“集成电路设计自动化技术基础”研究生课程教学改革探索与实践

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“集成电路设计自动化技术基础”是集成电路科学与工程的研究生专业主干课程.在当前集成电路产业发展的新形势下,原有课程内容的设置与当前国家重大战略需求已经不相适应.详细探讨了该课程在新时期下的教学改革实践,并探讨了根据学科和课程特点如何将理论与实践相结合,课堂教学与产学研相融合,以及课程学习与思政教育和立德树人相结合的实践经验,助力集成电路设计自动化领域课程体系的不断丰富和完善.
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在线学习已经成为流行的学习方式,学习动机是影响在线学习效果的重要因素之一.为了探索基于人工智能技术的互动课堂对儿童学习动机的影响,该研究招募了560名5~8岁儿童分两组分别进行了为期四周的互动课程和无互动课程体验.通过对儿童学习动机和参与率的分析,发现参与互动课程的儿童在注意力和满意度维度上表现出比参与非互动课程儿童更高的动机水平,且参与率更高.结果表明:在线学习环境中,基于人工智能技术的互动课堂可以有效地提高儿童的学习动机.因此,该研究建议在在线教育环境下,教师应设置丰富的互动形式.
集成电路是我国大力发展的核心战略产业,人才缺口巨大.针对这一需求国内高校纷纷开设了集成电路科学与工程学院.集成电路学科跨度大、交叉融合性生强,这对本专业的学生培养提出了更高的要求.北航集成电路学院在“三全育人”理念下对集成电路人才培养进行探索与实践.针对集成电路专业的特点,坚持全员育人,充分汇聚育人资源;强化全过程育人,保障集成电路人才的成长;注重全方位育人,产学研结合促进集成电路人才全面发展.通过“三全育人”,培养集成电路领域的交叉复合型人才和领军人才,为我国集成电路产业的发展贡献力量.
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强化物理基础课程群的教学,对于培养学生的逻辑思维、分析能力和创新能力具有重要意义.针对我国集成电路产业的发展现状,集成电路学科的人才培养对物理基础课程群的教学质量提出了更高的要求.通过介绍了北京航空航天大学集成电路科学与工程学院在本科生和研究生人才培养中的物理课程群相关探索和实践,以“工科量子力学”“高等电磁场理论”课程为例,介绍了教学内容设置、教学方法创新和教学科研结合3个方面的举措和经验.
结合国家“十四五”规划中的人才培养和促进就业的相关规划,面向集成电路科学与工程学科的人才培养需求,分析了人才结构和校企联合培养现状,针对人才供给侧和产业需求侧的深层次体制机制难题,构建适应集成电路产业发展需求的校企协同人才培养模式,通过在学科教学实训全过程中融入集成电路领军企业的技术、管理和文化等关键要素,探索建设“企业引领、产教融合、协同育人”的集成电路科学与工程学科校企协同的高质量人才培养体系.
针对“集成电路工艺原理”课程的知识面广、概念相对抽象且不易直观理解等情况,着重介绍了课程在内容设置与实践环节等方面的探索.通过教材内容的更新、教学内容的编排、多媒体教学的采用及集成电路企业的参观交流、前沿论坛的参与等,课程从理论和实践两方面进行了优化,使授课效果得到提升、课程内容更加新颖、实践活动更加丰富,有助于学生在集成电路领域的就业和深造.
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“微电子器件实验”是微电子科学与工程专业学生的核心专业课,对提高理论知识的运用能力和创新意识至关重要.以“微电子器件实验”课程为例,通过探索实验实践环节中培养开放创新能力的方法,提出了3个方面的课程建设方案:在实验教学中采用通用实验仪表和设备,掌握通用测量方法,为后续科研实验或产品研发奠定基础;学生自主设计测试电路并选择元器件,随后自行搭建电路并进行测试分析,培养学生开放创新能力;学生自主编写程序并控制实验仪表进行自动化测量,培养学生的自主创新及实践能力.