高职院校对接集成电路产业链的专业群人才培养模式及课程体系研究

2023-09-08 13:36赵方舟卜文锐
科教导刊 2023年19期
关键词:集成电路产业链课程体系

赵方舟,邱 燕,卜文锐

(陕西国防工业职业技术学院 陕西 西安 710300)

1 概述

集成电路产业是信息产业的核心组成部分,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”国家信息化规划》《“十四五”信息通信行业发展规划》等政策均提到,完成信息领域核心技术突破要加快集成电路关键技术攻关,着力提升基础软硬件、核心电子元器件、关键基础材料和生产装备的供给水平,强化关键产品自给保障能力。我国集成电路产业快速发展,有力支撑了国家信息化建设,促进了国民经济和社会持续健康发展。根据中国半导体行业协会数据显示,2021 年中国集成电路行业销售额为10458.3 亿元,2022 年上半年,中国集成电路产业的销售额达到4763.5 亿元,同比增长16.1%,预计2023 年其市场规模将达14425 亿元。

高职教育经过多年发展,集成电路相关专业的规模和整体办学实力显著提升,但与产教融合发展相适应的体制机制还有待完善,使得集成电路相关“小专业”建设与经济社会“大产业”发展之间的矛盾显得越来越突出,迫切需要高职院校实施以重点专业为龙头、相关专业为支撑的专业群发展模式,深度服务集成电路产业和区域经济发展[1-3]。

在对接集成电路产业链的专业群建设过程当中,人才培养模式是总领整个专业群人才培养方向的核心内容,对于其他方面的建设有着重要的指导意义;课程体系建设则是对于理论和实践教学环节的总体规划,构建适应专业群模式的各专业课程架构是落实人才培养目标的重要途径[4-6]。结合陕西国防工业职业技术学院(以下简称“我校”)的建设实际,笔者对于上述两方面开展了一定的研究。

2 集成电路产业链分析

对接集成电路产业链的专业群人才培养,必须切实围绕产业链上真实的生产环节和实际的工作岗位展开,而符合高职院校学生就业面向的产业链环节通常涉及以下四个方面。

2.1 芯片设计

芯片设计行业是典型的技术密集型行业,是芯片行业整体中对科研水平、研发实力要求较高的部分,芯片设计水平对芯片产品的功能、性能和成本影响较大。因此,芯片设计能力是一个国家在芯片领域能力、地位的集中体现之一。

2.2 芯片制造

芯片制造过程主要包括多个相互独立的关键步骤。例如晶圆制备、热处理(氧化/扩散/退火)、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、金属化、化学机械抛光等等,最后检测合格的芯片才会进入封装测试环节。

2.3 封装测试

封装是指对晶圆进行切割、焊线、封装,使芯片电路与外部器件实现电气连接,并为芯片提供机械物理保护。测试是指对封装完毕的芯片进行功能和性能测试,测试合格后,芯片成品即可使用。封装环节的价值占封装测试的比例约为80%—85%,测试环节价值占比约15%—20%。在集成电路产业链中,在芯片设计和晶圆制造方面,中国都处于劣势,而封装测试的附加价值相对低,劳动密集度高,相应的进入壁垒较低,因而封装测试是国产化最高的环节。

2.4 芯片应用

下游产品功能的日益复杂和应用领域的持续拓展,对芯片性能的要求持续提升,为集成电路行业带来新的市场需求。同时,5G 技术发展将为电源管理芯片带来广阔的市场空间。此外,以智能手环、真无线耳机为代表的智能可穿戴设备等新兴消费电子产品呈现快速增长,为市场带来了新热点,催生新的市场需求。

3 人才培养模式研究

随着近年来相关技术的飞速发展,集成电路产业链包含的环节对应着众多涉及学科面广、技术含量高的新兴岗位,对接集成电路产业链的专业群可依照人才培养目标、专业教学标准到人才培养模式的顺序开展研究与实践。

3.1 人才培养目标

芯片设计环节主要对应集成电路设计工程师、集成电路版图设计工程师等岗位;芯片制造环节主要对应硅晶圆制备工程师、集成电路工艺工程师等岗位;封装测试环节主要对应微组装工艺工程师、集成电路封装工程师、集成电路测试工程师等岗位;芯片应用环节主要对应嵌入式开发工程师、信息技术应用工程师、移动通信技术工程师、通信工程技术工程师等岗位。

根据工作岗位的相关要求,我们将专业群的人才培养目标定位为“培养拥护党的基本路线,适应集成电路产业链及陕西区域经济建设发展需要,掌握集成电路设计、制造、封装、测试,以及应用于高端整机、通信设备等方面的基本理论和专业知识,能够进行集成电路生产操作、分析检验、生产管理、质量管理及产品营销服务等方面的工作,具有良好的职业道德,较强的专业能力和社会能力,能从事集成电路产业链所属辅助设计、生产工艺、质量管理、现场服务等第一线工作的德智体美劳全面发展的高素质技术技能人才。”

