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高级通信工程师论文赏析八篇

发布时间:2023-03-06 15:59:47

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高级通信工程师论文

第1篇

关键词:CDIO;工程教育;人才培养;通信工程

作者简介:王晨光(1981-),男,黑龙江鹤岗人,中北大学信息与通信工程学院,讲师;赵冬娥(1970-),女,山西侯马人,中北大学信息与通信工程学院,教授。(山西 太原 030051)

基金项目:本文系2011年山西省研究生教改项目“电子与通信工程全日制专业学位研究生培养模式改革与实践”(项目编号:20112041)、2012年山西省教改项目“通信工程专业人才培养模式改革与实践项目”(项目编号:J2012057)、2012年中北大学教学改革项目“通信工程专业实训实验室建设与改革”的研究成果。

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0073-03

通信信息技术的发展,使得高校通信工程专业人才培养面临新的挑战,不仅需要学生通信基础知识过硬,更要求学生具备较强的实践动手能力和工程创新意识。然而,我国现行高校通信工程专业人才培养模式的制定,一直缺乏企业与通信行业的参与。企业界对于通信毕业生的知识水平、能力标准、综合素质要求与现行人才培养方案存在偏差,使得工程教育从培养目标到培养过程乃至培养结果偏离工程教育的本意,导致学生的就业形势依然严峻。[1]

究其原因,我国大部分普通本科院校在学生工程实践能力培养方面存在诸多问题,例如培养模式陈旧(教育学术化、重理论轻实践)、课程体系僵化(专业设置口径窄)、教学手段单一、评价和激励机制不合理、缺乏创新环境等。[2]高校通信工程毕业生普遍基础理论扎实但实践动手能力缺乏,也没有接受产品开发与生产制造的实习锻炼,导致得不到用人单位的认可,学生就业率偏低。可见,如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率已成为高校通信工程专业人才培养的重要研究课题。鉴于此,本文提出以国际先进的CDIO工程教育理念为指导思想,积极探索CDIO工程教育理念在通信工程专业中的应用,提高学生的综合素质和工程实践能力,为学生走入社会奠定良好的基础。

一、CDIO工程教育理念及特点

CDIO工程教育模式是构思、设计、实施、运作(conceive、design、implement、operate)四个单词的缩写,[3]它是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究机构经过四年的探索研究得到的创新研究成果。“C”是指根据客户的需求,考虑技术、企业战略等方面的因素,不断改进概念、技术和商业计划;“D”是指对研究方案进行创新性的思考、论证和优化;“I”是指任务的实现,要把设计转化为成果;“O”是指成果的展示、验证和评估。它是“做中学”(learning by doing)和“基于项目教育和学习”的抽象概括,它以产品从研发到运作的生命周期为教育背景,以工程实践为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,充分体现了“以学生为中心”的教学理念。它的培养大纲以构思、设计、实现、运行为主线,综合考虑了专业基础知识、个人技能、团队协作与沟通的人际技能,以及在整个企业和社会环境下进行CDIO的过程。[4-5]这种理念及特点对高校如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率具有很好的启示与借鉴价值。

然而CDIO工程教育理念是一种通用模式,在实际应用中需要结合各高校办学特色加以实施改进,否则必将出现新的人才培养偏差,同时也违背了CDIO真正主旨。因此,本文在深入理解CDIO基础上,根据中北大学通信专业的人才培养目标与办学特色,从人才培养方案、课程体系和实践教学体系建设、学生评价机制建设等方面进行探讨。

二、CDIO工程教育理念在通信工程专业的具体应用

1.修订人才培养方案

人才培养方案是培养学生的指挥棒,必须深入理解CDIO工程教育理念,根据课程教学大纲与能力培养的关系,结合通信工程专业方向特点和培养条件的实际情况实施人才培养方案的修订,优化制定满足专业知识、实践能力和人文素质的培养目标。[6]因此,我们根据专业培养的特色,基于CDIO的人才培养目标主要突出在三个方面:系统地掌握电子及通信领域内的基本理论和知识;培养学生具备初步设计、调试、应用通信系统和通信网的基本能力;锻炼学生参与团队协作与沟通的人际技能。

2011年,本专业基于CDIO工程教育理念修订了培养方案,并于2012年2月获教育部批准成为卓越工程师教育培养计划高校学科专业。多年来,我们通过走访调研,邀请行业专家教授和用人部门共同对本专业知识、能力和素质结构进行优化研究,认真听取专业教师以及校外合作企业的意见,分析通信专业原有方案的不足,与时俱进,理顺通识教育课程与专业技术课程、理论教学与实践教学之间的关系,合理规划培养计划中的学习年限、课程组合和时间安排等内容,精心设置体现CDIO工程教育理念的实训项目,为学生提供自主选择的空间,适应学生个性化发展的需求,全方位、多角度优化人才培养方案。

2.建立基于CDIO的课程体系[7]

CDIO工程教育理念的实质在于加强工程教育,改变原有理论知识传授与实践能力培养相脱离、在实施过程中联系不够紧密的培养模式。本专业根据培养目标,尝试借鉴CDIO理念来优化完善课程体系和教学目标要求。新的课程体系以工程技术实践为主线,以培养学生工程意识、工程素质(包括工程实践能力和探索创新能力)、团结协作精神为主要目标,以社会和行业需求为导向,科学合理进行课程安排,促进学生综合素质全面提升。

新的课程体系按CDIO工程教育理念进行设置,体系以通信工程专业导论为起点,6大专业能力拓展提高锻炼项目为支撑,毕业实习、毕业设计为综合运用,全面提升学生综合素质,此为第一层次。专业导论通过入学专业认知教育、通识基础教育、专业基础教育等相关课程的学习,为学生奠定扎实的人文社科与专业基础知识。通信信号处理、电子线路与系统设计、通信电子仿真与设计、软件设计实践、通信综合设计、创新设计等项目为第二层次,通过对应主干课程和专业方向课程的学习锻炼,支撑学生多专业方向的能力培养。

通信工程新的课程体系如图1所示。

(1)第一层次的项目要求贯穿于整个本科培养阶段始终,使学生从构思、设计、实施、运作等方面得到系统的综合训练,可以分为初级和高级两个阶段。

初级阶段在大一至大三学年完成。主要任务是:课程教学融入CIO-CDIO理念,以产品开发案例为原型,了解其工作原理及相关核心技术,使学生对课程所传授的理论知识增加感性认识,理解本专业课程与产品开发所使用技术的内在联系,从而以未来职业规划为目标,从入学就一直目标明确地学习;同时深入剖析产品研发的过程,使学生体会创新思维在产品形成过程中的体现,以便深入体会本专业培养方案的整体性与科学性。

具体时间安排:在大一学年第一学期进行1╱4(专业认知导论),大二学年完成1╱2(产品案例分析讲解),并分别安排在两个学期进行,大三学年完成最后1╱4(学生具有一定知识背景下的综合设计应用)。整个实施过程都伴有2周的实践教学环节,并由本专业具有丰富工程实践经验的资深教授团队授课,同时产品开发案例的剖析及实践训练环节安排在学校工程训练中心进行,并聘请校外合作企业的高级工程师配合指导完成。

高级阶段在大四学年的毕业设计和毕业实习环节完成。主要任务是:学生经历三年的专业课程学习与相关实训项目锻炼后,已经具备一定的专业基础与工程素质,就可以以产品设计为目标,从产品设计需求开始经历构思、方案设计、具体实现、运行测试等方面,系统地完成一次工程实践过程,使学生从解决实际工程问题的角度综合运用专业知识,体验并掌握工程中的科学思维与团队协作意识,积累学习兴趣。

(2)第二层次项目以专业核心课程群和与培养特色为基础,通过项目驱动的方式进行教学实践,项目一般由多名学生合作完成,通过这种方式培养学生综合应用相关知识的能力,培养团队合作意识与沟通交流能力,锻炼创新思维与独立解决工程技术问题的能力。

(3)第三层次项目为独立的具体课程,课程中也可以根据CDIO教育理念设置一些充分体现本课程的实践项目,通过基础课程与实践环节的学习锻炼,加深学生对本课程内容的理解与应用。这种把工程问题和课堂教学相结合的模式,可以充分调动学生的积极性及主动性,培养学生的创新意识。

总之,这种基于CDIO的课程体系以第一层次项目为主线,第二层次项目为支撑,第三层次项目与专业课程为基础,将专业认知与课程传授紧密结合,项目训练与学生个性培养相结合,全面培养学生的工程意识、工程素质、团队协作能力与自学能力,使学生更加主动地、有针对性地进行学习,教学质量将得到大幅提高。

3.改革实践教学体系,更加体现CDIO的工程教育理念

本专业通过引入CDIO理念,改革和完善原有实践教学体系。本体系遵循从基本到复杂的认知能力及工程型人才的培养规律,从知识结构、实践能力、工程教育等方面出发,突破实验教学依附于理论教学的传统观念,对实验课程进行了全面整合与重建。在保持实验教学与理论教学有机结合的基础上,根据学生在不同学习阶段知识面的掌握程度和通信类专业知识模块,对实验教学体系和内容进行了分模块、分层次、分类别的创新性改革,构建了体现实验技能系统训练与科学研究能力培养相结合的基础型实验—提高型实验—创新型实验三个层次的实验教学新体系。每个层次均从点、面两方面入手,对现有的实验项目和内容做出相应的调整和改革,增加设计型实验和综合创新型实验,切实加强学生动手能力、分析问题、解决问题能力和创新能力培养。

同时,为便于组织实验教学,我们还根据实验课程的类别,结合以项目为主线的模式,重视学生综合素质和实践能力的培养,把CDIO教育理念贯穿于实验教学的全过程,培养与他人合作的团队精神,不断探索工程技术人才培养的新途径。为学生了解和适应现代企业的管理体制,确立优秀的职业道德素养打下了坚实的基础。

此外,本专业建设了实践创新能力培养平台,成为学生工程实践训练的基地和学生课外科技活动的园地,为学生开展大学生训练计划SRT、大学生电子设计竞赛、挑战杯科技竞赛等提供了保障。同时,学校重视产学研相结合,不断投入资金建立校外实习基地,进一步强化学生定岗实习锻炼,更加有效培养社会应用型技术人才。

