王姝

[摘 要]電子信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，高等教育應(yīng)力求整合多種形式的教學(xué)資源，積極促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與課程相整合，探索新的教學(xué)模式，培養(yǎng)滿足社會(huì)市場需要的具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的高水平人才。針對(duì)當(dāng)前高校微電子平面工藝課程教學(xué)中存在的問題，提煉信息化教育資源，改革傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式，增加學(xué)生綜合素質(zhì)訓(xùn)練，改進(jìn)考評(píng)機(jī)制，有效地將理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)一批熟知先進(jìn)微電子工藝，具有一定工藝設(shè)計(jì)、分析以及解決實(shí)際工藝問題能力的應(yīng)用創(chuàng)新型人才。

[關(guān)鍵詞]微電子專業(yè)；微平面工藝；教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）03-0040-03

對(duì)于應(yīng)用型本科專業(yè)來說，人才培養(yǎng)的主要目的取決于市場，即面向行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的要求，取決于整個(gè)社會(huì)和企業(yè)具體崗位對(duì)人才的基礎(chǔ)知識(shí)、辦事能力、綜合素質(zhì)的具體需要。因此，應(yīng)以培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力為主線來設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)和課程培養(yǎng)方案，構(gòu)建一套完整的人才培養(yǎng)課程體系。完善的課程體系還需要與教師靈活的教學(xué)手段相結(jié)合。傳統(tǒng)的教學(xué)手段以灌輸為主，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏積極性，而教師疲于備課，事倍功半。雖然近十年來，各大高等院校都在積極地探索各種教學(xué)改革模式，但大多并沒有進(jìn)行可持續(xù)的推廣和改進(jìn)。因此，真正從本質(zhì)上轉(zhuǎn)變觀念，改革微電子專業(yè)課程的教學(xué)方式，是構(gòu)建新模式的核心所在。

早在21世紀(jì)初，電子信息產(chǎn)業(yè)已超過汽車工業(yè)，成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。因此，微電子技術(shù)被認(rèn)為是21 世紀(jì)發(fā)展最為活躍、技術(shù)水平增長最快的高新科技。微電子技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和支柱，其研究的核心問題是如何實(shí)現(xiàn)將數(shù)目龐大的晶體管同時(shí)集成在一個(gè)微型芯片上，即完成集成電路的設(shè)計(jì)和制造。微電子工藝課程主要為學(xué)生介紹微電子器件和集成電路制造的相關(guān)技術(shù)和工藝流程，其中最為重要的是半導(dǎo)體平面加工技術(shù)，該技術(shù)的基本原理、工藝技術(shù)方法和技術(shù)特點(diǎn)均體現(xiàn)了微電子芯片制作的核心內(nèi)涵。微電子平面工藝是當(dāng)前高校微電子專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，其課程建設(shè)思想是使學(xué)生了解并掌握半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體集成電路制造工藝及原理、工藝流程、主要設(shè)備性能、檢測方法及其發(fā)展趨勢。在學(xué)生完成了固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件原理和半導(dǎo)體集成電路等理論課程的學(xué)習(xí)后，已經(jīng)具備了一定的專業(yè)理論基礎(chǔ)，對(duì)以硅平面工藝為代表的半導(dǎo)體表面制作過程有了較為全面的了解。因此，在微電子平面工藝實(shí)驗(yàn)課程上，不僅要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技能上的基本素養(yǎng)，熟練使用各種測試儀器，加深學(xué)生對(duì)器件電學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)參數(shù)的理解，更應(yīng)注重對(duì)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。

從當(dāng)前整體的社會(huì)形勢可以看出，高等教育要培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的高水平人才，就必須綜合多種形式的教學(xué)資源，積極促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與課程相整合，從根本上改革傳統(tǒng)陳舊的課程教學(xué)模式，力爭做到教學(xué)、實(shí)踐與科研三者有機(jī)結(jié)合起來。同時(shí)， 探索新的、信息化的教學(xué)模式，培養(yǎng)一批熟知先進(jìn)電子信息技術(shù)，具有一定微電子工藝設(shè)計(jì)、制造基礎(chǔ)和解決實(shí)際問題能力的復(fù)合型微電子技術(shù)人才。本次教學(xué)改革將突出微電子科學(xué)與工程專業(yè)新型器件加工方向的特色，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)， 增加探索性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與， 從而提高他們的專業(yè)興趣，增強(qiáng)他們的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

