摘 要：微電子學(xué)是研究電子或離子在固體材料中的運動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實現(xiàn)信號處理功能的科學(xué)，其工程型和實踐性非常強。江南大學(xué)微電子專業(yè)基于工程教育專業(yè)認證“產(chǎn)出導(dǎo)向（outcome-based）”的人才培養(yǎng)理念，樹立工程實踐型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，修訂了具有江南大學(xué)特色的微電子專業(yè)培養(yǎng)方案，其培養(yǎng)要求基本覆蓋了工程教育專業(yè)認證的12條通用標準。

關(guān)鍵詞：微電子專業(yè)；工程教育專業(yè)認證；培養(yǎng)方案

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0000-00

Abstract： Microelectronics is a science which studies the motion of electron or ion in the solid material as well as its applications， and realizes signal processing function by taking advantages of it. Therefore， microelectronics technology has the characteristic of strong engineering and practicality. Based on the outcome-based principle of talents training of accreditation for engineering education， the major of microelectronics in Jiangnan University establish an engineering and practice-based innovating talent-traning model， and revise microelectronics professional traning scheme with a Jiangnan University special feature. The traning requirement basically covers all 12 general standards of accreditation for engineering education.

Keywords： microelectronics； accreditation for engineering education； training scheme

0 引言

微電子學(xué)是研究電子或離子在固體材料中的運動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實現(xiàn)信息獲取、傳輸、存儲、處理和輸出的科學(xué)，以實現(xiàn)電路的系統(tǒng)和集成為目的，是一門實用性很強的學(xué)科，其發(fā)展水平直接影響著整個信息技術(shù)的發(fā)展。微電子學(xué)也是一門綜合性很強的學(xué)科，它包括了半導(dǎo)體材料、器件及物理、集成電路工藝和集成電路及系統(tǒng)的設(shè)計、測試、可靠性等多方面的內(nèi)容；涉及了物理學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)等多個領(lǐng)域；集成了超凈、超純、超細加工技術(shù)；是現(xiàn)代發(fā)展最迅速的高科技應(yīng)用性學(xué)科之一。因此，微電子專業(yè)的工程性和實踐性非常強，是一門典型的工科專業(yè)，而工程教育對獨立完整門類齊全的工業(yè)體系的形成與發(fā)展有著不可或缺的作用[1]。我國于2016年成為國際工程聯(lián)盟《華盛頓協(xié)議》正式成員，該協(xié)議旨在推進工程技術(shù)專業(yè)全球化，建立學(xué)歷教育與專業(yè)資格互認的體系，使得協(xié)議各國（地區(qū)）的工程教育具有可比性和等效性[2]。《華盛頓協(xié)議》工程教育認證標準一般采用“產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）”的基本原則，即將受教育人員的素質(zhì)和潛能表現(xiàn)作為衡量教學(xué)成果的依據(jù)，并以促進其持續(xù)改進作為認證的最終目標。工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。

我國是微電子芯片應(yīng)用和消費大國，需求量約占世界市場的50%，但目前我們的微電子技術(shù)水平與發(fā)達國家相比還有較大差距，國內(nèi)90%的集成電路芯片需要進口[3]。因此，國家相繼出臺相關(guān)政策，扶持和推動國內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2008年國家制定《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整與振興規(guī)劃》，提出加大集成電路（IC）產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施力度，建立自主IC產(chǎn)業(yè)體系[4]。2011年國務(wù)院頒發(fā)《進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，再次強調(diào)推動微電子科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性[5]。2014年6月國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，投入逾千億元IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持基金[6]。無錫是我國第一塊IC的發(fā)祥地，是國家微電子重鎮(zhèn)，微電子有優(yōu)良的傳統(tǒng)、深厚的基礎(chǔ)和完整的產(chǎn)業(yè)鏈，IC產(chǎn)業(yè)銷售額一直列全國前三。

