集成電路與設計專業(yè)
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集成電路與設計專業(yè)范文第1篇
中圖分類號：640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0062-02
隨著經(jīng)濟全球化的飛速發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)急需高技能人才，企業(yè)的用人標準逐漸提高，畢業(yè)生的就業(yè)形勢越來越嚴峻。同時，又有相當一部分畢業(yè)生動手能力差，分析問題、解決問題的能力弱，難以滿足社會要求。為了緩解企業(yè)人才的需求和大學人才培養(yǎng)模式之間的沖突，國內(nèi)外各高校都開始積極調(diào)整現(xiàn)有的教學模式，提出工程創(chuàng)新教育與課程教學模式相結(jié)合的全新理念，即CDIO（構(gòu)思，設計，實施，運行）理念。它是“做中學”和“以項目作為核心的教育和學習”的集中體現(xiàn)，以產(chǎn)品的生命周期為載體，讓學生將理論知識和實踐有機結(jié)合起來。在CDIO理念的指引下，培養(yǎng)學生的工程能力，通過對項目整個過程的構(gòu)思、設計、實施和運行作為載體的操作來提高學生的工程實踐能力，這些能力包括個人的學術(shù)知識，個人的終身學習能力，團隊的溝通能力和系統(tǒng)的控制能力等[1]。
作為一門新興專業(yè)，集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)具有門檻高、內(nèi)容新、發(fā)展快、屬于交叉學科、與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密、實踐性強等一系列突出特點。它還沒有像其他專業(yè)一樣形成完成的知識體系，也沒有制定出專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范，導致我國各高校培養(yǎng)出來的集成電路專業(yè)人才無法適應現(xiàn)代企業(yè)的需要，造成高技能人才的緊缺[2]。因此，研究基于CDIO理念的集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，切實做好集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的工程教育，改革高校的工程教育模式，培養(yǎng)出能適應經(jīng)濟和社會發(fā)展需要的專業(yè)人才是十分必要的。
一、集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的局限性
作為具有很強的工程性和實踐性的專業(yè)，集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應定位于具有較高的工程素質(zhì)、很強的實踐和科研創(chuàng)新技能的高級人才。但由于我國集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)模式存在局限性，導致企業(yè)需求與人才能力相脫節(jié)，具體局限性表現(xiàn)如下。
1.教學嚴重學術(shù)化，過分重視學生的理論教育，而輕視實踐教育。在教育教學過程中，忽視了學生的自學能力和實際的動手能力，使得教學與實際相脫離。
2.專業(yè)課程之間存在知識的冗余，課程內(nèi)容之間的相關性、相承性、互補性得不到有機整合，使得學生對項目的思路混亂，阻礙了學生構(gòu)思能力的提升。
3.實驗與實踐環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，導致實驗內(nèi)容陳舊，實驗方法單一，實驗模式過于呆板。而實驗內(nèi)容大多為針對理論教材的驗證性實驗，呆板的實驗模式和實驗內(nèi)容很難使學生對學習產(chǎn)生興趣，不能充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。實踐環(huán)節(jié)沒有明確的培養(yǎng)目的，缺乏整體規(guī)劃，實踐環(huán)節(jié)是學生工程實踐能力提高的重要環(huán)節(jié)。因此，實驗與實踐環(huán)節(jié)應與教學大綱相輔相成。
4.專業(yè)教師缺乏企業(yè)管理經(jīng)驗和工程訓練能力。大多數(shù)教師雖然學位和學歷很高，但一直從事教育教學工作，缺少實際工程背景和實踐經(jīng)驗，帶領并指導學生做實際工程項目時，學生遇到的實際問題得不到很好的解決。
二、基于CDIO理念集成專業(yè)的人才培養(yǎng)目標
集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的科學素養(yǎng)和國際競爭力，適應社會主義現(xiàn)代化建設需要的高級人才。通過基礎與專業(yè)、理論與實踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式，培養(yǎng)既具有良好的文化修養(yǎng)和科學素質(zhì)，又具有堅實的理論基礎，同時具有豐富的集成電路開發(fā)、設計和工程管理能力的應用型高級人才[3]。通過大學四年的學習，使得集成專業(yè)學生畢業(yè)后掌握得以下幾方面的知識與能力。
1.具有深厚的理論修養(yǎng)、扎實的專業(yè)基礎知識、開闊的視野和高尚的職業(yè)素養(yǎng)。
2.具有良好的科學素養(yǎng)和較強的外語應用能力，對全世界科學和技術(shù)的發(fā)展動態(tài)有敏銳的觀察力。
3.具有工程推理與判斷、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的技能，能夠進行科學研究和開發(fā)應用實際的項目。
4.具有良好的溝通、組織協(xié)調(diào)、團隊合作的能力。
5.能夠掌握集成電路的基本設計原理，熟悉制造工藝，能從事或參與集成領域產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設計、制造、測試、應用、銷售和管理工作。
三、CDIO理念下集成專業(yè)的人才培養(yǎng)模式的具體實施
（一）制定基于CDIO理念的專業(yè)教學大綱和實驗大綱
將CDIO理念融入到專業(yè)教學大綱和實驗大綱中，結(jié)合具體實際的項目制定集成專業(yè)課程大綱。大綱應體現(xiàn)以下四個方面的內(nèi)容：基本技術(shù)和理論知識、個人的專職技能、人際交往能力和在現(xiàn)實社會環(huán)境中的CDIO能力。因此，制定專業(yè)教學大綱時，首先考慮在低年級引入導論課程，使學生對專業(yè)前景、發(fā)展方向有清晰的認識和了解。其次，要充分考慮課程導論與其他相關課程之間的內(nèi)在關系?？紤]課程的教學對象與教學目標、課程的內(nèi)容、學時具體分配及主要的教學方法、實踐環(huán)節(jié)的要求、課程與教師考核等問題。大綱制定過程中，自始至終都要充分體現(xiàn)CDIO理念、本專業(yè)的教學課程同企業(yè)項目之間的緊密關系。在制定實驗大綱時要結(jié)合教學大綱，明確實驗目的，將每門課程的實驗按照基礎類型、設計類型、創(chuàng)新類型和綜合類型的比例合理劃分，充分考慮實驗學時、實驗內(nèi)容、使用的工具及具體方法等問題，培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和應用能力。
（二）制定基于CDIO理念的模塊化課程體系
按照CDIO理念的教學大綱對學生能力的要求，結(jié)合集成專業(yè)培養(yǎng)應用型人才的定位，建立了以“基礎課程、專業(yè)課程、實踐課程、核心特色課程”相結(jié)合的模塊化課程體系[4]。其中，基礎課程主要由公共基礎課程、素質(zhì)課程、學科基礎課程三部分組成，通過基礎課程的學習，使學生具有良好的科學素養(yǎng)和文化修養(yǎng)的同時，又具有堅實的理論基礎。專業(yè)課程主要包括專業(yè)平臺課程、專業(yè)方向課程，由教師課堂傳授專業(yè)知識。實踐課程主要包括課程設計、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計。培養(yǎng)學生具有良好的科學與工程素養(yǎng)，具有較強的自學能力和分析解決問題的能力。核心特色課程主要包括專業(yè)選修課程，聘請國內(nèi)外集成專業(yè)資深教授、企業(yè)高級人才以實際項目作為案例進行授課。
（三）舉辦基于CDIO理念的電子設計競賽