4.基于CDIO教学理念,形成新的学生评价机制

为了保证CDIO教学理念的实施效果,改革传统以考试为中心、以死记硬背为基础的评价制度势在必行。在CDIO教学理念的实施过程中,合理评价学生学习效果是保障教学效果的重要环节。只有将CDIO人才培养所体现的思维、知识、能力、个性等方面的要素全面纳入评价体系,才能形成一种以项目驱动为引导、充分激发学生潜能,培养学生综合素质的科学评价体系。因此,应采取形式多样的方式来进行考评,例如:传统笔试、项目总结方案报告、产品等级评定、学生互评等。

同时,应更加强化实践教学过程管理,保障实践教学能力的有效提高。例如:“基础性实践教学”采取包含实验预习、实验操作、实验记录审签与器材检查、撰写实验报告、实验考核等环节的“五环过程管理”;“提高性实践教学”采取包含课题布置与要求、方案论证与设计、原理电路仿真与改进、实际电路安装与调试、学生作品验收与研讨、总结报告写作与评阅等环节的“六环过程管理”;“研究创新性实践教学”采取包含毕设布置、课题论证、开题报告、每周交流、中期检查、限期整改、实物验收、论文答辩、成绩评定、毕设评优等环节的“十环过程管理”。

总之,我们将CDIO工程教育理念贯穿整个学生培养环节,融传授知识、培养能力和提高素质为一体,融人文精神、工程素养和创新能力培养为一体,全面提升学生素质。

三、结束语

CDIO工程教育模式的推出,有效地解决了传统理论教学与实践教学相脱节的核心问题。本专业探索性将CDIO工程教育理念融入专业人才培养模式改革中,修订完善了基于CDIO工程教育理念下的培养方案、课程体系、实践教学体系及质量评价体系,它有助于通信工程专业学生工程实践能力的培养和提高,也为CDIO在电子信息类专业的推广提供了参考。CDIO工程教育模式必将成为培养创新型工程人才的有效途径。

参考文献:

[1]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略——产学合作与国际化[J].高等工程教育研究,2008,(1):33-45.

[2]赵晓闻,林健.工程人才培养模式的国际比较研究[J].高等工程教育研究,2011,(2):33-41.

[3]王丽娜,杨裕亮,金波.基于CDIO理念的生产实习教学改革[J].中国现代教育装备,2012,(1):114-116.

[4]王玉忠.面向全面工程教育的CDIO教育探讨[J].中国电力教育,2009,(11):11-13.

[5]马文姝,白凤臣.基于CDIO理念的创新型工程人才培养模式改革[J].职业技术,2012,(1):34-36.

第2篇

关键词:物联网;人才培养;改革创新

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)24-0181-03

1人才培养模式改革综述

随着我国科技的快速发展以及智能信息一体化进程的不断推进,物联网行业如雨后春笋,成为新型信息技术行业中的一支主力军,造成物联网工程方向的人才严重缺乏。如今无论是高职院校,还是本科院校,都开设了物联网工程方向的专业,主要为物联网行业培养和输送高素质的技能型人才与应用型人才,为推动科技发展打造物联网精英。然而,就我国目前情况来看,还尚未形成高等院校、企业、毕业生三方共赢的良好局面,具体表现在两个方面:一方面,很多物联网企业通过招聘,但很难招到适合企业岗位需求的毕业生;另一方面,许多高校物联网专业的毕业生没有意识到企业岗位的用人需求,毕业生没有动手能力,也无实践经验,最终导致就业率非常低。那么高校物联网工程方向人才的培养效果,和物联网企业需求之间的差距越来越大,其根本原因就是人才培养模式和培养方法的守旧与落后,缺少专业与课程的改革与创新。如今,大多数高校物联网工程类专业还主要以理论教学和实验室为中心的传统的人才培养模式,这使学生的实践能力和职业技能的培养大大受到限制,最终对该专业人才培养的质量与特色产生很大的影响,无法适合物联网企业的需求。针对物联网企业招人难以及物联网专业毕业生就业难的问题,可以看出很多高校的高等教育与企业实际出现了严重的脱节。鉴于此,本人针对此问题,以我校为例,依托校企合作,进行共建专业,共建实验室,对物联网专业人才培养模式进行创新与改革,培养出“素能本位,理实一体”的专业人才,既有利于为物联网企业培养高素质应用型与技能型人才,也拓宽了物联网专业毕业生的就业渠道。

2物联网专业建设

物联网专业经过多年建设,现已成为我校的品牌专业之一,建有“电工电子实验实训中心”、“现代通信实验实训中心”以及“中央财政支持楼宇智能化专业实训基地”等。另外,学校还拥有多个校内外实习实训基地。其中“现代物联网实验实训中心”和“软件实训中心”是我院与多个物联网设备有限公司合作建成了实验实训中心,并科大讯飞等知名企业签订了合作办学协议。该中心引进了目前社会上先进的物联网设备(福建新大陆产品),及教学用软件(青岛东信科技产品),从而做到了“学生在校所学内容和实践环节与社会使用同步”,开创了教学(理论+实验)—实践(实训+实习)—就业零距离的教学模式。目前物联网技术尤其是互联网+技术已经成为当前物联网技术的主流,物联网技术的应用也在紧锣密鼓地进行。我国发展物联网技术还存在巨大的市场潜力,目前物联网技术企业严重缺乏产品技术支持,产品技术维护维修等一线岗位应用型人才,随着物联网技术的更新发展,网络设备的使用量逐年增多,社会急需大量的网络设备维护人员以及物联网方向的技术人员,这为物联网专业的毕业生提供了更加广阔的就业空间。为适应市场需求,我院抓住此契机,在2011年,物联网专业与多个物联网设备有限公司共同申报并获批专业人才培养计划,2012年开始招生,实现校企合作,共同培养人才,旨在培养物联网应用及其设备维护方向技术人才。

2.1前期调研等情况

我校物联网专业先后派出三批骨干教师赴南京、无锡、北京进行物联网行业情况的学习和调研,并参加中国物联网行业协会举办的会议。并且在2012年12月,由专业带头人带队,先后去无锡贝浮特通信有限公司考察,就无线通信产品的研发等问题达成合作意向,随后赴江苏经贸职业学院和南京邮电大学参观物联网实验室与实训基地的建设,学习并交流经验,为我校与相关物联网设备有限公司合作办学、合作共建实验室打下坚实的基础。

2.2实验室建设

在已建设的实验室中,其中包含网络实验室、软件实验室、物联网实验室、楼宇智能化实验室以及与物联网相关的一些实验室,其中网络实验室能实现网络系统的仿真、设计,为物联网专业学生提供了一个演示平台,提高动手能力与设计能力;软件实验室与物联网实验室为我校与多个物联网设备有限公司合作共建,专为我院开设物联网方向提供服务,学生在此实验室可开展物联网设备的维护及优化实习实训,提高动手实践能力,为学生走上工作岗位实现无缝对接;另外,目前已具备的单片机实验室、PLC实验室等也为现有专业包括后期物联网方向的发展提供了一个平台。学校以中央财政支持专业——楼宇智能化实训基地为平台。2012年以来,经过与多个物联网相关公司的反复沟通和深入交流,现已就共建专业、共建实习实训基地(实验室)、合作就业等达成共识,建立了长期合作关系,签订了框架协议。同时,合作就业工作稳步推进,其中有已有物联网以及相关公司已决定在2015届毕业生中招收学员进行培训,并在我校开始开班授课,对学生进行专业培训,为该公司物联网技术储备人才,并计划在以后每届接收物联网专业毕业生约几十人左右。

2.3师资队伍

目前电子、计算机等专业方向拥有一支专业基础扎实、爱岗敬业、具有丰富实践经验的教师队伍,专兼职教师共五十多人,具有高级职称的教师十几人。物联网技术作为综合型专业方向可整合我系师资资源进行课程教育。2013年,先后派出多批教师去多家物联网设备有限公司参加技术培训与暑期社会实践与企业挂职锻炼,物联网专业教育的核心团队已初步形成。同时,结合物联网工程人才培养计划,利用合作关系,聘请企业技术人员进行物联网一些专业课程教育,这也符合应用型或技能型人才培养的需求。同时,建立“校企互聘互管”的制度,一线专业教师进入企业锻炼,承担企业的项目与产品的研发以及社会服务项目,必须到学校科研处签订相关的协议备案,作为后期晋升高一级职称评审以及评先评优的条件之一。兼职教师的考核管理纳入企业管理机制,完善教师的奖励制度、考核制度与评聘制度等。物联网方向的设立将为地方及周边省市培养高级应用人才。本专业的学生,不仅可以满足合肥市及安徽省物联网人才需求,而且可以覆盖长三角经济圈甚至全国乃至全球。

3物联网专业人才培养模式改革的具体措施

3.1校企深度合作机制的建设

全力发挥物联网行业(中国物联网行业协会)、物联网企业(多家物联网设备有限公司)优势,同时,将学校的人才输出、技能培训、研发、技术服务等功能充分挖掘以满足企业的需求,实现共赢局面,形成行业、企业、学校“三位一体”的合作教学模式,搭建校企合作组织机制,制定并完善校企合作管理制度,建设良好的校企合作运作机制,为物联网专业人才的培养模式的改革与创新打下坚实的基础。

3.2创新人才培养模式

物联网的人才培养模式分为本科四年制和高职三年制两类,三年制是在四年制的基础之上,缩减部分公共课课程与专业选修课程。下面以本科四年制为例,重点讲述人才培养模式的创新之处,四年制采用“3+1”的培养方式,其中3年在校集中学习,主要学习基础科学知识、核心工程基础知识以及专业工程基础知识三方面的知识、锻炼工程技术能力以及培养综合素质。另外,累计1年的时间在企业实习并做毕业设计,重点培养、锻炼和应用个人素质和发展能力、协作能力和在企业与社会环境下的综合工程能力。前四学期“重基础”,完成对学生专业基础知识和基本技能的培养。通过强化数理基础模块和注重专业基础模块教学,促进学生创新思维的形成和创新方法、创新工具的掌握;让学生更早了解工程背景,为专业后续模块学习和工程能力培养打好基础。第五、六学期开始进行“工程应用能力”的培养,即一方面使学生深入学习专业课程、专业方向课程;另一方面加强与企业的合作,通过让学生在企业进行专业课程设计、项目训练、专业实习等环节,将物联网行业所需要的专业能力融入人才培养体系;培养学生综合运用多学科知识、各种专业技能和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质;培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。第七、八学期“强工程”,学生利用一年时间到企业进行实践实训、毕业实习和做毕业设计(论文),通过上述工程实践环节,强化学生从事工程实践所需的专业技术能力,进一步锻炼学生的工程实践能力和独立工作能力。毕业设计(论文)的选题要求来源于企业。

