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Abstract: For the new aviation communication technology professional "circuit basis" course, this paper explores the teaching mode based on the concept of project development from teaching contents, teaching methods and means, and analyzes the existing problems and the solutions in the process of teaching.
關鍵詞: 項目開發;教學模式;教學過程
Key words: project development;teaching mode;teaching process
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)09-0203-02
0 引言
航空通信技術專業是長沙航空職業技術學院2013年新增專業,2013年上半年通過座談、企業走訪等多種方式,并結合湖南省專業技能抽查內容,根據航空通信技術專業對學生知識與技能的要求,制定出了適應行業與企業發展的專業標準與課程標準。依據標準對“電路基礎”的課程內容進行科學選取與編排,基于項目開發的理念,將項目分解為多個工作任務,根據工作任務來組織課程內容,以實際工作過程為導向來實施課程教學,對“電路基礎”的教學內容、教學方法與手段等進行了全面深入的探索。
1 教學內容設計
整合后的課程內容由實踐教學項目與仿真教學項目兩部分組成,所有教學項目都是圍繞航空通信技術專業的技能要求來選取,以工作任務為主線進行精心設計,將每個項目分解為幾個子任務,通過任務需求來組織教學內容,突出對學生職業能力的訓練,并融合了相關職業資格取證、專業技能抽查對知識、技能和態度的要求。
1.1 實踐教學項目 通過精挑細選實踐教學項目載體,確定實踐教學項目3個。為確保項目實施過程貼近實際工作過程,所有實踐教學項目均在“教、學、做”合一的實訓場所完成。項目一——萬用表的使用、安裝與調試:要求學生掌握直流電路的基本概念、定理與分析方法,培養學生正確使用萬用表等常用電工儀表、搭建常規直流電路、故障檢測與排除等能力。項目二——室內照明電路的設計與安裝:要求學生掌握單相交流電的基本特征與應用,培養學生正確使用電工工具,正確識別和選擇常用配電和照明電器的能力,使學生具備簡單照明電路的識圖、設計、安裝和維修等能力。項目三——異步電動機起動控制線路安裝與調試:要求學生掌握三相交流電路的分析方法,低壓電器及電動機的結構、原理及使用等,培養學生電動機拆裝和維護,低壓電器識別和選擇,電動機起動控制電路的電氣圖識讀及控制電路的安裝與排故能力。各項目的具體工作任務與實施過程如表1所示。
1.2 仿真教學項目 精選仿真教學項目3個,安排在仿真機房實施。利用Multisim仿真軟件對RLC諧振電路、電路過渡過程及非正弦周期信號合成與分解進行模擬仿真,形象逼真地對電路進行頻譜分析、瞬態分析及傅里葉分析等。各項目的具體任務及實施過程如表2所示。
2 教學方法與手段
以“電工電子電氣設備的安裝、測試和維護”工作過程為主線,以“真實設備、實訓場地與仿真機房”為基礎,采取基于工作過程的“項目化、任務化”教學[1]。對每個項目里的每個任務,又分六個階段實施教學[2]:資訊——下達任務書,學生接受任務根據任務描述查找資料、收集信息;計劃——分組討論實施方案,論證其可行性并在組內進行任務分配;決策——在教師指導下,根據本組的學習基礎及動手能力情況確定最終實施方案、步驟、任務完成時間等;實施——每組根據方案進行項目實施,組員協作完成既定方案,匯集工作中的問題,交流工作中的收獲;檢查——通過過程檢查、在線檢查、總結匯報檢查進一步提高方案的可行性與科學性;評價——通過個人自評、組內互評、組間互評、教師評價對任務進行整體評價。在項目與任務實施過程中,同時借助FLASH技術、視頻技術、網絡技術等多種現代教育技術手段,融合情景模擬、操作演示、分組討論[3]、專家講座等多種行之有效的教學方法,改變了傳統教學模式,取得良好的教學效果。為方便學生課外自主學習,將所有課程資源上傳至學校校園網和世界大學城云空間,同時還在網上建立群空間與學生進行互動交流,及時解決學生在學習過程中遇到的各種問題。將課堂延伸至課外,拓寬了學生的學習領域與學習空間,提高了學生的學習效率與興趣。
3 存在的問題及解決方案
3.1 基礎參差不齊,采用分層次教學 高職學校生源多元化,既有理科生、又有文科生與職高生,學生基礎參差不齊。職高生由于中學時接觸過電路,學習起來相對輕松,而文科生普遍感覺課程太過抽象,學習起來很吃力。針對這種情況,采取分層次教學[4],將任務進行分解與擴展,對于動手能力欠缺的學生只用完成必做任務,而動手能力強的學生在完成必做題目的基礎上還要完成擴展題。
3.2 英語底子薄,仿真項目實施困難 仿真軟件Multisim是英文版本,即便漢化也只是對主命令與菜單進行了漢化,具體的參數設置與操作說明依然是英文。然而高職生的英語基礎普遍較差,多數學生看不懂說明、搞不清命令,導致仿真項目實施困難。解決辦法:將軟件中常用命令及重要參數的中英文對照寫出來以供學生共享使用,同時在機房電腦上安裝英語科技詞典,方便學生對應查詢。
4 結語
通過一個學期的實踐探索,“電路基礎”課程教學取得了非常好的效果,多數學生尤其是文科生不再懼怕抽象的專業基礎課及專業課,而且愿意甚至喜歡上了動手操作。下一步要繼續深化基于項目開發的教學模式,進一步修改與調整各項目實施方案,使仿真教學項目內容的專業性與針對性更強,使實作教學項目任務的操作性與實用性更貼合生產實際。
參考文獻:
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關鍵詞:集成電路設計;集成系統;本科專業;創新型人才;課程體系
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0049-03
一、引言
集成電路產業是信息產業的基礎和核心,是推動信息產業發展的源泉和動力。國務院于2000年6月25日頒發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策(18號)》,大力支持和鼓勵我國集成電路產業的發展。在國家政策的扶持下,我國集成電路設計業發展迅猛,伴隨著國內集成電路的發展,對集成電路設計相關人員的需求也日益增加。教育部于2003年開始批準設置“集成電路設計與集成系統”目錄外本科專業,2012年普通高等學校本科專業目錄中調整為特設專業,以適應國內對集成電路設計與應用人才的迫切需求,截止2014年,全國已有28所高校設置“集成電路設計與集成系統”本科專業。國務院于2011年1月28日頒發了《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策(新18號)》,要求高校要進一步深化改革,加強集成電路設計相關專業建設,緊密結合產業發展需求及時調整課程設置、教學計劃和教學方式,加強專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設,努力培養國際化、復合型、實用型人才。
“集成電路設計與集成系統”專業涉及的新概念、新技術、新方法不斷涌現,是一個工程性和實踐性很強的本科專業。集成電路領域技術和管理人才嚴重不足、人才質量普遍不高已成為制約我國集成電路產業健康、快速發展的瓶頸。國家集成電路產業“十二五”發展規劃提出加強人才培養,著力發展芯片設計業,2014年6月,國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》進一步指出,要著力發展集成電路設計業,加大人才培養力度。因此,研究適合本專業的理論與實踐并重融合的課程體系,培養創新型集成電路設計人才具有十分重要的現實意義和歷史意義。
二、集成電路設計與集成系統專業人才培養的特點
集成電路是推動當前經濟發展的重要技術,由于集成電路設計與集成系統領域發展迅速且新知識、新技術層出不窮,多學科交叉融合,畢業生就業具有國際性,要求教學體系和實踐平臺建設必須跟上最新的產業需求,才能培養出適合社會和企業需要的集成電路設計與集成系統創新型人才。在進行集成電路設計與集成系統領域創新型人才培養時我們需要緊緊抓住以下幾點。
1.集成電路設計與集成系統專業是新興專業,國內還沒有形成該專業的人才培養規范,目前國內各高校該專業的教學計劃是從國外或者相關專業延伸來的,系統性、完備性差,還沒有形成完整的知識體系。
2.集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科,因此要利用綜合性學科知識為該類人才的素質培養服務,從注重單一知識和能力的培養,要轉變到注重綜合知識和能力的培養。
3.集成電路設計與集成系統是國家特設專業,根據高校自身辦學特色和市場需求設置的專業,需要針對企業對該類人才的需求,將企業需求融入課程體系,與企業聯合制定培養方案,建立核心課程體系,實時調整專業課程教學內容。
4.集成電路設計與集成系統專業具有較強的工程性和實踐性,不僅要具有較強理論知識基礎,而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創新能力,需要建立一種基于項目驅動的多層次的實踐教學體系,保障四年工程實踐訓練不斷線,逐步提升學生的工程實踐能力和創新能力。
