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电子科学与技术论文

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电子科学与技术论文

电子科学技术论文:“电子科学与技术专业”学科建设探索

摘要:本文从常州大学电子科学与技术专业的定位和现状出发,分析专业建设中存在的问题,并提出一些应对措施。

关键词:电子科学与技术;专业建设;办学定位

一、引言

常州大学电子科学与技术专业的办学定位是:结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识、熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。主要面向长三角地区微电子、新能源和新兴光电行业。

二、专业现状

1.社会需求情况。目前,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次设计人才的短缺。

2.师资力量。本专业共有14位专职教师,其中教授1位、副教授3位,高级职称教师比例为28.6%,具有博士学位的教师9位,占比64.3%,另有4位教师博士在读,即将毕业。

3.科研情况。现有实验设备资产超过300万元,近五年来,获国家自然科学基金项目2项,市厅级以上项目4项,累计科研到款70余万元。发表三大检索论文50余篇、申请国家发明专利10余项。

4.课程设置情况。根据专业培养目标,课程设置时注重协调基础课、专业基础课和专业课之间的学时比例,并且加强实验教学环节,对于培养学生的专业知识和动手能力是十分必要的。主要的专业基础课有:模拟电子技术、数字电子技术、量子力学、数学物理方法、热力学与统计物理等课程。主要的专业课有:固体物理、半导体物理、半导体器件物理、MEMS技术、集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件性分析等课程。实验环节有:基础物理实验、近代物理实验、专业实验、模拟电路实验、数字电路实验。

5.人才培养。本专业培养的学生,既有一定的数理基础,又具备凝聚态物理、材料物理、微电子技术等专业的相关知识,在薄膜制备、微电子工艺、电子技术产品的研制开发以及在边缘学科与交叉学科领域内就业的机会较多。近年来毕业生就业率一直超过95%,学生最近在人才市场应聘的反馈信息说明,我校本专业的学生与其他院校同专业的学生相比,就业有一定竞争优势。另外,考取硕士研究生的人数逐年在上升,近5年,共有37名学生考取了南京大学、东南大学、上海交通大学、苏州大学、山东大学、华中科技大学、上海大学、江南大学、北京工业大学等校相关专业的研究生继续深造,其中2011年、2012年和2013年考研录取率分别达到12.3%、15.9%和24.2%。

三、在专业建设方面,存在的主要问题有

1.师资力量仍然比较薄弱,教师专业结构还需要进一步优化和调整。主要体现在高级职称的教师比例仍然较低,教师专业结构较分散且偏物理,具有微电子或半导体领域研究背景的教师较少。原因就在于:(1)本专业属于热门专业,全国相关的企业众多,对高层次研究人员的需求较大,而培养相关专业研究生的院校相对较少,研究生毕业的规模还满足不了企业的需求。(2)企业给出的薪酬待遇较之高校要高出不少,这也是造成引进不到具有专业背景教师的一个极重要原因。(3)近一半教师是从事理论物理方面的研究工作,与电子科学与技术专业的工科背景相差很大,很难为专业建设提供必要的支撑。因此,需要进一步调整教师的专业结构。

2.科研平台和专业实验室建设仍需大力加强。物理学科在校内是属于弱势学科,不仅缺少高层次领军型的学术带头人,而且教师的科研水平还有待提高,因此面临着科研经费少、科研设备缺、科研氛围不浓厚等问题,科研平台的建设也存在着巨大的压力。虽然近年来专业实验室的建设取得了一定的成效,购买了一定数量的实验设备,基本满足了本科学生专业实验、毕业论文和研究生科研的需要,但仍然面临与实际生产联系不紧密、设备利用率低、维护人员缺、维护经费少、管理制度不完善等问题。

3.专业的教育质量有待进一步提高。电子科学与技术专业的教育质量、招生规模和培养方向与市场的关系是一种相互制约、相互相成的辩证关系。教育应该适应社会的发展需要,在社会需求和市场调节的作用下,如何提高教育质量是一个重大和综合性的课题。在这方面存在着:(1)缺少具有专业知识背景的教师,课程设置不规范,不是按需设课而是“因人设课”。(2)教材选择和讲授内容没有统一标准,仍然是“因人而异”。(3)课程知识讲授与实际生产联系不紧密,容易造成“照本宣科”的现象;(4)学生学习多以“自我为中心”,学习目的不明确、缺乏学习动力、对专业认识不够、毕业去向不明等问题。因此,必须从“教”与“学”两个方面来抓“质量”,只有经过“教”与“学”双方的协调发展,才能保障教学质量的提高。

4.专业实验教学环节有待进一步加强。专业实验的教学能使学生掌握实验知识和实验设备的使用,提高学生的动手能力和实践能力。从近几年学生的就业情况看,专业实验为学生就业打下了良好的基础。但是目前出现了专业实验开设数多、教学学时长、所需教师多,而教师个人工作量少、无人愿意承担实验课程等问题。

5.毕业生的就业导向有些许偏离。由于近几年毕业生的就业主要面向光伏企业,而且就业形势良好,这直接导致下面几届的学生认为本专业是面向光伏企业就业的,甚至有些老师也有同样的看法,这就限制了学生的就业面,也会使就业形势容易受到国际国内大环境的影响,而电科专业的学生培养和就业应当是面向整个微电子行业的。

四、专业建设措施

1.师资队伍建设。师资队伍建设是一切工作的基础,因为专业人才培养质量和科研水平全部依托于此。师资队伍建设应外引内培相结合,坚持以引进具有博士学位的高层次人才为主,并且重视制度设计,形成一整套卓有成效的人才引进、使用、培养和激励机制。(1)引进的人才应能满足电子科学与技术本科专业以及凝聚态物理、光电信息材料硕士点建设的需要,可定位于引进具有半导体材料与器件、集成电路设计、MEMS技术等领域研究背景的年轻博士,其中主要以引进半导体材料与器件领域的人才为主。考虑到专业的长远发展,应尽可能引进实验研究人才,相关的学科有物理学、材料科学与工程和电子科学与技术等。(2)在人才引进后的使用上应明确其主要任务是科研和专业建设,有计划地为其搭建科研设备。(3)制定科学合理的考核和奖励制度。人才引进工作应主动出击,按需引进,省内外相关的院校有:南京大学电子科学与工程学院、中科院上海技术物理研究所、苏州大学、华东师范大学信息科学技术学院、南京航空航天大学理学院等。

2.科研平台建设。好的科研平台是吸引人才加入的一个关键因素,也是提升整体科研水平的重要保障。而目前的现状是投入到科研平台建设的经费较少,这有多方面的原因。不过,《常州大学“十二五”事业规划发展纲要》中明确提出要建设多学科协调发展的学科体系。因此,我们应加强科研平台建设与专业实验室建设的融合,使基础科研平台不仅能满足电子科学与技术专业本科生的毕业论文需求,而且能满足凝聚态物理和光电信息材料专业硕士生、相关教师的科研任务,以科研带动教学。

3.课程建设。课程建设是教学质量提高的保障,可以从以下几方面进行:(1)专业课的开设必须满足专业发展的需要。为此,教研室应认真讨论每一届学生的培养方案,根据市场需求、人才引进等情况及时调整培养方案。可以新增一些与专业、就业联系紧密的课程。(2)注重教材的通用性、经典性和新颖性。选择本专业多数院校都采用的教材。经典教材是国内或国外在本专业学习中长期使用并得到公认的教材。学生通过经典教材的学习能够较为、系统地掌握所学的知识并提高分析问题、解决问题的能力。教材的新颖性是指新版和再版教材包含有本专业的近期知识和技术的内容,学生通过新版教材的学习能够了解当今世界上本专业领域中的近期知识和发展方向,拓展知识面。(3)为了解决目前出现的课堂讲授“照本宣科”、书本知识与实际生产联系不紧密等问题,可以考虑有计划地、有选择性地选派专业课教师下企业锻炼,提高教师的实践能力。

4.专业实验教学环节。针对目前专业实验中出现的问题,可以考虑大型设备的相关实验课仍由原先的几位老师承担,其余实验课由新引进的博士上,适当增加实验课教学的工作量。此外,除了目前已开出的专业实验,应充分利用已购买的设备,开设与企业生产工艺相关的专业实验,学习与制备一些半导体器件,同时应投入经费、人力,保障有专人负责维护、保养这些设备。

5.专业思想教育。专业课教师、系部负责人应加强对低年级学生的专业思想教育,使其对专业有清楚的认识,引导学生做好专业规划,明确学习目标,尽早准备。可以通过教师讲座、请已经工作或读研的同学参加座谈会、进企业参观实习等形式开展专业思想教育。

电子科学与技术论文:电子科学技术职师本科专业教学改革研究与实践

摘要:电子科学技术职师本科专业在我院已开办三届,该专业可为高职、中职院校培养电科类职教师资。通过对现有职教师资人才培养模式进行分析,针对不足提出合理教学改革措施,以期促进教学效果,增强学生就业竞争力。