電子設計競賽是在教師啟發(fā)引導下，學生通過競賽來提高自己的自主學習能力、創(chuàng)新實踐能力。圍繞指定的競賽題目，或?qū)W生以小組形式自主選擇的題目，讓學生進行構(gòu)思，設計，實現(xiàn)和運作，將所選題目進行產(chǎn)品化。通過構(gòu)思，分析客戶的需求，預估產(chǎn)品的功能，設計技術(shù)方案，制定技術(shù)程序，并對小組成員進行分工，細化每個成員的任務。設計的任務主要包括產(chǎn)品的規(guī)劃、原理設計、技術(shù)方案等。以構(gòu)思和設計為基礎，將最終的設計方案轉(zhuǎn)變成實際產(chǎn)品，并對產(chǎn)品進行測試的過程即為產(chǎn)品的實施過程。對產(chǎn)品的運作主要包括對產(chǎn)品的前期程序調(diào)試，對系統(tǒng)功能進行改進。通過電子設計競賽，將CDIO理念的構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作融為一個有機的整體，提高學生的工程實踐能力，充分培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、解決實踐問題的能力，培養(yǎng)學生團隊合作能力和大系統(tǒng)掌控能力。
（四）基于CDIO理念的教學方法改革
改變傳統(tǒng)的教學手段和教學方法，在教育方法上力求做到教師講授與學生實踐相結(jié)合，個人學習與團隊合作學習相結(jié)合，讓學生“主動學習”。將案例教學引入到課堂中，采用 “探究式”的授課方法，引導學生主動思考，并分組進行討論，確定解決問題的方法，給學生創(chuàng)造實驗環(huán)境去驗證方法的可行性[5]。聘請校外專家、學者或企業(yè)工程管理人才為學生做專題講座，進行輔導與授課，并定期派學生到企業(yè)去學習與實踐鍛煉。
（五）加強教師隊伍建設，提高教師的CDIO能力
為教師提供去國外或者企業(yè)學習與交流的機會，讓教師親自參與到項目實訓中，通過與企業(yè)項目工程師學習與合作提高教師自身的工程實踐能力。聘請集成領域的國內(nèi)外專家、學者、企業(yè)的項目經(jīng)理、工程管理人員、工程設計人員，與本專業(yè)教師共同組建一支“多樣性、復合型、高精端、產(chǎn)學研”的師資隊伍，一起承擔集成專業(yè)的人才培養(yǎng)任務。
針對我國目前集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)工程人才緊缺的現(xiàn)狀，本文提出了CDIO理念下的人才培養(yǎng)模式，強調(diào)高校學生的專業(yè)知識技能和實踐創(chuàng)新的工程能力，有效地解決了企業(yè)和人才能力相脫節(jié)的問題，從而為社會和企業(yè)培養(yǎng)更多合格的“專業(yè)型、創(chuàng)新型、應用型”的工程人才，更好地推進高等工程教育的改革，使我們的創(chuàng)新實踐教育更上一個臺階。
參考文獻：
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集成電路與設計專業(yè)范文第2篇
關鍵詞： 任務驅(qū)動； 電路與數(shù)字邏輯； 任務型教學； 傳統(tǒng)教學
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）06-61-03
The application of task driven teaching method in the course of circuit and digital logic
Xue Yuli， Sun Yan， Tang Yan
（School of Information Engineering， Shandong Youth University of Political Science， Key Laboratory of Information Security
and Intelligent Control in Universities of Shandong， Jinan， Shandong 250103， China）
Abstract： Aiming at the characteristics of strong practicality of the circuit and digital logic course， the task driven teaching method is adopted. Teachers design the task of real life closely related， and with the driving of task， guide students to analyze the function of task and divide the function modules， guide students to search for information， analysis and design， select components， fabricate and debug； by solving the practical problem， cultivate students' practical ability and stimulate their interest in learning. This education method of openness and innovation overcomes the disadvantages of traditional teaching methods， contributes to the cultivation of the application ability of students， improve students' ability to analyze and solve problems， and cultivate team spirit of cooperation.
Key words： task driven； circuit and digital logic； task driven teaching； traditional teaching
0 引言
“路與數(shù)字邏輯”是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的一門學科基礎課，在整個課程體系中占有重要地位[1]。該課程理論知識點多，涉及到的邏輯門電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與整形等內(nèi)容較難理解，初學者無法實現(xiàn)思維的轉(zhuǎn)變，從而在做實驗時一籌莫展。傳統(tǒng)的教學一般由教師循序漸進地講授知識點，以小型簡單的例子來加深學生的理解，這種教學方法的不足之處在于：學生在學習過程中只是掌握一些零散知識點的應用，沒有建立起系統(tǒng)的思維方式，因此，在應用知識時缺乏整體感[2-3]。
本文探討在“電路與數(shù)字邏輯”課程中應用任務驅(qū)動教學法，在教學過程中，教師設計與實際生活聯(lián)系緊密的任務，在該任務的驅(qū)動下，指導學生分析任務的功能，劃分功能模塊，引導學生查找資料、分析并設計方案、選擇元器件、制作調(diào)試，在這一系列的實際工程體驗活動中增強對所學知識的理解，獲得較強的動手能力和設計制作電路的能力。
整個教學過程由任務驅(qū)動，以學生為主體，注重學生實踐能力的培養(yǎng)，同時注重團隊協(xié)作、小組間有效溝通等綜合職業(yè)索質(zhì)的培養(yǎng)。學生在教師指導下完成一個任務的分析、設計、實現(xiàn)全過程。這種開放性、創(chuàng)新性的教育方法，克服了傳統(tǒng)教學法的弊端，有助于培養(yǎng)學生的工程應用能力，提高分析問題、解決問題的能力，同時培養(yǎng)了團隊合作精神。
1 任務驅(qū)動式教學法的特點
1.1 教學內(nèi)容的重組
在教學中使用任務型教學法，首先要把理論知識進行模塊化分解，合理劃分成若干知識單元，以滿足任務實施的需要[4-5]?！半娐放c數(shù)字邏輯”課程在開始的章節(jié)主要講述了數(shù)字邏輯基礎，其中一部分內(nèi)容學生在之前的“計算機文化基礎”課程中已經(jīng)學過，所以可以將這部分內(nèi)容適當簡化。邏輯代數(shù)的基本概念、公式和定理，邏輯函數(shù)的各種表示方法和化簡，半導體二極管門電路和CMOS、TTL門電路，這一部分中公式化簡和分立元器件門電路在實際應用中已趨于淘汰，可以根據(jù)組合電路的設計需求重點學習邏輯代數(shù)的基本概念、卡諾圖化簡、各種表達方式的相互轉(zhuǎn)換，并將其作為一個任務，引導學生掌握電路的各種表示方法之間的轉(zhuǎn)換，通過電路仿真軟件Multisim的使用，讓學生對電路的軟件仿真有一定的理解。組合邏輯電路的分析與設計，包含多種集成芯片的功能分析、使用與設計，可以分解為若干個任務，利用編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器和數(shù)值比較器等多種中規(guī)模芯片完成實際組合電路的設計與制作。觸發(fā)器和時序邏輯電路的分析與設計，可以分解為多個任務，利用觸發(fā)器、計數(shù)器和移位寄存器等集成芯片完成實用時序邏輯電路的設計與制作。脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路和模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，可以分解為若干個綜合設計型任務，切實提高學生解決問題的能力。