一、微電子平面工藝課程存在的問題

當(dāng)前微電子平面工藝課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中仍存在不少問題，教學(xué)效果不佳，主要體現(xiàn)在：教材陳舊，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)階段工藝新技術(shù)的發(fā)展與實(shí)踐教學(xué)的要求；教學(xué)內(nèi)容較多，在學(xué)時(shí)短、信息量大的情況下，任課教師難以合理安排教學(xué)進(jìn)度；教師的教學(xué)方法也較為單一，缺乏多樣性，理論聯(lián)系實(shí)際尚不夠緊密，不利于學(xué)生在課堂上發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性。而理論學(xué)習(xí)的不理想又致使學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)習(xí)積極性不高，很多學(xué)生在最為重要的一門專業(yè)課上只是通過短時(shí)間的考前突擊、填鴨背書的復(fù)習(xí)方式應(yīng)付考試。綜上所述，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容、授課方式、評(píng)價(jià)體系等一系列問題的深入反思，發(fā)現(xiàn)目前課程教學(xué)模式尚不夠合理。因此，探索改革微電子平面工藝的課程和實(shí)踐教學(xué)，設(shè)計(jì)發(fā)展新的課程教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是解決問題的關(guān)鍵。

二、混合式立體化教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

從教學(xué)方法來分析，像微電子平面工藝這樣一個(gè)涉及多學(xué)科融合、綜合性較強(qiáng)的微精細(xì)加工過程只通過板書授課難以表達(dá)清楚，并且這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式勢必達(dá)不到本門課程理想的教學(xué)效果。因而，教學(xué)方法的改革同樣是教學(xué)改革的重要任務(wù)。我們基于對(duì)“松綁教育”與“整合教學(xué)”理論的深入分析和綜合理解，制訂培養(yǎng)微電子專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才目標(biāo)，嘗試性的提出把混合式立體化教學(xué)模式作為微電子平面工藝課程教學(xué)改革的切入口，探索在新模式下課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方法。

“松綁教育”是20世紀(jì)60年代末保羅·法雷爾在其專著《被壓迫者教育學(xué)》中首先提出的概念。所謂“松綁教育”，即應(yīng)該是一個(gè)解開束縛的教育過程，特別是針對(duì)課堂教學(xué)，應(yīng)該是由師生共同參與的，一個(gè)互動(dòng)、雙向的知識(shí)傳播過程，而不應(yīng)該是照本宣科的、單一指向的知識(shí)講授過程[1]。這里認(rèn)為，學(xué)生在認(rèn)知過程中的主觀能動(dòng)性尤為重要，教學(xué)環(huán)節(jié)中不應(yīng)該設(shè)有絕對(duì)的“教”和“學(xué)”的角色，理想的教學(xué)過程是由教師和學(xué)生共同參與的一個(gè)具有互動(dòng)性質(zhì)的認(rèn)知過程。教學(xué)過程屬于雙向的信息傳播，它不單只是知識(shí)的傳授。因此，“松綁教育”是非壓迫性的，以解除學(xué)生內(nèi)在和外在束縛為目標(biāo)的教育?！罢辖虒W(xué)”是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)中發(fā)展起來的，目的在于綜合地運(yùn)用各種信息傳播技術(shù)、先進(jìn)的教育模式和教學(xué)方法，適應(yīng)學(xué)生多元化需求，有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性[2]。

上述兩種教學(xué)理論對(duì)微電子平面工藝課程教學(xué)改革的啟示在于：以學(xué)生為主體，倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，避免填鴨式的學(xué)習(xí)方法；制訂合理的教育目標(biāo)，應(yīng)以發(fā)展學(xué)生思維創(chuàng)新和提高應(yīng)用能力的培養(yǎng)為依托。因此，當(dāng)我們以“松綁教育”與“整合教學(xué)”理論為指導(dǎo)來構(gòu)建新的課程教學(xué)模式時(shí)，應(yīng)考慮由教師調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性和解決問題的能力，其宗旨就是要消除環(huán)境因素對(duì)學(xué)生造成的壓迫，在教學(xué)環(huán)節(jié)中努力探索更具活力的師生互動(dòng)過程。