关键词:电子科学技术职师本科;教学改革;人才培养模式

广西在东盟区域经济合作中作用非常明显,整个北部湾也处于快速发展时期。为了促进地方经济的发展,适应对方经济的转变,高等职业教育需要更加适应新的经济发展需求,因此,高等职业教育师资培养改革迫在眉睫。高等职业教育注定要成为职业教育的主力军[1]。加强高等职业师资培养研究,对于提高整个职业教育师资队伍有重大意义。目前,我国的职业教育师资相对缺乏,高素质、专业化的师资严重不足,这给地方高校的发展指出了努力方向。

一、高校职业教育师资培养的现状与不足

与传统的本科教育不同,职业教育师资本科是应用性很强的专业,要求所培养的学生既有较强的实际操作技能,又有教师的综合素质,即应符合“教师、工程师”的双重要求[2]。因其特殊性,传统的电子类专业教学模式已不符合职师本科人才培养要求,因此,针对其不足,进行合理的教学改革和探讨非常有必要。目前职业师资本科培养主要存在以下不足。

(一)在专业课程教学中,教学内容陈旧落伍

近年来,职业教育师资本科的课程设置已经有所调整,教学内容也有了很大改进。但是电子信息类产业本身的发展速度比较快,相对来说,电科职师本科教学内容仍显得陈旧,跟不上电子信息产业的技术发展要求。学生在学校学到的专业课程知识与技能和企业的要求存在差距,因此在教学内容的更新方面,还是需要学校多做努力。

(二)在实践实训教学中,设备数量质量不高

随着办学条件的好转,学校对实验、实训设施的投入明显增加了很多,学生的实训条件相对以前有了很大改善。但从总体数量和质量上看,我们的实验、实训条件与办学定位还存在很大的差距,不能满足教学需要。很多专业在实验、实训条件上,甚至还比不过某些老牌的中职、高职院校。学生的独立实践机会少,参与实践的时间短,实践、实训内容不够深入,学习效果比较差。这种现状很大程度上影响了学生动手能力的提高。

(三)在专业培养模式中,课程设置不尽合理

目前,电科职业教育师资本科的课程设置体系中,教育类课程的设置相对不够科学,多数是几门教育学或是教育心理学的简单堆砌,没有经过系统严格的分析,缺乏合理科学的指导标准。实际上,多数职师本科专业仍然是重学科教学,轻教育教学;重理论授课,轻应用培养。这种现状使我们对学生在应用技能和从事教育教学方面的培养都大打折扣。

(四)在学生培养模式上,办学培养模式滞后

我国的职业教育是在传统教育的分支上成长起来的,其培养过程深受传统培养模式的影响。学生在学校里面上课,接受理论知识和实用技能的培养,而实际上,实践技能必须长期在实践现场才能够熟悉、熟练、升华、发展。很明显,传统的培养模式使我们的学生缺少从企业中获取的实践经验和实战技能,最终导致其动手能力差,对企业发展不了解,缺乏运用所学专业知识融会贯通解决实际问题的能力。同样,我们的教师在教授职业教育师资类学生的过程中,也存在很大问题,不能把理论教授和素质培养有效结合[3,4],多数教师还是采用老师“教”、学生“学”,即“教”与“学”分开的教学模式。从职师专业的就业方向来考虑,我们的老师不仅需要教会学生“学习”,还要教会学生“教学”,在学的过程中穿插教的理论,提高职师生的教育教学水平。

二、电科专业职师本科教学改革思路及方法

根据职师本科的培养要求,我们需要对学生的职业技能和教学技能进行两方面的培养,针对电科专业职师本科教学中存在的不足,可以从以下几个方面进行教学改革和实践。

(一)修改课程设置,调整课程所占比例

经过两年的培养,课程设置的倾向性已经得到了验证。通过不断学习、调研、分析,对课程设置和比例系数进行修正,使其更能满足职师本科学生的培养过程和就业形势。

首先,调整教育能力课程的比例。该类课程包括职业教育学、教育心理学、职业教育法律法规、电科专业教学法等教育理论课(共占5%),教师基本技能课(占2%),教学实践课(占4%)等三部分。在教学实践环节上,加大课时比例,给学生提供助教的机会,加强教学技能训练,组织安排大三、大四学生到对应高职、中职学校进行教学实习。由对方学生对职师本科学生的教学情况进行打分,提出不足和改进意见,这些有针对性的意见和建议可以很直观地反映职师本科学生的问题,给学生指出改进的方向。

其次,为了减轻学生在学业上的压力,适当降低公共课程(比如文科类基础课程)的比例,保持数学、物理课程的比重,适当提高专业基础课的比例。

再次,职师专业的课程设置改革,既要依据社会对人才需要的方向性、实用性,又要依据社会经济的发展趋势,体现超前意识,还要根据本地实际优化课程资源,以培养出社会经济发展需要的高素质劳动者。对于专业课程,需要进行课程适用度调研,从学生就业适用度的基础上,选择实用、适用、有用的专业课程。对于已经过时的技术或是软件课程,灵活处置,停开或换其他实用新课程,以提高学生的专业竞争力。该类课程所占比例可以适当增加到40%。

另外,对于实践、实验、实训类课程,包括了各种课程设计、电工实训、工种技能训练、认识实习、企业生产实习、毕业设计等环节。保障比例不缩减,力求较大程度地满足学生的实践环节要求。同时,将实习、实训、实验、实践与各种创新创业大赛、电子设计竞赛、机器人大赛等结合起来,提高学生的操作技能、创新能力和动手能力[5]。很大一部分职师本学生以后要到职业院校从事职业技术教育,除了自身要掌握较丰富的理论知识,还要有高超的技能,了解生产一线的各种技术问题,以理论辅助实践、提高实践。职师本学生的实践经验可以促进他们加强对职业技术教育的认识,提高学生动手能力。考虑到职师本学生的角色,可以在职师本学生在校学习期间,通过某一段时间的培养完成,直接参加国家相关的职业资格考试并获取证书,实现学以致用。从学校角度考虑,在组建职师本专业教研室时,需要考虑到专业特色,从生产一线聘请企业工程师担任外聘教师,对实践课程进行教学。对校园实习、实训这一部分,学校可以加大校企合作的力度,在培养的某个时段内,让学生在企业内参加实际生产线操作,加强真实生产环境的实训和实习,并对整个过程进行打分,成绩合格才可以取得毕业证书。

,从以人为本的概念出发,关怀学生的发展、成长,适当补充专业扩展选修课,结合学生自身兴趣,扩展专业素养,使其更好地融入社会,参与工作社交。该方面的课程预计占4%,可适度增加。

(二)通过不断开拓校企合作模式,将企业工程师聘任到学校任教,丰富教师队伍

组织教师到生产一线参观、学习、体验,在工作现场进行“学与教”。组织学生在企业生产线进行一套完整的实习工作,促进对理论和技能的消化,提高知识的融入度。互动是校企合作持续发展的基本要求,学校方面需要定期安排教师到企业进行调研、实习,并带领学生进行顶岗实习,了解行业和企业发展的现状以及对用工的需求;企业派固定人员参与学校的教学常规工作和教学改革,来学校讲课或开设讲座,确定专门人员指导和管理学生的顶岗实习,对学生的表现做出综合的评价,对学生的就业方向进行指导。

(三)教学方法紧跟时展步伐,结合新技术特点,鼓励教师们积极探索创新授课模式,开发适用高质量教材

在教研室内,进行课程的研讨,开展慕课教学开发,结合现有多媒体手段,让教材内容活起来,进驻到学生心中[6]。将企业生产实际搬到课堂,增加课堂情趣,提高教学效果。另外,教材是教学的基础资源,是规定教学内容、设计教学方法、展开教学模式的主要依据。所以,学校须积极推进课程和教材改革,开发和编写具有职业教育特色的教材,深化专业教学改革的深度,体现职业教育教学的理念,提高职业教育的教学质量。另外,老师们根据教学实际,编纂教材,可以增加教材的适用度。

教师是教育的及时资源和核心要素,职业教育无论是纵向上向上延伸,还是横向上功能拓展,都离不开高素质的师资队伍。因此,建立现代职业教育体系必须加强师资队伍建设,师资队伍建设也必须按照建立现代职业教育的要求采取新思路、新举措。当然,任何一项改革措施都需要经受时间的考验,可能在以后的实践中还会存在其他问题,只有不断地发现培养教学中存在的不足,才能将电科职师本办得更加适应社会需要。

电子科学与技术论文:浅论电子科学与技术发展趋势

[摘 要]今天的信息时代,电子科学技术和应用也得到了飞速发展,给人们的生产生活带来了巨大的变化,节省了很多时间和资源。因而电子科学技术越来越被人们所重视,本文主要对电子技术应用领域和电子科学技术的发展趋势做了初浅阐述。

[关键词]电子技术 应用领域 发展趋势

一、电子科学与技术概述

电子技术是依据电子学的基本原理,利用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,它主要概括为:信息电子功能材料和器件、超大规模系统集成芯片设计,纳米电子器件,电子离子光学与带电粒子束物理,信息显示器件与技术,光电子材料与器件,现代信息光子学与技术等。本学科在电子陶瓷与器件、铁电薄膜与器件、纳米电子器件、储能与能量转换材料与器件、电子离子光学现论与系统、信息显示器件、超快速光电子学、超大规模集成物理与电路设计等。目前,电子技术在各行各业都有着非常重要的价值,它所包含的内容逐渐丰富,现如今其技术已经日趋完善,迎来发展的高峰期。