1.2 教師角色的轉(zhuǎn)換
任務型教學法強調(diào)學生在教學過程中的主體地位，教師由知識傳授者轉(zhuǎn)變成一名向?qū)?，引導學生搜集資料、自主學習、小組討論，激發(fā)他們學習的主動性和創(chuàng)新的設計思維[6]。集成電路種類繁多，在電子設計中不可避免的會用到不曾接觸過的集成電路，因此需要培養(yǎng)學生閱讀集成電路數(shù)據(jù)手冊的能力。教師以某個集成電路芯片為例，引導學生學會查看集成電路的功能表，理解集成電路完成的功能，注意不同型號集成電路性能指標的區(qū)別，進而選擇合適的芯片完成設計。
1.3 理論與實踐相結(jié)合。
在日常生活中尋找設計任務，比如交通燈的控制、流動文字顯示、數(shù)字顯示溫度計等，從身邊有趣的題目入手，可以增強學生對所學知識的興趣，提高其學習積極性，不會產(chǎn)生所學知識與生活脫節(jié)的感受。對于較難理解的知識點，鼓勵學生搭建驗證性電路，觀察電路的運行狀態(tài)，思考為什么會出現(xiàn)這種結(jié)果，加強對知識點的理解。
1.4 被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習
在任務型教學法中， 為了完成任務，學生必須主動查找資料，主動思考解決問題的辦法，與小組成員討論完成電路設計。在教師的指導下，學生自主完成電路的制作與調(diào)試，遇到電路故障，需獨立思考問題，觀察實驗現(xiàn)象，運用儀器儀表來檢查出現(xiàn)某種現(xiàn)象的原因以及解決辦法。這種任務式教學方法，大大提高了學生的學習興趣，使得學生由過去的被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，提高了該課程的學習效果。
這樣，學生在明確目標的任務驅(qū)動下，將所學理論知識與生活實際問題聯(lián)系起來，對所學知識點能夠靈活運用，通過分析、設計、制作、調(diào)試電路，這個過程中，學生通過小組成員合作，共同完成一個綜合任務，過程中可以互相討論、有效溝通，既學到知識，又學會獨立思考、與人溝通、分析策劃、動手操作，不但可以⑺學零散的知識點串聯(lián)起來，還可以提高團隊協(xié)作、溝通能力、創(chuàng)新能力、解決復雜問題的能力，學生可以逐漸成長為應用技術(shù)型人才。
2 任務驅(qū)動式教學法的實施
任務驅(qū)動式教學法需要對課程的基礎性實驗、綜合設計性實驗和提高發(fā)揮性實驗，分別分配一定比例的課時，教學過程包括任務分析、設計制作、成果展示幾個階段。
首先對全班學生進行分組，根據(jù)學生自愿的原則，每組3人，盡量使各個小組的總體能力相當，每個成員輪流擔任組長，負責電路總體設計、小組成員之間任務分配、與教師溝通和成果展示等。
⑴ 分析任務。任務來源于實際生活，教師負責指導學生分析任務，明確需要哪幾個功能模塊實現(xiàn)該任務，針對涉及的知識點，引導學生查閱資料自學。教師可以將本任務的實物教具示范給學生，讓學生對任務的基本功能有直觀的了解。
⑵ 設計制作。根據(jù)所作的任務分析，小組成員查閱資料、制定方案、設計電路。首先使用電路仿真軟件進行電路功能仿真；然后組長對成員分配功能任務，在實驗室小組成員自主完成電路制作和調(diào)試，教師在旁邊進行指導。遇到電路問題時，應充分利用儀器儀表，耐心檢查，可尋求教師幫助，還可以上網(wǎng)查閱解決問題的方法，這樣能鍛煉學生的動手能力和解決電路故障的能力，進而提高學生的專業(yè)技能。
⑶ 成果展示。任務完成后，由小組長負責成果展示，將電路設計過程、制作中遇到的問題及解決方法與同學分享，在查閱資料過程中學習了哪些新的知識，實現(xiàn)結(jié)果與設計期望有哪些不同的地方。這個過程可以讓學生加深對理論知識的理解，同時鍛煉了表達能力，學生之間可以取長補短，對設計進行改進，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。針對每個小組的實際電路設計和成果展示，教師和其他小組共同給作品打分，作為一次實驗成績。
成立電子協(xié)會，開展第二課堂作為該課程的有力支撐。電子協(xié)會可以組織學生走進電子市場，了解市場上不同功能芯片的價格，然后查看它們的性能，對芯片的性價比做到心中有數(shù)，在實際設計電路時才能選擇最適合的芯片去完成設計。以協(xié)會為載體，教師帶領學生開展實用的設計項目，鼓勵部分優(yōu)秀的學生設計、制作和調(diào)試實用的電子產(chǎn)品，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新精神，增強學生理論聯(lián)系實踐的能力。通過校級電子設計競賽，篩選出優(yōu)秀的學生，參加國家級的電子設計競賽，充分發(fā)揮學生的自主學習能力和創(chuàng)新性，讓高一屆的學生帶動低一屆學生，能力強的帶動能力弱的，形成互幫互助、共同成長的氛圍，增強學生的專業(yè)興趣，提高專業(yè)技能。
3 結(jié)束語
通過在計算機專業(yè)學科基礎課“電路與數(shù)字邏輯”中引入任務驅(qū)動式的教學改革，從生活中的實例入手，帶動理論的學習和電路的設計制作，大大提高了學生的學習效率和興趣，培養(yǎng)其獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。通過對一個完整任務的分析、設計和實現(xiàn)，學生獲得了滿足感和成就感，從而激發(fā)了他們的求知欲望，形成一個學習的良性循環(huán)。通過小組討論和分工合作，增強了學生的團隊合作意識。這種開放性、創(chuàng)新性的教育方法，克服了傳統(tǒng)教學法"只見樹木，不見森林"的弊端，有助于培養(yǎng)學生的工程應用能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。
實踐證明，任務驅(qū)動型教學法把理論教學和實踐教學有機地結(jié)合起來，其實質(zhì)是追求探究式學習，學生處于積極的學習狀態(tài)，每位學生根據(jù)個人對任務的理解，查閱資料，將所學知識和自學知識融合提出方案、解決問題，課堂教學過程充滿了民主和個性，課堂氛圍真正活躍起來。學生在學習過程中提高了學習興趣，從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，學生提出問題、分析問題和解決問題的能力得到提高，專業(yè)技能也迅速提高。
參考文獻（References）：
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集成電路與設計專業(yè)范文第3篇
【關鍵詞】競賽；集成電路；教學改革
Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit
GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong
VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing，China 100124
Abstract：Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea，right organize procedure，a steady preparation，corporation between university and company，teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student，can push Quality Education，can advance the ability of theory and practice，can improve the ability of resolve problem，can cultivate the spirit of creativity，can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.
