基于產教融合協同育人的集成電路實驗教學改革研究
作者:常 剛
發布時間:2025-05-22 08:46:14 來源:陜西教育·高教
[摘 要]為了培養我國集成電路產業所需的復合型工科人才,對集成電路課程進行教學改革十分必要。本文立足新工科戰略的背景,結合院校集成電路實驗教學現狀,指出當前教學存在的普遍問題,包括忽視實驗教學、課程內容陳舊、評價體系不完善、未發揮企業作用、實驗教學成本較高等。為了擺脫上述困境,提出了建立產教融合協同育人的機制,圍繞培養實踐型人才的目標導向,校企雙方參與共建集成電路實驗教學體系、創新專業課程內容、聯合共擔實驗課程、合力共建實驗室、加大實驗教學投入的建議,旨在全面提升集成電路實驗教學質量,培養集成電路產業發展所需的實踐型技術人才。
[關鍵詞]產教融合 協同育人 實驗教學 創新 集成電路
引 言
隨著目前我國社會經濟水平的不斷提升,培養實踐復合型人才也逐漸受到各地區的培養青睞,產學研合作育人已成為目前我國各大院校貫徹教育方針的關鍵舉措,更成為院校工科專業教學變革的重要途徑。集成電路在我國是支柱型產業,同時也是我國發展高新技術戰略的重點領域,而集成電路復合技術型人才的缺失,導致我國集成電路產業的發展受限,所以高校培養集成電路產業發展所需的復合型技術人才至關重要。以集成電路產業所在行業領域的技術更新速度,現階段高校集成電路實驗教學依然存在重知識輕實踐,重結果輕過程的情況,致使所培養人才無法順應集成電路行業發展所需,欠缺系統個性化的實驗教學體系,在單一的實驗教學評價方式下,無法對實驗教學人才培養質量作出全面客觀的評價。為了解決上述問題,產教融合協同育人為集成電路專業實驗教學改革提供新的可能,圍繞培養專業學生的實踐能力的目標,校企雙方良性合作共建實驗體系,共同參與創新實驗課程體系,健全產教融合的良性長效機制。這對于全方位推動集成電路實驗教學改革,培養學生的專業實踐創新能力,提高院校復合型人才的培養質量具有積極意義。
產教融合協同育人教育改革必要性
1.知識經濟背景下的必然之勢
處于當前社會經濟背景下,產教融合作為推進社會發展的客觀需求,知識經濟需要在知識創新基礎之上,在知識、信息、生產、分配運用基礎之上。那么該背景下知識作為實現經濟增長的關鍵,人力資源作為關鍵要素的同時,科技、教育也同樣占據重要地位。高校作為培養人才豐富知識成果的可持續源泉,如何能夠培養高質量的創新型人才,以及是否可以順應時代發展變化提升自身的創新能力,直接關乎我國經濟社會的核心競爭力及影響力。但是想要培養集成電路專業人才的創新能力與專業技能水平,就需要高校全面落實工科類專業教學變革,加大實驗教學改革在專業課程教學中的實踐占比。
2.滿足建設國家創新戰略體系所需
目前世界各國的競爭日趨激烈,創新型國家的建設作為國家戰略發展下的核心使命,科學進步及技術發展也逐漸成為我國的戰略發展資源優勢。國家實現技術創新更作為國家創新關鍵組成,以企業為主要組成為了能夠整合技術創新資源,從而綜合提升人才自主創新能力。產教融合協同育人培養創新型人才,成為推進集成電路行業技術創新的突破點,對于增強我國的技術創新競爭力意義重大。基于企業實現技術創新,滿足市場發展人才所需,將多方資源優勢統籌整合,成功轉化并用于高校集成電路創新型人才的培養體系。產教融合的合作規模與效率,將密切關聯集成電路實驗教學改革體系的效率,也關乎培養創新型復合人才的質量。
集成電路實驗教學現狀
1.重理論輕實踐