二、电子技术在行业中的应用

1、传统领域中的应用

在传统的工业领域中,应用广泛的主要是交直流电动权,直流电动机具有较强的调速功能,为其供电的可控整流电源或者是直流电源,多数采用的是电力电子装置。伴随着科学技术的不断进步,电力电子变频技术迅速发展并成熟,它使得交流电机的调速性能得到了很大的提升,并且逐步取代直流电机,占据市场的主要地位。在工业生产中,交流电机广泛应用于不同载荷的轧钢机和数控机床上,发挥着重要的作用和良好的性能。为了避免在设备启动中引起电流冲击,一些不需要采用电力电子装置的设备也开始广泛取该装置设备。同时,在电镀装置中也安装使用了整流电源,冶金工业中的高频,中频感应加热电源也广泛使用电力电子技术,电力电子技术的使用范围和规模在日益扩大。

2、通信工程的应用

从工程技术角度来看,电子技术与通信工程相结合,在社会生活的各种应用迅速的发展,它包括:移动通信与个人通信、卫星通信、光通信、宽带通信与宽事通信网、多媒体通信、语音处理及人机交互、图像处理与图像通信、信号处理及其应用技术、集成电路设计与制造,电子设计自动化技术及其应用,通信与测量系统的电路技术,微波技术及其应用,微波传输。辐射及散射,微波电路,微波元器件,微波工程,光电子学与光纤通信工程,信息光电子工程,电子束,离子柬及显示工程,真空电子工程,电子与光电子器件,微电子系统设计与制备,纳米材料与技术等。

3、在交通领域中的应用

电子技术在交通领域中的应用主要为交通系统应用,电力机车目前正在由传统直流电机传动向交流电机传统转变。主要采用GTO控制器件,整流和逆变用PWM控制,所以可使输入电流为正弦波。目前,很多国家在研制采用直线同步电机驱动的磁悬浮列车,一旦该技术成熟并成功应用的话,将会为交通带来一次变革,不仅有利于缩短时间还对节能减排做出重要贡献,电机技术还可以用于汽车的发动机。在现代汽车上,机械式机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控的燃油喷射装置因其性能而被广泛应用。通过电子喷油装置可以自动地保障发动机始终在工作状态。使其输出功率在一定的条件下较大限度地节油和净化空气,同时通过实验获得的工作条件,并输入存储器中,当发动机开始工作时,根据传感器测得的空气流量、排气管中的含氧量等参数,按照事先编号的运算程序进行,然后控制发动机在工况下。

4、在电力系统中的应用

电力电子技术是电工技术中的一个新兴技术,已经在国民经济和社会建设中发挥着巨大的作用,对于未来输电系统的性能也有显著的影响。目前,电力电子技术在电力系统中的应用已经涉及到诸多方面,例如:发电环节、输配电系统、储能系统等。在配电系统中,电力电子装置可以用于防止电网的瞬间停电、瞬间电压跌落和闪变等情况,便于进行电能的质量控制,改善输供电的质量。电子技术还可以应用于变电所中,在变电所中主要是给操作系统提供稳定的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电子装置。

5、在医学中的应用

电子技术在医学中的应用主要有电子病历、生物芯片、便携式医疗电子检测仪、远程诊疗系统等。电子病历是电子技术和网络技术的结合。可以为医疗机构提供适时的医疗信息,是系统化的居民健康档案。也可以为医疗责任提供证据;利用传感器的生物芯片,可以对人体进行DNA的检测,快速处理相关信息,亲子鉴定等;电子技术应用于便携式医疗电子检测仪,可以通过微控制器,连接医疗机构网络,实现医生对患者的后期诊疗观察,有利于医疗效果的发挥;同时,利用医学与网络技术、微电子技术等,可以达到医学的远程诊疗,实现医学资源的共享,有利于偏远地共的医学诊疗。

三、电子科学与技术的发展趋势

现在电子科学与技术的发展,以及现代电子技术的不断普及,在不断的改变着人们的日常生活方式和方法。而随着计算机技术、网络技术和材料技术的发展,现代电子技术也在逐步走向学科集成化的发展倾向,将逐步呈现出以下的发展趋势。

微型化

微型化的提出,是以纳米技术作为现代电子科学与技术的发展的基础。并由此延伸出了纳米电子学,其主要则是在纳米的尺度之下,对事物运动的规律和特性进行深入的研究,从而利用纳米级的事物专属特性对其进行开发和利用,主要利用与生物科技以及医疗工程中,纳米检测仪器,纳米电器件等将逐渐被广泛使用,再一次收发电子器件的变革。

智能化

智能化作为现代电子科学与技术发展的必然趋势,在很大的程度上对其进行使用,从而代替了各种不同危险的、枯燥的工作。如现代制造中的智能焊接、智能车载和智能机器人,都是对电子科学与技术的不断应用,而未来电子技术智能化的应用,将使得人们的劳动力由繁重的体力劳动中解放出来,让人们有空闲进行更加轻松、安全的工作,比如智能组装流水线。智能矿脉探测等都是智能化电子技术的应用范畴。

技术的进步和经济的发展,使得人们开始从原始的劳力劳动中解放,开始转向信息更为流传的程度,现代电子科学与技术可以应用于各种观测,传达室输性行业,如气象预测、信息传输、医疗检测等更多方面军。提高观测度,做到在最小程度内的信息,做到最小的信息传达输损耗。

平民化

截止到目前为止,大部分的电子科学与技术开始被逐步应用在了特定的人员、特定的地点和特定的阶段,如在医疗中不断使用的B超技术,在气象通信中使用的气象预测卫星等。而这些技术已经完备,但是,在很大程度上还属于少数人在开始使用。而为更好的促进全民使用电子设备,小型化、平民化趋势正在成为未来发展的新起点和新方向。如现代的血糖测试仪、洒精测试器等也开始逐步实现平民化,从而可以适当降低度,大加幅度缩小体积。降低操作难度,提高产品安全系数,降低材料成本,做到平民化与高科技化两种等级,尽量面向更多人群开放。

5、光电子技术产业化

光电子技术涉内容:光子产生、控制的激光技术及其相关应用技术;光子传输的波导技术;光子探测和分析的光子检测技术;光计算和信息处理技术;光子存储信息的光存储技术;光子显示技术;利用光子加工与物质相互作用的光子加工与光子生物技术。由以上技术形成的光电子行业的五大类产业格局:光电子材料与元件产业、光信息(资讯)产业、传统光学(光学器材)产业、光通信产业、激光器与激光应用(能量、医疗)产业。

结语

随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代,电子科学技术的发展和更新在随着时间的步伐,在不断的改变。并在逐步的广大化,电子科学技术与其它技术结合有利于促进社会科学技术的进步,无论是生活还是科学研究,电子技术都不必不可少的独立技术,电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。

电子科学与技术论文:适应材料物理和电子科学与技术专业需求的固体物理学课程教学改革和实践

摘 要 固体物理学是材料物理和电子科学与技术专业的重要课程,根据这两个专业的需求特点,在教学内容、教学方法和能力培养与提高等方面对固体物理学课程进行了改革和实践研究。

关键词 固体物理学 教学改革 教学方法

0 引言

随着人才需求的不断变化和学科的发展,不同专业的课程体系和人才培养模式应与时俱进地作相应的调整和优化,不断完善和发展以适应专业特点和新形势下需求的培养目标。①②固体物理学课程主要研究固体(晶体)的微观结构特征、相互作用及其运动规律,并阐述其用途的学科。固体物理学课程是物理、材料、化学和电子等专业的基础课程。③但受传统教学内容、教学手段和有限课时等的影响,不少学生缺少对该课程在专业培养中的重要作用的认识,学习重视程度不够,缺乏学习积极性。因此,有必要根据不同专业方向特点,在教学内容、教学方法和考核体系等方面对固体物理学课程进行教学改革。

材料物理和电子科学技术是郑州轻工业学院物理与电子工程学院的两个专业,我们在这两个专业开设了固体物理学课程,分别制定了课程标准和课程教学目标。针对固体物理教学课程自身的特点,结合材料物理和电子科学与技术专业学生的培养模式和需要,根据多年对固体物理学在两个专业的教学实践,提出了关于固体物理课程教学根据专业不同需求的优化与调整方案,并在教学中进行了实践,取得了一定的效果。

1 根据专业特点,进行教学内容的调整和优化

固体物理学是一门综合性很强的课程,除了需要量子力学和统计物理、大学物理等方面的基础知识外,在传统的内容上也是增加了很多现代科技前沿的内容。由于不同专业学生的背景和培养目标的差异,在授课内容方面首先要进行一定的调整和优化。

材料物理专业是我校较早开设的传统专业,其目的是培养较系统地掌握材料科学的基本理论与方法,具备材料物理相关的基本技能和基本知识,能在材料科学与工程及与其相关的领域从事教学、研究、教学科技开发教学及相关管理工作的材料物理高级专门人才。由于学生的材料和物理背景较好,考虑到该专业与固体物理学联系较紧密的特点,需要对传统固体物理学课程教学内容进行强化和延伸。