Keywords：competition；Integrated circuit；teaching reformation
集成電路在社會發(fā)展中扮演著非同尋常的角色，幾乎滲透到了各行各業(yè)。隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，集成電路的制造與開發(fā)中心正逐步向我國轉(zhuǎn)移。我們肩負重大的歷史使命，是要把我國建設成為集成電路的生產(chǎn)大國進而成為集成電路強國[1]。因此培養(yǎng)二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京華大九天軟件有限公司致力于開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的EDA軟件，提供高端的SoC解決方案和一站式設計生產(chǎn)服務，為培養(yǎng)集成電路設計人才提供了很好的軟件平臺。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調(diào)動各方面的參與積極性。對學生來說，競賽為他們提供了一個開闊眼界、互相學習和交流的好機會，這是任何課堂教學都無法替代的；對指導老師來說，競賽可以促進他們轉(zhuǎn)變陳舊的教學理念，改進落后的課程體系，積極尋求新的教學模式，真正做到教學目標、教學內(nèi)容和教學方法與時俱進，切實達到面向應用、面向市場、面向社會并最終為社會提供優(yōu)秀專業(yè)人才的最高教學目標[2]。實踐表明，開展大學生集成電路設計競賽，對于推進我國集成電路人才培養(yǎng)、推進素質(zhì)教育、理論實踐結(jié)合能力、解決問題的能力、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作能力和培養(yǎng)學生的集體榮譽感等方面具有重要意義，同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起了一定的引導作用，極大的強化了學生繪制版圖和電路設計能力。本人有幸?guī)ьI學生參加了此次比賽，獲得了一些啟示。
1.立足現(xiàn)實，拓寬應用
本次大賽的活動宗旨是豐富微電子學專業(yè)學生的專業(yè)知識，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、獨立思考和操作能力，鞏固和加深所學專業(yè)知識基礎，推動京津地區(qū)高校微電子學專業(yè)的交流和發(fā)展，并對國產(chǎn)正版EDA軟件的普及和應用起到積極推動作用。
2011年北京大學生集成電路設計大賽分成大學本科和研究生兩個級別（本科生組33個組；研究生33個組），每組3人，進行筆試和上機操作。比賽相關規(guī)則：筆試階段，采用閉卷形式，由各參賽隊員獨立完成，最終成績計入小組總分；上機操作，以小組形式參加。
2.正確的指導思想
電子學會組織的此次大學生集成電路大賽立足高，緊密結(jié)合教學實際，著重基礎、注重培養(yǎng)實踐能力的原則為大賽成功舉行樹立了正確的指導思想。
“華大九天杯”集成電路大賽凝聚了各級領導、專家、學者和我校學科部領導、老師及每個參賽隊員的心血與汗水。在比賽的前后，我們的指導思想是：參賽獲獎不是最終目的，深人持久地開展教育教學改革，充分調(diào)動學生學習積極性，吸引更多的學生參加各類競賽和科技活動，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀專業(yè)人才，才是我們的努力方向。集成電路大賽引來了眾多企業(yè)，他們對參賽學生的青睞，對于與學校合作的重視，也正是我們學校所渴求的。在參賽中與同行各企業(yè)充分交流，學校與企業(yè)的緊密結(jié)合，才能更清楚市場對優(yōu)秀畢業(yè)生的要求，進而能明確培養(yǎng)目標，并在平時的課程教學中加以滲透，在教學中不斷改進；在參賽中與其他兄弟院校充分分享經(jīng)驗，不斷學習別人的長處，分析參賽中暴露的共性問題，在教育教學中不斷改進；在參賽中提高教師的指導水平和改進教育教學方法；在參賽中提高學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)大批適應現(xiàn)代化建設需要的基礎扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級應用型人才，才是我們參加北京大學生集成電路設計競賽的最終目的。
3.準備認真，重在過程
承辦方北方工業(yè)大學周密的準備工作和熱情的服務為大賽成功舉行創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。北方工業(yè)大學和華大九天公司組織的集訓為成功參賽奠定了扎實的基礎。
在學科部領導和各位老師的努力下，在實驗室老師的大力協(xié)助下，在華大九天公司培訓人員的大力支持下，我們組織了兩個階段的集中培訓，并在培訓的基礎上進行了有針對性的輔導練習，并在參賽前舉行了預賽。這些環(huán)節(jié)對學生和老師起到了很好的引導和督促作用，保證了良好的訓練環(huán)境，營造了積極向上的參賽氛圍。
在電子競賽的準備過程中，適逢暑假，假期長，學生們可以充分利用暑假時間認真復習電子器件、數(shù)字電子電路、集成電路分析與設計等課程的理論知識。同時，學生們還學習華大EDA軟件，進行實際電路和版圖繪制上機練習，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實踐的學風。通過競賽準備，學生需要綜合運用所學知識，解決競賽中遇到的各種問題，提高了運用理論知識解決實際問題的能力。通過競賽準備，磨合了小組間的默契配合和分工，增進了師生情誼，提高了團隊作戰(zhàn)能力。通過競賽準備，找出了自己在知識上的不足，明確了社會的需要、工作崗位的需要和工作性質(zhì)，樹立了新的奮斗目標，產(chǎn)生了學習新的動力。
4.參賽對嵌入式系統(tǒng)和集成電路設計教學改革的啟示
北京大學生集成電路設計競賽對于培養(yǎng)學生參加實踐的積極性、理論聯(lián)系實際的學風和團隊意識有著重要作用，競賽給學生提供了一個施展才華、發(fā)揮創(chuàng)新能力的機會和平臺。并對高校集成電路設計課程的教學內(nèi)容和電子科學與技術(shù)的課程體系改革和學生今后工作起到一定的引導作用。
4.1 知識整合的系統(tǒng)教學思想
自從1958年基爾比發(fā)明集成電路以后，集成電路一直按照摩爾定律的預測飛速發(fā)展。面對集成電路如此迅猛的發(fā)展形勢，教學工作也要與時俱進，不斷改革創(chuàng)新。我承擔《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設計》課程，深深體會到微電子專業(yè)的學生學習嵌入式系統(tǒng)與其他專業(yè)有所區(qū)別，因為芯片的設計方向日益朝著片上系統(tǒng)SOC、片上可編程系統(tǒng)SOPC的方向發(fā)展[3]。學生不僅需要有系統(tǒng)的概念[4]，同時需要對典型處理器體系結(jié)構(gòu)有清晰的理解，在設計SOC芯片時才會有系統(tǒng)的設計思想[5]，又會對處理器內(nèi)部體系架構(gòu)有清晰的概念。因此，在對微電子專業(yè)的學生講授嵌入式系統(tǒng)時，要緊密結(jié)合集成電路設計的要求，結(jié)合集成電路分析與設計、數(shù)字電子、模擬電子、電子器件等課程的內(nèi)容，使學生不僅對處理器結(jié)構(gòu)體系清楚，更熟悉各模塊電路，如ALU單元電路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM單元等等。在處理器的，培養(yǎng)學生系統(tǒng)的概念，掌握外部單元電路，如存儲器單元電路、系統(tǒng)總線單元、SPI、IIC、UART等等接口電路，從使用者的期望角度出發(fā)，來進行芯片的設計，既是使用者，又是設計者。學生在學習集成電路設計的課程時，緊密結(jié)合嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、結(jié)合處理器內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)，具有整體的大的系統(tǒng)性設計概念，整合學生對各個課程的分離的知識內(nèi)容，培養(yǎng)綜合運用所學知識解決系統(tǒng)問題。通過增加實驗和上機課時，提高學生將理論與實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學生運用所學理論知識解決實際問題的能力。