三、基于微電子平面工藝課程的混合式立體化教學(xué)模式的構(gòu)建

人才培養(yǎng)的最終目的是為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，因此人才培養(yǎng)必須要能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，而專業(yè)人才的培養(yǎng)則主要通過專業(yè)課程的教學(xué)和實(shí)踐來實(shí)現(xiàn)。結(jié)合當(dāng)前對(duì)微電子專業(yè)的人才的培養(yǎng)目標(biāo)和市場需要，構(gòu)建混合式立體化教學(xué)模式，將學(xué)習(xí)理論、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)機(jī)制三個(gè)層面混合立體化，有機(jī)結(jié)合，力求學(xué)生達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果，使人才培養(yǎng)符合社會(huì)需求。

（一）學(xué)習(xí)理論的混合式立體化

混合式學(xué)習(xí)理論是目前教育界及企業(yè)培訓(xùn)界研究的熱點(diǎn)問題，其主要集中在：混合式學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)、混合式學(xué)習(xí)教學(xué)應(yīng)用模式、混合式學(xué)習(xí)內(nèi)容與要素、混合式學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)、混合式學(xué)習(xí)影響因素等[3]。在理論研究方面，美國國家信息技術(shù)研究所的教學(xué)設(shè)計(jì)專家Pumima Valiathan提出了三種混合式學(xué)習(xí)模式：技能驅(qū)動(dòng)型模式、態(tài)度驅(qū)動(dòng)型模式、能力驅(qū)動(dòng)型模式[4]，對(duì)現(xiàn)代媒體技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度產(chǎn)生了巨大的影響。因此，尋求運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)提高微電子平面工藝課程的教學(xué)效益，建立師生學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，了解學(xué)生對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合這一方式的學(xué)習(xí)效果，是促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的途徑和方法?；旌鲜綄W(xué)習(xí)意味著學(xué)習(xí)過程可以是基于網(wǎng)頁技術(shù)的結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生將工藝流程以及所涉及的物理、微電子基礎(chǔ)理論制作成動(dòng)畫，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)生間的討論互動(dòng)，以形成良好的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)效果。

（二）教學(xué)方式的混合式立體化

理想的教學(xué)方式應(yīng)達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)施由基礎(chǔ)到前沿、由傳授知識(shí)到培養(yǎng)能力的訓(xùn)練過程，應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容、實(shí)際的教學(xué)運(yùn)行情況來合理地選擇理論授課內(nèi)容，應(yīng)依照課程在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的投放力度合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)增加提供給學(xué)生自主創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或模擬設(shè)計(jì)，應(yīng)充實(shí)應(yīng)用開拓型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和校外實(shí)習(xí)訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為研究我校微電子平面工藝課程教學(xué)情況，研究人員通過問卷調(diào)查和與學(xué)生交流的形式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要問題都集中在：工藝課程較為枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣欠缺；課程信息量大、知識(shí)面廣，學(xué)生一旦未理解清楚容易造成填鴨式學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)課程和理論課程開展時(shí)間不匹配，影響系統(tǒng)學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，加強(qiáng)授課教師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)也是一個(gè)不容忽視的問題。特別是微電子平面工藝的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)具有較強(qiáng)的現(xiàn)場操作性的特點(diǎn)，要求指導(dǎo)老師不但需要具有系統(tǒng)的理論教學(xué)知識(shí)，還需熟練掌握本課程的實(shí)際生產(chǎn)加工情況，具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作和講解能力。基于上述所存在的問題，將從課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面，對(duì)微電子平面工藝課程進(jìn)行混合式立體化教學(xué)模式與資源設(shè)計(jì)。

構(gòu)建混合式立體化教學(xué)模式， 將傳統(tǒng)教學(xué)模式和現(xiàn)代教育技術(shù)融合于一體，主要體現(xiàn)在各個(gè)教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)。利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)通信工具建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課堂，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并將涉及本課程的電子參考書、電子講義、課程PPT、相關(guān)文獻(xiàn)等資料上傳至網(wǎng)絡(luò)課堂，充分實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享化，建立輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)師生交流互動(dòng)[5]。針對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)多，工藝流程復(fù)雜的特點(diǎn)，組織學(xué)生課后利用圖形可視化設(shè)計(jì)軟件制作工藝動(dòng)畫，并結(jié)合Silvaco器件仿真軟件，對(duì)每節(jié)課所學(xué)工藝進(jìn)行模擬仿真，以加深對(duì)課堂的理解。將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各課程優(yōu)勢，引導(dǎo)學(xué)生理解理論知識(shí)并培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力，在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中熟悉工藝過程，掌握操作技能。

