集成电路技术专业课程体系构建研究
2024-10-22樊荣莹洪晓芳
摘 要:本文以山东劳动职业技术学院集成电路技术专业为例,针对数字信息时代背景下集成电路技术专业课程体系存在的具体问题,依据集成电路产业链以及行业企业需求,提出了构建集成电路技术专业课程体系路径的明确思路,并从3个方面阐述了课程体系构建的保障机制。
关键词:集成电路;产业链;课程体系
课 题:本文系2023年度山东省教育教学研究一般课题“数字信息时代下高职集成电路技术专业人才培养模式研究与实践”(课题编号:2023JXY152,主持人:洪晓芳)的研究成果。
在“十四五”产业数字化转型政策的推动下,各行各业对5G、人工智能等技术的需求持续扩大。而集成电路技术作为数字化底座的基础技术,近些年得到了蓬勃发展。我国集成电路产业对芯片需求量越来越大,但由于全球化产业链的发展的不确定性,供应端风险也在持续增大。“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”发展关键核心技术,破解难题,其中最为重要的便是人才的培养。职业院校作为培养集成电路技能人才的重要阵地,其课程体系建设是否合理直接影响着集成电路人才的培养质量。
一、当前课程体系存在的问题
(一)课程体系笼统
集成电路产业链包括材料、设备、芯片设计、制造与封测等多个环节,职业院校人才培养中,学生就业面向的主要是芯片设计、芯片制造、封装测试以及芯片应用这几个环节。每个环节侧重点不同,对人才的知识和技能需要也不同。以山东劳动职业技术学院(以下简称学院)为例,在学院2022年版的人才培养方案中,集成电路技术专业课程体系中的单片机技术、传感器技术、信息技术等大部分课程安排与传统的应用电子技术专业课程体系较为相似。技能实训课前后课程衔接不佳。整个课程体系无法体现职业教育集成电路人才培养的特色,更没有对接集成电路产业链。这将会导致学生的知识结构与产业发展岗位不匹配、技能跟不上产业要求等问题,长此以往会导致集成电路岗位供需矛盾突出。
(二)教学内容落后于实际产业生产
学院以前的集成电路技术专业课程教学内容停留在传统EDA的基础课程教学上,缺乏专业针对性,同时设备陈旧、应用技术滞后,导致教学目的针对性不强。部分课程缺乏实战项目,不能有效对接行业真实工作岗位,容易造成教学与行业需求脱节。还有某些课程之间缺乏清晰的边界性和连续性。
(三)教师授课方式偏理论和基础实训
集成电路技术专业属于职业院校的新兴专业,学院集成电路技术专业设立于2021年,教师队伍正处于建设中。许多教师对集成电路产业缺乏了解,同时集成电路产业发展迅速,这就导致大部分教师与产业脱节,授课时只能照本宣科,技能实训课也偏向于单片机类、PCB类的基础实训。
二、集成电路技术专业课程体系的构建路径
(一)对接集成电路产业链构建模块化课程体系
学院所在地济南市拥有集成电路产业相关企业70余家,2023年起学院紧紧围绕集成电路技术产业链上真实的生产环节(设计、制造、封测、应用)和实际的工作岗位进行调研,发现企业的岗位需求有81%集中于集成电路版图设计、封测和应用领域。从生源角度看,集成电路技术专业的学生主要来自济南及周边地区。《济南市工业和信息化“十四五”发展规划》提出,要打造集成电路研发设计中心和封测制造基地。因此学院将集成电路版图设计作为核心工作岗位,半导体芯片封装与测试作为主要工作岗位。在此基础上,深入分析岗位各个环节对人才能力的核心需求。