4.2 改革傳統(tǒng)的教學模式
我國的大學課堂教學模式長期以來被德國教育家赫爾巴特的“四段論”與前蘇聯(lián)教育家凱洛夫的“五環(huán)節(jié)”所主宰，在新的教育環(huán)境和教育目標下，他們所倡導的課堂教學結(jié)構(gòu)和施教程序越來越明顯地暴露出它的弊端，最突出的是“以教代學”的陳腐教學思想和“注入式”、“滿堂灌”的落后教學方法.這種“以教師為中心，以教材為中心”的課堂教學，決定了學生在整個教學過程中所處的被動地位，很大程度地禁錮了學生的創(chuàng)造性思維，對學生自學能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)構(gòu)成了嚴重的障礙[2]。
現(xiàn)代教育理論指出：指導學生從實踐和探索中通過思考獲取知識，又在解決問題的探索活動中，運用已獲得的知識和技能是培養(yǎng)智能的最好途徑。
本次競賽上午閉卷完成理論知識的考試。本科生的上機操作內(nèi)容是根據(jù)提供的狀態(tài)圖設計一個計數(shù)器電路，然后進行原理圖的繪制，再次進行版圖繪制，進而進行DRC、LVS等環(huán)節(jié)驗證，并撰寫設計報告。學生需要利用數(shù)字電路中所學的狀態(tài)表，構(gòu)造出邏輯關系式，運用卡諾圖化簡得到最簡電路，最后再繪制單元電路，設計出具體的CMOS電路和版圖，并進行驗證。同時還需要構(gòu)造出計數(shù)器所需的時鐘電路。在上機的開始一個半小時中，指導老師可以參與指導，這樣增加了比賽中老師對學生的限時指導內(nèi)容，更有利于學生的競賽，符合培養(yǎng)人才的現(xiàn)論要求。
學生基本上完成了從需求分析、電路設計、繪制電路、（仿真）、版圖繪制、驗證到撰寫報告等環(huán)節(jié)。通過競賽，使學生能親自感受一個簡單的集成電路設計流程，培養(yǎng)了學生的系統(tǒng)設計概念。學生從早晨9點一直進行到下午六點，在短短的一天內(nèi)要完成筆試和7個小時的上機電路繪制和驗證等工作，小組成員只有密切配合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，保持堅韌不拔的精神，才能取得最終的勝利。這種方式非常有利于培養(yǎng)學生的合作精神和團隊精神，鍛煉了學生的毅力和體力。
施教之功，貴在引導?？梢钥闯?，競賽在很大程度上符合現(xiàn)代教育理論的要求，符合學生的認知規(guī)律。以學生為主體、教師為主導的教學模式正是以傳授知識為前提，以形成技能為基點，以培養(yǎng)智能為重心，以全面發(fā)展人才為歸宿。在《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設計》課程教學中，增大課程的實驗內(nèi)容，學生帶著問題，進行學習，進行思考、小組討論，經(jīng)老師點撥，實現(xiàn)了運用所學理論解決實際問題的過程，既培養(yǎng)了學生的綜合能力，又完成了教學任務，符合現(xiàn)代教育論的要求。
施教之旨，在于培養(yǎng)學習方法和思維方式，培養(yǎng)獲取新知及再創(chuàng)造之本領。將學生分成小組，布置某一命題，發(fā)揮學生的主動性，引導他們查閱資料，分析歸納總結(jié)，并在課堂中進行報告或?qū)嶒炑菔?。學生反映效果很好，獲取了知識，又培養(yǎng)了學生自學能力和主動獲取知識的方法。
5.引導學生參與科研，撰寫學術(shù)論文
通過大賽引導大學生形成一股扎扎實實的學習和研究的風氣。激發(fā)學生在專業(yè)領域的學習興趣，參與到老師平時的科研中，增加動手實踐的機會。并在科研中進一步培養(yǎng)學生的研究興趣，形成良性循環(huán)。對于取得的研究成果，可以引導學生撰寫論文，并能在廣大同學中起到表率作用。
6.結(jié)束語
培養(yǎng)二十一世紀集成電路設計人才是我們教師面臨的歷史任務。北京市2011首屆“華大九天杯”大學生集成電路大賽以充分調(diào)動各方面的參與積極性。正確的指導思想、科學的組織程序、踏實認真的準備工作以及大賽對校企合作、對教學改革將產(chǎn)生重要的影響。實踐表明，開展大學生集成電路設計競賽，對于推進我國集成電路人才培養(yǎng)、推進素質(zhì)教育、理論實踐結(jié)合能力、解決問題的能力、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作能力和培養(yǎng)學生的集體榮譽感等方面具有重要意義，同時也對高校的集成電路設計課程和實踐教學改革起一定的引導作用，極大的強化了學生繪制版圖、電路設計能力和集成電路設計思想。
參考文獻
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2569-2663.
致謝：競賽工作是由國家自然基金贊助（No.60976028）；北京工業(yè)大學博士基金贊助（No.X0002014201101，No.X0002012200802 and No.X00020
集成電路與設計專業(yè)范文第4篇
Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.
關鍵詞: 應用型人才;微電子專業(yè);素質(zhì)教育
Key words: applied talents;microelectronics major;quality education
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0234-02
0引言
微電子學是在物理學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造學等多種學科基礎上發(fā)展起來的一門新興學科,是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的重要基礎。作為電子通信類高校,南京郵電大學建校近50年來,正朝著信息科技類大學進軍。隨著電子、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,國內(nèi)外微電子學人才都十分緊缺,建立微電子學專業(yè),也可為我國的 ASIC設計方面,培養(yǎng)急需的人才[1-6]。在現(xiàn)代科學和技術(shù)迅速發(fā)展的今天,社會要求大學的培養(yǎng)目標同經(jīng)濟發(fā)展的需要相結(jié)合,如果培養(yǎng)出來的學生能夠適應社會的需求,不僅學生能有用武之地,找到自己的價值和自信,而且學校的知名度也得以提升。因此現(xiàn)今的學校越來越注重某一專門職業(yè)的培養(yǎng),注重培養(yǎng)有能力,有效率的人。因此當今的高校教育不僅需要培養(yǎng)大量理論基礎較扎實、具有開拓創(chuàng)新精神的專業(yè)型人才,也更需要培養(yǎng)大量工程應用型人才。應用型人才培養(yǎng)模式的具體內(nèi)涵是隨著高等教育的發(fā)展而不斷發(fā)展的,“應用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心,以培養(yǎng)技術(shù)應用型專門人才為目標的”。本科應用型是本科層次教育,既有著普通本科教育的共性,又有別于普通本科的自身特點,它更加注重的是實踐性、應用性和技術(shù)性。即基礎知識比高職高專學生深厚、實踐能力比傳統(tǒng)本科生強,是本科應用型人才最本質(zhì)的特征。本科應用型人才培養(yǎng)模式是根據(jù)社會、經(jīng)濟和科技發(fā)展的需要,在一定的教育思想指導下,人才培養(yǎng)目標、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式[7]。
1培養(yǎng)應用型人才的措施探討
培養(yǎng)應用型人才不是單方面的強化和提升,而是涉及到方方面面。比如,學校自身的特點,目標的定位,課程的設置等等,因此,培養(yǎng)應用型的人才可以采取以下措施:
1.1 明確學校和學科的特點和優(yōu)勢每一所高校都有自身的辦學特色,每一個學科都有自身的歷史傳統(tǒng)。只有實事求是地綜合分析學校已有的學科基礎、特色、優(yōu)勢和不足,才能明確學科發(fā)展的科學定位,才能培養(yǎng)出有自身特色的專業(yè)人才[6]。微電子專業(yè)在我校還是一個新專業(yè),如何把這個新專業(yè)做大做強,真正體現(xiàn)出南京郵電大學的微電子專業(yè)的專業(yè)特色,是一個值得探討的問題。根據(jù)我校長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和相關院系的基礎和優(yōu)勢,設置了以通信集成電路設計為主要方向,并對專業(yè)方向的發(fā)展作了規(guī)劃,同時兼顧工藝設計與器件設計。與此同時,確立我校微電子專業(yè)人才的培養(yǎng)目標為:根據(jù)學校的辦學指導思想,樹立“理科本科教育以培養(yǎng)應用基礎和理工融合型人才為主,在堅持人才培養(yǎng)質(zhì)量統(tǒng)一要求的基礎上,鼓勵學生個性化、多樣化發(fā)展,強化學生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)”的教學工作指導思想。從教育理念上講,應用型人才培養(yǎng)應強調(diào)以知識為基礎,以能力為重點,知識能力素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。強調(diào)學生綜合素質(zhì)和專業(yè)核心能力的培養(yǎng)。側(cè)重學科、專業(yè)知識的學習和專業(yè)能力的培養(yǎng);培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,在德智體諸方面全面發(fā)展,具有較高思想道德、良好的科學文化素質(zhì)、敬業(yè)精神和社會責任感,在擁有微電子學領域內(nèi)扎實的理論基礎上、還具備實驗能力和專業(yè)知識,具有較強的創(chuàng)新精神和工程實踐能力,能在應用微電子學、半導體技術(shù)及相關的電子信息科學領域從事產(chǎn)品設計、科技開發(fā)、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理與行政管理等工作。
1.2 課程設置課程的設置是否合理對應用型人才的培養(yǎng)起到了至關重要的作用,其結(jié)構(gòu)是否連貫、課程安排是否合理直接影響后續(xù)的教學培養(yǎng)工作。
1.2.1 課程的設置考慮到應用型人才的特點,必須根據(jù)行業(yè)的需求來安排和設置課程,在進行課程設置的時候,必須先進行廣泛的調(diào)研,考慮到社會的實際需求,社會需要什么樣的人才,對今后畢業(yè)生的去向有充分的了解,了解用人單位的性質(zhì),了解用人單位要求畢業(yè)生具備什么知識和能力,更重要的是,培養(yǎng)學生自學的能力、解決問題的能力、判斷能力和創(chuàng)新能力。在微電子專業(yè)正式招生之前,我們組織教師到國內(nèi)不少高校進行調(diào)研,并與多所學校的教師進行了交流。在廣泛調(diào)研的基礎上,我們了解了國內(nèi)外、省內(nèi)外的同類專業(yè)的發(fā)展狀況和我校微電子專業(yè)的實力、優(yōu)勢及所處的地位,了解到國內(nèi)外微電子學及集成電路設計人才都十分緊缺,為此,我們提出通訊集成電路和新型微電子器件作為我們的專業(yè)方向和特色,并在教學和科研中體現(xiàn)出來。為此,在課程設置上,我們必須在對已經(jīng)投入適應的培養(yǎng)方案進行分析和總結(jié)、不斷地進行修訂和完善,將整個學科的課程結(jié)構(gòu)體系,到具體到每一門課程的知識體系,都應該進行優(yōu)化設計,以期在最短的學時內(nèi)使學生掌握牢固的知識。最終使學生獲得以下幾方面的知識和能力:①掌握數(shù)學、物理等方面的基本理論和基本知識,具有較好的人文社會科學基礎,并熟練掌握一門外語;掌握微電子學、半導體科學與技術(shù)的基本知識、基本理論和基本實驗技能;②熟悉國家信息產(chǎn)業(yè)政策及國內(nèi)外有關知識產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī);了解微電子學的理論前沿、應用前景和最新發(fā)展動態(tài),以及信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況。③具備較好的運用專業(yè)知識進行器件設計、集成電路設計的能力,成為工程應用型人才。
1.2.2 理論課程的內(nèi)容針對江蘇省和南京市的集成電路發(fā)展特色,以及南京郵電大學的學科特點和電子科學與工程學院的實際情況,適當加強通訊集成電路、新型微電子器件和光電集成的課程,體現(xiàn)專業(yè)特色。以能力培養(yǎng)為基礎來設計的。在進行社會行業(yè)的調(diào)查中,首先考慮學生畢業(yè)后從事何種職業(yè),然后對這種工作需要哪些能力和知識,根據(jù)工作的要求對教學終的課程進行專項的能力和綜合能力。在通識基礎課中設置了高等數(shù)學、大學物理、物理實驗、程序設計等。學科基礎課中設置了數(shù)理方程、概率論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字電路與邏輯設計、模擬電子技術(shù)及電工電子實驗等。這些是所有涉及到電類專業(yè)的學生都必須學習的課程。在微電子專業(yè)的專業(yè)基礎課中安排了固體物理、半導體物理、半導體集成電路工藝、半導體器件物理、通信原理,這些課程都是基礎理論課程,是為微電子專業(yè)的學生打下基本的專業(yè)基礎。考慮到應用型人才的培養(yǎng),在集成電路與CAD的課程設置上,不同于專業(yè)型人才的培養(yǎng)模式,專門設置了16小時的實驗,加強學生的實驗和操作技能。在集成電路分析與設計的課程設置中,專門將模擬和數(shù)字分開,設置了各48小時的模擬集成電路分析與設計、數(shù)字集成電路分析與設計,這不同于其他院校的課程設置,應該也算是我專業(yè)的一個特色和優(yōu)勢。使學生掌握初步的集成電路設計知識,加強了學生的集成電路分析和設計的能力。另外還設置了32小時的VLSI設計實驗課和32小時的微電子專業(yè)實驗,這也大大加強了實驗和上機比例。具體來講,已經(jīng)在建設的ASIC設計實驗室的基礎上開展了ASIC設計實驗課程的教學,并籌備建立了微電子專業(yè)實驗室,擁有了一批工作站、計算機等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學會一到兩種EDA工具的使用方法。建設微電子器件和半導體物理專業(yè)實驗課程,在廣泛調(diào)研的基礎上購置了必要的儀器設備、編寫了實驗教程、開展了半導體材料實驗和晶體管測試實驗;基于以上措施,建立一整套完備的、覆蓋微電子產(chǎn)業(yè)前端和后端工序的微電子實驗課程體系。開展了器件和工藝設計實驗。掌握一定微電子實驗能力是微電子專業(yè)本科生應當具備的基本素質(zhì)。在微電子專業(yè)的專業(yè)選修課中設置了VLSI版圖設計基礎、片上系統(tǒng)設計、微電子器件設計、MEMS與微系統(tǒng)設計、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程,涵蓋了微電子方向的器件設計、電路設計、工藝設計等各個方面。更好地體現(xiàn)了應用型人才的培養(yǎng)方向和目標。
1.2.3 實踐課程的內(nèi)容課程突出職業(yè)能力。對于應用型人才來講,在學習過程中訓練學生的職業(yè)技能是學生是否成功的關鍵之一;學習過程重點基于問題的學習,這是培養(yǎng)學生解決問題能力、判斷能力和創(chuàng)新能力的又一關鍵;學習過程還要培養(yǎng)學生的溝通能力。此外,還擬通過建立微電子專業(yè)實驗室,開設微電子和半導體測試實驗課,在培養(yǎng)學生理論知識的同時,加強實踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)既有較深理論基礎,又有一定動手能力的全面發(fā)展的學生。微電子專業(yè)是一個實踐性較強、實踐內(nèi)容多的專業(yè),從集成電路的生成流程來看,其實踐內(nèi)容包括系統(tǒng)和電路設計、器件設計、工藝設計、版圖設計、實際流片和測試。作為高等學校,而非生產(chǎn)廠家,不可能具備從前端到后端整個流程的實踐條件,為此,我們擬對其中的主要環(huán)節(jié)開展實踐教學。在實踐型環(huán)節(jié)的課程設置中,通識基礎課和學科基礎課中安排了電類學科所必須的程序設計、電裝實習、電子電路課程設計等。在專業(yè)基礎課和專業(yè)課中,設置了軟件設計、微電子課程設計等,設計內(nèi)容都是與本專業(yè)緊密相關,全面運用到所學的專業(yè)知識。同時建立校外實習基地,使學生能夠初步了解芯片生產(chǎn)過程。通過參加國外IC CAD公司的大學計劃、購置器件和工藝設計CAD工具,并通過和IC生產(chǎn)企業(yè)建立良好合作關系,建立生產(chǎn)實習基地。注重學生與工業(yè)界的直接聯(lián)系。爭取在畢業(yè)設計階段,大部分學生的畢業(yè)設計都能在企業(yè)完成的,而且不少學生的第一個工作就是在所實習和進行畢業(yè)設計的單位里找到的。