三、集成電路設計與集成系統專業課程體系的構建
根據集成電路設計與集成系統專業人才培養特點,按照通信、計算機和集成電路融合發展的科學規律,結合我校學科專業優勢特色,確立了本專業人才培養的課程體系。
(一)人才培養目標
2006年全國科技大會上提出,到2020年,我國將建成創新型國家,使科技發展成為經濟社會發展的有力支撐。具有較強的自主創新能力是創新型國家的主要特征之一,只有培養具創新精神和創新能力的人才,才能提升自主創新能力。集成電路產業是關系國民經濟和社會發展全局的基礎性、先導性和戰略性產業,是最能體現科技進步對創新型國家貢獻率的行業。
因此,本專業旨在培養德、智、體、美全面發展,適應社會主義現代化建設和信息領域發展需要,掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業知識,具備工程實踐能力和創新能力,具有自主學習集成電路與集成系統領域前沿理論和技術的能力,能在集成電路與集成系統領域從事研究、設計、實現、應用的高素質創新型人才,為全面實現創新型國家提供強有力的支撐。
(二)人才培養規格
集成電路設計與集成系統專業是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領域的交叉學科,如圖1所示。其中,圖1中①就是通信算法(應用)的直接IC(實現)化的ASIC、FPGA電路或者可重構電路;②就是算法(應用)的指令集合(體系結構)化的目標程序;③就是指令集合(體系結構)的IC(實現)化的處理器;④就是集成電路技術發展推動的先進處理器。
根據多學科融合發展和人才培養目標定位,確定了本專業知識、能力、素質的人才培養規格如下。
1.知識結構要求。(1)具有堅實的自然科學理論基礎知識、電路與系統的學科專業知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎。(2)具有通信系統、計算機系統結構、信號處理等相關學科領域的基礎知識。(3)掌握集成電路與集成系統領域的基礎知識和工程理論。(4)掌握集成電路與集成系統電子設計自動化(EDA)技術。
2.能力結構要求。(1)具有使用電子設計自動化(EDA)工具進行集成電路與集成系統設計的能力。(2)具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。(3)具有了解本專業領域的理論前沿、發展動態和獨立獲取知識的能力。(4)具有自主學習能力、創新能力、協同工作與組織能力。
3.素質結構要求。(1)具有良好的思想道德修養、職業素養、身心素質。(2)具有奉獻精神、人際交往意識和團結協作精神。(3)具有一定的文學藝術修養、科學的工程實踐方法。(4)具有一定的國際化視野、求實創新意識。
(三)課程體系
集成電路系統設計涵蓋“系統設計、邏輯設計、電路設計、版圖設計”四個設計層次,課程體系應覆蓋四個設計層次需要的所有知識點,各知識點之間要具有連貫性、系統性和完備性。集成電路設計與集成系統專業具有很強的工程性和實踐性,通過計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養,強化學生的工程實踐能力和創新能力。集成電路設計與集成系統專業是一個多學科的交叉新興專業,課程體系中應該包含通信、計算機和集成電路的相關知識點,各知識點之間要具有交叉融合性。集成電路系統設計是一個高速發展的學科領域,知識和技術更新速度非常快,課程體系應該體現先進性,使得學生能夠接近先進的技術前沿,同時課程體系中也應該包含一些面向企業的工程設計與實踐的實用性課程,進一步提高學生的就業競爭力和工程創新能力。
因此,根據人才培養規格和特點以及課程體系的連貫性、系統性、完備性、融合性、先進性和實用性,結合我校自身優勢特色,構建了如下頁圖2所示的知識、能力、素質協調統一的理論與實踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養為導向,集中實踐環節為支撐,核心課程為基礎,一組集中實踐環節和核心課程培養一種能力。同時,設置綜合素質教育模塊和課外科技創新活動模塊,提升學生的工程素質和創新能力。
課程體系主要突出計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力以及工程創新能力的培養,進行分學年重點培養。第一學年主要培養學生的計算機應用能力,第二學年主要培養學生的電子技術應用能力,第三學年主要培養學生的嵌入式系統設計能力和集成電路設計能力,第四學年主要培養學生的工程創新能力,通過設置“數字集成電路”、“混合信號集成電路”、“嵌入式系統”三個方向課程模塊,實現人才的個性化培養。
通過嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力和工程創新能力培養過程中的集中實踐環節和核心課程設置,將集成電路設計與通信/計算機相結合,體現課程體系的交叉融合性。將集成電路系統設計層次中的“系統設計”貫穿于工程創新能力、嵌入式系統設計能力培養,“邏輯設計”體現在電子技術應用能力培養中,通過“電路設計”與“版圖設計”實現集成電路設計能力的培養,實現了課程體系的系統性和完備性,通過教學內容的組織實現知識的連貫性。
課程體系設置了一系列集中實踐環節和獨立設課實驗(集成電路EDA技術實驗、微處理器設計實踐)以及課內實驗,在教學內容的組織上將軟件無線電(SDR)系統(包括算法、體系結構、集成電路)設計與實現的科研成果融入教學過程,實現四年工程實踐訓練不斷線,體現課程體系的工程性和實踐性。同時通過下一代無線通信系統的核心器件――SDR系統處理芯片設計為牽引,設置通信集成電路系統工程設計與實踐相關課程,采用世界主流EDA廠家先進EDA工具完成集成電路EDA技術實驗以及集成電路系統設計,實現課程體系的先進性和實用性。
(四)教學內容組織思路
以“高級語言程序匯編語言程序機器指令序列計算機組成(CPU、存儲器、輸入輸出、數據通路與控制單元)計算機部件設計計算機部件(FPGA和專用集成電路)實現整機(FPGA或專用集成電路)實現面向通信、信號處理領域系統(嵌入式系統、數字集成電路、模擬集成電路)設計與應用”為主線組織教學內容,體現知識的連貫性,培養學生的計算機應用能力、電子技術應用能力、嵌入式系統設計能力、集成電路設計能力。通過通信集成電路系統工程設計與實踐(包括數字集成電路工程設計與實踐、嵌入式SoC工程設計與實踐、模擬集成電路工程設計與實踐等),將軟件無線電(SDR)系統的設計與實現的科研項目成果融入課堂教學,貫徹我校“教研統一”辦學理念,突顯我校信息通信行業優勢特色,培養學生的工程創新能力。
四、結論
課程體系設置是專業建設中的關鍵核心問題,對人才的培養質量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設計與集成系統專業多學科交叉融合、工程實踐性強等特點,結合我校本專業在通信專用集成電路設計、專用處理系統設計方面的優勢特色,形成了通信、計算機與集成電路設計相結合、理論教學與項目實踐相結合的課程體系。以能力培養為導向,以集成電路設計和嵌入式系統設計融合為主線組織教學內容,培養學生的集成電路設計與嵌入式系統設計(計算機應用、電子技術應用、微系統設計)能力,通過面向通信領域的集成電路與嵌入式系統工程設計與實踐,提高學生的工程創新能力。
參考文獻:
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關鍵詞:集成電路EDA 教學方法 拓展 培養
所謂“集成電路EDA”是通過設計、建模、仿真等手段搭建集成電路框架,優化集成電路性能的一門技術,也是一名優秀的集成電路工程師除了掌握扎實的集成電路理論基礎外,所必須掌握的集成電路設計方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術,具備豐富的集成電路EDA設計實踐經歷,才能設計出性能優越、良品率高的集成電路芯片。可以說,集成電路EDA是纖維物理學、微電子學等專業的一門非常重要的專業課程。然而,目前集成電路EDA課程的教學效果并不理想,究其根本原因在于該課程存在內容陳舊、知識點離散、概念抽象、目標不明確等不足。因此,通過課程建設和教學改革,在理論教學的模式下,理論聯系實踐、提高教學質量,改善集成電路EDA課程的教學效果是必要的。
為了提高集成電路EDA課程的教學質量,改善教學環境,為國家培養具備高質量的超大規模集成電路EDA技術的人才,筆者從本校的實際情況出發,結合眾多兄弟院校的改革經驗,針對教學過程中存在的問題,進行了課程建設目標與內容的研究。
課程建設目標的改革
拓展學科領域,激發學生自主學習興趣 本校集成電路EDA課程開設于纖維物理學專業,但是其內容包括物理、化學、電子等多個學科,教師可根據教學內容,講述多個學科領域的專業知識,尤其是不同學科領域的創新和應用,引導學生走出本專業領域,拓展學生視野,提高科技創新意識。與學生經常進行互動,啟發式和引導式地提出一些問題,讓學生課后通過資料的查找和收集,在下一次課堂中參與討論。激發學生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內聯系課外、師生全面互動、尊重自我評價的新型教學方法可以培養學生創新精神,激勵自主學習,由被動式學習轉為主動式學習,拓寬學生的知識面。