如在讲解晶体结构一章时,在让学生深刻理解晶体结构平移性和对称性特点的基础上,我们适当增加了材料结构分析方面的内容,除了晶体结构详细讲解外,对非晶体、准晶等也要做一定的介绍,并结合科研工作中常见的晶体缺陷问题,对相关材料进行分析,增加了如何利用X射线衍射分析晶体结构,并安排学生动手制备一些新材料,学习应用扫描电子显微镜、投射电子显微镜、XRD等工具对所制备材料的微观结构进行表征分析,从而加深学生对所学知识的理解,提高解决实际问题的能力,获得了对固体物理课程学习的主动性和针对性。

在讲述晶体结合一章,增加了氢键结合形成不同晶体的特点及规律,将共价性结合和金属结合的特点和规律采用及时性原理进行计算,并将结果进行课堂视频展示;在讲述金属、半导体电子结构章节中,有意识地增加了态密度、掺杂、能带调控等概念,在此基础上,适当分析一下半导体材料的电子结构对其电学和光学性质的影响,有意识地加强材料物理专业学生的分析和解决问题的能力。结合当前材料科学研究的新材料如石墨烯、二硫化钼等纳米材料、金属氧化物量子点等,进行了结构和潜在应用的分析,对拓宽学生的知识结构、开阔视野和提高学习兴趣起到了积极作用。

在讲解能带理论一章时,注重问题提出和解决的思路方法,将复杂的材料问题运用合理的物理近似处理方法,使材料物理专业能够把所学的物理知识和材料有机结合起来,并能够运用所学知识解决实际问题,通过实践,收到较好效果。

针对电子科学与技术专业主要培养学生从事与光电子器件应用与光电工程技术等工作,需要实际与理论相结合,并且能够把理论知识能够运用在生产与工作当中的要求,在讲述固体物理传统内容时,抓住物理过程的主要方面,构造简化的模型,进行有效的数学处理。教学过程紧扣物理模型和思想,适当降低知识难度,而且还要适当减少传统固体物理内容与电子科学和技术专业关联不大的问题。将与电子科学技术专业密切相关的能带理论、晶体缺陷、半导体电子伦和金属电子论等章节作为重点讲授的内容,同时也尽量保持知识的连惯性和系统性。

科技发展日新月异,不断出现的新技术和新发现为固体物理学课程内容的延伸不断开拓出新的研究领域。在教学实践中,我们将传统的固体物理学教学内容与日新月异的物理前沿内容间的关联有机结合起来,例如,与能带理论有关的LED、与晶体结构有关的C60、太阳能光伏电池的研究进展和应用、以及固体激光器等与光电技术相关的前言知识穿插在教学当中,强化学生的基础知识学习,提高学生的学习兴趣、明确学生的专业方向,拓宽学生的视野。

2 根据专业特色调整和优化教学方法

针对材料物理和电子科学与技术专业的不同特点,除了进行固体物理教学内容的优化调整外,在教学方法也要进行改革,以适应这两个专业的培养目标需要。

首先改变传统教师课堂一言堂的教学方法,将课堂主体交给学生,增加师生互动环节。课堂上老师把要讲授的内容以提出问题的形式展出,鼓励学生解答这些问题,充分发挥了学生的积极主动性。对于学生普遍不好理解和难懂的问题,教师再进行细致讲解,这样做到重点突出,有的放矢,充分实现教师和学生的课题互动,极大地提高了学生的积极性。同时加强习题课环节,任课教师事先将要讲的习题给学生,并安排学生分组讨论。课堂上,学生积极主动上台讲解习题的不同解答方法,并可对不同解答提出质议,这样既增强了学生理解和解决问题的能力,又极大提高了课堂效率。对不同专业学生,除了教学内容的侧重点不同以外,在教学方式方法上也体现出差别。如对材料物理专业学生,教学时要注重课堂教学内容的逻辑关系,强化对概念和规律的理解、记忆,对于与专业相关的理论,要求学生能够理论推导。而对电子科学与技术专业学生,提出“联想式教学法”,例如,从大学物理中的光和机械波传播的干涉和衍射现象引入倒格矢的概念,把抽象难懂的倒格子与光的波动性联系起来,从而联想到对微观粒子波动性的空间描述;从大学物理中声波和电磁场的耦合激化现象引领学生学习声学波和光学波的异同点;从光伏太阳能电池的原理入手联想到能带理论等等,从而加深对固体物理图像及物理本质认识,而不是仅仅停留在对概念和规律的推导和理解上。

其次是将生动直观的物理演示模型引入课堂教学实践中,提高课堂效率。我们将固体物理学课程中的相关难懂知识点,做成一系列教学模型,通过课堂演示,加深对学生对固体物理知识的理解和掌握。如讲解不同晶体结构时,我们分别演示了Si、Cu和NaCl等的不同晶体结构的原子排列模型;讲解晶体的对称性时,我们分别演示立方体、圆柱体、锥体等的模型,引导学生分析不同模型的对称特点,同时采用3D MAX 动画制作软件,将不同晶体结构制作成三维图像及视频,既形象又生动,充分调动学生的学习积极性。对于固体物理的能带理论一章,推导复杂,学生理解有一定的困难,针对理论推导不作重点要求的电子科学与技术专业学生,我们重点通过讲解模型建立和合理简化处理问题的物理思想,通过引入不同能带结构的半导体材料在LED、太阳能电池的应用,讲解晶体能带的特点和调控方法,加深了学生对这部分的重视和理解。

是重视课后反馈,增强学生的知识运用能力的提高。对学有余力的学生,我们结合院系的科研条件,安排一部分学生到实验室,协助老师做些科研工作,结合课堂所学知识进行应用指导。我们将MS、CASTEP等计算软件对电子科学与技术专业学生进行了培训使用指导,使学生能够利用计算软件建立基本模型,并进行能带、光电性质的计算, 进一步加深了学生对该相关知识的理解和应用能力的提高。利用课下时间,我们还引导学生运用不同数据库查阅相关外文文献,教会学生如何快速阅读文献,找到自己想要知道的信息,促进学生了解前沿课题研究的概况,对培养学生的创新和解决问题的能力起到了积极作用。

3 根据专业特色调整和优化考核体系

针对固体物理学课程在材料物理和电子科学与技术专业教学内容和教学方式的不同,对这两个专业的学生制定出相应的考核体系。平时成绩的计算上,除了传统的考勤、作业分以外还设置课堂奖励分,主要是对于课堂上任课教师提出的问题和安排的课题能够认真、积极准备,完成或回答较好的,可给予一定的分数奖励,以鼓励学生积极参与课程学习,充分发挥学生的创造性和主动性。

对于电子科学与技术专业的学生,主要采用平时成绩与期末考查相结合的评价形式,平时成绩和期末考查各占50%。平时成绩主要包含学生的考勤、作业、课堂回答问题、课下参加课题研究的情况,各部分所占比例也进行了细分,这有助于客观公正地评价学生对固体物理学课程学习的积极性和主动性。期末考查一般采用小论文的形式,小论文的题目涉及到本课程相关的前沿内容和本课程基础知识的应用,引导学生主动探索分析学科前沿动态和应用领域,提高学生的综合分析问题和解决问题的能力,有利于学生充分发表自己的见解,展现自己的能力,发挥自己的水平。

总之,随着科技发展的日新月异,传统固体物理学课程的教学已经不能很好地适应材料物理和电子科学与技术专业等不同专业学生的需要,在教学内容、教学方法和考核体系针对不同专业进行优化和调整,对培养不同专业的创新型人才具有非常重要的作用。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业C语言课程教学改革

摘要:文章针对电子科学与技术专业对C语言的需求进行调查、研究,以应用型人才培养为目标,以专业需求为方向,以专业够用为原则,从大纲、内容、案例、开发环境、考核办法等方面进行C语言课程教学改革。通过对课程进行教学改革,有助于学生明确学习目标,提高学习兴趣,为后续专业课程的学习奠定基础。

关键词:C语言;电子科学与技术;教学改革

C语言程序设计课程是运城学院理工科非计算机专业学生必修的一门公共课。对于电子科学与技术专业来讲,该门课程不仅仅是大学生的入门程序设计语言,也是电子类专业《单片机原理及应用》《自动控制原理》《电器控制与PLC》《EDA》《MATLAB》等后续课程的软件编程基础,同时也是每年电子设计大赛中使用的控制芯片单片机、DSP等的主要编程语言。故C语言的掌握程度对该专业的学习有着重要的影响,如何对C语言课程进行教学改革,加强C语言课程教学与专业的结合,提高学生编写程序的能力,为后续专业课的学习打好坚实的基础,更好地服务专业教学,是应用型人才培养的一个关键。

1C语言课程教学现状

近年来,运城学院C语言课程在教学内容、教学方法及考核方面做了大量工作,但教学中仍存在一些不足之处。

(1)教学目标脱离专业。C语言是理工类专业广泛开设的一门课程,然而不同专业开设的目的不尽相同。目前,学院不同专业开设的C语言课程采用相同的教学大纲,以编程语言的普及为目的,一定程度上提高了学生计算机等级考试的通过率,但缺乏与专业的紧密衔接。