1.3 師資隊伍的建設沒有高水平的師資隊伍,培養(yǎng)高素質(zhì)的人才也只能是紙上談兵。而且本學院的主要任務就是能培養(yǎng)具有良好的學習、工作和創(chuàng)新的高級應用型人才,因此從這個方面來講,沒有年齡結(jié)構(gòu)、學歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理的高水平師資隊伍,也是不能完成高校所承擔的任務的。而且針對應用型人才的培養(yǎng)目標,師資隊伍本身也要具備能培養(yǎng)應用型人才的能力和水平。
1.3.1 積極培養(yǎng)學科帶頭人培育創(chuàng)新型人才就要統(tǒng)籌考慮學科直接承擔的教學、科研、服務三大職能的關系,加速建設學科帶頭人、重點骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個層次的學術(shù)梯隊。以中青年學科(術(shù))帶頭人的培養(yǎng)為重點,并加大向青年骨干教師和一線教師傾斜的力度,創(chuàng)造一個公開、平等、競爭、擇優(yōu)的用人環(huán)境,營造一個和諧、寬松、溫馨的工作氛圍。學校要為人才成長創(chuàng)造一流的工作和實驗條件,打造一個凝聚人心的事業(yè)平臺,通過培養(yǎng)和引進,形成一批整體素質(zhì)高、學術(shù)實力強、結(jié)構(gòu)合理、具有團結(jié)協(xié)作精神的學術(shù)梯隊,使其在學科建設中發(fā)揮突出作用。
1.3.2 在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識目前,我校的微電子技術(shù)系擁有教師7名,平均年齡35歲以下,年輕教師占了90%以上。我們學院的老師都是從大學畢業(yè)直接來教大學,導致對學生的培養(yǎng)從源頭上還是在按照“理論型”或“學術(shù)型”的培養(yǎng)模式在進行。因此,建立既具有深厚扎實的理論知識功底,又具有精通實踐,有很強的動手操作能力和解決生產(chǎn)實際問題能力的“雙師型”教師隊伍,培養(yǎng)高層次高質(zhì)量的實用型、應用型教學人才迫在眉睫。今后學院應把如何培養(yǎng)“應用型教師”作為一個重要目標,來加強師資隊伍的建設。在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識。
積極籌措資金,進一步完善微電子設計、測試實驗室,開出更多的實驗項目,增加實驗組數(shù),鼓勵教師在課程教學中增加設計、實驗類的課時比例,讓學生多動手動腦。鼓勵教師積極申報應用型或工程類的項目,這樣既可以滿足一定的科研工作量,也可以讓學生參與到項目中來鍛煉學生的從事科研和工程技術(shù)類的工作,積累一定的設計、實驗和操作經(jīng)驗。鼓勵教師與公司、研究所合作,給學生提供實習、工作的機會和場所,也可以提高就業(yè)率。鼓勵教師到國內(nèi)外高校去做訪問學者,積極參加國內(nèi)外舉辦的國際會議,從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題,并開闊了眼界。設立?？罱⑶嗄杲處熍囵B(yǎng)基金,資助青年教師開展注重應用類的教學科研工作。在進行教學工作的同時,也與企業(yè)界密切合作進行科研工作和技術(shù)開發(fā)工作,保證自己在理論和技術(shù)方面的領先性,在授課時結(jié)合自己的研究成果、把新的觀念、新的方法、新的理論傳授給學生,當自己的研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品后,可以將最新產(chǎn)品和最新技術(shù)溶入工業(yè)中。
只要通過以上措施,從學科目標、理論課程、實踐環(huán)節(jié)及師資隊伍建設等工作常抓不懈,經(jīng)過一定的階段,一定會培養(yǎng)出高水平的擁有微電子學領域內(nèi)扎實的理論基礎、較強的創(chuàng)新精神和工程實踐能力,從事產(chǎn)品設計、科技開發(fā)、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理與行政管理等工作的應用型人才。
2小結(jié)
總的來說,微電子學是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的重要基礎。而國內(nèi)外微電子學人才都十分緊缺,尤其注重某一專門職業(yè)的培養(yǎng)。因此我校也更需要培養(yǎng)大量的微電子方面的工程應用型人才。而培養(yǎng)應用型的人才必須采取的措施是:明確我校的特點和優(yōu)勢,以通信集成電路設計為主要方向,同時兼顧工藝設計與器件設計;在課程的設置上,必須根據(jù)行業(yè)的需求來安排和設置課程,除了基礎理論課,也要大大加強實驗和上機比例。在培養(yǎng)學生理論知識的同時,加強實踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)既有較深理論基礎,又有一定動手能力的全面發(fā)展的學生;同時在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識,鼓勵教師與公司、研究所合作,積極申報應用型或工程類的項目,讓學生參與到項目中積累一定的設計、實驗和操作經(jīng)驗。鼓勵教師給學生提供實習、工作的機會和場所。相信通過各方面的工作的配合,一定會培養(yǎng)出高質(zhì)量的微電子學領域內(nèi)的應用型人才,為我國的微電子工業(yè)做出貢獻。
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集成電路與設計專業(yè)范文第5篇
[關鍵詞]教育理念 數(shù)字電子技術(shù) 教學模式 教學研究
一、前 言
《數(shù)字電子技術(shù)基礎》是電類、自控類等諸多專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎課程，是一門理論性和實踐性都很強的專業(yè)技術(shù)課程。如何將理論教學與實踐教學予以有機結(jié)合是教學過程中需要重點解決的問題，它直接關系到學生對本課程的學習效果，同時也關系到諸多后續(xù)課程的學習效果。正基于此，本文對該課程理論與實踐教學的方法進行了相應的探索與研究。
二、理論教學研究
《數(shù)字電子技術(shù)基礎》 以組合與時序邏輯電路的分析與設計方法為核心，將數(shù)字電路的設計、實現(xiàn)方法與可編程邏輯器件相結(jié)合，融入現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計理念，以培養(yǎng)“電子產(chǎn)品生產(chǎn)與設計”崗位群為課程目標，是電類等相關專業(yè)的基礎課程，也是培養(yǎng)電子產(chǎn)品設計、分析、調(diào)試和制作能力的專業(yè)技能課程。因此，掌握好《數(shù)字電子技術(shù)基礎》的教學內(nèi)容，對本專業(yè)及相關專業(yè)學生的后續(xù)核心專業(yè)課程的學習和技能培養(yǎng)具有重要意義。
數(shù)字電子技術(shù)主要內(nèi)容有邏輯電路基礎、組合邏輯電路、觸發(fā)器與時序邏輯電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和可編程邏輯器件及應用等主要內(nèi)容。
如何才能合理有效地進行課堂理論教學？主要考慮以下主要環(huán)節(jié)
（1）認真研究教學大綱，確定理論教學需要掌握的相關內(nèi)容及其掌握程度。確定教學的重點、難點及其知識點間的銜接關系。由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，電了器件正在向低壓、低功耗和納米技術(shù)轉(zhuǎn)變。電子技術(shù)從分離元件、小規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路到超大規(guī)模集成電路。電路時展要求不同，需對原來教學內(nèi)容進行適當調(diào)整，主要涉及：①要求能夠保證基本概念、基本原理和基本分析方法這三個基礎要求；以分析器件、模塊的外部特性為主，基本掌握器件的內(nèi)部方框結(jié)構(gòu)、外部特性和主要參數(shù)、掌握各種單元電路的基本概念和基本分析方法。②要求能夠反映新理論、新技術(shù)。考慮到集成電路的應用前景，學習過程中應以集成電路為主導，以分立元件及門級電路為基礎，將二者有機結(jié)合在一起。③要求能夠結(jié)合實際工程應用與理論的銜接。盡量避免復雜的推導過程，著重于功能電路的定性分析及實際應用。④針對選用教材的內(nèi)容進行分析研究。對已經(jīng)不符合時展要求的內(nèi)容進行合理精簡；對基本概念等骨干內(nèi)容進行強化；對集成門電路、集成觸發(fā)器、集成定時器等MSI功能電路加強理解；針對成熟的典型應用電路進行重點研究。