3.3校企合作,进行项目课程的开发与改革

要想实现人才培养模式的创新,归根结底要在课程中去落实,要在教材中去落实,要在教学过程中去落实。根据我校物联网专业教师于2014年去南京参加全国物联网专业课程体系研究论文发现,很多高校的物联网专业的都没有一个合适的课程体系,体系的建立没有依据;针对这种课程体系建设出现的问题,我校以课程项目开发与改革作为突破口,实施教学内涵的建设。在进行物联网行业市场需求调研时,组织企业的专家、课程专家、专业教师进行多方位的课程项目的开发。以工作就业为主线贯穿整个课程的设置,以职业能力发展、工作任务的完成为出发点编写课程内容,以物联网服务为载体进行教学项目的设计,将理论与实践进行整合,完成理论与实践的一体化教学,体现“理实一体”的教学原则,另外,学生一边完成教学项目一边构建理论知识,以提高学生的学习兴趣以及其职业能力。最后让学生在学校的最后一年,进入相关物联网企业各项目组,进行项目训练,实地锻炼。

3.4校企合作建设实训基地

实践教学可以提高学生的技能水平、实践能力和创新能力,水平和能力的提高在很大程度上要依赖于实训基地。而物联网设备的投入非常大,仅仅依靠学校自身是远远不够的,因此,通过校企合作进行物联网类专业实训基地的建设是一种重要的解决办法。我院物联网专业与广州粤嵌、福建新大陆等多家物联网企业共同建设校内实训基地——物联网实验室,在该实验室,学生可完成初步技能训练、技术理论知识与技术实践知识整合、特殊训练等功能。

3.5通过校企合作打造一支“双师型”师资队伍

学校制定了相关措施,建设“双师型”师资队伍,鼓励专业教师通过企业实践、社会服务、培训考证等相关途径往“双师型”教师转型,提高教学水平与教学效果。物联网方向的师资队伍由本校“双师型”教师与企业聘请的兼职教师组成。另外,学校制定了企业兼职教师管理方法,做到有章可循;制定了企业兼职教师的任职条件、聘用程序、管理要求及教学工作规范等相关文件;并采取相应的激励措施,充分调动了企业兼职教师的积极性,为学校的专业建设与课程建设出谋划策。

4总结

校企合作是人才培养的重要途径,校企合作能否深入、长效的开展,要依据良好的合作机制与科学的管理模式。以各种平台为基础,不断创新,与外部企业搭建各类校企合作平台,引进多家大型物联网企业加入校内实训基地的合作共建,通过学院院长、系主任、教研室主任、企业管理与技术人员等多方共同制订实践教学计划,以企业产品发展设计实训项目,充分显示实训基地的应用功能,积极培养“卓越物联网工程师”,大力发展各项教学的内涵建设,最终打造出以物联网专业为核心的特色办学模式,并向其他专业辐射,实现与物联网企业进行零距离接轨的培养模式。

参考文献:

[1]王秋华.我校电子信息类专业课程体系改革的探讨[J].中国科技信息,2008(8).

[2]李如平.高职物联网专业建设研究[J].电脑知识与技术,2013,9(32):7267-7270.

[3]张雷霆.对高职通信工程类专业人才培养模式改革的思考[J].教育与职业,2009(9).

[4]李如平,张玉荣,吴房胜.高职物联网专业群建设研究[J].职业时空,201(5):15-18.

[5]楼一峰.关于人才培养模式改革和高职教育发展的深入思考[J].职教论坛,2005(10).

[6]彭洋.后信息化时代信息技术人才培养理论与实践研究——以邮电高校本科通信类人才培养为例[D].南京大学,2012.

[7]邵玉斌,龙华,刘增力,等.通信工程教学实践环节中仿真技术的应用[J].现代教育技术,2009(20).

[8]褚丽莉.新形势下通信工程专业课程体系改革的思考[J].中国电力教育,2010(33):125-127.

[9]李俊杰.面向企业需求的高校人才培养模式改革研究[D].华侨大学,2009.

[10]黄忠国,彭熙,贺建民,等.转变教育思想观念深化人才培养模式改革[J].重庆工学院学报,2004(2).

第3篇

关键词:实践教学体系;应用能力;软件开发;实验平台;实验教师队伍

实验教学是理论到实践的知行统一的过程。在大力提倡实践教育和创新教育的今天,实践教学环节的改革迫在眉睫[1-2]。我院在教育部“计算机科学与技术”特色专业建设过程中,围绕特色专业人才培养目标,从强化实践教学入手,建设了与课程群特别是核心课程对应的实验体系,通过省部共建、校企合作等形式不断拓展校内外实践实习基地,合理配备专兼职实验教师队伍,为强化计算机专业学生的应用型开发能力提供了较完整的实验体系、实践环境和师资队伍保证。

1以能力培养为中心,加强实践环节建设

我校特色专业建设中明确把掌握软件为主的应用技术作为人才培养的目标,强调培养的学生能够掌握软件分析、设计、开发的基本理论与方法,能综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题,为IT行业和企业输送从事软件开发、设计和维护等方面的专门人才。为此,我们以人才培养目标为导向,构建了基于课内实验、课程设计、综合设计(校内外)、毕业设计的实践教学环节,并辅以课外科技小组、专业竞赛小组等多种形式,形成了强化应用能力培养的实践体系。具体措施如下。

1.1实施实验教学改革,培养软件开发能力

1.1.1改革程序设计课程实验

计算机专业开设的程序设计类课程包括一年级的程序设计基础和专业选修课Java程序设计。作为软件设计基础课程,程序设计类课程的教学目标是培养学生从高级语言程序设计入手,在编程思路、编程技巧、算法理解等多方面打下良好的基础。我们按照1∶1的学时比例全面修订了程序设计类课程的理论教学与实验教学大纲,采取以问题驱动的形式进行课堂教学的同时,通过课内实验和课外实验相结合的形式,设计不同阶段的实验内容。从程序设计基础课程实验开始,我们要求学生以3人为一组,最后用两周的时间完成一个小规模的程序设计项目。教师课上给出多个程序设计题目供学生选择,同时鼓励学生自定小组设计题目。在教师的指导下,学生通过上机实践理解并掌握如何将现实生活中的各类问题转化成面向对象空间的解,如何对解空间进行编程等技能;通过强化第一门程序设计类课程的上机实验过程,为后续软件课程的学习及其实践能力打下坚实的基础。

1.1.2整合核心课程实验

在专业核心课程建设中,我们将数字逻辑、微机

作者简介:温显斌(1967-),男,博士,教授,天津理工大学计算机与通信工程学院副院长,研究方向为图像处理、理解和解释,模式识别与机器学习。

原理、汇编语言、操作系统、嵌入式系统以及数据库技术、网络技术、编译原理、软件工程等实践性要求高的课程,从课程内容到实验题目重新进行了梳理与整合,在每一门课程的实验大纲中至少增加了一个设计类实验题目,如,在系统学习数字逻辑课程中,为了培养学生综合运用数字电路课程的理论知识和实验系统,进行实际数字系统设计的能力,实验大纲要求学生综合运用芯片、仿真软件及相关设备,独立分析、设计一个小型数字系统; 又如,网络技术作为信息时代的基础设施和信息处理平台,是本专业学生必须掌握的核心技术,为此采取单独设置32学时实验课程的方式,要求学生完成从网络连接、设计、维护、管理到简单网络通信软件的开发等全部实验内容。

1.1.3加强课程设计实践

课程设计是三年级本科生的限选实践环节,我们把以数据库技术为核心的信息系统设计,以嵌入式系统为平台的嵌入式软件设计作为两大综合课程设计,供学生选修。从培养项目开发能力出发,训练学生在系统可行性论证、需求分析、计划制订、系统设计、系统实现以及问题陈述、交流和沟通等多方面的素质。课程设计一般要求3~5名学生组织一个团队,从选题竞争和需求分析开始,完成一个中等规模开发项目。项目开发分为4个阶段:(1)需求调查与分析建模;(2)系统设计与项目计划;(3)项目实施;(4)运行测试。课程采用团队评分制,按照项目进展阶段进行分段评分,考核成绩以团队为整体,采用“答辩(40%)+设计报告(40%)+课程设计的表现(20%)”的方式进行。

1.2建立实习实训环节,强化工程设计能力

实践体系建设的重要任务之一就是要通过提供有效的实习、实践途径,使学生能够及时了解、掌握市场主流技术,提升自己的应用能力和就业竞争力。为此,我们在实践体系建设中把专业综合设计、毕业设计与企业专业实习紧密结合,通过与国家级软件出口基地、天津软件园共建大学软件实习基地,建立起长期、稳定的校企合作关系。共同组建的校企联合教学指导委员会根据计算机专业培养方案,设置了短期(3―4周)、中期(一学期)实习实训计划,围绕嵌入式软件开发、数字媒体与动漫设计、Web设计等模块开展专业综合设计实习,由企业一线工程师与专业教师

一道按照专业综合设计大纲的要求,建立4人开发小组,完成指定的项目。项目开发分为4个阶段:(1)需求分析和设计阶段:编写相关文档,进行公开答辩。(2)实现阶段:编写代码,进行单元测试。(3)交换阶段:各组选择其他组的阶段成果作为下阶段编码的基础,以模拟实际项目中的代码评审和新成员加入时面临的情况;鼓励各组宣传自己的项目,培养竞争意识和表达能力。(4)再实现及测试阶段:教师给出下一步项目需求,学生增加新功能,模拟真实项目中的需求变更。考核方式采取团队评分制,文档评审占30%;程序评审占30%;答辩占40%。专业综合设计培养了学生的团队合作精神及工程项目研发能力,让学生在团队环境下使用最新的软件开发工具获得较真实的软件开发经验,提高了学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面的能力。