集成電路專業作為一門極強理論性的應用型學科,理論與實踐教學同樣重要,但是多數地方高校教師在集成電路專業課程教學實踐中,更看重理論講授,對實踐教學比較忽視。對集成電路專業課程中的數學理論推導比較看重,忽視實踐應用,導致學生的實踐應用能力無法得到提升;也讓學生在這樣的教學模式中,極易出現對課程知識點的掌握認知偏差,誤解為掌握理論知識即可,最終高分低能無法滿足社會各行業對工科實踐復合型人才的需要。
2.課程內容陳舊
多數地方高校的集成電路專業實驗教學,未能跟隨行業發展趨勢實時更新教學內容。以摩爾定律為依據集成電路的技術更新頻率為18個月,但實際目前高校集成電路專業的實驗教學依然依賴于傳統的教課用書與講義,在實驗教學中更多的是為了驗證實驗結果。盡管是經典教材,但是在這樣的實驗教學過程中,并不能真正展現集成電路專業實踐教學的目的,學生也無法將書中所學真正用于實際。因此想要推動地方高校集成電路專業實驗教學變革,就要創新當前實踐教學方式,提高學生的競爭力引入更多樣且靈活化的實踐形式。
3.評價體系不完善
目前大部分地方高校對于集成電路專業教學采取的考評方式,依然為傳統考評,30%(平時成績)和70%(期末成績),但是這樣的考評方法更多是針對學生的理論水平展開,而實踐能力考核則有所忽視,所以師生在日常教學中也就極易出現學習誤區。因此高校對于集成電路專業的教學考評,如果忽視對學生實踐能力的考查,就會偏離社會所需的應用型人才目標。此外,在集成電路專業實驗教學中,還表現出一些其他的問題,如在專業實習方面僅僅設計傳統觀摩實習,并未阻止學生參與專門的集成電路實踐活動,在畢業設計作業方面的專業實踐類題目占比不高,所以評價體系缺乏創新實用性,致使教師在日常教學以及學生日常學習中,都極易忽視訓練綜合實踐能力。因此地方高校集成電路專業實踐教學考評方式也亟待變革,以配合開展實踐性強的實驗教學。
4.未能發揮企業作用
集成電路專業課程涉及多種新興技術,例如半導體元件、電子芯片及應用系統等,作為計算機領域、通信行業乃至消費電子的支撐技術,有著目前國際先進技術中的復雜科技工程,含有單晶制造、芯片制造、集成電路設計、封裝測試等關鍵技術環節。這些目前已經在我國集成電路行業領域形成特有的產業鏈模式,但同時這也給高校專業實踐育人帶來嚴峻挑戰,尤其是集成電路專業的生產實習安排,更多時候僅允許學生了解某一環節,未能得知整個生產實踐全過程,無法滿足專業育人的實踐所需,企業在此期間的作用并不明顯。
5.實驗教學成本較高
在專業育人過程中保證實驗教學的科學系統性將直接關乎教學成效,對于提高專業學生的實踐能力,培養創新性思維有積極作用。集成電路專業實驗教學需要用到復雜的專業設備,對實驗教學的環境要求十分嚴格。例如集成電路前端設計與后端驗證,這都需要應用EDA自動化軟件,這類軟件工具均從國外進口,價格較高,所以集成電路實驗教學的經費需求極大,使得專業實驗教學改革面臨成本高的難題。目前對于高校開展產教融合協同育人,尚未設立專項基金,導致缺乏穩定的資金來源。
基于產教融合協同育人的實驗教學改革措施
1.圍繞培養實踐型人才的目標導向