（2）針對涉及的不同教學內(nèi)容，確定不同的教學方法。以理論教學與實驗教學相結(jié)合為原則，運用現(xiàn)代教育理論，從有助于提高教學效果的角度出發(fā)，考慮適時、適度、合理地使用多媒體。采用由淺入深、由實踐到理論、由定性到定量的方法開展教學。將需要用多媒體輔助教學的知識點挑選出來，針對相應的電子課件進行整理，以期達到良好的教學效果。
除了以上主要環(huán)節(jié)之外，教師應當關注最新的技術(shù)信息動態(tài)，結(jié)合其相應特點，融于理論教學過程中。對于一些具有代表性的技術(shù)產(chǎn)品進行分析與講解，激發(fā)學生的學習興趣，提高自主學習的積極性，從而達到現(xiàn)代化教學的總體要求。
三、實踐教學研究
通過理論教學使得學生能夠掌握數(shù)字電路的基本原理與分析方法，這只是第一步。更重要的是要針對學生的分析、設計和創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)。所以實踐教學是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
實踐教學主要包括兩大環(huán)節(jié)，即實驗環(huán)節(jié)與課程設計與實習環(huán)節(jié)，下面分別予以闡述
（1）實驗課程的內(nèi)容設置必須與理論教學內(nèi)容緊密結(jié)合，能夠達到強化理論學習的根本目的，促進學生對相關理論的消化吸收并提高學生的學習熱情。在實驗手段方面，應當在重視傳統(tǒng)實驗方式的前提下，引入現(xiàn)代化的實驗教學手段， 運用計算機技術(shù)，引入虛擬實驗內(nèi)容。EDA技術(shù)是電子設計領域的一場革命，它對改革實驗內(nèi)容、形式、方法起到了重要的引導作用。已經(jīng)成為現(xiàn)代教育體系的重要環(huán)節(jié)。所謂在實驗教學中引入EDA技術(shù)就是充分地運用各種
計算機軟件，如MULTISIM、PSPICE、PROTEL99SE、PowerPCB、QuartusⅡ等。VHDL與Verilog HDL是通過語言實現(xiàn)硬件電路設計，一般采用自上而下的設計方法，通過分析系統(tǒng)總體所要實現(xiàn)的功能，自上而下地將系統(tǒng)總體功能分解成各模塊的功能，通過實現(xiàn)各模塊的功能設計來完成整個系統(tǒng)硬件電路的設計。實驗課不應局限在單純的數(shù)據(jù)測試與記錄上，更應側(cè)重于學生能夠?qū)﹄娐沸阅艿谋容^，能夠即時仿真，分析電路故障，設計出符合要求的數(shù)字系統(tǒng)。在強調(diào)現(xiàn)代化實驗手段的同時，也不要忽視傳統(tǒng)型的實驗手段，二者之間的比重必須合理分配，而且針對不同的實驗目的與實驗內(nèi)容進行科學安排。同時，針對實驗教學中涉及的層次問題必須深入研究，
實驗分為基礎型、設計型和創(chuàng)新型三個層次?；A型實驗側(cè)重于”訓練常用電子儀器的使用方法和數(shù)字電子基礎電路的基本測試方法，它所涉及的內(nèi)容與課堂教學內(nèi)容緊密相關，要求能夠充分體現(xiàn)課程的實踐性；“設計型實驗”是具有特定功能的數(shù)字系統(tǒng)的綜合與實現(xiàn)，是學生將理論與實踐相結(jié)合的過程，也是學生知識、能力和素質(zhì)同步提高的階段；“創(chuàng)新型實驗”是數(shù)字電路的電子系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，是學生將所學習的知識進行綜合運用的過程，也是學生進行交叉學科知識整合的過程，更是提高學生綜合實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的過程。
在實驗教學中，要鼓勵學生自擬實驗項目，將課堂教學與實踐教學相融合，有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。
（2）課程設計與實習是實踐教學的另一核心環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)相對與實驗教學而言，涉及內(nèi)容與環(huán)節(jié)更多，要求的層次更高，所以更應引起相應的重視。課程設計與實習旨在完成系統(tǒng)的理論教學與實驗學習之后，針對具體的設計任務，在教師的指導下，獨立地完成設計任務，具體成果往往要求是能夠通過調(diào)試的具體產(chǎn)品。在此過程中，需要注意以下主要環(huán)節(jié)
①題目選定必須謹慎。所選定的設計任務必須依托于本課程的理論教學與實驗教學內(nèi)容；必須在功能要求方面給學生留有一定空間；必須在一定程度上體現(xiàn)當今的技術(shù)發(fā)展趨勢要求。
②時間分配必須合理。由于課程設計與實習往往需要經(jīng)歷1-2周的時間，所以指導教師必須對整個期間做出合理的安排，對整個設計過程的各個主要環(huán)節(jié)了然于胸，涉及：任務分配總體講解資料查找方案確定虛擬試驗板極調(diào)試設計完成報告書寫答辯完成各個環(huán)節(jié)，教師必須真正起到富有成效的指導作用。
以上所述就是在實踐教學過程中涉及的主要環(huán)節(jié)。在把握總體原則的基礎上，教師應當針對不同的情況，具體問題具體分析以確保實踐教學任務的順利完成。
四、典型教學案例
在《數(shù)字電子技術(shù)基礎》理論教學內(nèi)容中，組合邏輯電路與時序邏輯電路是兩大核心環(huán)節(jié)。在講解組合邏輯電路相關內(nèi)容過程中，針對當今技術(shù)發(fā)展趨勢，結(jié)合集成技術(shù)發(fā)展日新月異的客觀現(xiàn)實，重點講解了中規(guī)模集成電路內(nèi)容，包括：編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、加法器、數(shù)值比較器等。針對MSI學習的特點，側(cè)重于如下講解思路，即：功能說明框圖講解功能表講析邏輯符號說明芯片引腳說明典型應用電路講解。總體效果非常理想。另外，結(jié)合多年教學研究心得，重點強調(diào)了如何更好地分析功能表？如何針對功能表中的信號種類不同進行總表的行、列分割？使得學生理解得特別透徹，學會了一種通用而高效的學習方法。
在講解時序邏輯電路過程中，在完成利用觸發(fā)器設計計數(shù)器這一傳統(tǒng)方法的同時，針對典型的芯片，如：74HC161、74HC163、74HC160、74HC390等進行了細致的講解并列舉了大量的設計實例，從原理分析到注意環(huán)節(jié)詳盡闡述，學生反映良好。
在《數(shù)字電子技術(shù)基礎》實驗教學內(nèi)容中，針對設計型實驗，突出對典型計數(shù)器集成電路的應用。在“數(shù)字時鐘”設計型實驗中，要求用不同類型的典型芯片、選擇不同的設計思路進行設計，通過實際檢驗，達到了很好的教學效果，提高了學生的實驗積極性與分析、設計能力，達到了實踐教學的總體要求。
以上內(nèi)容就是本人在理論教學與實踐教學中體會深刻的案例，結(jié)果表明確實非常具有代表性而且結(jié)合了當今電子技術(shù)發(fā)展的趨勢，在日后的教學中會予以進一步的拓展與深化。
五、結(jié)束語
數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，先進的技術(shù)與嶄新的教育理念注定會不斷涌現(xiàn)。有關理論與實踐教學的研究注定永遠不會停止。作為從事高等教育工作的一線教師，必須不斷地學習新的知識，融合先進的教育理念，將所積累的知識高效地傳輸給學生，為整個社會培養(yǎng)人才體系貢獻自己的聰明才智，履行教師作為知識傳授者應盡的社會責任。
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