新工科背景下的集成电路人才培养机制探究

引言：

新工科是在新一轮科技革命和产业变革背景下提出的高等工程教育改革理念，该教育理念应强调学科的交叉融合和实践创新能力的培养以及对产业需求的快速响应，推进教育教学朝着更好的方向发展。集成电路作为典型工科专业，新工科教育理念为其人才培养提供许多新的思路和方法，促使高校重新审视和优化集成电路人才培养机制。教师可通过采取有效的方法加强集成电路人才培养，让教育教学适应新时代对工程人才的需求，提高我国集成电路自主创新能力，打破国外技术封锁和垄断。

一、新工科背景下集成电路人才培养问题

新工科背景下，集成电路人才培养存在许多问题，如课程体系不够完善、实践教学环节薄弱等。以下论述的相关内容便是对新工科背景下集成电路人才培养问题的详细分析。

1. 课程体系缺乏完善性

新工科背景下集成电路人才培养中，集成电路技术发展迅速，新的设计方法和制造工艺不断涌现，但是高校课程难以及时纳入新知识，教学内容过于陈旧，如人工智能，芯片设计等新兴领域内容不足，影响学生学习效果。另外，微电子专业集成电路教学中，课程之间缺乏有效衔接和融合，集成电路涉及多学科知识，现有课程可能各自为政，如电路设计与半导体物理知识联系缺乏紧密性，导致学生在学习的过程中很难建立完整的知识体系。

2. 实践教学环节较为薄弱

实践教学可以帮助学生提高实践能力，有助于促进学生全面发展。微电子专业在开展集成电路教学的过程中，实践教学资源有限，集成电路制造和设计所需设备昂贵，高校实验室难以配备齐全先进设备，导致学生在学习的过程中缺乏实际操作的机会，影响学生学习质量。另外，学校实践项目与产业实际需求存在一定的脱节问题，实践内容多为验证性实验，缺乏综合性和创新性的实践项目，学生在学习过程中并不能接触产业界复杂芯片设计项目，影响学生学习效果。

3. 人才培养模式落后

高校微电子专业集成电路教学中，人才培养目标同质化比较严重，各高校集成电路专业培养方案相似，缺乏一定特色性，差异化不显著，很难满足产业多样化人才需求。不同地区产业侧重不同高校，若没有根据地方产业特点调整培养方向和培养内容，必然会影响学生的学习效果。另外，学校产学研合作深度不足，高校与企业合作多停留在表面，学生实习走马观花，影响学生实践学习效果。

二、新工科背景下集成电路人才培养机制的构建

1. 完善课程体系

（1）实时更新课程内容

高校微电子专业教师在进行集成电路教学的过程中，可通过密切关注集成电路领域的前沿技术，如量子芯片和神经形态芯片等发展趋势，实时更新课程内容，确保课程内容应用性和有效性。教师也可通过邀请行业专家参与课程内容修订，确保行业专家发挥较强的专业性，让课程内容与产业实际需求紧密结合，帮助学生提高学习效果。

（2）促进学科融合

教师为进一步完善课程体系，优化新工科背景下集成电路人才培养机制，也可通过构建跨学科课程体系，打破学科壁垒，达成既定的教学目标。教师在加强学科融合时，除了教学传统电路设计和半导体物理等课程之外，还可通过增加计算机科学、材料科学以及人工智能等相关学科的课程内容，丰富教学内容，完善课程体系，培养学生跨学科思维，提高学生综合能力。举例而论，教师在专业教学中进行集成电路教学时，可通过有针对性开设“集成电路与人工智能交叉应用”和“集成电路新材料与新工艺”等课程，让教学高效开展。

（3）设置模块化课程

教师在教学中可通过将课程内容划分为不同模块，让学生根据自身兴趣和职业规划有针对性选择相应的模块，确保学生高效学习。具体实践中，教师可设置芯片设计模块和芯片制造模块以及测试与封装模块等，丰富模块内容，让每个模块包含若干门相关课程，引领学生修满学分[1]。

2. 注重实践教学

（1）加强实践教学资源投入

教师在教学中可通过加大对集成电路实验室的建设投入，购置先进实验设备，购置应用性比较强的软件工具，为学生提供良好实践环境，增加学生实践学习机会，提高学生实践能力。教师也可通过与企业建立良好合作关系，与企业共建实践教学基地，让学生有机会接触企业实际生产环境和项目，进一步提高学生实践水平。举例而论，教师可通过与集成电路制造企业合作建立实习基地，让学生在企业进行芯片制造工艺的实践操作，确保学生学习效率和质量。

（2）开展综合性实践项目

教师可在教学优化中结合产业实际需求为学生学习设计综合性实践项目，让学生在实践中综合运用所学知识，提高学生解决实际问题的能力。具体实践中，教师可让项目涵盖芯片设计以及测试等多个环节，让学生分组完成项目任务，提高学生团队合作精神，提高学生项目管理能力。教师可组织学生参与智能传感器芯片的设计与实现项目，达成既定的目标 [2]。

3. 优化人才培养模式

（1）进行人才个性化培养

教师可根据学生兴趣和能力以及职业规划等为学生制定个性化的培养方案，助力学生个性化发展。教师可开展职业倾向测试和兴趣调查，利用该类有效方法了解学生的特点和需求，以便于为学生提供多样化课程选择和培养路径。该过程中，针对有创业意向的学生，教师可通过为其提供创业指导课程和创业实践机会，助力学生发展。

（2）推进产学研深度合作

教师可通过建立学校和科研机构以及企业之间的深度合作机制，利用应用性较强的机制形成产学研协同创新的人才培养模式，助力学生成长成才。教师可通过与企业共同制定人才培养方案，共同开发课程，共同开展科研项目，实现资源共享和优势互补，既可以促进学校教育教学发展，还可以提高企业发展动力。具体实践中，教师可通过与企业联合开展集成电路关键技术研究，让学生参与科研项目，帮助学生在实践中提高科研能力和创新能力，丰富企业人才量 [3]。

（3）加强国际化培养

教师可通过与国际知名学校和企业形成良好合作关系，促进交流，开展国际化人才培养项目，达成培养具有国际视野和竞争力的集成电路人才的目标。在该过程中，教师可通过引进国外先进教学理念和课程体系以及教学方法达成既定的目标。具体实践中，教师可选派优秀学生到国外高校进行短期交流学习，或者邀请国外专家到高校内讲学和指导科研项目，为学生提供良好学习支持，引领学生全面发展。

三、结论

新工科背景下，高校教师为确保集成电路人才培养机制的构建效果，可通过完善课程体系、注重实践教学、优化人才培养模式等，从多方面把握集成电路人才培养机制应用要点，突破以往专业教学局限，培养优秀人才。

参考文献：

[1] 李德丽 , 刘立意 .“科教产教”双融合拔尖创新人才培养逻辑与范式改革——基于创新创业实验室的探索 [J]. 高等工程教育研究 ,2023(01):189-194.

[2] 黎明 . 新质生产力引领高素质技能人才培养质量提升的机理、困境与对策 [J]. 教育与职业 ,2024(19): 50-55.

[3] 崔金贵 , 马莹莹 . 我国人工智能教育研究进展与展望 [J]. 高校教育管理 , 2023, 17(06):31-39.

省级课题：本文系湖南省高等学校教学改革研究项目“新工科背景下应用型本科院校集成电路人才培养模式研究”（HNJG-20231021）研究成果