(2)公共课教师服务专业意识不强。教师的教学紧紧围绕C语言课程的基本要求,讲语法,分析程序,采用的是“Fibonacci数列”“水仙花数”等通用案例,虽然也增加了课堂的趣味性,但很少关注该门课程在专业课程中是否有用,哪些知识有用,总感觉学生的专业应该是专业老师去指导。

(3)学生对C语言课程认识不到位。经调查,该专业大部分学生认为学习C语言是为了参加计算机等级考试,加之现在等级考试增加了office模块,部分学生转去参加较易通过的office模块考试,故学生在课堂上只是被动地学习,严重影响了学习效果,更不利于后续专业课程的学习。表1是2014级电子科学与技术专业2个班级C语言学习情况的调查情况。通过调查分析,由于电子科学与技术专业的单片机等专业课是在c语言课程学习结束2个学期后才开设,学生对C语言在本专业中的作用不是很清楚,很多同学只是为了应试而被动地学习,对C语言课程的应用领域认识不明确,学习动力不足。

2C语言课程教学改革

针对C语言课程教学存在的问题,结合电子科学与技术专业人才培养需求,本文指出,应该从大纲、内容、案例、开发环境等多个方面进行改革,实现C语言课程与专业课程之间的合理衔接,使C语言公共课程的教学更好地服务于专业,激发学生学习的兴趣和动力。

2.1明确教学目标,凸显专业特色

以电子科学与技术专业应用型人才培养方案为依据,通过与专业课教师、高年级学生进行交流沟通,在相关企业进行充分的调研之后,根据课程目标及专业需求“量身定做”C语言课程教学大纲。本着够用原则,合理整合教学内容,有效实现课程之间的合理衔接。通过改革,使学生不仅能够掌握C语言的基础知识及程序设计的基本方法,更重要的是为后续的专业课程学习打下良好的基础。

2.2以专业需求为基础,重整教学内容

将C语言课程内容分为C语言基础、程序设计流程控制、数组与字符串处理、函数及其应用、指针及其应用、扩展数据类型及文件、底层资源控制等7个模块。删减单片机编程中很少涉及的章节如“文件”等;增加单片机编程中需要使用的函数、中断及调用、串口等知识点;同时加大学时,讲解单片机编程中常用到的位运算、数组、指针等知识点。

2.3增加单片机开发案例,优化教学方法

C语言教学中也尝试过案例教学,但案例更多地倾向于学生成绩管理、通讯录管理等通用案例,此类案例与专业差距较大,学生很难将该门课程与自己的专业联系起来。

搜集和整理基于C语言的单片机开发案例,选取对单片机内部结构及工作原理等专业知识要求比较少、只需要用C语言课程中所学习到的基础语句即可实现的简单案例。比如,结合“单片机控制LED闪烁”的程序,讲解循环结构程序设计的使用;结合“单片机模拟开关”的程序,讲解if语句、switch语句的使用;结合“单片机控制流水灯”的程序,讲解一维数组、位运算的使用;结合“单片机控制数码管的动态显示”程序,讲解排序、指针的使用。这样的案例更贴近专业,从而促进学生的学习兴趣,为专业课教学打好基础。

2.4以算法讲解为重点,调整教学内容的组织

算法是程序设计的思路,同一个问题,解决的算法有很多种,但算法的设计思想基本是相同的。以算法为基础进行授课,以流程图作为辅助手段,将具体问题提炼为计算机执行的步骤,帮助学生养成写代码前先画流程图的良好编程习惯。相对于枯燥的语法学习,更容易引起学生的学习兴趣。

2.5灵活选用开发环境

C语言开发环境众多,目前教学中主要采用Visual C++集成开发环境,该编译环境功能强大,通用性好。但不同编译环境有各自的特点,电子科学与技术专业领域c语言开发环境多为基于硬件平台的开发环境,如单片机的KeilC51环境、DSP的CCS开发环境等。所以针对电子科学与技术专业的c语言教学,在课堂和实验教学适当引入_种适用于单片机开发的keilC51环境。

2.6做细成绩考核办法

自2012年开始,本部门己对C语言课程成绩考核进行了改革,成绩不再局限于期末考试,而是改为期末成绩占80%,平时成绩占20%,平时成绩包括出勤和实验。为了更加地考核学生对c语言课程的掌握情况,将考核方式设置为:期末成绩占60%,平时成绩占40%,平时成绩包括学生出勤、实验、单片机开发c语言项目。其中,单片机开发C语言项目,学生可根据自己掌握c语言的情况,阅读、分析、设计均可,按照学生实际掌握的情况分优、良、中、合格、差5个档次。

3结语

不同的专业对于课程的设置会有不同,通过对电子科学与技术专业的专业需求调查和分析,了解C语言在其专业中的应用,以专业需求为导向进行教学改革。通过教学改革,学生在学习时,目的更加明确,学习的兴趣和动力会有很大的提高。对学生后期专业课的学习效果也会有明显的改善,真正做到学有所用。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革探讨

摘要: 集成电路工艺学是沈阳化工大学电子科学与技术专业主干课,课程内容多,知识面广、应用广泛、内容更新速度快。文中结合当前本科教学的要求,在课程内容、教学方法等方面 作了一些尝试和探索,取得了较好的效果。

1 信息时代需要的电子科学与技术专业的人才

电子科学与技术专业具有多学科渗透、应用性强、主要服务于IC行业等鲜明特点。能够从事电子科学与技术领域的研究、设计、开发、应用和管理的高级人才。目前国内开设电子科学与技术专业的学校有:天津大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学等几十所学校。通过本课程的学习应使学生对集成电路工艺学中的基本概念、基本技术和基本器件有比较、系统的认识,培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课打下基础。主要研究氧化、扩散和离子注入等相关技术。使学生掌握光刻、刻蚀和蒸发溅射等的基本概念及基本技术,对集成电路工艺学有比较、系统的认识和了解。

2 我校电子科学与技术专业本科人才的培养目标

该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力:①掌握信息科学、电子学和计算机科学学科的基本理论、基本知识;②微电子技术系统及其决策支持与安全防护系统的分析与设计方法和研制技术;③具有使用计算机和仪器设备解决工程问题的能力;④具有创新意识和独立获取新知识的能力。

3 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革探讨

3.1 集成电路工艺学的内涵 集成电路工艺学是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术,在一小块硅单晶片上同时制造晶体管、二极管、电阻和电容等元件,并且采用一定的隔离技术使各元件在电性能上互相隔离。然后在硅片表面蒸发铝层并用光刻技术刻蚀成互连图形,使元件按需要互连成完整电路,制成半导体单片集成电路。随着单片集成电路从小、中规模发展到大规模、超大规模集成电路,平面工艺技术也随之得到发展。例如,扩散掺杂改用离子注入掺杂工艺;紫外光常规光刻发展到一整套微细加工技术,如采用电子束曝光制版、等离子刻蚀、反应离子铣等;外延生长又采用超高真空分子束外延技术;采用化学汽相淀积工艺制造多晶硅、二氧化硅和表面钝化薄膜;互连细线除采用铝或金以外,还采用了化学汽相淀积重掺杂多晶硅薄膜和贵金属硅化物薄膜,以及多层互连结构等工艺。

3.2 电子科学与技术专业集成电路工艺学课程教学改革措施

3.2.1 教学内容 ①授课体系和重点;课程根据电子科学与技术专业方向的学生培养要求,着重从硅工艺的角度出发,理论方面力求清楚易懂,阐述微电子学基础、半导体物理基础、光电现象和光电效应,重点介绍常用工艺原理、特性和参数。为了更好的运用硅基器件,对各类器件的外围电路也作了详细的分析,同时给出实际应用系统举例。②所讲授的知识要紧跟科学发展前沿;集成电路工艺学教科书对于迅猛发展的集成电路工艺学来说,既是基本的,又是滞后的,教师授课时如果按教材讲解,往往会带来知识陈旧、讲课形式单一、内容枯燥乏味的后果,造成学生学习积极性下降。因此在教学过程中删掉一些陈旧过时的内容,及时补充和更新教学内容,增添一些现代集成电路工艺学的前沿知识,特别是体现本学科专业特色的一些前沿知识,从而紧跟集成电路工艺学的前沿,给学生提供充分的科学探索和求真的空间。③注重课程与专业应用领域间的联系;专业课可理解为某一学科的基础课程,是通向学科广阔领域的桥梁。它的基本功能是引导学生明确学科专业发展方向,使其在日后的学习工作中能自如的在该学科专业的深度和广度上钻研、拓展。因此在讲授课程各部分内容时,电子科学专业的应用领域紧密相连。例如针对硅片生产应用领域,在课程讲授过程中可适当加入集成电路制造技术的应用热点以及在IC行业中的应用等方面的内容,使该专业的学生了解所学课程内容在该领域的应用、研究热点及发展前景。