完善平臺建設,培養學生創新實踐能力 在已有的實驗設備基礎上,打造軟件、硬件、網絡等多位一體的集成電路EDA平臺,完善集成電路EDA實驗。通過集成電路EDA平臺的實踐環節,既培養了學生的仿真設計能力,加深了對集成電路EDA知識的掌握,又使學生掌握了科學的分析問題和解決問題的方法。引導學生參加項目研發,鼓勵學生參與大學生創新創業和挑戰杯活動,以本課程的考核方式激勵學生寫出創新性論文,通過軟件仿真、實驗建模等方式設計出自己的創新性產品,利用集成電路EDA平臺驗證自己的設計,然后以項目的形式聯系企業,將產品轉化為生產力,將“產學研”一體化的理念進行實踐,培養學生創新實踐能力。
課程教學內容的改革
精選原版教材 教材是教學的主要依據,教材選取的好壞直接影響著教學質量。傳統集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主,內容陳舊,即使是外文翻譯版教材,也由于翻譯質量及時間的原因,仍然無法跟得上集成電路的革新。因此,在教材選取時應當以一本英文原版教材為主,多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實踐經驗和教學體會為基礎,結合集成電路EDA的相關理論來進行編寫,既有豐富的理論知識,又包含了大量的設計實例,使學生更容易地掌握集成電路EDA技術。但是只選擇外文教材,由于語言的差異,學生對外文的理解和接受仍然存在一定的問題,為了幫助學生更好地學習,需要輔助中文教材,引導學生更好地理解外文教材的真諦。
更新教學內容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18個月至24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產業飛速的發展,集成電路EDA課程是學生掌握集成電路設計的重點課程,因此必須緊跟時展,不斷更新教學內容。現有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術的內容很少,大部分都以闡述基本原理為主,致使學生無法接觸到最新的內容,影響學生在研究生面試、找工作等眾多環節的發揮。在走入工作崗位后,學生感覺工作內容與學校所學的知識嚴重脫節,需要較長的時間補充新知識,來適應新工作。為了改善這種狀況,需要以紙質教材為主,輔助電子PPT內容來進行教學。紙質教材主要提供理論知識,電子PPT緊跟集成電路的發展,隨時更新和補充教學內容,及時將目前主流的EDA技術融入課程教學中。還可以進行校企結合,把企業的專家引進來,把學校的學生推薦到企業,將課程教學和企業實際相結合,才能激發學生的學習興趣和積極性,提高教學效果。
參考文獻
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集成電路作為關系國民經濟和社會發展全局的基礎性和先導性產業,是現代電子信息科技的核心技術,是國家綜合實力的重要標志。鑒于我國集成電路市場持續快速的增長,對集成電路設計領域的人員需求也日益增加。集成電路是知識密集型的高技術產業,但人才缺失的問題是影響集成電路產業發展的主要問題之一。據統計,2012年我國對集成電路設計人才的需求是30萬人 [1-2]。為加大集成電路專業人才的培養力度,更好地滿足集成電路產業的人才需求,2003年教育部實施了“國家集成電路人才培養基地”計劃,同時增設了“集成電路設計和集成系統”的本科專業,很多高校都相繼開設了相關專業,大力培養集成電路領域高水平的骨干專業技術人才[3]。
黑龍江大學的集成電路設計與集成系統專業自2005年成立以來,從本科教學體系的建立、本科教學內容的制定與實施、師資力量的培養與發展等方面進行不斷的探索與完善。本文將結合多年集成電路設計與集成系統專業的本科教學實踐經驗,以及對相關院校集成電路設計專業本科教學的多方面調研,針對黑龍江大學該專業的本科教學現狀進行分析和研究探索,以期提高本科教學水平,切實做好本科專業人才的培養工作。
一、完善課程設置
合理設置課程體系和課程內容,是提高人才培養水平的關鍵。2009年,黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業制定了該專業的課程體系,經過這幾年教學工作的開展與施行,發現仍存在一些不足之處,于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。
首先,在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排,不同課程中內容重疊的章節或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如:在原來的課程設置中,“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎,所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前,對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解,因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握,會影響學生的學習熱情及教學效果;而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識,與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中,先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程,將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授,令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解;在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中,對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手,達到較好的教學效果,同時也避免了內容重復講授的問題。此外,這樣的課程設置安排,將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭,避免因學期課程的設置問題,導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程,從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況,致使影響到參賽過程的發揮。調整課程安排后,本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉,在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗,具有較充足的參賽準備,通過團隊合作較好地完成大賽的各項環節,贏取良好賽果,為學校、學院及個人爭得榮譽,收獲寶貴的參賽經驗。
其次,適當降低理論課難度,將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上,而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣,讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。
第三,在選擇優秀國內外教材進行教學的同時,從科研前沿、新興產品及技術、行業需求等方面提取教學內容,激發學生的學習興趣,實時了解前沿動態,使學生能夠積極主動地學習。
二、變革教學理念與模式
CDIO(構思、設計、實施、運行)理念,是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念,將工程創新教育結合課程教學模式,旨在緩解高校人才培養模式與企業人才需求的沖突[4]。
在實際教學過程中,結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業的“數模混合集成電路設計”課程,基于“逐次逼近型模數轉換器(SAR ADC)”的課題項目開展教學內容,將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯,使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內,以學生為主體、教師為引導的教學模式,令學生“做中學”,讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中,完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程,使學生系統地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時,通過以小組為單位,進行團隊合作,在組內或組間的相互交流與學習中,相互促進提高,培養學生善于思考、發現問題及解決問題的能力,鍛煉學生團隊工作的能力及創新能力,并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發學生的積極性和創新力。此外,該門課程的考核形式也不同,不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分,而是以畢業論文的撰寫要求,令每一組提供一份完整翔實的數據報告,鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力,為接下來學期中的畢業設計打下一定的基礎。而對于教師的要求,不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗,因此青年教師要不斷提高專業能力和素質。可通過參加研討會、專業講座、企業實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗,同時還應定期邀請校外專家或專業工程師進行集成電路方面的專業座談、學術交流、技術培訓等,進行教學及實踐的指導。