1.3加强毕业设计管理,提升综合运用能力

毕业设计(论文)作为实现人才培养目标的关键环节,是对学生专业知识、专业素质综合运用能力的检验,也是提升学生实践创新能力的最后训练环节。我们从管理规范入手,对答辩过程严格把关,加强了毕业设计实践环节的改革并取得成效。

首先学院在学校管理条例的基础上制定了毕业设计实施细则,确保毕业设计(论文)各个环节规范且便于质量监控;利用我们自行研发的网络教学管理平台,对毕业设计(论文)选题采用教师网上报题,教研室、系、学院分三个环节进行审题,以此把好选题关;学生网上选题,并通过教师、学生双向选择的方式,调动了学生完成毕业设计的积极性。要求毕业设计题目大多选自教师的科研项目、企业实习题目。在支持学生进入企业进行毕业设计的同时,实施校、企双导师制和中期检查制,避免了毕业设计出现失控现象。毕业设计答辩环节是我们落实规范管理的重点。在答辩形式上,要求学生以介绍所设计的应用(软件)系统为主,即时回答设计环节中的任何提问,以此给出答辩成绩。在答辩组织上,采取指导教师与学生分离答辩、二次评优即合格答辩方式,以追求对师生双方指导水平与完成质量的公正评判。这些措施的实施促进毕业设计质量的提高,每届毕业生中有5%的设计或论文被评为校级优秀论文,或被发表在学术核心期刊上。

1.4组织课外科技实践,培养创新意识和精神

优秀的人才需要培养、发现,学生的潜能需要引导、挖掘。利用专业实验室和省部级重点实验室的资源,面向不同年级学有余力的学生开展形式灵活多样的、连续的科研训练和创新实践活动,培养学生的创新精神。通过每年都开展学生创新成果展示、学生课外科研实践组、组织参加天津市高校专业计算机竞赛等活动,推行优秀人才选拔机制去充分挖掘学生的潜能,通过制度化的创新实践活动去激发学生的创新意识,学生获得的科技成果或竞赛成绩可以进行学分认定,激励学生逐渐从参与创新到勇于创新,诱导学生的创新萌动、欲望,吸引更多的学生主动加入应用能力和创新精神培养的人才培养体系中来。2008年度共获得6项教育部大学生创新性实验计划项目 ;在天津市历届大学生计算机专业竞赛中名列前茅,在华苑杯、挑战杯等科技创新活动中取得优异成绩。

2发挥学科建设引领作用,构筑先进实验平台

近几年我们在大力加强学科建设之时,注重把建设科研平台建设带动本科实验室建设作为学科建设机制之一,充分利用“十一五”“计算机软件与理论”省部级重点学科综合投资、中央财政部与地方共建实验室等有利条件,围绕科研发展方向和研究优势,积极构建集科学研究和本科实验教学一体的本、硕实验一体化实验平台。通过与曙光、华为、IBM、软通动力等一流企业在实验设备购置、软件平台建设、实验课程大纲制定,以及企业工程师直接参与实习实践过程等方面进行深度合作,建设了功能齐备的软件技术实验室、网络与安全技术实验室(图2)、嵌入式系统实验室(图1),成立了天津理工大学与IBM-易泰达软件实习基地,软通动力与计算机学院校内培训基地,

图1微软嵌入式系统实验室

图2网络与安全技术实验室

五年以来,计算机软件技术实验室作为天津市教委唯一指定的天津市高校大学生计算机应用能力竞赛决赛点;计算机科学与技术实验中心被评为天津市高校优秀教学实验室。学科建设成效极大提升了本科实验教学平台的水平。

3专兼职相结合,加强实验教师队伍

高水平教师队伍是人才培养质量的根本保证。建设一支理论扎实、工程实践能力强的实验教师队伍是我们推进实践教学体系建设的重要环节。我们按照专职实验室教师与兼职专业教师1∶2的比例,组建实验室建设与实验教学指导队伍。首先建立了学科负责人、学术带头人分别承担各个专业实验室建设的岗位责任制,并纳入年度考核指标;同时与按照网络与安全技术、嵌入式系统等各个专业实验室的功能,选配了一批年富力强的专业指导教师分别作为实践教学指导负责人,与实验室教师一道进行实验平台建设和实验教学内容的改革。同时与合作企业共同建立工程师聘用制度,保证将最新的技术、最好的工程培训教师和最有效的实践指导方式提供给学生,以此加强学生应用能力的培养。

4结语

加强实践教育作为特色专业建设的有效途径,是一项系统工程,需要围绕人才培养目标,从人才培养理念,对实践教学设置、实验室建设、实习基地建设、师资队伍建设等各个环节进行不懈的探索与实践。计算机科学与技术专业作为信息时代的核心专业之一,承担着为国家、地方培养急需的高级专门人才的重任,强化应用能力,培养勤于实践、勇于创新的各类人才,既是信息产业发展的需要,也是提高高等学校竞争力的重要任务。

参考文献:

[1] 秦志光. 加强实践教学改革,培养计算机创新人才[J]. 计算机教育,2008(19):3-6.

[2] 刘莉平,陈志刚. 加强开放实验室建设,培养创新人才[J]. 计算机教育,2009(2):3-4.

Constructing Practical Teaching System, Strengthening the Training of Application Ability

WEN Xian-bin, WANG Fa-yu

(School of Computer and Communication Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300191, China)

第4篇

(广东白云学院电气与信息工程学院,广东广州510450)

摘要:人才培养应适应时展的要求,为了培养经济社会发展所需要的电子信息类应用技术型人才,广东白云学院将CDIO工程教育理念和“3+1”人才培养模式结合起来,从人才培养目标的定位与规格要求、专业课程体系的设置、实践教学体系的设置、课外活动教学内容设置与企业实践教学内容设置等几个方面对电子信息工程专业人才培养方案进行重构。

关键词 :CDIO;“3+1”;人才培养模式;电子信息工程

DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.03.002

中图分类号:G640文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)03—0003—03

基金项目:广东白云学院教研教改项目。

收稿日期:2014—10—07

作者简介:龙诺春(1964— ),男,湖南邵阳人。广东白云学院电气与信息工程学院,高级工程师,研究方向:嵌入式系统,智能控制技术。

余丽红(1985— ),女,湖北咸阳人。广东白云学院电气与信息工程学院,讲师,研究方向:信息处理。

林春景(1963— ),男,福建普田人。广东白云学院电气与信息工程学院,教授,研究方向:教育教学方法。

科学技术的不断发展进步使工程科学技术知识变得越来越丰富,结构体系变得越来越庞大,同时,时代进步和经济社会发展对人才的要求也在不断提高;另一方面,社会生产方式的变革及产业结构的调整必然要求高等教育机构对人才培养模式进行调整,以适应新形式下社会对人才的需要。从我国高校来看,“985”高校和“211”高校培养研究型人才、学术型人才,人才培养定位清晰,但大多数地方高校定位模糊,大多采用“985”高校和“211”高校的人才培养模式,没有专业人才培养特色。一些地方高校办学条件的不到位和师资力量的不足使得培养的学生很难适应新形式下的人才要求,导致出现生产一线人才紧缺和大学生就业难的问题,形成了用人难和就业难的两难局面。

广东白云学院电子信息工程专业教学团队在原有人才培养模式的基础上,采用CDIO工程教育理念和“3+1”人才培养模式相结合的方法,研究应用技术型人才培养模式,重构电子信息工程专业人才培养方案,以适应经济社会发展对电子信息类人才的需求。

一、CDIO教育理念与“3+1”人才培养模式概述

(一)CDIO教育理念。CDIO(Conceive-构思、Design-设计、Implement-实现、Operate-运行)工程教育理念的核心内容主要包括三个方面:一个愿景、一个教学大纲和12条专业人才培养标准。CDIO的愿景是利用现代工业环境,以真实的产品或系统为载体,培养具有深厚专业技术知识和较强工程能力的高素质高级工程技术人才。CDIO的教学大纲反映了这个时代世界工程教育发展目标的主流要求,对工程师应该具备的知识和能力以逐级分别细化的方式表达出来,形成对学生和教师都具有重要指导意义的具体化、可观测的目标体系。[1]CDIO的12条标准分别考察专业培养理念、课程计划的制订、设计实验和实践场所、教与学的方法、教师提高以及考核和评估等最根本的、体现CDIO工程教育特色的要求。[2]

CDIO工程教育理念主要面向工程技术人才的培养,它以现代工程实际为背景环境,以工程项目产品或系统从构思、设计、实现到运行(包括改良)乃至废弃的生命周期全过程为载体,培养学生的科学和技术知识获取能力、终身学习能力、交流沟通能力、团队协作能力、开发创新能力和系统掌控能力等,促进学生知识、能力和素质的全面提高。

(二)“3+1”人才培养模式的特征。“3+1”人才培养模式的主要内容是:采用工学结合和校企合作模式,在学校内进行三年的基础理论教育和基本技能训练,在企业进行一年的实践教学,进行工程能力和职业能力训练,两个教学环节相辅相成,有机结合,强调培养学生的技术应用能力、实践动手能力、开发创新能力、系统管理能力和自主学习能力。

二、电子信息工程专业人才培养目标的定位与要求

人才培养模式是高等学校为学生构建的知识、能力、素质结构以及实现这种结构的方式,它从根本上规定了人才特征并集中体现了教育思想和教育观念。[3]人才培养模式包含两个方面的内容,一方面是人才培养应达到的目标和规格,即培养什么类型的人才;另一方面是实现这种人才培养目标和规格而构建的教学过程和运行机制,即以什么方式方法培养人才。因此,我们研究人才培养模式,首先就要明确定位人才培养目标及规格要求,然后构建与培养目标相符合的教学过程和运行机制。

(一)人才培养目标的定位。构建人才培养模式,人才培养目标定位是关键。地方高校应根据自身特点和地方区域优势,将人才培养目标定位于立足地方,面向一线,为地方区域经济社会发展需要培养生产、建设、管理、服务一线的应用型技术人才。广东白云学院电子信息工程专业的人才培养目标定位是:立足广东,面向珠三角地区电子信息行业一线,培养素质高、基础扎实、实践能力强、具有创新创业精神和团队协作意识的能从事产品开发、工程设计、生产、管理、服务工作的电子信息类应用型技术人才。