3.2.2 教学方法 ①利用现代教育技术的各种多媒体技术和网络技术进行教学,例如投影、幻灯、录像等多媒体资料,充分发挥其信息容量大、方便快捷、形象直观、教学效率高的优势。这样使用这些教学工具,既使教师能方便清楚地讲授专业课中的各种图片资料内容,又省去了教师课堂现场作图的时间,在有限的时间内能讲授更多的内容,提高了讲课的信息量。因此教师要积极制作教学课件、开发利用网络上丰富的信息资源,下载适合学生阅读的科研论文,并推荐给学生参考。这是开拓学生视野,培养学生自学意识和科研意识的有效方法。②采用讲座与讲授相结合的教学方法。在进行基础理论教学的适当时机,安排集成电路方面科技知识的专题讲座,穿插现代集成电路科技知识,使学生既强化基础理论训练,又熟悉了解较多的现代集成电路科技知识,激发学习兴趣,培养学生的科研意识。

3.2.3 教学目标 在集成电路课程改革中,把教学目标从以科学知识教育为主转变为实现科学教育和人文教育的融合,培养敢于创新、善于思索、具有团队协作精神的21世纪新型人才。长期以来,我国大学文、理、工分校,存在着科学教育与人文教育的脱离,造成理工科生的人文文化知识和文科生的科学常识知之甚少。针对电子科学与技术的工科学生,应在进行科学知识教育的同时注重培养其人文精神,例如在讲解集成电路课程中的科学概念、原理、方法时可提到发现科学规律的动机,提到科学家如何通过艰苦的努力甚至牺牲生命取得创新,以及这些成果的应用对社会可能造成的影响等,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

电子科学与技术论文:电子科学与技术学科研究生多学科交叉融合创新培养探索和实践

摘要:电子科学与技术学科是未来信息技术的核心技术之一,已经成为信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、仪器科学与技术等一级学科发展的基础,因此学科交叉融合创新能力将扮演越来越重要的角色。本文从研究生培养出发,讨论了电子科学与技术学科研究生多学科交叉融合创新的培养方法,并根据自身的研究课题进行了探索和实践,本文的成果对我国研究生培养有着一定的指导意义。

关键词:电子科学与技术;研究生;多学科交叉;创新

一、引言

电子科学与技术是物理电子学、近代物理学、电磁场与微波技术、微电子学与固体电子学、电路与系统及相关技术的综合交叉学科,已经成为信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、仪器科学与技术等一级学科发展的不可或缺的根基。正因为电子科学与技术基础知识面涵盖的内容较多、涉及的应用领域非常广泛,国内目前多数学校为了能够满足覆盖更多的应用领域需求,在研究生的培养方案中多采用多个二级学科方式进行扩展,特别是一些专业性强的大学,例如电子科技大学的“电子科学与技术”一级学科包含5个二级学科,即物理电子学、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术、电路与系统、电子信息材料与元器件学科。二级学科设置方法的较大优点是能够满足目前国内一些急需的人才需求,能够在研究生学习中接触到一些目前工程项目中存在的关键技术并研究其解决方案,具有极强的社会针对性,因此非常适合发展中国家专业性强的大学。随着我国综合实力的提升,科技发展日新月异,多数重大的科技创新均已经不再局限于某一个二级学科的内容,例如美国麻省理工技术评论2015年评选出来的十大科技创新中,与电子科学与技术相关的有Magic Leap、加州理工学院、HRL、麻省理工学院等开发的新陶瓷材料――纳米构架,通用汽车公司研发的汽车间通信,以及谷歌Project Loon等,都是多学科交叉融合的结果。自2012年起,我国也启动实施了“2011计划”,拟充分发挥高校多学科、多功能的综合优势,联合国内外各类创新力量,通过建立一批协同创新平台,形成“多元、融合、动态、持续”的协同创新模式与机制[1]。正是在这种发展趋势下,部分综合性大学提出了采用一级学科的招生制度――电子科技大学与技术专业,以追求重大的原创性成果,例如复旦大学等。然而我国目前部分基础性的关键技术还未得到解决,电子科学及技术产业将在很长一段时间内处于“三跑并存”的格局,即“跟跑”占一半多,“领跑加并跑”接近占一半。与世界经验丰富国家相比,我国的技术整体处于中上水平[2],因此对二级学科培养出来的专业性研究生仍旧有着重大需求。因此解决这种需求和创新之间的矛盾的好方法就是在培养中提倡多学科交叉融合[3],在工程应用需求中实现创新与突破,以寻求新的经济增长点。创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。考虑到高校电子科学与技术学科研究生的培养目标中包含了对创新能力的要求,因此研究生的创新能力培养对我国电子信息及相关领域的发展有着重要意义。

二、研究生多学科交叉融合创新培养方法探索

本人是电子科学与技术下二级学科电磁场与微波技术专业的教师,主攻研究方向是微波毫米波电路设计。该专业经过多年的发展,传统理论已经基本成熟,目前的主攻方向也均是一些多学科的交叉领域,因此特别注重对研究生多学科交叉的创新培养。

1.培养方式。目前多数高校全日制硕士研究生学制为3年,若因客观原因不能按时完成学业者,可申请适当延长学习年限,但最长学习年限不超过四年。普通博士生的学习年限一般为3―4年,一般博士研究生最长不超过6年。通常需要对硕士或者博士的一年级进行课程学习,满足所需学分的要求,并且学分直接和奖学金挂钩,因此硕士研究生一年级通常无法进入教研室接触课题,这对研究生创新培养来说是一大弊端。针对这种情况,本人对研究生一年级(简称研一)的要求需要进一步提升,具体内容包括:制定一个课题方向,并安排高年级学生指导,要求研一及时学期完成课题综述报告,研一第二学期完成开题报告,并要求每周例会一次,其优点一方面可以加深所学课程的理解能力,另一方面可以在研一就完成研究课题的入门知识学习,为研二课题创新性研究提供充足的文献阅读量和专业基础。

2.课程选择。目前对于专业性强的高校课程设置种类比较多,而且多数是各个学院相互独立设置的,互通性不强,这就导致课程的发展无法实现跨院系的机构支持和资源保障[4]。对于按电子科学与技术一级学科招生的学校来说,其专业课的设置显得不够,无法覆盖所有课题方向,因此合适的课程选择对研究生的后续科研工作来说至关重要。本人按照给每个研究生定的科研方向为选择,除了与课题相关的1―2门专业课程,还特别注重一些基础课程的选择,例如电磁场理论、量子力学、机械力学、热力学等,以满足多学科知识的交叉融合。

3.必修环节。必修环节是研究生拓展知识的一部分要求,目前高校主要包括文献综述与选题报告、学术活动、社会/教学实践、资格考试(博士生)等。本部分内容对培养研究生的综合素质有着重要的帮助,因此本人鼓励学生参与这些工作,包括参加各种学术报告活动、一些竞赛或者教学活动,如果时间充裕,好每个月或者每个学期在课题组开展一次相关工作的总结和交流。

三、研究生多学科交叉融合创新培养实践

针对自己的研究方向,本人开展了一些具体的培养实践,下面就以两个研究方向为例,分别是微波半导体器件建模和石墨烯高频纳米机电谐振器,来具体地描述一下研究生多学科交叉融合的创新实践内容和成果。

1.选课要求。微波半导体器件建模和石墨烯高频纳米机电谐振器是随着微纳半导体器件工艺的发展而出现的研究方向,特别是今年以来随着新兴微波半导体材料的发展和微纳系统的进一步需求,微波半导体器件建模和高频微纳器件也面临着一系列的挑战。该方向涉及了电路与系统、电磁场与微波技术、微电子与固体电子学、材料科学与工程、热力学和微纳制造等多个方向的内容。因此在选课时,要求学生掌握《电磁场理论》和《非线性微波电路与系统》两门本专业的课程,并选修《半导体器件物理》、《量子力学》、《热力学》和《微纳半导体器件制造》等课程。

2.多学科交叉思维培养。除了让学生了解与课题相关的课程知识外,还需要引导学生进行多学科内容的交叉思维,或者说多学科的交叉融合。以微波半导体器件建模方向为例,从最基础的材料和器件制备工艺出发,在《微纳半导体制造》课程上,让学生了解材料和制备工艺工程中哪些步骤会产生缺陷,产生缺陷之后对最终器件有什么影响,器件中存在的缺陷如何用数学语言描述,如何将数学语言嵌入到模型描述的整个器件性能中;学生在学习《半导体器件物理》的时候,需要了解器件工作时的一些特点,例如应力和热效应等;然后结合《非线性电路与系统》课程,了解这些效应对电路和系统的影响;结合《热力学》理论及其仿真技术,实现对器件在微波频段条件下的模型分析,达到建模的目的。如果半导体器件尺寸进入纳米量级,还必须考虑量子效应,如此《量子力学》课程就可以很好地结合到实际课题里面。