三、加強EDA實踐教學
首先,根據企業的技術需求,引進目前使用的主流EDA工具軟件,讓學生在就業前就可以熟練掌握應用,將工程實際和實驗教學緊密聯系,積累經驗的同時增加學生就業及繼續深造的機會,為今后競爭打下良好的基礎。2009―2015年,黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等,最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況,如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建,實現遠程登錄,則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要[5]。
其次,根據企業崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容,適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析,令學生掌握數字、模擬、數模混合集成電路的設計方法及流程,在了解企業對于數字、模擬、數模混合集成電路設計以及版圖設計等崗位要求的基礎上,有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉,使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通,為今后就業做好充足的準備。
第三,根據集成電路設計本科理論課程的教學內容,以各應用軟件為基礎,結合多媒體的教學方法,選取結合于理論課程內容的實例,制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊,如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程,都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件;通過網絡平臺,使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。
四、搭建校企合作平臺
關鍵詞:多媒體;仿真;電路
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 06-0172-02
隨著半導體集成和微電子技術的迅速發展,集成電路的品種和數量與日俱增,應用也越來越廣泛,集成電路變得無處不在。集成電路的使用大大簡化了電路的設計,并且使系統及設備的性能指標得到了很大提高。《集成電路原理與應用》課程作為電子測量技術與儀器專業的一門職業技術基礎課程,其內容涵蓋電路基礎、模擬電子技術和數字電子技術等多門課程[1]。在本課程的教學中,我們充分利用了多媒體教學方式,以動畫形式展現集成電路的相關知識,大大激發了學生學習的積極性,大大豐富了教學內容,同時,我們充分利用了計算機軟件仿真技術,將集成電路的典型應用電路通過ProtelDXP進行仿真實驗,擺脫了有限的實驗環境的限制,讓學生在學習集成電路相關知識的同時掌握了先進的計算機輔助工具,最后,我們給予了學生在萬能板上實現電子電路的機會,學生通過親身體驗制作和調試電子電路的過程,讓學生具備了一定的分析問題和解決問題的能力,同時收獲了通過自己努力實現目標之后的成就感。經過教學實踐表明,本課程的教學內容容易實現,安排合理,學生參與的積極性高,取得了很好的教學效果。
一、教學內容的安排
本課程的內容繁雜,講授時間有限,因此結合我院電子測量技術與儀器專業人才培養方案的要求,將本課程的教學目標定位于應用,教學的重點在于典型集成電路芯片及其典型應用電路的分析講解、仿真和制作。首先應用線性集成穩壓器制作出5~15V可調穩壓電源,以供后續的集成電路應用電路使用。接著應用運放集成電路、定時集成電路、功放集成電路、非門集成電路和與非門集成電路制作出貼近生活的電子電路。具體教學內容如表1所示。
二、教學實施的特色
(一)充分利用多媒體教學方式
隨著現代科技的發展,我們已經進入了一個信息化的時代,多媒體已經廣泛的用于教學領域。多媒體教學以聲音、圖片、動畫等豐富的媒體形式最大程度地調動了學生的視聽感官系統,充分展示了教學手段的多樣化,改變了傳統的“一張嘴一支粉筆一塊黑板”的教學模式,為現代教育改革注入了新的生機和活力,從而為本課程改善教學效果帶來了福音。
本課程所涉及的集成電路芯片眾多,受到經費的限制,不可能一一購買給學生展示,但是采用多媒體教學方式后,就可以將典型芯片的圖片一一展示給學生,大大降低了教學成本,同時也豐富了學生的視野。另外,有些集成電路的典型應用電路很多,如果采用板書的方式,受到課時的限制,不可能一一給學生講解,但是多媒體教學可以迅速地把課程資源顯現在學生面前,可以大大節省教師板書的時間,使教師可以傳授更多的知識,從而提高教學效率。同時,在電路的展示中配以動畫,豐富了電路的生命力,從而大大激發了學生的學習積極性。
(二)充分利用計算機軟件仿真技術
隨著電子技術和計算機技術的快速發展,電子產品的設計與計算機的聯系越來越緊密。作為以社會需求為第一要務的高職教育,在《集成電路原理與應用》課程的教學中,我們充分利用現有硬件條件,充分利用計算機軟件仿真技術,培養學生應用集成電路設計和分析電子電路的能力。
我們在教學中使用的軟件是ProtelDXP,學生已經在前續《電子CAD》課程中學習了如何使用該軟件設計和仿真電子電路。使用ProtelDXP作電路仿真的基本流程[2]如圖1所示。
在本課程的學習中,學生在ProtelDXP中通過選擇元器件、連接電路、確定元器件參數實現集成電路的應用電路,還可以方便地對電路進行測試和修改,有助于增強學生對學習內容的感性認識,培養學生主動思考的能力,而且可以將本專業所開設的課程聯系起來,實現幾門課程之間的融會貫通,促使學生學好相關專業課程,并且做到學以致用。
(三)動手制作電子電路
電子產品的設計與制作要求學生有較強的實際動手能力,因此,在本課程的教學中,全班學生以小組(一般4-5人一組)為單位,要求學生在已經繪制好的電路原理圖基礎上設計出單面PCB圖,然后在萬能板上制作出相應的電子電路。
學生在電路原理圖和單面PCB圖的指導下焊接并調試電路。在整個制作和調試過程中,教師主要起指導作用,在必要時幫學生分析故障產生的原因,而學生才是主體,一切問題得由學生自己動手解決,從而大大提高了學生學習的主觀能動性。
制作和調試電路在整個教學過程中占用時間是最多的,無論多么簡單的電路,總是會有個別小組出現問題。但是,學生正是在不斷發現問題、解決問題的過程中加深了對所學知識的理解。另外,電路的調試離不開常用電子儀器儀表如萬用表、示波器等的輔助,這也讓學生實際體會到了在《電子測量技術》課程所學習知識的實用價值。
三、結束語
在本課程的教學中,通過任務引領,結合先進的計算機技術,學生在學中做,做中學[3],學做結合,充分調動了學生的學習興趣和積極性,學生的出勤率很高,而且參與率很高。學生通過動手制作和調試電路,學習能力和動手能力有了較大提高,從一開始遇到問題不知如何是好,到最后能夠查找電路中的簡單故障,可見學生解決問題的能力有了一定的提高。但是,也存在一些問題。首先,本課程的教學對教師的要求較高,教師不僅要具備深厚的理論知識水平,還要了解集成電路在實際應用中的情況,這就需要加強與企業間的聯系,在這方面需要進一步加強。其次,在當前的教學中,受到成本和課時的限制,集成電路芯片多采用引腳數量少的插針式元件,避免使用引腳數量多或貼片封裝形式的元件,這與當前集成電路在實際使用中情況有點相悖,在今后的教學中需要改進。
參考文獻:
[1]向繼文,劉昕.“集成電路原理及應用”教學改革[J].中國電力教育,2011,193(6):179-180
關鍵詞 電子科學與技術專業;實習基地;定向培養
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)02-0102-02
Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing, Xu Yanbin
Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty, the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point, to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal, two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training, explore the new road of school enterprise cooperation.