(二)人才培养目标的要求。人才培养目标的制定以人才培养目标定位为前提,培养工程技术人才。一方面,要注重基础知识和素质的培养,厚基础、重素质;另一方面,要突出工程能力和创新意识的培养,即要培养学生运用专业技术知识解决实际问题的能力和创新能力。电子信息工程专业培养目标的要求主要包括以下几个方面:

1.掌握本专业领域相关学科所必需的自然科学基础理论知识,具有自主学习和终身学习的基本能力。

2.掌握本专业的基础理论知识、必要的专业知识和实验方法,具有专业知识基本应用能力和实践操作技能。

3.掌握分析问题和解决问题的基本方法,熟悉电子工程项目和电子产品开发、设计、生产和管理流程,具有掌控和管理能力。

4.掌握文献检索、资料查询的一般方法,了解电子信息领域的前沿技术和最新发展动态,具有创新和创业的基本能力。

5.熟悉人文社会科学知识,进行思想品德修养和素质修养,具有较好的团队合作精神、人际交往能力,具有工程师的职业道德和责任感。

三、电子信息工程专业人才培养方案的构建

人才培养方案是人才培养的依据。广东白云学院电子信息工程专业教学团队在原有人才培养方案的基础上,对电子信息工程专业的人才培养方案进行重构。

(一)专业课程体系设置。电子信息工程是以电子科学与技术学科为基础,集计算机科学与技术、信息与通信工程两门工程学科于一体的专业,涵盖的知识面比较广泛。课程体系是专业人才培养方案的核心内容,应根据专业特点确立本专业的课程体系。根据广东白云学院的定位和电子信息工程专业的人才培养目标以及“能力本位,就业导向”的理念,基础学科以“够用为度”为原则设置,相关主干学科课程和专业技术课程以“能力为本”为原则设置,以“3+1”人才培养模式构建专业课程体系。课程体系共由五大模块组成:

1.人文社会科学知识课程。思想政治理论、法律与德育、语言与写作、体育与心身健康、形势与政策、职业与修养等方面的课程。

2.自然科学知识课程。高等数学、工程数学、大学物理等基础课程。

3.专业基础知识课程。电路基础、模拟电子线路、数字电子线路、高频电子线路、信号与系统、通信原理、电磁场与电磁波、微处理器原理与应用、计算机应用基础、C语言程序设计等课程。

4.专业技术知识课程。广东白云学院电子信息工程专业以行业对人才的需求为依据,分电子工程和嵌入式系统两个方向。专业技术知识课程按专业和专业方向进行设置。专业课程有电子工艺、感测技术、计算机网络、嵌入式系统原理与应用等课程。电子工程方向有数字信号处理、DSP原理与应用、EDA技术与应用、微波技术与天线等课程。嵌入式系统方向有计算机操作系统、嵌入式程序设计、嵌入式系统开发、Android应用程序开发等课程。

5.公选平台课程。主要包括文学、经济、管理、艺术类方面的基本课程。

人文社会科学知识课程和自然科学知识课程属公共基础教育课程,旨在培养学生的基本科学素质,同时,为学科基础知识和专业技术知识的学习打下基础;学科基础知识课程是专业技术知识课程学习的基础,主要培养学生的基本专业素质;专业技术知识课程按专业方向进行设置,突出专业特色,培养电子信息工程专业学生的专业能力;公选平台课程主要培养学生的综合素质,使学生具有对工程项目和系统的掌控能力。同时,在设置课程体系时,根据课程性质要求设置必修课、限选课和公选课,选修课程主要促进学生的个性发展。

(二)专业实践教学体系设置。电子信息工程的专业特征和行业需求表明工程性和实践性是本专业的主要特点,而实践教学是培养学生实践能力和创新精神极其重要的教学环节。[4]在构建电子信息工程专业实践教学体系时,应符合专业培养目标和人才培养规律。实践教学体系可分为课程实验与应用综合训练两个教学环节。大多数课程有实验教学环节,实验学时按总分时的25%~50%分配,有些课程采用一体化教学。课程实验按验证性、设计性、综合性三个层次进行设置,重点是设计性、综合性内容教学。课程实验要求学生掌握实验原理、实验过程和实验基本操作方法。应用综合训练主要是对素质和能力的培养,应安排在适当的时段。电子信息工程专业的应用综合训练按训练项目和开发项目分类。训练项目主要有电工实训、电子线路CAD训练、程序设计综合训练等,培养学生的基本素质和基本专业能力;开发项目主要有模拟电子线路课程设计、数字电子线路课程设计、微处理器原理与应用课程设计、嵌入式系统原理与应用课程设计、电子系统综合设计(电子工程方向)、嵌入式系统综合设计(嵌入式系统方向),培养学生的小应用系统设计与系统调试等基本能力。

(三)专业课外活动教学项目设置。课外活动是教学过程中的重要环节,是人才培养模式的重要组成部分。电子信息专业应设置大学生课外活动项目,让学生在课外环境下通过各种项目训练激发学习的积极性和主动性,完善知识结构,拓展成才空间,促进其个性的发展。课外活动教学项目的设置应使实践与理论相统一,赋予课外活动项目一定的学术含量和科技含量,同时,还应做到课外与课内相贯通,整合利用教学资源,既要考虑到课内向课外延伸的活动项目,又要考虑到充分利用校外的社会资源开展活动,真正实现“教”与“学”的相互促进和融合。课外活动教学项目以基本素质和能力的培养为目标,可以从语言沟通和交际能力、知识拓展和整合能力、团队合作和协调能力、规划运作和操控能力、创新创业能力等五个方面构建。

(四)企业实践教学方案构建。企业实践教学是应用技术技能人才培养的关键环节。企业实践教学体现了在现代工程实际环境下,以产品或工程项目为载体的“做中学”的CDIO工程教育理念,同时,也符合工学结合、校企共同育人的“3+1”人才培养模式。企业实践教学是学生在完成本专业通识教育课程、专业基础课程和专业课程的学习,掌握足够的基础知识和专业知识,具备基本实践能力的基础上,在企业现场进行的实践性教学活动。企业实践教学的目标是培养学生的综合素质和专业技能,使学生能快速、有效、创造性地解决实际工作中的问题,对新技术、新业务有较强的适应能力,具备可持续发展的潜力。[5]通过企业实践教学,能够使学生及时了解行业发展的动态,弥补校内教学的不足,拓展学生的综合能力和职业能力,进一步完善学生向职业人过渡的知识能力结构,培养学生终身学习的能力。根据综合素质和技能构成,企业实践教学包括:行业、企业调研,职业能力拓展课程学习,职业品德教育,生产(专业)实习,毕业实习,毕业设计(论文)等六个环节。值得一提的是,毕业设计(论文)应按学生在企业实习的内容进行选题,真题真做。

为满足广东省特别是珠三角地区经济发展对电子信息类人才的需求,广东白云学院电子信息工程专业教学团队根据CDIO工程教育理念,以“3+1”人才培养模式,从区域经济发展和产业结构调整发展对人才的素质要求、知识结构要求、能力要求等方面分析、研究了电子信息工程专业的人才培养模式,确立了该专业的人才培养目标,重构了电子信息工程专业的人才培养方案。基于CDIO 理念的“3+1”电子信息工程人才培养模式是一种应用型人才培养模式,具有一定的实践意义。

参考文献]

[1]徐武雄,钟东.基于CDIO的电子信息工程人才培养模式研究[J].中国教育技术装备,2013(18).

[2]顾佩华,陆小华.以设计为导向的 EIP-CDIO 创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育,2009(3).

[3]周晓辉,何汉武.地方工科院校“3+1”本科人才培养模式的教学体系、实施机制改革与实践[J].高教探索,2011(3).

第5篇

关键词:校企合作;应用型创新人才;培养方案

中图分类号:G642

文献标识码:B

文章编号:1672-5913(2008)21-0023-06

1概述

苏州位于长三角地区,拥有“中国-新加坡苏州工业园区”、“苏州高新技术开发区”、“昆山经济开发区”、“吴江经济开发区”等国家和省级重点开发区。信息技术是苏州区域经济的支柱产业,在苏州市工业总产值中,IT行业的产值已占34%。苏州大学是国家“211工程”重点建设高校和江苏省省属重点综合性大学,现有计算机科学与技术(省重点学科、省品牌专业)、通信工程(省特色专业)、软件工程、信息管理与信息系统、网络工程、电子信息工程等IT相关本科专业10多个,具有“计算机应用技术”、“信号与信息处理”博士学位点和“江苏省计算机信息处理技术重点实验室”,“计算机应用技术”为省部级重点学科。如何充分利用地域优势

和综合大学特色,培养IT应用型创新人才,一直是我们教学中探究的重点。目前,苏州大学IT专业之间、IT专业与苏州IT之间形成了良性互动,收到了实效,并取得了一些有益的经验。我们认为,要满足市场对IT人才的不同需求,地方性高等院校在IT人才培养定位上既要区别于研究型高校,同时也应该有别于高职院校。因此,地方院校应该以培养适应区域经济的IT应用型创新人才为主要目标。我们在IT专业人才培养模式的定位是:充分利用苏州IT产业密集的地域优势,结合苏州大学地方综合性重点大学的办学特色,对苏州大学IT专业进行全面整合。在校企合作模式、教学体系、师资队伍以及创新人才培养监控模式进行全面改革,并建立完善的评价体系,从而探索出一条培养IT创新型应用人才的新路。具体改革的思路是:走出象牙塔,密切

与IT企业联系,培养企业急需的IT人才,进行多模式分层次的校企合作,让学生在真实的环境中学习并接受挑战性的学习任务,使学生变被动型学习为主动型学习。建立适应于新的人才培养模式的培养方案、教学计划、考核机制与管理运行机制。培养的学生要体现一种精神和两种能力。一种精神是指必须使得我们培养的学生具有创新精神,不断拥有创新的冲动和欲望。两种能力是指解决实际问题的能力与可持续发展的能力。解决实际问题的创新能力,即把创新精神变为实践,包括发现问题的能力,表达问题的能力,写作的能力和动手的能力。可持续发展的能力,即走出校门、走向社会以后能够不断发展、完善自我的能力,将大学阶段学习拓展为终身学习。