1 工程教育專業(yè)認證下微電子專業(yè)培養(yǎng)方案

無錫江南大學(xué)在2002年設(shè)立了微電子專業(yè)，經(jīng)過十余年的發(fā)展，建立了較為完整的培養(yǎng)方案，但仍存在以下問題：（1）無法完全覆蓋工程教育專業(yè)認證通用標準的要求；（2）核心課程不當(dāng)。如《電磁場與電磁波》、《近代物理》在很多知名高校的微電子系都不是核心課程。而《固體物理》是核心課程，但是原培養(yǎng)計劃沒有；（3）課程過多。如《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》、《計算機組成原理》等都不是微電子專業(yè)的核心課程；（4）部分課程內(nèi)容重復(fù)。如《微機原理及接口技術(shù)》和《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》有些內(nèi)容重復(fù)；（5）前沿知識不足，學(xué)科交叉少，實踐課程過少。為進一步深化教育教學(xué)綜合改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，打造具有自身特色的本科教育和人才培養(yǎng)體系，實現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展和通過工程教育專業(yè)認證，江南大學(xué)微電子專業(yè)決定啟動2016級本科人才培養(yǎng)方案修訂工作，力求做到“通識教育精心設(shè)計、核心課程逐步卓越、課程數(shù)量逐步減少、輔修專業(yè)全面實施”。

基于工程教育專業(yè)認證OBE的人才培養(yǎng)理念，針對原培養(yǎng)方案存在的問題，并結(jié)合國家、社會、用人單位和學(xué)生的要求與期望，微電子專業(yè)新培養(yǎng)方案樹立工程實踐型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)目標是立足無錫、面向全國，致力于培養(yǎng)德智體全面發(fā)展且具備扎實的數(shù)學(xué)、物理、外語基礎(chǔ)，掌握半導(dǎo)體材料與器件以及大規(guī)模集成電路的設(shè)計、制造及測試所需的基本理論和方法，具有電路分析、工藝分析、器件性能分析和版圖設(shè)計等基本能力，擁有較高綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力和實際工作能力的高級專門人才。培養(yǎng)的學(xué)生既適宜于到半導(dǎo)體材料與器件、光電信息、集成電路設(shè)計與制造公司等從事技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用性研究以及管理工作；也適宜于在科研院所繼續(xù)攻讀微電子與電子學(xué)及相關(guān)交叉學(xué)科的研究生學(xué)位，為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究提供人才梯隊。培養(yǎng)要求方面，結(jié)合工程教育專業(yè)認證的通用標準[7]，微電子專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)能力要求如下：（1）具有較好的人文社會科學(xué)素養(yǎng)，較強的社會責(zé)任感和良好的職業(yè)道德；（2）良好的外語基礎(chǔ)與聽、說、讀、寫能力；（3）掌握數(shù)學(xué)方面的基本知識和基本理論；（4）掌握物理方面的基本知識和基本理論；（5）具有較強的計算機應(yīng)用能力；（6）掌握電子線路的基本理論和實驗技術(shù)，具有分析和設(shè)計電子系統(tǒng)的基本能力；（7）掌握固體物理、半導(dǎo)體材料與技術(shù)、半導(dǎo)體物理與器件的基本理論和基本知識，掌握新型半導(dǎo)體材料和器件的分析與設(shè)計方法，具有獨立進行器件性能分析和指導(dǎo)半導(dǎo)體工藝流程的基本能力；（8）掌握半導(dǎo)體集成電路工藝、半導(dǎo)體集成電路設(shè)計、VLSI設(shè)計與制造等方面的基本理論和基本知識，具有獨立進行版圖設(shè)計、系統(tǒng)仿真和指導(dǎo)集成電路工藝流程的基本能力；（9）掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；（10）具有一定的實驗設(shè)計，創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析試驗結(jié)果，撰寫論文參與學(xué)術(shù)交流的能力；（11）具有相關(guān)新型交叉學(xué)科的基礎(chǔ)知識及創(chuàng)新意識與潛力。（12）具有較強的工作適應(yīng)能力，具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理的實際工作能力。微電子專業(yè)的畢業(yè)能力要求與工程教育專業(yè)認證的通用標準之間的關(guān)系如圖1所示。可見，微電子專業(yè)新培養(yǎng)方案的畢業(yè)能力要求基本覆蓋了工程教育專業(yè)認證的12條通用標準。

