电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践
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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
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）44-0224-02
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，达到了国内部分一流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最低要求，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，最后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，建设一流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；从优秀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。