本文受江苏省高等教育教学改革重中之中课题(编号:08)资助。

本文将在介绍我们现有经验的基础上,思考未来进一步的做法。

2人才培养方案

IT人才培养模式将以校企合作为切入点,深化和完善校企合作模式,在教学体系、师资队伍建设和管理监控体系方面实施全方位的教学改革。具体方案包括以下几个方面。

2.1创新IT人才培养方式,实施多模式校企合作

当今IT企业最需要的是既有通识教育的广博功底,又有专业化深度的复合型人才。单一化的普通高等教育学校,如果不改变其象牙塔传统,就培养不出这样的人才。而过早职业化、专业化的高职学校,只重眼前实用的职业知识和技能,以“就业”的短视培养未来人才,也应对不了“知识经济”时代对应用型创新人才的需求。面对人才培养,企业和大学具有天然的互补性需求,然而这种合作需要催化和渠道。为培养适应市场需求的IT应用型创新人才,我们采取了多模式校企合作的策略。多模式校企合作包含三个层次。

一是多种形式的校企合作组织结构。我们将校企合作在组织形式上分成5个层次:第一个层次是与IT企业组建IT企业联盟。目前,由苏州工业园区国际科技园牵线搭桥,科技园IT企业经理及苏州大学计算机科学与技术学院、电子信息学院院长组成了IT企业联盟,相互间成了“亲戚”,他们通过不定期交流,使学校了解企业与市场需求,企业了解学校人才培养模式及拥有的人才资源,形成了良性互动。第二个层次是与著名IT企业成立IT专业企业教学指导委员会,直接指导教学计划制定。第三个层次是与应用型企业共建实习基地群,让学生始终有接触社会、了解企业的机会,并能直接参与实际项目。第四个层次是与研究开发为主的企业共建创新实验室与工程中心,培养创新型IT人才。第五个层次是让企业直接参与高校建设,如成立有苏州大学中创软件工程学院等。

二是针对不同企业采用不同的合作模式,如针对研发型企业,采取项目合作、共建创新实验室与工程中心等方式进行合作;对应用型企业,采取共建实习基地和工程中心,共同开设实用性课程等方式合作。

三是针对学生特长的不同,采用不同的校企合作培养模式,如对于基础好,创新能力强的学生,主要安排到研发型企业及创新实验室实习,对动手能力强的学生,主要安排到应用型企业及工程中心和实习基地实践。

2.2改革教学体系,培养符合企业需求的IT人才

为使高校培养模式与企业需求接轨,必须改革教学体系。既要重基础,又要理论联系实际,不能让理论成为空洞的理论,也不能让实践成为缺乏理论指导的盲目实践。为此,本实验区拟在培养方案、实践教学体系、课程体系、教材建设和教学手段等方面进行了全方位改革。

2.2.1制定既适合校企合作,又有利于学生综合能力提高的“菜单式”培养方案

校企合作的基础是双方互利双赢,因此,找到一种对校企双方都有利的人才培养模式,是校企长期合作的重要基础。为此,苏州大学IT类专业的院长和部分教授与苏州的10多家各类IT企业主管组成了IT企业教学专家指导委员会,每年召开两次研讨会,对教学计划修订、人才培养模式等进行全面探讨,从而突破了高校独立制定教学计划的常规。在培养方案制定中,针对IT领域的不同专业,制定既适合校企合作,又有利于学生综合能力提高的培养方案。如针对不同类型的IT企业,在基础课和专业基础课全面开出的前提下,对选修课结构进行调整,采用定制“菜单式”课程建设框架。即将选修课划分成若干模块,以适应不同类型企业需求。“菜单式”培养方案的确立,不同的学生可选修不同模块或全部模块,使得人才培养的定位可通可专,专业面向可宽可窄,极大地提高学生的适应能力。同时,企业为招聘到自己急需的IT人才,也在学校设立了各类奖学金和奖教金,并主动派技术骨干到学校进行讲座,解决学校教育资源短缺和急需专业师资短缺问题。

2.2.2实施校企联动的实践教学体系

在具体实施中,采取了以下几项措施。

(1) 实施“双导师制”

所谓双导师制,是指同时安排高校和企业指导教师共同指导本科生实践课题研究。结合苏州大学的本科生导师制度,针对部分学生建立学校与企业双导师制。从大学一年级为每位学生安排一位学校导师,从大三开始再给部分学生安排企业导师,强化对学生职业道德、专业动手能力和协调沟通等多方面能力的培养,每位学生每个月必须安排四个半天到校外导师单位接受指导。“双导师”以课外科技课题为主线制定学习计划。课外科技课题由高校指导教师和企业指导教师共同制定,并可根据IT发展状况和学生能力及完成进度等进行模块适度调整。目前,“双导师制”已经在部分高年级本科生中试行,如企业导师参与指导的“基于ADSP-BF537的节水型绿化自动浇灌系统的研究”、“基于ADμC微处理器的GSM现场信息采集器的研究”、“汽车防碰撞自动缓冲技术与装置的研究”、“自主轮式移动机器人的创新设计与应用”、“可自主编程智能玩具机器人的开发”、“道路交通异常检测与跟踪”、“基于LPC的耳语音识别的实验研究”等16项课外科技项目入选国家大学生创新性实验计划。“基于视频的汽车车牌自动识别管理系统”、“用于激光精密堆焊的送丝技术研究”等入选2007年江苏省大学生实践创新训练计划立项项目。

“双导师制”实现了学校教学和社会需求的双向互补,使课堂教学在实践中得到了检验。

(2) 共建创新实验室与工程中心

IT领域实践性非常强。为提高学生的实践能力和创新精神,我们除了加强实践环节的教学,精心设置系列实验课程与课程设计外,还主动与一些国内大中型IT企业进行广泛、深入合作,共建创新实验室和工程中心。目前,成立嵌入式软件技术中心苏州大学分中心、苏州市软件评测中心嵌入式系统联合实验室等创新实验室和工程中心27家,并接收捐赠7000多万元的教学、科研设备。如台湾禾邦通信有限公司捐赠4000多万元的微波暗室设备,共建了“苏州大学――禾邦电子有限公司无线通信辐射测试中心”;苏州科达通信技术发展有限公司捐赠34.17万元的通信交换组网设备,共建了“苏州大学――科达技术有限公司通信实验室”;美国旭电公司和美国环球仪器公司捐赠总价值近1000万人民币的生产线设备,共同组建了“苏州大学――旭电SMT工程中心”。通过共建创新实验室和工程中心,丰富了实践内容,也弥补了学校建设经费的不足。

(3) 共建实习基地群

从2000年起,苏州大学就全面开始了实习基地建设工作。然而,单一实习基地难以从根本上形成校企紧密结合、主动面向经济及社会发展的有效体系和运行机制。离建立起一个可持续发展的良性循环机制,实现教育资源的优化组合,实现校企双赢的整体目标相去甚远。因此,在单一实习基地建设的基础上,我们进一步组建了“实习基地群”,对实习基地进行了优化与组合。先后组建了苏州工业园区实习基地群、苏州高新技术开发区实习基地群和昆山软件园实习基地群,覆盖实习基地100多家。全面提升实习基地的作用,使得学生从大学二年级起有机会到实习基地开展实践活动,受益学生达到70%以上,保证学生在企业的实践时间累计超过十个月。

(4) 组建学生开放实验室

在实践教学方面,我们还结合地方院校拥有企业实际项目较多这一特点,成立开放实验室和科技活动小组,并让学生加入老师实际课题小组。开放实验室和科技活动小组的目的并不是让学生完成简单实验,而是为了进一步培养学生的创新能力及团结协作精神。学生须符合一定的条件,提出申请后方可进入学生开放实验室。课题采用指导老师布置和学生自主选题相结合的方式。进入学生开放实验室的成员必须在一定时期内完成相应的科研任务,并提交课题总结报告或论文。为了鼓励学生从事课外科技活动,还专门成立了大学生科技活动领导小组和学生科技协会。要求课外学生科技活动有序,并富有成效。

(5) 设立课外科技课题

苏州大学在和企业共建创新实验室及工程中心的过程中,每年还直接从企业获取一定的实际课外课题供学生开展一些创新性和工程实践性研究。此外,苏州大学还配合开放实验室的建设,每年以 “q政学者”、“校挑战杯”等形式资助大量的课外科技活动课题。以苏州大学计算机科学与技术学院为例,近几年每年都资助20多项课外科技课题。课外科技课题的设立,极大地提高了学生的创新能力和实践能力,培养了学生的团队精神。

2.2.3优化课程体系,全面开展课程群建设

苏州大学IT相关专业从2000年起加大力度开展课程建设。先后组建了所有专业基础课和专业课的课程建设小组,全面具体负责课程教学大纲的修订、教学内容更新、IT技术发展跟踪、IT专业人才需求调研。在教学大纲中,既有循序渐进逻辑严密的各章节知识点,又有基本的教学要求、实验要求,并列出本课程所用教材及参考书目。哪些内容重点讲授,哪些内容让学生自学或讨论,都能在大纲中清晰体现。在此基础上,组建了系列课程群,如软件工程课程群、硬件基础课程群及微电子课程群等24个课程群,规范课程内容的衔接,避免重复和遗漏。

2.2.4改革教材模式,编写案例丰富、实践性强的新教材

要培养工程型人才,教材建设起着很重要的作用。案例丰富、实践性强的教材可以提高学生学习兴趣,全面提升学生实践能力。为此,教材建设中,应与企业联合,共同编写教材。近年来,我们已经编写了具有实践性特色的教材54部,这些教材全部在国内有影响的出版社出版,如科学出版社、清华大学出版社、人民邮电出版社等。“数字图像处理与分析”、“多媒体技术应用”、“嵌入式技术基础与实践”、“80*86汇编语言程序设计”等8部教材入选国家“十一五”规划教材。这些教材在充分融入校企合作的成果的基础上,加入了大量实例,反响良好。