学院在课程体系构建中以岗位分析为指引方向,以职业素质与道德教育为基础,以专业核心技术能力培养为主线,依据集成电路技术行业所具有的主要工作岗位、所涵盖的技术与管理知识,以及对毕业生的具体岗位能力要求确定学习内容,按照“以能力为本位”的课程观,融入新技术、新规范、新模式,将课程体系构建为专业群通识模块、专业群共享模块、专业核心模块、专业拓展模块四大模块。利用专业群通识模块中的思想教育课、军事理论课、体育课等培养学生的基本素养;利用专业群共享模块中的专业基础课程奠定学生良好的专业基础;利用专业核心模块课程紧密对接集成电路具体岗位需求,为学生提供真实工作环境,以此培养真实岗位能力,为学生未来的发展找到方向;利用专业拓展模块扩大学生发展格局。
课程具体设置从集成电路产业链职业素养和岗位技能出发,由浅入深将课程细分为基础能力培养、核心能力培养、综合能力培养、拓展能力培养四个阶段,紧密对接模块化的课程体系的四大模块。
(二)对接课程体系建设课程标准
课程标准的建设要对接课程体系的整体设计。在模块化课程体系当中,课程标准应当明确每一门课程在整个专业群课程体系中的定位,以及与前续、后续课程的相互关系。以学院集成电路测试技术为例,课程标准的编写明确其在课程体系中的定位,开设在半导体集成电路、半导体器件与工艺基础、电工与电子技术等课程之后,FPGA应用与开发、嵌入式技术应用课程之前。其功能是对接集成电路产业链中的制造和封测环节,面向半导体芯片制造工艺、芯片封装与测试岗位,培养集成电路系统应用、集成电路封装测试等能力,对学生职业能力培养和职业素质养成起着重要支撑作用。
(三)对接课程标准开发模块化教学内容
对应模块化的课程体系应当开发模块化的教学内容。传统的章节式教学内容已不适应当前职业院校的人才培养模式。同样以集成电路测试技术为例,教学内容对接集成电路产业链,融入新技术、新工艺、新规范,重构为“知原理、会操作、能迁移、擅应用”四大模块,如图1所示。
三、集成电路课程体系构建的保障机制
(一)依托校企合作构建“四阶一岗”实践教学体系
课程体系建设完成之后,便是落到实处。学院集成电路技术专业是校企共建专业,企业全程参与课程体系的建设。其中“四阶段”是指基础认知阶段、基本技能阶段、专业技能阶段、职业综合技能实践阶段。前三个阶段学生在校企共建的实训室或实训基地完成,奠定良好的专业基础。第四个阶段对应课程体系中的“专业核心定岗位”模块,包含集成电路版图设计、集成电路测试技术等核心课程,学生在合作企业的真实工作岗位上完成,为未来职业生涯找好方向。
(二)依托数字化信息技术制定过程化考核评价机制
针对“过程+结果”的评价内容设置多个评价点,开展贯穿全程的任务评价,结合“理论+实操+产品”的结果性评价,实现对学生的综合评价。评价主体由传统的以教师为主,变为“师生+数字化平台”共同对学生任务完成过程进行评价,利用数字化平台对过程性成果进行考核,实现评价主体多元化。同时加入增值评价,关注学生个体差异与成长,量化档次变化,激励学生主动学习,从而实现以评促学,持续激发学生内驱力。
(三)聘请企业导师,打造课程体系建设的“双师”团队
针对集成电路技术专业教师存在产教脱节、生产实践能力较差等问题,聘请校企平台中的企业工程技术人员作为兼职教师,以企业的真实项目和真实案例进行教学。同时定期轮派教师到企业进行一个学期的企业锻炼。实现校企多方共同参与专业建设、教学、实训、实习、毕业设计、技能大赛和项目指导等,通过学术交流、横向课题开发、教学研讨、技术服务、企业工程实践等形式切实实现课程体系与集成电路产业的对接。
四、结束语
在数字信息时代背景下,集成电路产业飞速发展,对人才质量的要求也在逐渐提高。作为人才培养的重要载体——课程体系的建设极为重要。笔者以山东劳动职业技术学院集成电路技术专业为例,探讨了对应产业链的课程体系的构建,希望学校和学生都能在数字信息时代背景下与时俱进,为我国集成电路技术的发展作出贡献。
参考文献
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(作者:樊荣莹,山东劳动职业技术学院讲师;洪晓芳,山东劳动职业技术学院教授)