3.创新能力培养。多科学交叉思维是创新的重要基础,除了让学生学会多学科交叉思维,下一步就需要开展创新能力培养了。我们无法保障每一个门的教师都会注重学生的创新能力,因此好的办法是在实践中培养其创新能力。实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要载体[5]。因此对实际课题的实践是创新能力培养的方式,由于研一课程工作量已经够大,所以创新能力的培养放到研二进行。开展创新能力培养的前提是让学生自己总结出目前的发展动态和仍需解决的关键技术。下面以石墨烯高频纳机电谐振器课题为例,简单描述一下创新能力培养的一个思路。由于该领域很新,而且涉及到很多门的学科内容,在了解了石墨烯材料的特性、高频机电谐振器的原理等基础理论后,很容易让学生找不到创新的方向。所以本人采用以点覆盖面的方法进行引导,首先寻找一篇该课题中与电子科学、与技术电磁场、与微波技术专业有关的高水评论文,要求学生细读之后,再一起讨论论文的创新点并进行讲解和点评;然后让学生通过和传统微机电谐振器的相互比较,让其发现纳机电谐振器还需要解决的问题,并通过所学课程的内容进行交叉创新。整个教研室的每一个学生经过如此培养之后,都会形成与自己研究方向相关的多学科知识。下一步将进一步加强学生间的相互交流,让其不受某一单一专业理论、技术和方法的约束,促使其他学科能够在同一平台中进行交流,这不仅有利于拓宽研究方向,还有利于学生思维和灵感的互动交流,有利于激起学生的创新思维火花,开拓视野,并丰富各自相关学科的发展理论与方法,有利于提升学生的创新能力,也从另一角度反哺了学科的建设[6]。

四、结论

阿尔伯特・爱因斯坦曾经说过“想象力比知识更重要”,未来10年科技的发展会向大脑解密、太空探索、大型多人在线数据、未来海洋、奇异物质以及工程进化[7]。电子科学与技术学科作为未来信息技术的核心技术之一,学科的交叉融合创新能力将扮演着越来越重要的角色。本文从研究生培养出发,探索了研究生多学科交叉融合的创新培养方法,并进行了实践验证,这对未来的研究生培养有着一定的意义。

电子科学与技术论文:关于电子科学与技术专业学生实践能力建立

【摘要】电子科学与技术专业是理论知识与实践相结合的专业,强化学生的实践能力培养不仅是学生的需求而且是教学的目的所在。本文从教学到实践涉及到各个环节加以分析,以得出培养电子科学与技术专业学生实践能力的措施。

【关键词】实践教学;综合实践能力;校企合作

一、制定科学的教学计划

在大一学年中,因大多数学生不具备该专业领域内的知识,此时需要开设相关理论知识课程,通过理论概述以带领学生进入到该专业领域之内,逐步培养学生对该专业的兴趣。对教学计划进行部分调整,将以往大三才开设的实践性较强的主要专业基础课程如《数字电路基础》、《模拟电路基础》提前至大二上学期,让学生在未来的3年中有足够的时间去理解、吸收、消化,通过学习为后续课程打下坚实的基础。对于大四学生而言,经过前期的学习已经积累了一定的知识与实践能力,此阶段适宜开设《微电子工艺》、《电子产品工艺》等专业性更强的课程以进一步提升学生的专业知识与能力,便于毕业后的就业。

二、改进授课方式

电子专业相关课程具有一定的抽象性而且注重实践性,要求学生具备一定的理解力与想象力,若采用传统的课堂教学模式或方法不仅难以调动学生的兴趣而且教学效果不佳。在新时期,可以结合现有的技术条件,采用项目教学法、启发式教学法、情境教学法等以不断简化课程知识,将抽象化的知识尽可能的具体化,以较大程度上的激发学生的积极性。所有主干课程专业课程中均按照“教与学教学模式改革”进行,均设置综合训练题目。综合训练穿插授课时进行,由教师提出设计题目和设计要求,教师随时监督和检查,引导学生思考,让学生学会分析问题,解决问题,并且提高了学生对所学知识的理解和运用能力。

三、培养教师实践能力

教师是教育的“主宰者”与“领路人”,培养高素质的学生需要高素质的教师,尤其是随着社会的发展,相关职业要求不断提升更需要教师结合请情况不断提升个人综合素质以更好的培养学生。对于教师而言:首先,学校要定期组织学生参与培训,提升个人综合能力;其次,定期组织教师开展教学交流会,互相交流经验。,教师要树立与时俱进的学习意识,强化个人自学意识。

四、强化实验教学

实验教学是实践教学的重要组成部分,我们将实验教学“以教师为主”的传统教学模式转变为以“学生为主体,教师为主导”的新型教学模式。在课堂教学过程中通过启发式教学,学生能够积极主动做好课前预期,主动设计相应的实验并积极参与到课程教学之中。同时,教师在开展教学之前通过运用互联网收集各类资料以制作符合学生需求的课件,在辅助多媒体设备提升课堂教学的氛围。此外,在实验教学过程中适宜采用开放式实验室,让学生能够参与到实验之中,发挥自身的能动性。一方面,学生能够积极思考;另一方面,锻炼了学生的动手能力,楹笃诘亩勒疾僮髂酥辆鸵荡蛳禄础。

五、注重实习实践环节

建立完善的专业实践环节教学体系。课程设计、电子系统设计等实践课程以任务书形式进行,题目清晰、任务明确,教师不再进行具体指导,最终以竞赛形式进行考核。此过程着重培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力,培养学生独立、创新的精神。学生在求学过程中理论知识学习、实践学习、毕业就业等形成了连续的教学实践链条,通过项目教学的方式极大的调动了学生的积极性与能动性。在项目教学过程中,每位学生接受不同的实践题目并参与到企业生产实践当中,同时学生在完成各自题目之后可以将之作为毕业设计题目,既得到了实践又为毕业论文或毕业设计节省了实践,而且在该种模式下学生毕业设计的水平普遍较高。

六、强化校企合作

电子专业大学的综合实践能力培养要紧密结合社会实际,贴近学校,以市场为导向,努力培养适合各企业需求的人才。根据创新人才培养的模式,学校要积极与相关企业联系以建立学生实训基地,便于学生能够从中得到提升,进而达到理论与实践相结合的目的。例如,辽宁工程技术大学为给学生提供实训基地已经与当地6家企业建立了学生实训基地,同时为便于学生到省外城市发展还与北上广等大城市企业建立了毕业生实训基地。一方面,学生可以在学习过程中参与到实习,及时弥补课程教学的不足;另一方面,毕业后可以通过实训中的表现被企业选中,进而解决了就业问题。

七、赛课结合教学模式

对于电子科学与技术专业学生而言,纯粹的理论知识不仅不能满足学生的实际需求而且亦不符合社会与职业的对人才的需求。为此,在培养此专业学生过程中要积极鼓励学生参与到科技竞赛或技能比赛过程当中,如此不仅能够锻炼学生的实践能力而且能够促使学生及时了解自身的实际情况进而强化业余学习,及时补充相关知识,进而为未来的就业打下坚实的基础,成为行业所需人才乃至专业人才。例如,辽宁工程技术大学在培养学生过程中,为不断拓展学生的眼界以及提升学生的创新能力,使之感受到创新对于专业学习以及自身发展的重要性,积极鼓励与引导学生参与到市内、省内、国内等各个层次的技术竞赛当中,如辽宁省电子设计竞赛与飞思卡尔智能汽车大赛等,超过半数的相关专业的学生得到了锻炼而且后期学习积极性较高。

八、结语

实践是检验真理的标准,教育学生的目的在于培养理论知识与实践能力兼备的综合性人才,然而学生的培养并非一朝一夕之事而是一项系统化建设的工程,需要学校综合自身的实际情况制定科学的教学计划、创新教课方式、强化实践教学、联合企业共同培养等,以逐步提升学生的综合能力。

电子科学与技术论文:CDIO模式下电子科学与技术专业实践教学改革

摘要:随着我国经济的蓬勃发展,对高校毕业生提出了更高的要求,社会迫切需要实践能力强的人才。为满足社会需求,本文应用CDIO工程教育理念对沈阳化工大学的本科电子科学与技术专业的实践教学环节进行改革,在专业实践体系、实践教学内容、实践教学与理论教学的有机结合和实践教学的实施方法等方面进行重点改革。通过改革,提高了学生的实践和创新能力,毕业生受到企业单位的一致好评。

关键词:CDIO工程教学理念;电子科学与技术专业;实践教学

随着我国经济的蓬勃发展,社会对高校毕业生的要求不断提高,迫切需求实践能力强的人才,实践教学在高校人才培养中的地位日益凸显。在CDIO工程教育理念的指导下,沈阳化工大学电子科学与技术专业教研室探索出新的专业实践教学体系,强化综合实践教学,培养了学生分析、解决专业问题的能力,增强了团队合作意识,逐步提高了学生研究创新的能力。

一、CDIO工程教育理念

从2000年起,麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经过四年的探索研究,提出了CDIO工程教育理念,并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO工程教育理念代表构思、设计、实现和运作,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的实践与课程有机联系的方式学习工程。

自2005年汕头大学率先实施CDIO工程教育改革以来,在教育部高教司理工处的指导和支持下,全国几十所试点高校和许多非试点院校实施CDIO改革,取得了很好的效果。

二、电子科学与技术专业实践体系

本专业于2013年根据CDIO工程教育理念制订了教学大纲。提出了专业培养目标:具备半导体分立元件和集成电路的设计与生产、微电子工艺的设计与器件模拟、电路板级应用电路研制的能力,能在微电子领域及相关部门从事设计、制造、运营的应用型人才。