2.2.5强化国际竞争意识,提升IT人才国际竞争力

苏州外资企业众多,为适应IT企业的需求和苏州地方经济的需要,不仅要加强对学生技术知识、管理知识的培养,还需要让学生了解外国历史人文知识,学会与外国人打交道。同时,苏州地区日资、韩资企业众多,对日软件外包服务也发展迅速。针对这种情况,对IT专业学生应提供更加丰富、更加实用的外语教育资源。目前,我们在普通英语教学之外,增加了日语选修课程,还拟开设韩语选修课程。为了更好地适应IT企业需要,在专业文档阅读与写作方面,聘请企业外籍工程师或有留洋经历的工程师,专门开设专业文档阅读、标准文档写作课程,从而提高学生的外语应用能力。同时还聘请外籍教师和企业教师,在配备高校助教的前提下直接使用外语教学。目前,已经在“操作系统原理”、“C语言程序设计”等课程教学中试行,取得了明显的效果。

加强国际化联合办学,加强与国际著名IT企业的合作,是培养具有国际竞争力IT人才的重要措施。目前,我们已经与美国波特兰州立大学、鲍尔州立大学、德国福特王恩大学等多所国外高校进行学生交流;与印度国家信息技术学院合作在第二本科层次招收了NIIT软件工程嵌入式国际合作班,与IBM在人才培养、师资培训和实验室建设等方面开展了全面合作。

2.3共同构建高水平的专职和兼职师资队伍

要使高校在教学内容上反映经济现代化和社会信息化的时代特征,使学生能尽快适应人才市场需求,必须培养一批理论水平高,实践能力强的师资队伍。同时,必须让企业具有丰富经验的工程师和高级管理人员直接参与部分教学工作,使学生将理论学习与案例分析结合起来。为此,需要校企双方组建专兼职师资队伍,实现知识共享和行动协同的团队工作模式,促进学校与企业各种层次上的沟通与交流。经过几年努力,苏州大学IT相关专业已经形成了结构较为合理的高水平专兼职教师队伍。在师资队伍建设中,主要采取了以下措施:

(1) 直接引进具有企业背景的高层次人才

苏州大学在IT人才引进方面,既注重从国内外引进高水平的学术人才,又注重引进具有丰富企业背景、实践能力强的高层次人才。几年来,先后引进具有企业工作背景的博士和高级工程师20多人来校从事IT教学与科研工作。

(2) 到企业“充电”,提高教师的实践技能

每年暑假,苏州大学都聘请著名IT企业专家进校园对在职员工进行新技术培训,努力提高教师的实践技能。几年来,先后有数十名教师参加了IBM测试软件培训、飞思卡尔嵌入式系统与应用培训以及印度信息技术学院组织的培训。与此同时,各IT专业每年还指派部分青年教师到实习基地参与实际项目的实施与管理,提高了教师实践能力与软件项目管理能力。

(3) 组建一支相对稳定的高水平兼职教师队伍

除了调整充实专职教师队伍外,充分利用地域优势,聘请企业具有博士学位或高级职称的高水平技术主管和行政主管担任兼职教师。这些兼职教师除了开设部分选修课外,还大量担任了专题讲座、指导毕业设计等教学任务,拉近了学生与企业的距离。

2.4建立完善的创新人才培养监控和评价体系

目前许多企业都面临市场竞争的压力,自身的生存与发展是企业的首要问题,技术和人才是企业立足的根本。同样,高校扩招给就业带来了压力,培养的学生适应能力强是高校,尤其是地方发展的基础。因此,结合企业改革和发展的需要,我们成立了院级对外合作办公室,并明确了对外合作办公室工作职责是:围绕信息技术人才培养模式的具体要求,统一协调和管理校企合作;按照“合作互惠和双赢互动”的原则,积极寻求合作企业;进行校企合作的调研,建立和完善有关制度;搭建产学结合、校企深度融合的管理平台,建立校企合作的长效机制。

丰富理论课考试形式,除少数课程采取传统的闭卷考试外,对部分专业基础课和专业课采取面试、专业学期报告、组织小范围学生主讲等形式进行考核。对于实践性强的课程,还将从企业实际出发,提炼出具体问题供学生解决,高校和企业“双导师”及主讲教师共同参与学生成绩考核。同时,鼓励学生参加高水平认证考试,根据认证级别折算一定的学分。

3取得的成果与实效

近年来,苏州大学IT类专业先后承担了教育部新世纪世行贷款项目“以培养创新人才为目标的地方院校计算机科学与技术专业教学改革的研究与实践”、江苏省高等教育教改“重中之重”研究课题“多模式校企合作,培养高素质IT人才新途径研究”等教学研究课题10多项,并获各类教学成果奖20余项。其中,“地方院校计算机科学与技术专业三强三优人才培养模式的探索与实践、 “变配角为主角,从幕后到前台――电工电子实验平台的整体打造和综合创新”获江苏省高等教育教学成果一等奖。“结合区域产业特色的电子信息类人才培养模式研究与实践”、“综合性大学技术应用性人才培养体系的创新与实践”获江苏省高等教育教学成果二等奖。“多模式校企合作,主动适应企业需求”获全国计算机教育优秀论文一等奖,江苏省教育科研三等奖。IT类专业学生也多次在各类竞赛中获得较好成绩。曾获全国大学生电子设计竞赛一等奖、二等奖5项,全国“挑战杯”竞赛和“挑战杯”大学生创业计划一等奖、二等奖4项。此外,还获得过全国大学生英语竞赛特等奖、ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛亚洲区上海赛区决赛优胜奖、“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛华东赛区一等奖等。从对毕业生和实习生培养质量跟踪调查情况来看,用人单位反映我校IT专业学生整体素质良好,具有较扎实的理论基础和较强的实践操作能力,对新知识的接受能力较强,有一定的创新精神和良好的团队协作精神。许多毕业生已成为用人单位的技术骨干,实习生普遍受到实习企业的好评,取得了满意的效果。不少学生在毕业前已与企业达成就业协议。

4进一步的思考

尽管苏州大学IT类专业在教学方面取得了一定的成果,但仍有许多地方值得我们思索。目前,我们正在申报江苏省高等教育人才培养模式创新实验基地――“面向区域经济的校企合作IT人才培养创新实验基地”,并考虑在以下几个方面进行进一步探索:

(1) 更新教学理念,实施“并行培养模式”

在教学过程中,我们在思索如何对已有课程的内容进行再设计,减少目前一些课程的内容,留给学生更多的空间和时间,让学生学会举一反三,而不是教师举三求一。同时,如何做到更新教学理念,建立创造教育渗透于专业教学过程的理论模型,变传统的串行教育模式为并行教育模式。如将课堂教学与自主学习并行、考试与教学过程并行、理论教学与实际能力培养并行、专业教学与科学研究并行等。教学过程中,增加案例教学,把典型产品、企业的实际课题等移植到课堂上进行教学和考核可能是一种可行的方法。

(2) 试行弹性化毕业设计

长期以来,高校习惯于利用大学阶段的最后一学期的全部或部分时间开展毕业设计。尽管要求学生利用所学知识完成综合性课题,但由于时间短,加上很多同学忙于联系工作,实际上效果并不理想。为此,我们正在思索利用“并行培养模式”理念,充分发挥“双导师制”优势,结合课外科技课题,将毕业设计环节提前,乃至贯穿于整个学习阶段。目前,我们已经在部分专业试行从大学三年级开始即可进入毕业设计阶段,由学校导师和企业导师联合确定毕业设计的研究方向与内容,学生在完成毕业设计任务后,随时可以提出答辩申请,学校分批安排答辩,如符合规定即可提前毕业。并在考虑可否在学生完成大型IT项目、取得软件著作权或获得个人发明专利的情况下,只要写出符合规定的毕业设计报告,也可以申请毕业答辩。这样既保证了教学质量,又为学生择业提供了方便,取得了较好的效果。

(3) 实施涵盖实践环节的全面学分制管理

为深化IT教育改革,保障学生学习的自主性,如何结合IT专业特点,实行灵活、富有弹性的教学组织和管理制度改革,并将实践环节列入了学分制管理,以适应经济发展和社会进步对IT教育的要求,也是我们在进一步思考的问题。如对于专业选修课程,可否在学生只要完成了与课程内容相吻合的IT产品的设计,并通过答辩,即可获得该门课程的学分。此外,学生获奖、、申请专利、注册软件产品可否也纳入学分。

(4) 对学生实行团队化管理

在对学生管理方面,是否可以打破原有班级概念,参照企业管理模式,以项目为单位,配合“双师制”,对学生实现团队化管理,以培养学生团队精神,提高学生组织能力,是我们在思索的另一问题。

总之,在教学中,我们既要打破常规,勇于创新,同时又不能违背教学规律。只有这样,才能逐步完善教学过程中的各个环节,全面培养IT应用型创新人才。

参考文献

[1] 陈建军.IT业和长三角区域经济一体化良性互动[J].通信信息报,2004,(6).