3.2 专业教学标准

依据人才培养目标,群内各专业需要制订明确的教学标准,从理论实践教学的各个方面切实支持人才培养目标的达成。专业教学标准主要从专业名称、入学基本要求、基本修业年限、职业面向、培养目标、培养规格、课程设置及学时安排、师资队伍、教学条件、质量保障和毕业要求等方面对各专业教学进行总体规划。以我校专业群教学标准为例,基于职业面向和人才培养目标,明确了包含素质结构、知识结构和能力结构的人才培养规格;设置了通识课程、通用课程、岗位导向课程和拓展互选课程四类课程,确保实践课时占总课时比例大于50%;从队伍结构、专业带头人、专任教师和兼职教师等方面对师资队伍构成进行了规定;从专业教室、校内外实验实训场所和实习场所方面对教学设施做出了要求,从教材选用、图书文献配备和数字教学资源配置方面对教学资源做出了要求;同时多方面确保人才培养质量,并明确了学生的毕业要求。

3.3 人才培养模式

基于人才培养目标和专业教学标准,应当坚持把立德树人作为教育的中心环节,把思政工作贯穿教育教学全过程,实现全员育人、全程育人、全方位育人,不断提升人才培养的针对性和实效性,把学生培养成为社会主义事业的建设者和接班人。

以我校为例,坚持校企“双主体”育人,与行业内知名企业紧密合作,全面推进现代学徒制,形成产学深度融合的“642”(实践教学六环节、课程教学四阶段、创新创业双融通)人才培养模式。从学生知识积累、技能训练和素质养成的过程出发,通过实践教学六环节和课程教学四阶段,使校内学习的理论知识经过岗位训练的实践运用得以巩固,再通过双创专门课程的激发和校外实习的体验印证,构成一个校内外联动交互、工作与学习交互、理论与实践交互的闭环过程。每一轮闭环都是学生由接受共性知识,到体验个体经历,再获得自我塑造的人才培养循环。在这种循环上升过程中,学生的自我职业素质逐次递进地由一般到综合、职业能力由低到高、知识从基础到综合、双创思维由感性到理性,实现“固基础、重技能、强双创”人才培养。

4 课程体系研究

4.1 模块化课程体系

自上而下紧密相连的集成电路产业链以及岗位群、技术链在职业院校专业群当中应当体现为专业内和专业间贯通的模块化课程体系,课程体系紧密对标岗位标准,同时注重面向群内专业所有学生的共享课程模块的内容构建以及拓展学生就业方向的拓展课程模块的内容设置[7-10]。

以我校为例,课程体系对标专业群人才培养目标,深入分析集成电路产业链对人才核心能力的要求,将社会主义核心价值观、国防精神、工匠精神和劳动教育等课程思政内容和集成电路产业的新技术、新工艺、新规范引入课程,构建以岗位核心职业能力为主线的“四阶四维”模块化课程体系。“四阶”是指通识模块、共享模块、特色模块和拓展模块四类课程,从内容、难度和学期方面分为四个阶段,形成“通识模块育素养,共享模块强基础,特色模块定岗位,拓展模块拓领域”的专业课程格局。“四维”是指课程设置从集成电路产业链职业素养和岗位技能出发,在打牢知识基础的同时注重学生职业生涯的发展,形成知识基础、职业素养、岗位技能和发展领域四个维度。

4.2 课程标准

完成课程体系的总体顶层设计之后,具体课程标准的建设便有迹可循。在模块化课程体系当中,课程标准应当明确每一门课程在整个专业群课程体系中的定位以及与前续、后续课程的相互关系,从理论和实践教学内容上对接产业链和一线岗位需求,切实支撑专业群人才培养目标。同时,模块化课程体系之下的课程标准也应当注重课程内部内容的模块化,以更加灵活的方式归类整理理论与实践教学内容,为社会培训、证书培训等各类课程资源的拓展应用奠定良好的基础。

5 结语

在当前举国发展集成电路产业的大背景下,集成电路行业相关企业蓬勃发展,专业人才呈现供不应求的态势,给专业群提出了深化人才培养供给侧结构性改革的新课题,对人才培养质量的要求日益提升。面向集成电路产业链的专业群人才培养模式应当充分考虑产业一线的岗位要求,多方结合、内外融通,切实将学生校内外的理论实践教学有机结合起来;而以此为基础的课程体系构建,应当充分考虑专业群内各专业与集成电路产业链的对应关系,在充分夯实集成电路产业相关基础的同时,明确体现出专业特点和岗位特色,为学生高质量就业奠定良好的基础。

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