想要培養應用型集成專業創新型復合人才,在創建產教融合協同育人實驗創新體系過程中,應當樹立正確的人才目標,遵循合作原則,預防應用型人才浪費情況,始終圍繞高校專業人才的育人目標,培養與市場相符的高素養復合型應用人才。對于不同地域應用型高校經濟結構、市場特點以及文化特征差異化,應當結合實際情況以及集成電路專業的教學特點,以行業領域技術更新動向為依據,制定相應的人才培養方案,切忌盲目跟風避免所有高校產教融合育人模式的同質化。還需要轉變教育觀念,顛覆傳統的高校教學理念,樹立開放先進產學研合作教育觀念,形成協同創新的良好氛圍。高校教研人員也同樣需要走出現狀,對自身理念及時更新,突破以科研項目為側重點的現狀,拓寬“國家所需、市場需求”的集成電路專業應用型人才培養視野,真正實現多層次全方面跨越式教學。
2.創新專業課程內容,聯合共擔實驗課程
針對集成電路實驗教學停留于理論層面這一問題,需要調整專業理論課程與實踐環節的合適占比,需要創新專業課程體系。學校應圍繞產業發展所需的復合技術創新型人才培養目標,立足產業需求,不斷優化頂層部署育人方案,邀請行業領域內擁有經驗的專家學者與企業代表技術人員,共同參與構建實驗課程創新體系(見圖1)。在校企雙方合力共建產教融合專業實驗育人體系的過程中,始終遵循在繼承基礎上作出創新這一原則,對實驗課程內容不斷進行充實優化,還逐層遞進地引入了行業資深技術人員,共同打造基礎實驗、技術貫通、行業應用這樣的遞進式實驗育人體系,全面覆蓋集成電路專業課程知識鏈。其中基礎實驗為學生打造基礎,之后進入技術貫通實驗教學階段,由專業導師負責指導學生關鍵技術,最后在行業應用實驗教學階段,由企業資深技術人員參與其中,組織開展專業實習、校企訓練、企業流片等實驗育人項目,保證所培養的集成電路專業人才的實踐應用能力銜接行業人才所需。

3.創新實驗教學考評方式,加強過程管理
科學構建合理的專業考核機制,對于學生的專業課程學習更具導向性,能夠充分激發學生的專業學習積極性與自身潛能。創新地方高校集成電路專業實驗教學考評方式,應當采用多樣化考核形式,例如在傳統閉卷考核基礎上,也可以組織線上考核,撰寫結課論文等考查形式,更全面地了解學生的集成電路專業課程實踐能力。由于集成電路專業的知識涉及范圍較廣,所以考試內容覆蓋面也要大,可以拓寬考核范圍,不僅要對學生的學科理論知識掌握程度進行考查,還要對學生將所學知識用于解決實際問題的能力進行考查。例如改革考核題型,對主觀題與客觀題的占比做出調整,增加開放題型考核,以及學生參與企業實踐的綜合表現。具體的考評方式可以由20%(平時成績)、案例研討分析報告與30%(上機實驗)、50%(期末考試)組成。還要加強對日常專業實驗教學過程的考核,根據學生在實驗中的具體操作,記錄真實的實驗數據,由學生自主選擇實驗選題,在大致方向的引領下發揮學生自主性,根據選題及完成的具體情況作出評價。實驗成果驗收階段增設答辯環節,能夠對學生的知識掌握情況有更全面的了解,也為集成電路專業實驗教學改革不斷明確方向。
4.校企共建集成電路實驗教學體系
高校在集成電路實驗改革過程中,應以培養學生的復合實踐能力為目標導向,專門聘請企業資深技術人員作為導師參與實驗教學。企業技術人員在多年工作實踐中已積累豐富經驗,具備對集成電路專業學生進行實驗訓練,引導學生將所學知識用于解決復雜工程實踐問題的綜合能力。校企雙方參與共建集成電路實驗教學體系,可以將行業類新技術引入實驗課程,例如校企合作開設RFIC測試、混合信號IC測試、集成電路測試等。高校可以與多家企業深入合作,設立多個校外實訓基地,雙方合力承擔開發專業實驗課程體系,為學生面對面講授集成電路專業相關實踐案例。可以立足于行業競賽,培養集成電路專業人才的實踐創新能力,例如在實驗教學環節結合學生的專業學習特色,校企雙方合作開設學科專業競賽。對于集成電路專業育人而言,創新創業大賽可以為檢驗學生所掌握的專業實踐知識提供很好的考核平臺,從中鍛煉學生的知識應用與思維創新,也可聯動行業領域當前的技術熱點,讓學生在大賽中的全方面能力都得以提升,而創新創業大賽也能為集成電路專業實驗教學考核體系的創新提供參考幫助。