Key words electronic science and technology specialty; practice base; targeted training
2000年6月,國務院印發《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(國發2000〔18號〕),明確提出軟件產業和集成電路產業是國家戰略性新興產業,是國民經濟和社會信息化的重要基礎[1]。大力發展我國集成電路產業和軟件產業,是克服我國集成電路人才短缺,抓緊培養集成電路專業人才方面的重大舉措。隨著集成電路產業的飛速發展,國家和企業對集成電路各類人才的需求越來越多,對人才的要求也越來越高,這些都對電子科學與技術專業的本科教學提出了新的挑戰。高等學校在人才培養的模式上必須進行有效的改革,校企合作體制的實施和更深層次的建設是高校人才培養模式改革的重要方面之一。通過校企合作體制的開展和教學質量的不斷提高,使畢業生在準備就業的時候不僅具有深厚的理論功底,而且能夠學習和掌握相關的設計軟件,具有相關工作經驗和解決實際問題的能力,了解行業背景和企業需求,為培養直接上崗型人才打下了良好的基礎。
1 學校目前存在的問題
電子科學與技術專業是為國家和社會培養集成電路產業人才的重要專業分類。河北大學電子科學與技術專業的學生主要學習集成電路工藝和集成電路設計兩大類課程,其中集成電路設計又包括電路設計和版圖設計。通過兩年的專業基礎課和專業課的講授,學生可以了解和掌握集成電路制造過程中的各種工藝加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和擴散等)、集成電路中常用的設計方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成電路基本單元的版圖結構(如電阻、電容、BJT管和MOS管等)。雖然在理論授課的基礎上也開設了相應的實驗課程,但是實驗軟件落后,以及與社會生產實際相脫節的狀態十分嚴重。這里以集成電路版圖實驗為例來加以說明。
在集成電路版圖實驗教學過程中,由于經費的限制,只能通過免費或者低級的版圖繪制軟件來完成實驗教學工作。由于使用軟件功能上的落后,沒有辦法讓學生更好地了解如何對版圖進行設計規則檢查和電學規則檢查,不能清楚地知道設計規程檢查文件,不明白版圖后仿真和電路圖與版圖的比較過程中需要注意哪些事項,不知道實際生產中相關元件的版圖繪制方法,只能簡單地繪制出某個元器件的版圖,造成學生只是學習到了版圖設計中的一點兒皮毛,相關知識匱乏,不能很好地滿足企業的需求。
2 校企合作方案探索
實習基地的建立 2003年7月,教育部下發《教育部、科技部關于批準有關高等學校建設國家集成電路人才培養基地的通知》,通知中要求高校要大力推進“國家集成電路人才培養基地”的教學改革[1]。為了培養應用型的集成電路設計人才,了解企業需求,河北大學跟北京芯愿景軟件有限公司保定分公司簽訂了校企合作協議。這既能讓學生接觸到先進的設計軟件,增長自身技能,又能為企業培養所需的人才。
在簽訂了校企合作協議之后,雙方又制定了詳細的實習基地實施方案,主要從以下幾個方面入手。
首先,暑期畢業實習。學校的畢業生需要在大三之后大四之前的暑期進入實習單位完成畢業實習的工作。實習基地建立之后,企業可以接納電子科學與技術專業的學生進入單位實習并對學生提供培訓。學生要嚴格按照企業的上下班制度等要求自己。在為期一個月的實習過程中,學生開闊了眼界,增長了見識,掌握了實際生產中相關元件的版圖實現方法,明白了集成電路產業中各個環節的作用和實現方法,為就業奠定了良好的基礎。
其次,雙向選擇,深入了解。在暑假畢業實習完成之后,企業對實習的學生進行了綜合評定,學生也對企業和集成電路產業有了進一步的認識。通過雙向選擇的方式,學生可以在大四下學期畢業設計階段進入實習基地進行更深層次的學習。畢業設計實行雙導師制,由學校的指導教師和企業的指導教師共同指導學生完成畢業設計和畢業論文,保障學生能夠順利畢業。這既能增加學生的工作經驗,又能為企業本身培養所需的人才。
最后,除本科生的實習以外,還對集成電路工程的碩士生制定了實習計劃,并聘請了北京芯愿景軟件有限公司的兩名高級工程師擔任學校的兼職碩士生導師,對集成電路工程專業的碩士生進行聯合培養。企業根據不同層次的學生提供不同的培訓方案,以滿足各自的需要。
定向培養方案 校企合作的目的不僅僅是為了提高學生的能力,為就業打好基礎,也是為了為合作企業培養合格的人才,實現雙贏。因此,在專業課程教學過程中,根據校企合作協議以及市場對人才培養的需要,高校應該適時地調整教學方案。結合學校的實際情況,在本科教學過程中,從專業課開始到專業選修課,都融入了實際生產中會用到的相關內容。
如在數字集成電路原理與設計以及模擬集成電路原理與設計兩個專業課的講授過程中,凡是涉及集成電路設計方法和版圖設計部分的內容時,都融入了芯愿景有限公司的相關書籍或資料作為補充內容,讓學生更加直觀地了解企業在進行集成電路設計時是如何進行綜合考慮的。在數字集成電路綜合實驗和集成電路CAD課程設計這兩門實驗課中,采用芯愿景公司的軟件和素材進行案例教學,讓學生直觀地感受到芯片制作過程中模塊安排、虛擬結構單元、數字單元、模擬單元、有源器件、無源器件以及布局布線的相關知識,加深對集成電路芯片設計的認識。在集成電路版圖設計和集成電路版圖設計實驗兩門課程的開始過程中,從企業聘請了經驗豐富的工程師進入課堂幫助任課教師進行理論教學和實驗教學。
以上一系列的培養方案,使學生對集成電路設計流程有了更清楚的認識,讓學生了解到了企業對畢業生的需求,為合作企業培養了所需的人才,使企業減少了招聘風險,降低了成本。
3 結束語
校企合作的實踐教學模式,帶給學生的不僅是對書本知識的深化和技能技巧的訓練,更是一次記憶深刻的體驗,是一次寫在記憶中的成長經歷[2]。校企合作協議簽訂半年多來,經過2009級電子科學與技術專業學生在畢業設計環節中的檢驗,學生深刻地感受到在理論知識與實際應用相結合的過程中自己還存在哪些方面的欠缺,校園里所學習的理論知識在實際工作中發揮了哪些作用。實習經歷雖然短暫,但是學生收獲頗豐,最終都找到了理想的工作。
筆者深信,隨著校企合作的進一步開展和合作的進一步深入,致力于把合作真真正正地落到實處,帶給學生的將是更加豐富的工作經驗和待遇優越的就業崗位,帶給企業的將是源源不斷的就業生力軍和企業品牌的進一步推廣。
參考文獻
IC設計工程師是當今最受人尊敬的金領職業之一,不但收入相當豐厚,而且工作極富挑戰性和成就感。在全國就業形式比較嚴峻的今天,IC設計工程師就業卻是另一片天地,在北京、上海、深圳等地,IC設計人才都做為緊缺人才被列進重點引進人才目錄,具有經驗的設計人員更成為各IC公司高薪爭搶的對象,IC設計人才嚴重供不應求。廣大在校學生和初入IC設計行業的工程師也因為缺乏項目經驗和實踐環境,很難在這一領域獲得進一步提升和發展,而IC設計公司也苦于找不到具有工作能力的設計人才。
北京集成電路設計園第五日IC設計培訓中心獨家推出數字集成電路前端設計就業班,在最短的時間里讓學員學習數字IC設計流程,設計方法,常用EDA工具,更以實際專題項目帶領學員完成一個從最初的設計規范到門級網表實現的整個前端設計流程,手把手帶領學員完成實際項目作品,使學員在領會IC設計知識的同時具備IC設計經驗,并學會IC設計公司的團隊分工與合作。學成后可以勝任IC設計公司一般性設計工作,最終的專題設計和作品更可以做為求職和職位提升的有力證明。
北京集成電路設計園是全國七個集成電路設計產業化基地之一,園區花費數百萬美金購置的EDA設計平臺,是北京乃至北方地區唯一可以提供完善的國際頂級EDA設計工具和試驗環境的產業基地,同時園區有多家國內外知名IC設計公司入駐,吸引了眾多設計人才在這里工作,濃厚的IC產業氛圍為學習IC設計提供了絕佳的環境。
“數字集成電路前端設計就業班”已于2005年成功舉辦兩期,學員有來自高校研究生、在職工作人員、應屆畢業理工科學生等,實踐性的課程使學員完成從對IC設計的陌生到熟悉的過程,親歷IC設計整個前端流程。開班以來得到學員的廣泛認可,學員在本課程中學到的技術在求職中起到了關鍵性作用,先后有多名學員就職于國內知名IC設計公司,包括威盛、華大、六合萬通、華為等,受到用人單位的好評。同時,在實踐過程中積累的經驗和新的方法,將在第三期中得到提升和發展。
如果您正在為就業發愁,正在苦苦尋找一份高薪工作在北京上海這些大城市大展宏圖;
如果您想從事IC設計行業卻不知道從哪里入手;
如果您剛剛踏入IC設計行業,感覺技術和工作壓力很大;
那本課程將會帶你踏上這條充滿前途的金光大道,您的職業人生將從此與眾不同……
課程特色
教授IC前端設計全部流程
特別實用、常用的IC前端技術和方法
真實實踐環境,先進設計平臺,實際項目設計、親自動手制作
以直接就業為目的
招生對象
電子、計算機、通信等相關專業大學應屆本科畢業生和低年級研究生
參加工作不久,需要提升技術水平和熟悉設計流程的在職工程師
或其它理工科背景有志于IC設計工作的轉行人員
開課時間
2006年3月27日
課時數
共70學時
上課時間
每周一、三、五晚18:30-21:30
每周二、四、六自修及作業
上課地點
北京集成電路設計園量子芯座5層培訓教室
費用
報名費100元
學費2800元,包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等,食宿自理。
優惠
2006年3月20日前報名,免收報名費
在校學生2006年3月20日前報名,可享受優惠價2300元!