積極加強(qiáng)與企業(yè)進(jìn)行溝通聯(lián)系，建立可靠的微電子專業(yè)學(xué)生校外實(shí)習(xí)基地， 為學(xué)生提供良好的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、可持續(xù)發(fā)展能力培養(yǎng)的實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，使學(xué)生既可以接觸到實(shí)際的電子產(chǎn)品生產(chǎn)加工工藝的流程，又可以進(jìn)一步熟悉、掌握理論課程中學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和操作技能。還可以根據(jù)學(xué)生就業(yè)趨勢和行業(yè)需求的變化，適時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目，篩選典型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目案例擴(kuò)充到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程涉及的半導(dǎo)體平面工藝主要包括：氧化、光刻、擴(kuò)散、蒸鋁、反刻、劃片、裝架、燒結(jié)、封裝。本專業(yè)實(shí)驗(yàn)室基本具備上述工藝所需的氧化擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、真空蒸鍍機(jī)等配套設(shè)備。實(shí)驗(yàn)具體過程中指導(dǎo)教師結(jié)合制作的工藝流程演示動(dòng)畫與實(shí)際操作為學(xué)生講解，采取分組式學(xué)習(xí)，盡量使每名學(xué)生都能夠參與實(shí)際操作，系統(tǒng)了解各工藝環(huán)節(jié)。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，又不斷更新完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)體系。同時(shí)，在與企業(yè)的交流合作中，構(gòu)建具有特色的專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)，突出我校微電子專業(yè)致力于服務(wù)我國電子行業(yè)，為其廣輸人才的特色。

（三）評(píng)價(jià)機(jī)制的混合式立體化

根據(jù)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)情況、模擬仿真的輸出結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)課程的表現(xiàn)，建立一套綜合測評(píng)體系。不同于傳統(tǒng)考試評(píng)價(jià)的“平時(shí)成績+期末成績”，新的評(píng)價(jià)系統(tǒng)可以反映學(xué)生對(duì)本門課程的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。基本理論知識(shí)的掌握程度通過期末試卷的成績體現(xiàn)，而更為重要的是本課程綜合素質(zhì)考查要通過器件仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)操作能力體現(xiàn)。這一過程弱化了一紙?jiān)嚲淼牧炕笜?biāo)，更強(qiáng)調(diào)綜合能力運(yùn)用。這看似加大了課程的學(xué)習(xí)難度，但是通過混合式立體化的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生獲取知識(shí)的途徑更加多樣、靈活，學(xué)習(xí)資料也更加新穎、豐富，交流互動(dòng)渠道更加廣闊、形式更加輕松。這使得學(xué)生在這一學(xué)習(xí)過程中可以獲得更高的自由度和更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，主要體現(xiàn)在：

1.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到了充分的提高。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境更加寬松，學(xué)習(xí)氛圍更加濃厚，有效提高了團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和信息技術(shù)綜合運(yùn)用能力；建立了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

4.適當(dāng)?shù)販p輕了教師的工作量，使教師有精力合理分配教學(xué)和科研時(shí)間。

四、結(jié)語

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，帶來了傳統(tǒng)教學(xué)理念、模式、方法與手段的深刻改變，有效地將圖片、音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)等多媒體資源相融合，與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合的混合立體化教學(xué)已成為當(dāng)代教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。本研究在混合式學(xué)習(xí)和立體化教學(xué)的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)微電子平面工藝課程的教學(xué)特點(diǎn)，從課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)三個(gè)立體面展開研究，彌補(bǔ)以往理論與實(shí)踐聯(lián)系不緊密、學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳的問題。該混合式立體化教學(xué)模式的實(shí)施給學(xué)生提供了一個(gè)自由、便利的學(xué)習(xí)環(huán)境，其先進(jìn)的課程教學(xué)方法更有助于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。學(xué)生能力的形成和素質(zhì)的培養(yǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的發(fā)展過程，應(yīng)盡量滿足學(xué)生不斷獲取知識(shí)、進(jìn)行能力積累的需求。這一創(chuàng)新模式的嘗試為微電子專業(yè)系列課程的開展與改革做了探索，為培養(yǎng)微電子專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才提供了強(qiáng)有力的支持。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]