5.合力共建實驗室,加大實驗教學投入
為了充分發揮校企雙方產教融合協同育人,在集成電路專業實驗教學改革中的絕對優勢,需要統籌協調校企雙方各自資源,合力共建聯合實驗室用于專業育人,打造可供學生參與集成電路設計、測試、仿真等完整實驗環節的平臺,合力打造實驗室全面開展實驗教學。這也意味著校企雙方需共建集成電路實驗平臺,面向專業課程改革與教學內容,加大專業人才實踐能力培養力度,實現校企共育創新型復合人才。并且高校還可聯動集成電路企業,建立長期良性的合作關系,選派實習生前往企業參與實訓環節,共享實訓基地的實驗資源,開展更具專業性的實驗教學。在應用型高校集成電路專業產教融合實驗教學改革中,一般需要充足的資金作為創建校企雙方良性合作協同育人的重要基礎,而協同育人通常面臨投資金額大、周期長的問題。再加上產教融合協同育人的投資效益存在不確定性,因此往往會影響企業的資金投入,所以政府要充分發揮在產教融合協同育人模式下的中間作用,應當積極調節引導加強財政投資,通過設立專項基金、拓寬融資渠道、采用財政擔保、提供補貼等多種方式,鼓勵社會資本共同參與融資,并對項目經費保障以及內部管理等機制不斷健全,確保集成電路專業實驗教學改革有充分的資金扶持。
6.建立產教融合協同育人機制
產教融合協同育人的兩個主體是學校和企業。對于學校而言追求人才培育質量,對于企業而言追求效益,雙方的利益站位不同,因此要發揮雙方在集成電路實驗教學改革的作用,就要建立產教融合育人機制。為滿足這一迫切需要可以推行訂單式培養,校企雙方均可以結合社會市場信息反饋情況,順應社會需求來共同完成人才培養教學方案的針對性制定,完成用人合同的及時簽訂,并充分運用雙方資源進行自主招生,學生在畢業之后能夠直接到用人單位就業,此種訂單式培養模式需要校企之間能夠密切合作且互相信任,共同搭建校企合作人才培養平臺。由于具有明確的就業方向,且人才培養具有較強的專業性,企業在人才培養的過程中參與程度高,因此可以提升學生的就業率。此種模式主要包括了人才培養協議的簽訂、優秀機械類專業人才的選拔、制定針對性教學計劃、教學模式的變革,而該模式也是目前各高校普遍采用的教學模式。政府部門應當發揮主導作用帶動中介機構,重視指導監督本地區應用型高校集成電路專業的產教融合育人質量。政府還需要對社會的閑散資金充分利用,加強校、企、科研機構多方主體之間的合作教育。
結 論
集成電路產業對我國而言是戰略性新興產業,為了提高我國未來的技術創新綜合競爭力,需要提出集成電路實驗教學改革思路,圍繞培養集成電路產業所需的實踐創新型人才這一目標導向,通過創新專業課程內容、聯合共擔實驗課程、創新實驗教學考評方式、加強過程管理、校企共建集成電路實驗教學體系、合力共建實驗室、加大實驗教學投入等途徑,真正培養出具有扎實理論基礎與高水平實踐能力的技術創新型人才。
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(常剛:陜西職業技術學院)
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