5人以上團體報名可九折優惠!
食宿
外地學員可幫助聯系住宿,可以就近選擇北京大運村學生公寓,或方便實惠的公寓、單間、招待所、床位等。
附近有大運村食堂、北航食堂、小吃一條街及多家飯店可供選擇,經濟實惠,非常方便。
交費方式
銀行匯款
開戶名稱:北京集成電路設計園有限責任公司
開戶銀行:招商銀行北京大運村支行(649)
帳號:6381001510001
報名現場交款
地 址:北京市海淀區知春路27號量子芯座5層IC設計培訓中心
報名流程
1. 索取或下載報名表
2. 按要求填表、將報名表傳真或Email給我們
3. 電話或Email確認報名信息
4. 交納報名費和學費
5. 領取交費收據、確認函、聽課證
6. 報名成功
聯系方式
電話:82357175/83/84-850/851/852/858/859
郵件:.cn
課程大綱和更多信息請查詢網站:.cn
注:本班招生30人,招滿截止,名額有限,預報從速!若報名人數少于10人則不開班
數字集成電路前端設計人才班
實戰提高班
課程簡介
北京集成電路設計園第五日IC設計培訓中心獨家推出具有極強實踐性“數字集成電路前端設計實戰提高班”課程,針對具有一定工作經驗的在職工程師、高年級研究生以及需要項目經驗的高校任課教師,按照IC設計公司產品開發流程,采取強化訓練、項目實踐、專題制作等方法,帶領學員在真實的實踐環境中提升技術水平。本課程為前端設計高端精華課程,在特別精簡的時間內講解非常完整的流程以及更實用的設計方法,課程涵蓋了相關技術的核心內容,老師將自己的實踐經驗傾囊而授。
本課程在“數字集成電路前端設計就業班”成功舉辦的基礎上,為學員提供技術進階,目標直指培養較高水平IC設計工程師,在保證學員獲得IC前端設計全部技術要點的同時,重點鍛煉學員的實際動手能力,更為關鍵的是在長達45個學時,跨度近兩個月的時間內,學生將以一個簡單標量流水線處理器的設計為核心,進行RTL設計、邏輯綜合、時序分析、芯片測試、綜合驗證、以及高級技術和設計優化的技術學習和項目實踐。學員可以選擇參與處理器設計或系統芯片IP模塊設計,要求至少參與完成此處理器芯片或獨立完成一個系統芯片IP模塊從設計規范到網表實現的整個前端設計過程,最終的設計是可以拿去layout和流片的。
同時,本培訓中心位于北京集成電路設計園――全國七個集成電路設計產業化基地之一,園區花費數百萬美金購置的EDA設計平臺,是北京乃至北方地區唯一可以提供完善的國際頂級EDA設計工具和試驗環境的產業基地,同時園區有多家國內外知名IC設計公司入駐,吸引了眾多設計人才在這里工作,濃厚的IC產業氛圍為學習IC設計提供了絕佳的環境。
如果你具有相關專業學歷,但缺乏一定的項目實踐機會;
如果你面對學習或工作挑戰,感覺壓力很大;
如果你對芯片設計充滿興趣,希望用最短的時間學到人家需要兩三年才能跨越的技術;
那么本課程將會成為你提升技術水平、躋身IC設計高級人才的理想選擇!
課程特色
完全不同于學校的課程體系和授課方法
沒有冗長而無用的理論介紹,直接教授最實用的設計方法和設計流程
真實實踐環境,先進設計平臺,實際項目設計、親自動手制作
要求獨立完成項目設計,具備真正意義上的項目經驗
學成后做為高級人才可以推薦工作
招生對象
電子、通信、計算機等相關專業本科畢業,一年以上工作經驗的在職工程師;
電子、通信、計算機等相關專業較高年級在讀研究生;
一般高校需要項目經驗的任課教師。
報名要求
有簡單或小規模電路設計經驗,或初步熟悉IC設計前端工作但缺乏項目經驗;
有數字邏輯基礎、了解VERILOG語言,會使用UNIX/Linux操作系統。
培訓目標
可獨立完成ASIC/SOC前端設計,成為中級IC前端設計工程師。
學 時
100學時,其中實習及專題制作45學時。
開課時間2006年3月16日
上課時間
每周四晚18:30-21:30,
每周六上午9:00-12:00、
每周日上午9:00-12:00
周一到周五自修及作業
上課地點
北京集成電路設計園量子芯座5層培訓教室
費 用
報名費100元
學費4800元,包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等,食宿自理。
優 惠
2006年3月1日前報名,免收報名費
在校學生在2006年3月1日前報名,可享受優惠價4200元
5人以上團體報名可九折優惠!
食 宿
外地學員可幫助聯系住宿,可以就近選擇北京大運村學生公寓,或方便實惠的公寓、單間、招待所、床位等。附近有大運村食堂、北航食堂、小吃一條街及多家飯店可供選擇,經濟實惠,非常方便。
交費方式
銀行匯款
開戶名稱:北京集成電路設計園有限責任公司
開戶銀行:招商銀行北京大運村支行(649)
帳號:6381001510001
報名現場交款
地 址:北京市海淀區知春路27號量子芯座5層IC設計培訓中心
報名流程
1. 索取或下載報名表
2.按要求填表、將報名表傳真或Email給我們
3.電話或Email確認報名信息
4. 交納報名費和學費
5.領取交費收據、確認函、聽課證
6. 報名成功
聯系方式
電話:82357175/83/84-850/851/852/858/859
郵件:.cn
課程大綱和更多信息請查詢網站:.cn
注:本班招生30人,招滿截止,名額有限,預報從速!若報名人數少于10人則不開班
集成電路封裝工藝員培訓
招生對象 大專理工類專業及以上學歷
招生人數 限50人
開課時間 2006年2月13日-3月3日
(周一至周五上課)共120課時
課程內容
半導體基礎制造程序、集成電路各類產品與應用、集成電路生產常用材料使用簡介、集成電路英文應用、集成電路廠務與環境、封裝基礎知識、集成電路SOP學習、集成電路設備基本操作與應急處理、質量環境及工作安全教育、集成電路封裝
開班宗旨
復芯微電子集成電路封裝工程師培訓為您的職業生涯鑄造輝煌的起點
培訓優勢
訂單培養、校企結合、高就業率
課程特色 名校資深講師與企業主管共同授課;
獨家使用教材;
嚴謹治學、定期考核
附贈行業素質、面試技巧等實用課程
職業前景
集成電路產業是未來全球高新技術產業的前沿和核心,是最具活力和滲透力的戰略產業。作為集成電路產業人才缺口最大的封裝產業,正需要大量有志于投身該事業的青年加入其中。
應屆畢業生從事集成電路(IC)封裝行業,年薪3-6萬……
封裝企業大多提供相當好的福利,包括吃、住、補貼……
想進入集成電路行業的您,請不要猶豫了!
招生對象 本科理工類專業及以上學歷
招生人數 限30人
開課時間 2006年3月4日-4月2日
(雙休日上課)共120課時
課程內容:
計算機網絡與UNIX應用、半導體基礎理論、集成電路制造工藝、集成電路設計概論、集成電路設計EDA軟件、基本版圖知識
開班宗旨:
復芯微電子IC版圖設計師培訓為您的職業生涯鑄造輝煌的起點
培訓優勢:
訂單培養、保證推薦、高就業率
課程特色 校內資深講師與企業在職工程師共同授課;
獨家使用教材;
嚴謹治學、定期考核
附贈行業素質、面試技巧等實用課程
職業前情:
集成電路產業是未來全球高新技術產業的前沿和核心,是最具活力和滲透力的戰略產業。作為集成電路產業的命脈,目前長三角地區IC設計業的人才缺口已達20萬……
IC設計業薪酬水平不斷攀升,應屆本科生從事IC版圖設計起薪達3000元……
IC設計師平均月薪高達10000元……
看到這些數字,您還需要猶豫嗎?
