了专业培养方向应有所侧重的应对方案。以期能够适应当前集成电路新工科的发展和产业需求。

关键词：微电子专业;实践培养

近年来工信部与教育部等部门提出推进设立集成电路一级学科[1]，进一步做实做强示范性微电子学院，加快建设集成电路产教融合协同育人平台等措施。这说明从主管部门到教育、科技和产业界，都普遍关心微电子集成电路的人才培养问题，本文就微电子学科及专业的界定、产业需求和人才培养方向提出一管之见。

一、目前微电子专业实践培养存在的问题

（一）校外实习环境要求高，规模化集中实习难以落到实处

实践训练一个最重要的方式就是实习，学生通过在企业生产线参观和操作，达到综合实践能力训练目的。但微电子专业相关的集成电路、微电子器件等生产环境为超净环境，生产环境的控制要求极高，生产现场的人员人数及出入都要符合一定标准。因此，相关企业的微电子生产工艺线通常不允许大批学生到现场进行参观学习，加上企业技术保密等因素，学生能有机会在企业远远的隔着玻璃墙走马观花已算不错，集体性实习操作无法实现。根据我们组织的学生（本校组织的学生）到武汉新芯集成电路制造有限公司和武汉天马微电子股份有限公司（芯恩（青岛）集成电路有限公司、青岛嘉星晶电科技股份有限公司）认知实习的情况看，大规模学生到企业进行生产实习不够现实，学生实习主要以参观通道参观为主。因此如果没有相应的补充措施，实习训练就无法落到实处，达不到实践能力培养的要求。

（二）实验条件的不足，造成实践内容设置的方向性偏离

因为缺乏实验平台，大部分高校微电子实验集中在集成电路设计和简单的半导体器件性能测试，微电子人才培养中也不自觉的存在重设计、轻工艺的方向性偏离。部分将本应起辅助作用的虚拟仿真作为工艺实验全部，加上企业实习的难度，使学生始终没有微电子工艺设备和工艺过程的实际感受。从头到尾都是书本及屏幕里的实验教学无法使学生产生工程认知，难以激发学生的兴趣及潜能，达不到学生创新实践能力培养的要求。

二、微电子实践平台建设的探索

（一）实践教学的分级开展模式

面向项目的实践教学是实践教学的高级形式，从理论知识的学习到项目制的实践中间存在一定的壁垒。如果没有衔接环节，让学生学习完理论课程直接进入项目实践，则可能造成学生的学习曲线比较陡峭，容易影响学习的效果。有必要研究分级的实践教学体系，形成从理论知识到项目实践的过渡，降低学习的梯度，帮助学生很好地完成最终的项目实践学习。

（二）以相关专业比赛为抓手

有一些集成电路与微电子相关的优质比赛，如“全国大学生集成电路创新创业大赛”“全国大学生电子设计竞赛”等。这些比赛的组织形式，往往是一个赛题作为一个相对独立的小项目，由几位学生组成一个小组，共同完成赛题。其模式与本项目最后一级的培养形式契合度较高，而且比赛具有规范和专业的评价机制，可以更客观地对教学效果进行评价，因此可以考虑将本项目的最后一级培养环节与本领域的专业比赛相结合。根据集成电路与微电子专业的特点选择哪些比赛作为主要的参与目标;如何选择与本专业培养目标契合度较高的赛题;比赛组织的过程如何与校内实践教学的过程从时间上和内容上相匹配;如何对比赛小组中承担不同任务的学生进行学习效果的评价等，均是值得进一步研究的议题。

（三）专业实验的整合及与理论课程体系的接口

大多数高校工科专业的实践教学依附于理论课教学，往往作为某门专业课程的实验环节存在。这一实践教学模式有利于学生消化和理解理论课程的内容。本项目拟将部分专业课程实验从相关专业课中分离出来，整合成一个完整的实践教学体系。以具体项目为纲，以各专业课程为目，通过某个项目的完整实现过程，串联起各专业课程的理论内容和实践环节，达到“纲举目张”的效果。在这一过程中，有一些问题有待进一步研究。对于哪些专业课程处于这一实践教学体系的核心链条上需要进行甄别和梳理;部分基础性的专业实验紧贴理论教学，适合和理论教学同步进行，部分现行专业实验则适合被提取到打通的项目制实践教学环节中，对于现实专业实验内容，需要做分析、整理与调整;实践教学实际上是理论课程落地整体和融会贯通的过程，因此，对于作为一个整体的项目制实践教学，其需要来自理论课程的支撑，需要研究项目实现过程中各环节如何与相关理论课程相呼应，什么样的项目设计可以尽可能全面地覆盖所学习的理论知识。

（四）融合实践项目，构建校外-校内实习模式

微电子专业企业大规模生產实习不能深入落地是客观事实，通过校外企业参观实习和校内综合项目实验操作落实实习实训，使学生生产实习落到实处，实现学生综合实践能力培养。以我校集成电路和微电子专业学生为例，实习分为企业参观实习和校内项目设计和操作两部分：首先到长江存储、武汉新芯集成电路制造有限公司、天马微电子股份有限公司（芯恩（青岛）集成电路有限公司、青岛嘉星晶电科技股份有限公司）等企业实地参观生产环境、生产设备和生产过程，开设介绍微电子行业基本生产技术和行业发展动态等内容的专题讲座，使学生对现代工业生产方式、本行业生产常用仪器设备及自动化程度、目前发展的先进设备和工艺水平及微电子行业的国内外现状与发展等产生系统了解。然后依托校内芯片设计与工艺实验中心集成电路设计和微电子工艺实验平台，对整合的项目实验内容，以项目小组的形式进行作品完成设计作品、制造工艺操作和相关性能测试，利用校内相对简单和自动化程度低的工艺实验平台，完成无法在企业完成的实操训练。通过参观实习和项目设计、工艺实验一体化，既保证了学生对工业生产的整体认知，又解决学生企业生产线实习无法深入落地问题。

几十年来，国家一直重视微电子学科的发展。然而，随着学科的不断发展，创新实践能力培养成为目前微电子专业人才培养面临的难题。现在教育部和工信部比以往更重视和支持微电子专业的发展，新的一轮建设和资助已经开始，本文所思考的一些根本性问题应该得到重视。

参考文献：

[1]雷冰洁，耿莉，伍民顺，程军，雷绍充.新工科背景下微电子专业实践教学改革[J].电气电子教学学报，2019，41（05）：144-146+158.

[2]徐玲芳，王玮，张军，吴静，陈勇.微电子专业科研实践型人才培养模式研究[J].教育教学论坛，2018（25）：165-166.