为了实现培养目标,构建了以工程实践为工程教育背景环境的实践环节,实践环节分类设置,贯穿大学四年全部学期。实践环节分为课内实践环节和课外实践环节。

课外实践环节主要培养学生的社会实践能力,实施历史、社会和环境的认知与责任教育,培养诚信、道德和职业道德,解决学生利益至上和团队意识匮乏等问题。

课内实践环节主要培养学生的专业实践能力。通过实践,学生能够更深入地掌握技术基础知识,掌握产品、过程或系统的开发方法,理解研究与技术发展对社会的重要性与战略影响。

三、实践教学改革

1.实践教学内容的改进

CDIO工程教育理念倡导以项目为主体进行实践,传统的实践内容验证性实验较多,综合性和创新性实践很少,各实验相互关联性差。因此,本文通过改进集中实践环节的内容,以项目为核心,建立模拟电子、数字电子、单片机应用、集成电路正向设计和逆向设计等项目。

按照循序渐进的原则,将实践分为基础性实践、综合性实践和创新性实践。基础性实践主要为课程实验和基础课相关实践,综合性实践为专业课相关实践,一般以项目为中心,综合性实践内容能提升学生的实践能力;创新性实践为毕业设计和大学生科技竞赛活动,在专业教师指导下,学生发挥主动性和创造性,设计电子作品,创新能力和专业技能得到显著提升。

2.实践教学与理论教学紧密结合

按照CDIO教学模式,理论教学应该在工程实践背景下开展,理论教学为实践教学打基础。以往理论和实践之间衔接差,由于实验设备有限,很多理论内容不能应用于实践,限制了实践范围。为了扩大学生的实践范围,应采用理论教学和专业仿真软件应用相结合的教学方法。

在微电子行业,仿真软件在产品设计中占有十分重要的地位,在工艺、分立元件和集成电路设计中都要使用专业仿真软件设计,在验证达到要求后再进行生产实践。目的是缩短设计时间和降低成本。因此,本专业在实践环节和理论教学中都培养学生使用仿真软件,使学生掌握软件应用方法,将其作为工具进行产品设计。

3.实践教学实施方法的改进

在魍呈导中,强调设计和实践,学生不知道设计的优缺点以及实践的最终目的和应用效果,没有参与实践项目全流程。而CDIO工程教育理念代表构思、设计、实现和运作,实践教学中包含CDIO工程教育理念的四个阶段,能激发学生学习的主动性和积极性,提高学生的实践能力。

总之,通过实践教学改革,本科毕业生的实践和创新能力得到明显提高,广受用人单位的认可,就业率近几年达到92%以上。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业课程建设的改革与探索

摘要:本文从当前电子科学与技术专业课程建设的现状出发,针对培养具有创新实践能力的电子科学与技术专业毕业生需求,深入剖析了目前该专业课程建设中存在的主要问题,提出了在课程建设方面改革的一些措施,以期达到强化课堂教学效果、提高学生的创新实践能力、提高教学质量的目标。

关键词:电子科学与技术;课程建设;实践创新能力

电子科学与技术作为信息技术发展的基石,伴随着计算机技术、数字技术、移动通信技术、多媒体技术和W络技术的出现得到了迅猛的发展,从初期的小规模集成电路(SSI)发展到今天的巨大规模集成电路(GSI),成为使人类社会进入了信息化时代的先导技术。电子科学与技术专业是国家重点扶植的学科,本专业作为信息领域的核心学科,培养国家急需的电子科学与技术专业高级人才。

在新的历史条件下,开展电子科学与技术专业课程建设的改革与实践研究是非常必要的,这对于培养出具有知识、能力、素质协调发展的微电子技术应用型创新创业人才具有重要的指导意义和战略意义。本文依据电子科学与技术专业本科生课程建设的实际情况,详细分析了本专业在课程建设过程中存在的问题,提出了关于电子科学与技术专业课程建设的几点改革方案,并进行了一定的探索性实践。

一、目前课程建设中存在的一些问题

1.在课程设置方面,与行业发展结合不紧密,缺乏专业特色和课程群的建设,课程之间缺少有效地衔接,难以满足当前人才培养的需求。本专业的课程设置应当以培养具有扎实的微电子技术领域理论基础和工程实践能力,能从事超大规模集成电路设计、半导体器件和集成电路工艺制造以及相关电子信息技术应用工作的高级工程技术人才和创新创业人才为培养目标来进行课程建设。

2.在创新实践教学方面,存在重理论教学和课堂教学,缺乏必要的实践环节,尤其是创新实践环节的教学,相关实践和实验教学手段和教学方法过于单一,仅在教师课堂教学讲授范例和实验过程的基础上,指导学生进行课程实验,学生按照课程实验手册上的具体步骤逐一进行操作,完成课程所要求的实验。单一的实验和实践教学方式难以提升学生的创新实践和动手能力,更难以实现对所学知识的实践和灵活运用,难以满足当前强调以实践为主,培养实践型创新人才的要求。

二、课程建设改革的目的与任务

结合集成电路行业未来的发展趋势以及电子科学与技术专业总体就业前景和对人才的需求结构。根据我国电子科学与技术产业的现状和发展需求,通过对电子科学与技术专业的课程建设进行改革,重点强调工程实训与创新实践,在课程教学中体现“激发兴趣、夯实基础、引导创新、培养”的教学方针。重新规划专业培养方案和课程设置,以集成电路工艺与设计为重点,设置课程群,构建新的科学的课程体系,突出特色,强化能力培养。

三、课程建设改革的具体内容

人才培养目标以厚基础、宽口径、重实践、偏工程为宗旨,培养具有扎实的微电子技术领域理论基础和工程实践能力,能从事超大规模集成电路设计、半导体器件和集成电路工艺制造以及相关电子信息技术应用工作的高级工程技术人才和创新创业人才。以大规模集成电路设计、制造和工艺、电子器件和半导体材料、光电子技术应用等方面为专业特色进行课程建设改革,具体的改革内容如下。

1.课程设置。首先,根据本专业人才培养目标要求按需设课,明确设课目的,并注意专业通识课、专业基础课、专业限选课和专业任选课之间的衔接与学时比例,加强集成电路设计与集成电路工艺方面的课程设置,突出微电子技术方向的特色,明确专业的发展目标和方向,将相关课程设置为课程群,通过相关课程的有效衔接,突出能力培养。其次,随着电子科学与技术的不断发展,注重本专业课程设置的不断更新和调整。

2.教学方式。首先,加强对青年教师的培养和训练,注重讲课、实验、考试及课下各个环节的相互结合,即课堂与课下相结合,讲课与实验相结合,平时与考试相结合。其次,讲课中注重讲解和启发相结合,板书和多媒体相结合;实验中注重方法和原理相结合,知识和能力相结合;考试中注重面上与重点相结合,概念与计算相结合,开卷与闭卷相结合,重点开展课程的网络化建设,将相关实验课程的教学录像上网,通过网络教学加强学生的实验实践能力培养和提高。第三,注重双语课程的开设与经典教材的使用相结合,双语课程与国际该课程接轨。

四、结语

科学与技术专业课程建设应当围绕电子科学与技术专业应用型人才的培养和专业特色,通过制订适用集成电路人才培养目标的培养方案、课程设置、实验体系和教学计划,突出集成电路工艺与设计实践环节,进而有效地提高实验和实践教学质量,为培养具有实践创新能力的科技创新型人才奠定了基础。

电子科学与技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究

[摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。

[关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设

21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。

电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。

一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位

我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。

二、实验教学的改革

实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。

(一)实验基本知识和基本操作。

这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个的了解。

(二)基楚实验。

这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。

(三)综合设计性实验。

这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。

(四)开放实验室。

实验室对学生全天候开放,保障一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。

三、加强电子科学与技术专业建设

我校电子科学与技术专业培养德、智、体发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。

电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。

在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。

四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教

因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手:

(一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。

(二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。

(三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。

(四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。

五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设

在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。

总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。

基金项目:中南林业科技大学教学研究项目“《电子科学与技术》专业人才培养目标、培养模式的理论研究与实践”;中南林业科技大学教学研究项目“独立学院《电子信息工程》专业人才培养目标、培养模式的理论研究与实践”。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索

摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:

及时,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践

摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。

关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业

天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。

一、拓宽专业方向、夯实专业基础

从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。

二、电子科学与技术专业培养方案特点

电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。

三、强化实践教学环节

大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。

四、开拓“产学研”模式的特色人才培养

随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。

五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力

为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。

综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索

摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。

关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养

2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。

1 学校目前存在的问题

电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。

在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。

2 校企合作方案探索

实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。

在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。

首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。

其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。

,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。

定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。

如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。

以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。

3 结束语

校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。

笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。

电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设

[摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。

[关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张

目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历博学的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。

1实验项目的设置

根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。

2实验仪器的设计和制作

公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。

在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。

但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。

确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。

在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。

为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。

3电子实验室目前使用的现状

目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。

4下一步的规划

在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。

它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。

电子科学与技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术

摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。

关键词:多值;逻辑;电子

从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。

一、研究多值逻辑的意义

(一)许多逻辑问题本身就是三值的

多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。

(二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义

在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。

(三)前景较为广阔

对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。

二、多值数字系统的信息密度高

科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。

三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小

在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。

四、多值逻辑与电子科学技术

从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。

五、总结

本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。子科学与技术一班。