誠信責任創新
咨詢人 宣佳博老師
咨詢電話 021-51087308*8301
TEL (021)- 51087308
FAX (021)- 50277166
【關鍵詞】集成電路設計大賽;實踐;創新
To Training Students’Innovative Ability in the Integrated Circuit Design Competition
HU Xiao-ling,YUAN Ying,LIU Qi
(College of Electronics Information and Control Engineering,Beijing University of Technology,Beijing,100124,China)
Abstract:Scientific and technical competition is an important way to promote scientific and technological innovation activities of college students.It is also an important means to cultivate innovative ability of college students.Based on the analysis of the current situation of Chinese information technology,moreover,the training problems in current high education,it describes the active function of the integrated circuits competition in the development of practical and innovative ability of college students.
Keywords:Integrated Circuit Design Competition;Practice;Innovation
1.引言
集成電路作為信息產業的基礎和核心,是國民經濟和社會發展的戰略性產業,是衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志[1]。自2000年以來,在國家政策的大力支持下,我國集成電路產業得到了長足的發展。但技術落后仍然制約著我國集成電路產業的發展,因此,如何培養出具有創新精神與實踐能力的高素質設計人才已經成為當前高校的一個迫切任務[2-4]。我校作為“國家集成電路人才培養基地”之一,在集成電路人才培養方面更是肩負著重要使命。
為了促進北京市集成電路產業發展需要,進一步加強北京市各高校微電子專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地的建設,為北京集成電路事業培養出更多的創新性人才,2011年9月18日在北方工業大學舉辦了“2011年北京大學生集成電路設計大賽”,大賽的主題是“全定制集成電路版圖設計大賽”。此次大賽由北京電子學會主辦、北方工業大學承辦,大賽的成功舉辦不僅推動了北京市各高校微電子專業的交流和發展,同時也為北京市各高校微電子專業的課程體系改革起到了強有力的推動作用。作為“國家集成電路人才培養基地”,我校一直致力于尋找各種可以為學生提供工程實踐的機會,集成電路設計大賽無疑為我們提供了一個良好的實踐平臺,在三個月的準備過程中,作為參賽學校的一名指導教師更是深刻感受到此次大賽在學生實踐能力和創新能力培養方面所具有的深遠意義。
2.高校人才創新能力培養現狀
受傳統的教育思想和教育觀念的影響,目前大學教育基本還是以知識學習為主,課堂講授多,實驗少,綜合應用實驗更少,教學內容也與社會生產及工程應用存在一定脫節。這種教育模式使學生雖然有較系統的理論基礎和專業知識,但綜合應用所學知識去分析問題和解決問題的能力仍然不足,“高分低能”的學生占到了相當大的比重。大連民族學院對本校工科專業學生進行的問卷調查顯示,72.4%的學生能認識到創新能力對今后個人發展的重要性;42%的學生認為把一整天的時間都用于實驗室而非自習室有點“浪費學習時間”,其中女生占到65.6%;80.4%的學生在學習時不會推導教材中的公式、定理,而只是單純的把它們當作解題的工具;獲得過國家獎學金、綜合獎學金的同學中僅有25%的同學取得過創新競賽類的獎項[5]。問卷結果表明,大多數學生已經意識到創新在今后個人發展中具有的重要意義,并且表現出對創新感興趣,但由于目前大多數高校對創新能力培養缺乏正確的引導,大部分同學仍是將主要精力放在學習理論知識上,不能對創新活動投入較多的時間和精力,以至于參與創新活動的同學不夠多,部分參與進去的同學也不能長期堅持。
3.大賽對學生創新能力的培養
科技大賽是推動大學生從事科技創新活動的重要途徑,也是培養學生科技創新能力的重要手段。同時,在國家重大教改項目“質量工程”的建設內容“實踐教學與人才培養模式改革創新”中積也極倡導“開展大學生競賽活動”[6]。
(1)培養了學生的創新能力
集成電路設計大賽激發了學生對工程實踐的積極性,增強了理論知識與實際相結合的內容,為學生創新能力培養提供了條件。學生從拿到競賽題目開始,就要獨立完成電路設計,單元版圖設計,電路版圖設計,仿真直至最終的設計報告撰寫,在這一系列過程中學生會不斷遇到新情況,新問題,學生需要調動所學知識,尋找發現問題并探究解決問題的思路、方法,這實際就是自主學習、不斷探索、不斷創新的過程。生尋找發現問題并加以探究解決問題的思路、方法上來
(2)提高了學生的實踐能力
集成電路設計大賽要求學生把集成電路分析與設計,集成電路CAD,集成電路EDA,半導體器件原理等相關課程中學到的全面綜合地加以運用,使理論知識與實踐密切地結合起來,從而使這些知識得到進一步鞏固、深化和發展。集成電路設計大賽使學生在運用技術資料和使用設計工具方面的基本技能得到一次綜合訓練。通過競賽學生不僅熟練掌握了華大九天EDA設計工具的使用,并對集成電路設計流程有了更深刻的認識,使學生設計能力和解決實際問題的能力有了長足的進步;通過競賽學生知道從事這一行業應該具有怎樣的知識結構,具有怎樣的工程意識,為學生將來就業或進一步深造奠定了堅實的基礎。
(3)培養學生的團隊合作意識
集成電路設計大賽要求3名同學組成一個參賽團隊,在競賽過程中,學生之間需要良好的溝通,積極配合,以獲取最佳成績。在這個過程中學生會有意識的改進為人處事的方式,以平和的心態和隊友討論問題,耐心聽取并采納別人建議,并默契的分工合作。競賽對學生自身的溝通能力和團隊協作精神具有良好的促進作用。
4.結束語
集成電路設計大賽不僅為微電子專業的學生提供了一個提高自己實踐能力、培養創新精神的平臺,同時通過參賽學生的知識面也得到了拓展,為今后從事復雜的工程設計和科研打下了堅實的基礎。此外,本屆大賽無疑也為高校教師提供了一個良好的交流學習平臺。
參考文獻
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[5]霍苗,馬國艷,李忠楠.以科技競賽為載體,提高工科大學生的創新能力[J].價值工程,
2011,18:9.