微電子專業(yè)的課程分為四大類：通識教育課程、學(xué)科平臺課程、專業(yè)教育課程和能力拓展課程，其課程體系與畢業(yè)能力要求的關(guān)系如圖2所示。從2016年開始，微電子專業(yè)納入江南大學(xué)大類招生的范疇，與通信工程專業(yè)一起列入電子通信工程大類專業(yè)招生。電子通信工程大類專業(yè)遵循江南大學(xué)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的教育理念，打通第一學(xué)年課程，包括通識教育課程及學(xué)科平臺課程，實行按類寬口徑培養(yǎng)。一年級的通識教育課程包括思政類、外語類、計算機類、軍體類、成長規(guī)劃類、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類等課程，學(xué)科平臺課程包括數(shù)學(xué)類（“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”、“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”、“復(fù)變函數(shù)與積分變換”、“工程制圖”）、大學(xué)物理類（“大學(xué)物理”、“大學(xué)物理實驗”）、計算機類（“程序設(shè)計基礎(chǔ)C”）等工具類課程，其培養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學(xué)生的畢業(yè)能力要求第（1）至第（5）項。微電子專業(yè)在此“厚基礎(chǔ)”上修訂完善后三年的專業(yè)培養(yǎng)，其培養(yǎng)方案旨在培養(yǎng)學(xué)生的畢業(yè)能力要求第（6）至（12）項。微電子專業(yè)教育課程分成三條主線開展培養(yǎng)，一條是電路與電子類主線，涵蓋的主要課程包括“電路理論”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子設(shè)計CAD”、“電子技術(shù)課程設(shè)計”和“電子技術(shù)實驗”等課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的畢業(yè)能力要求第（6）項；一條是物理與器件主線，包含的課程主要有“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”、“半導(dǎo)體器件物理”、“半導(dǎo)體材料”、“集成電路工藝原理”、“集成電路工藝課程設(shè)計”、“電磁場與電磁波”等課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的畢業(yè)能力要求第

圖1 微電子專業(yè)的畢業(yè)能力要求與工程教育專業(yè)認證的通用標準之間的關(guān)系圖。工程教育專業(yè)認證通用標準[8]（1）工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決復(fù)雜工程問題；（2）問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；（3）設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素；（4）研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；（5）使用現(xiàn)代工具：能夠針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性；（6）工程與社會：能夠基于工程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；（7）環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響；（8）職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任；（9）個人和團隊：能夠在多學(xué)科背景下的團隊中承擔(dān)個體、團隊成員以及負責(zé)人的角色；（10）溝通：能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流；（11）項目管理：理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用；（12）終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

（7）項；最后一條是電路與系統(tǒng)主線，涵蓋的主要課程包括“數(shù)字集成電路設(shè)計”、“模擬集成電路設(shè)計”、“VLSI設(shè)計基礎(chǔ)”、“集成電路CAD”、“集成電路設(shè)計實踐”、“集成電路CAD課程設(shè)計”、“微電子學(xué)專業(yè)實驗”、“版圖設(shè)計技術(shù)”、“嵌入式設(shè)計”等課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的畢業(yè)能力要求第（8）項。專業(yè)選修課程不僅可使學(xué)生掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法，達成畢業(yè)能力要求第（9）項，還可使學(xué)生的計算機能力以及交叉學(xué)科的基礎(chǔ)知識及創(chuàng)新意識和能力有進一步的提升，強化畢業(yè)能力要求第（5）項和第（11）項。各類實踐性環(huán)節(jié)課程和畢業(yè)設(shè)計可使學(xué)生的專業(yè)能力、查詢資料、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的能力以及創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析試驗結(jié)果，撰寫論文參與學(xué)術(shù)交流的能力得到提高，強化畢業(yè)能力要求第（7）、（8）、（9）和（10）項。綜合實踐類課程是以卓越工程師計劃為基礎(chǔ)，微電子專業(yè)已與本地多個知名企業(yè)、研究所簽訂了校企合作計劃，共同培養(yǎng)優(yōu)秀人才，切實提高人才質(zhì)量。如何更好的開展校企合作，使學(xué)生能更好地融入具體生產(chǎn)實踐中，并通過合作有效提高自身的師資和培養(yǎng)能力一直以來都是一個需要重點考慮的問題[8]。結(jié)合這次以工程教育專業(yè)認證為目標的培養(yǎng)方案修訂，微電子科學(xué)與工程專業(yè)在大四上學(xué)期設(shè)立了綜合實踐類課程，安排了兩種學(xué)生可選擇的方案：一、學(xué)生可選擇去無錫當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的知名企業(yè)、研究所進行為期半學(xué)年的綜合實踐；二、學(xué)生也可選擇進入在校導(dǎo)師的團隊進行為期半學(xué)年的科研實踐。綜合實踐的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力，達成畢業(yè)能力要求（12）。