關鍵詞:集成電路版圖CAD;實踐教學;課程實驗;課程設計
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min, Zhang Zhenjuan, Huang Jing, Zhu Youhua, Zhang Wei
Nantong University, Nantong, 226019, China
Abstract: In this paper, the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode, the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile, other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum, were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words: Computer Aided Design of IC layout; practice teaching mode; course experiments; practicum
目前,高速發展的集成電路產業使IC設計人才炙手可熱,而集成電路版圖CAD技術是IC設計人才必須具備的重要技能之一。集成電路版圖CAD課程是我校電子科學與技術專業和集成電路設計與集成系統專業重要的專業主干課,開設在大三第二學期,并列入我校第一批重點課程建設項目。本課程的實踐教學是教學活動的重要組成部分,它是對理論教學的驗證、補充和拓展,具有較強的直觀性和操作性,旨在培養學生的實踐動手能力、組織管理能力、創新能力和服務社會能力。結合幾年來的教學實踐,筆者從本課程實驗、課程設計、課外科技競賽等實踐環節的設計工具、教學內容設計、教學方法和教學手段、師資隊伍建設以及考核管理等方面進行總結。探討本課程實踐教學模式可加強學生應用理論知識解決實際問題的能力,提升就業競爭力,對他們成為IC設計人才具有十分重要的意義。
1 版圖設計工具
集成電路CAD技術貫穿于集成電路整個產業鏈(設計、制造、封裝和測試),集成電路版圖設計環節同樣離不開CAD工具支持。目前業內主流版圖設計工具有Cadence公司的Virtuoso,Mentor Graphics公司的IC Flow,Springsoft公司的Laker_L3,Tanner Research公司的L_Edit和北京華大九天公司的Aether等。這些版圖設計工具的使用流程大同小異,但在自動化程度、驗證規模、驗證速度等方面有所差異,在售價方面,國外版圖設計工具貴得驚人,不過近年來這些公司相繼推出大學銷售計劃,降低了版圖設計工具的價格。高校選擇哪種版圖設計工具進行教學,則視條件而定。我校電子信息學院有2個省級實驗教學示范中心和1個省部共建實驗室,利用這些經費,我們購買了部分業內一流的EDA工具進行教學和科研。目前,我校版圖設計工具有北京華大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 兩種相輔相成的實驗教學模式
我校集成電路版圖CAD課程共48學時(理論講授24學時、實驗24學時),實驗環節是本課程教學的重要部分,在有限的實驗教學時間內既要完成教學內容,又要培養學生創新能力,需要對實驗教學模式進行改革和創新。本課程實驗教學的目的與要求:與理論教學相銜接,熟練使用版圖設計工具,學會基本元器件、基本數字門電路、基本模擬單元的版圖設計,為本課程后續的課程設計環節做準備。緊緊圍繞“一個規則(版圖幾何設計規則)、兩個流程(版圖編輯流程和驗證流程)、四個問題”這條主線設計實驗內容[1,2]。要解決的4個問題分別是:(1)版圖設計前需要做哪些準備工作?(2)如何理解一個元器件(晶體管、電阻、電容、電感)的版圖含義[3,4]?(3)如何修改版圖中的幾何設計規則檢查錯誤?(4)如何修改版圖和電路圖一致性錯誤?表1為本課程實驗內容、對應學時及對應知識點。筆者設計了兩種相輔相成的實驗教學模式:系統化實驗教學模式和實例化實驗教學模式。系統化實驗教學從有系統的、完整的角度出發設計了實驗教學內容,如設計實驗3(數字基本門電路版圖閱讀)時,安排了5學時,采用3種版圖閱讀方式:讀現有版圖庫中的單元電路版圖、顯微鏡下讀版圖和讀已解剖的芯片版圖照片。針對同一內容,采用不同形式,彼此類比,加深印象,既有實物,又有動手操作,增強了直觀性和感性認識。又如設計實驗5(模擬單元MOS差分對管版圖設計)時,安排了5學時,從器件匹配的重要性入手,給出MOS差分對管的電路圖,講解具體器件的形狀、方向、連接對匹配的影響,特別是工藝過程引入器件的失配和誤差,對MOS差分對管的3種版圖分布形式(管子方向不對稱形式、垂直對稱水平柵極形式、垂直對稱垂直柵極形式)進行逐一分析,指出支路電流大小對金屬線的寬度要求,對較大尺寸的對管,采用“同心布局”結構。實例化實驗教學先提出目標實例,圍繞該實例,設計具體步驟,教師先示范,學生再模仿,如設計實驗7(集成無源器件版圖設計)時,由于集成電阻、電容和電感種類很多,不能面面俱到,要求只對多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件進行版圖分析和設計。課堂實驗的內容和課時是有限的,為此我們設置了課外實驗項目,感興趣的學生選取一些實驗項目自己完成,指導教師定期檢查。學院開放了EDA實驗中心(2007年該中心被遴選為省級實驗教學示范中心建設點,2009年12月通過省級驗收),學生對本課程很感興趣,課外使用EDA實驗室進行自主實驗相當踴躍。通過上述的實驗教學方法,特別是課外實驗項目的訓練,學生分析問題、解決問題的能力和科研素養得到了提高。
表1 課程實驗內容、對應學時及對應知識點
表1(續)
4 基于0.6μmCMOS工藝的數字門電路版圖設計 5 理解上華華潤0.6 μm硅柵CMOS幾何設計規則;學會CMOS反相器、傳輸門、與非、或非等基本門電路版圖設計;DRC檢查。
5 基于0.6 μmCMOS工藝的MOS差分對管版圖設計 4 MOS差分對管版圖設計,包括匹配原則、同心布局等,DRC檢查。
6 版圖電路圖一致性檢查 3 掌握LVS流程、LVS錯誤修改。
7 集成無源器件版圖設計 3 多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件版圖設計。
3 改革課程設計環節
課程設計是本課程培養學生工程應用能力的綜合性實踐教學環節,時間2周,集中指導,提前1個月發給學生任務書和指導書,每個班配備2名指導教師,注重過程控制。筆者在教學內容、考核等方面進行了改革和創新:在教學內容設計上,給出了必做題和選做題,在選做題中要求每位學生完成數字電路版圖1題和模擬電路版圖1題,具體題目由抽簽決定,做到1人1題,避免學生抄襲。考核成績由課程設計成果(占50%)、小論文(占30%)、答辯(占20%)三方面綜合給出。以往的課程設計報告改為撰寫科技小論文,包括中英文題目、中英文摘要及關鍵詞、引言、電路原理與分析、版圖設計過程、分析與討論、結束語和參考文獻,讓學生學習如何撰寫科技論文。精選優質小論文放在本課程網上學習資料庫里,供學生相互傳閱和學習。課程設計答辯具體要求參照畢業設計(論文)答辯要求,包括準備PPT講稿、講解5分鐘、指導教師點評等過程,每位學生至少需要10分鐘時間。學生對課程設計答辯反映相當好,鍛煉了語言組織和口頭表達能力,而且相互間可以直接交流和學習。我們還挑選課程設計成績優秀的學生參加校內集成電路版圖設計大賽。雖然課程設計的改革和實踐需要教師付出很多精力和時間,但我們無怨無悔,學生的認可和進步是我們最大的收獲。
4 精心指導學生參加課外科技競賽
目前我校學生參加的集成電路版圖設計競賽有校級版圖設計大賽以及行業協會和企業組織的版圖設計競賽等。由校教務處主辦,電子信息學院承辦的南通大學版圖設計大賽是校級三大電子設計競賽之一,每年8月底舉行,邀請集成電路設計公司一線設計人員和半導體協會專業人士擔任評委,增加了競賽的專業性和公正性,目前已經舉辦了6屆,反響不錯。從校級版圖設計大賽獲獎者中挑選一部分學生參加行業協會和企業組織的版圖設計競賽,如蘇州半導體協會主辦的集成電路版圖設計技能競賽、北京華大九天公司主辦的“華大九天杯”集成電路設計大賽,其中“華大九天杯”集成電路設計大賽將挑選優秀獲獎學生參加華潤上華的免費流片,學生經歷從電路設計、版圖設計及驗證、流片到測試各個環節,提高了綜合訓練能力。
5 加強師資隊伍建設
要提高課程實踐環節的教學質量,關鍵是指導教師要思想素質好,專業理論知識強,科研水平高,因此我們著力建立一支年齡結構、職稱合理的實踐教學隊伍。目前很多年輕教師是從校園走向校園,畢業后直接上崗指導學習實踐,缺少工程實踐經歷和經驗。為了提高教師自身的業務水平,加強對年輕教師的培養,近十年來,我院每年暑假舉行集成電路CAD技術實踐培訓班,由經驗豐富的教學、科研一線教師主講;不定期地邀請一流IC設計公司一線設計人員來院開設講座;同時挑選年輕骨干教師到一流IC設計公司學習和實踐,時間至少半年以上;現已聘請IC設計公司一線設計人員6人為兼職教師,指導課程設計和畢業設計。集成電路CAD技術日新月異,課程實踐環節師資隊伍建設必須與時俱進。
6 結束語
我校電子科學與技術專業、集成電路設計與集成系統專業2012年被評為省重點建設專業,也是江蘇省首批培養卓越工程師的專業。集成電路版圖設計是這兩個專業卓越工程師培養計劃的重要內容之一,總結和探討集成電路版圖CAD課程實踐教學意義重大,今后我們要繼續推進該課程實踐環節的建設與改革,不斷探索,為我國集成電路設計人才的培養而努力奮斗。
參考文獻
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