圖2 以工程教育專業(yè)認證為目的的江南大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)課程???體系和畢業(yè)能力要求之間的關(guān)系圖，其中小括號中的數(shù)字對應(yīng)相應(yīng)的畢業(yè)能力要求（1）-（12）項。

此外，微電子專業(yè)開設(shè)了輔修專業(yè)，其課程體系以綜合、實用和精煉為特征，由部分學(xué)科平臺課程、專業(yè)核心課程構(gòu)成，包括如下八門課程：“電路理論”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“半導(dǎo)體物理”、“半導(dǎo)體器件物理”、“集成電路工藝原理”、“數(shù)字集成電路設(shè)計”和“模擬集成電路設(shè)計”。為了使本科培養(yǎng)不拘泥于教材，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入到通識教育、專業(yè)教育和實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生認識和體會專業(yè)知識、理論中的創(chuàng)新性特質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛能，微電子專業(yè)除了在相關(guān)課程設(shè)計與實踐、綜合實踐和畢業(yè)設(shè)計（論文）等環(huán)節(jié)中突出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實踐要求，微電子專業(yè)所屬的江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院還出臺了相關(guān)文件，鼓勵優(yōu)秀本科生進科研團隊。該活動以學(xué)院現(xiàn)有科研團隊的豐厚資源為依托，整合學(xué)院骨干教師和優(yōu)秀學(xué)生；以各類學(xué)科競賽、大創(chuàng)項目為驅(qū)動，切實提升優(yōu)秀本科生參與科研創(chuàng)新實踐的廣度和深度；以學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地為延伸，更好促進學(xué)生實現(xiàn)理論成果實踐成果的轉(zhuǎn)化。微電子專業(yè)的部分優(yōu)秀本科生能夠和研究生、研究生導(dǎo)師一起參與前沿科研實踐，非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研眼界、科研經(jīng)驗和終生學(xué)習(xí)研究的能力。

3 結(jié)語

本文總結(jié)了江南大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)以工程教育專業(yè)認證為目標的培養(yǎng)方案探索與實踐。針對微電子專業(yè)原培養(yǎng)方案存在的問題，我們明確了專業(yè)核心課程，精簡了學(xué)科平臺課程和專業(yè)核心課程，合并了部分冗余課程，增加了實踐性環(huán)節(jié)和能力拓展課程，開設(shè)了輔修專業(yè)課程，力求做到“通識教育精心設(shè)計、核心課程逐步卓越、課程數(shù)量逐步減少、輔修專業(yè)全面實施”，培養(yǎng)要求與工程教育專業(yè)認證通用標準接軌，建立健全目標導(dǎo)向（OBE）的人才培養(yǎng)機制。隨著越來越多的優(yōu)秀微電子專業(yè)和相關(guān)專業(yè)老師的不斷加入，我們江南大學(xué)微電子專業(yè)的課程設(shè)置和培養(yǎng)方案將會逐年完善與提高，畢業(yè)生質(zhì)量也在穩(wěn)步提高。

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