第6篇

关键词: 柔性显示;组装;引线键合;覆晶;异向导电胶

中图分类号:TN141 文献标识码:B

1 柔性显示背景分析与发展前景

1.1 背景分析

近半个世纪来,电子信息技术的发展对日常生活的影响有诸多案例,但其中显示技术的发展带来的日常生活的变革是最显而易见的。

从首台基于动态散射模式的液晶显示器(liquid crystal display,LCD)(约为上世纪70年代),到目前LCD电视的普及、3D电视的热潮,显示技术的发展颠覆了我们对传统阴极射线管(cathode ray tube,CRT)显示器的认知。2012年1~5月,液晶电视销售额为1,331.9万台,占彩电销售总额(1,470万台)的90.6%(数据来源:视像协会与AVC),可以毫不夸张地说,目前已经是液晶电视的天下。与传统的CRT显示技术相对比,液晶显示技术的显著优点已广为人知,不用赘述。

随着电子技术应用领域的不断扩展,电子产品已经逐步成为日常生活的必须品,而将更多显示元素引入家庭和个人环境是未来显示技术的发展趋势,目前基于此类的研究正在逐步进行(如飞利浦、索尼、通用已经开始相关技术的研发)。但是刚性、矩形、基于玻璃基板的显示器件已经显示出不能满足设计者对外形的需求,设计人员更趋向于选择一种可弯曲、可折叠,甚至可以卷曲的显示器件。

与此同时,对产品品质的要求不断提升,电子产品被要求能承受更多次的“随机跌落试验”。而实验证明基于刚性玻璃基板的显示器件在试验中极易损坏,所以在引入全新设计理念的过程中,具有轻薄、不易碎、非矩形等特性的“概念产品”被普遍认为“具有不一般的对市场的高度适应性”。

在产品外形方面,与传统显示器相比,柔性显示器具有更结实、更轻薄、样式新颖的特点,而这些特点对产品设计师和最终用户都极具吸引力。

在制造商方面,柔性显示器生产时,可以采用新型印刷或者卷绕式工艺进行生产,运输成本相对低廉,使得制造商具有进一步降低生产成本的潜力。

在潜在安全性方面,当柔性显示器破裂时,不会产生可能导致人员受伤的锋利边缘,因此相对刚性显示器而言,柔性显示器无疑更加安全。

1.2 柔性显示的发展前景

由于柔性显示技术具有独特的技术特点,与现有显示技术相比具有一定的先进性,所以普遍认为,在某些市场中,柔性显示具有潜在的替代优势,同时,柔性显示技术更具开拓全新应用领域的潜力(如军方将柔性显示应用于新式迷彩服,而这个领域传统刚性显示器件是很难涉及的)。柔性显示器是一种具备良好的市场前景的新技术,目前用于生产柔性显示器的显示技术有十多种,包括传统的液晶、有机发光显示(organic light-emitting diode,OLED)、电致变色、电泳技术等等,据估计全球约有数百家公司正在或即将开始柔性显示的研发。

可以认为,柔性显示技术的发展将为显示技术领域注入革命性的创新动力。

2 现有组装技术的分析

2.1 组装技术概述

作为柔性显示重要部件之一的驱动芯片,如何与柔性显示器件相连接是一个值得研究的课题。无论何种显示技术,最终的显示画面依赖于驱动芯片给显示介质(例如液晶,发光二极管等)提供其所需的信号(电压信号或电流信号)。已有的芯片组装和封装方式有很多种成熟的方案,但在柔性显示器芯片组装时,最主要考虑的因素有以下几点:

(1)组装制程中的压力和温度;

(2)组装方式的可靠度(包括物理连接可靠度和电性能的可靠度);

(3)组装中能达到的最小管脚距离(Pin pitch)和最高管脚数量。

就目前主流的芯片与目标介质的组装技术宏观上可以分为如下4类(由于TFT-LCD的驱动芯片与目标介质组装技术比较特殊,所以单独归为一类):

第一类,微电子封装技术,是指将晶圆(Wafer)切割后的Chip做成一种标准的封装形式的技术。

第二类,微电子表面组装技术(Surface Mount Technology,简称SMTc),是指将封装后的芯片(IC)成品组装到目标介质上的技术。

第三类,裸芯片组装(Bare Chip Assembly),是指将晶圆切割后的Chip直接组装到目标介质上的技术。

第四类,液晶显示器(TFT-LCD)领域特有的芯片封装和组装技术(COF/TCP封装和ACF bonding技术)。

下面将逐一介绍各类组装技术。

2.2 微电子封装技术

对于电子设备体积、重量、性能的期盼长久以来一直是促进电子技术发展的源动力,而在微电子领域,对芯片面积减小的期望从未停歇(从某种程度上讲,芯片的面积决定芯片的成本价格),在莫尔斯定律的效应下,芯片电路的集成度以10个月为单位成倍提高,因此也对高密度的封装技术不断提出新的挑战。

从早期的DIP封装,到最新的CSP(Chip scale package)封装,封装技术水平不断提高。芯片与封装的面积比可达1:1.14,已经十分接近1:1的理想值。然而,不论封装技术如何发展,归根到底,都是采用某种连接方式把Chip上的接点(Pad)与封装壳上的管脚(Pin)相连。而封装的本质就是规避外界负面因素对芯片电路的影响,当然,也为了使芯片易于使用和运输。

以BGA封装形式为例,通常的工艺流程如图3所示。

通常的工艺流程是首先使用充银环氧粘结剂将Chip粘附于封装壳上,然后使用金属线将Chip的接点与封装壳上相应的管脚连接,然后使用模塑包封或者液态胶灌封,以保护Chip、连接线(Wire bonding)和接点不受外部因素的影响。

另外随着芯片尺寸的不断缩小,I/O数量的不断增加,有时也会使用覆晶方式(Flip Chip)将芯片与封装壳连接。覆晶方式是采用回焊技术,使芯片和封装壳的电性连接和物理连接一次性完成,目前也有在裸芯片与目标介质的组装中使用覆晶方式。

2.3 微电子表面组装技术

微电子表面组装技术(surface mount technolo gy,SMTc,又称表面贴片技术),一般是指用自动化方式将微型化的片式短引脚或无引脚表面组装器件焊接到目标介质上的一种电子组装技术。

表面组装焊接一般采用浸焊或再流焊,插装元器件多采用浸焊方式。

浸焊一般采用波峰焊技术,它首先将焊锡高温熔化成液态,然后用外力使其形成类似水波的液态焊锡波,插装了元器件的印刷电路板以特定角度和浸入深度穿过焊锡波峰,实现浸焊,不需要焊接的地方用钢网保护。波峰焊最早起源于20世纪50年代,由英国Metal公司首创,是20世纪电子产品组装技术中工艺最成熟、影响最广、效率最明显的技术之一。

表面贴片元器件多使用再流焊技术,它首先在PCB上采用“点涂”方式涂布焊锡膏,然后通过再流焊设备熔化焊锡膏进行焊接。再流焊的方法主要以其加热方式不同来区别,最早使用的是气相再流焊,目前在表面组装工艺中使用最为广泛的是红外再流焊,而激光再流焊在大规模生产中暂时无法应用。再流焊中最关键的技术是设定再流曲线,再流曲线是保证焊接质量的关键,调整获得一条高质量的再流焊曲线是一件极其重要但是又是极其繁琐的工作。

2.4 裸芯片组装技术

裸芯片组装是指在芯片与目标介质的连接过程中,芯片为原始的晶圆切片形式(Chip),芯片没有经过预先的封装而直接与目标介质连接。常用的封装形式为COB(Chip On Board)形式。

COB方式一般是将Chip先粘贴在目标介质表面,然后采用金属线键接的方式将Chip的接点与目标介质上相应的连接点相连接。完成后Chip、金属连接线、目标介质上的连接点均用液态胶覆盖,用以隔离外界污染和保护线路。

裸芯片组装还有另一种方式,即覆晶方式。覆晶方式是指在Chip接点上预先做出一定高度的引脚,然后使用高温熔接的方式,使引脚与目标介质相应位置结合,形成电性的连接。与传统方式相比,覆晶方式不需要使用金属线进行连接。TFT-LCD驱动芯片常用的TCP/COF封装使用的即是覆晶方式,但是由于TCP/COF封装应用领域的特殊性,所以没有将其归入裸芯片封装技术中,而是单独划为一类。

2.5 液晶显示器领域特有的芯片封装和组装形式

由于TFT-LCD显示电路的特殊性,要求驱动芯片提供更多的I/O端口,所以一般情况下TFT-LCD驱动芯片封装多采用TCP(Tape Carrier Package)方式,或者COF(Chip On Film)方式,芯片与TFT-LCD显示面板连接多采用ACF(Anisotropic Conductive Film)压合粘接的方式。

TCP/COF多使用高分子聚合材料(PI ,polyimide)为基材,在基材上采用粘接或者溅镀(Spatter)方式使之附着或形成铜箔,然后使用蚀刻方式(Etching)在铜箔上制作出所需要的线路、与Chip连接的内引脚(ILB Lead,ILB:Inner Lead Bonding)、与TFT-LCD显示电路连接的外引脚C(OLB Lead-C,OLB:Outer Lead Bonding)、和外部目标介质(多为PCB板)连接的外引脚P(OLB Lead-P,OLB:Outer Lead Bonding),最后在所有引脚表面附着一层焊锡。

Chip的接点为具有一定高度的金突块(Au Bump),在与Chip连接(Assembly)时,Chip的接点与TCP/COF上的内引脚通过高温高压形成金-锡-铜合金,从而达到电性导通的目的,然后使用液态胶灌封。而在与外部目标介质——TFT-LCD显示电路连接时,则采用另一种组装方式——ACF压合粘接方式(AFC bonding)。

ACF胶结构类似于双面胶,胶体内富含一定密度的导电粒子(Conductive Particle),导电粒子为球状,外部为绝缘材料,内部为导电材料。当导电粒子受到外部压力破裂时,内部导电材料露出,多个破裂的导电粒子连接,可形成电性通路。由于导电粒子破裂时仅受到垂直方向的压力,加之芯片相邻接点距离远大于导电粒子直径,因此,破裂的导电粒子产生的电性链路具有垂直方向导电,水平方向不导电的特性。基于该种特性,ACF胶能使TCP/COF封装形式的芯片每根外引脚在水平方向上互相绝缘,不致形成短路,而在垂直方向又能与目标介质实现电性导通。由于ACF胶加热固化后具有很强的粘合力,所以形成电性导通的同时,可以使COF/TCP与目标介质实现物理连接。

TCP/COF封装形式能支持高达数千的I/O引脚数,因此在TFT-LCD驱动芯片领域得到广泛的应用。

当然,随着成本因素的影响日渐增加,另一种方式COG(Chip On Glass)也应运而生。与TCP/COF方式唯一的不同点在于,COG方式不需要PI基材,而是使用ACF压合粘接方式,直接将Chip与TFT-LCD显示电路连接,因此会更加节省成本。由于在组装中芯片是晶圆切片形式,所以COG技术也可以认为是一种裸芯片组装技术。

3 柔性显示驱动芯片组装方安提出

3.1 柔性显示动芯片组装方案概述

基于上述介绍,可将芯片与目标介质连接的技术做如下归类:

第一类为使用金属线形成电性连接,该种形式多用在常规的芯片和封装壳组装、裸芯片COB封装,可将其归纳为Wire bonding方式。

第二类为芯片和目标介质采用焊接的方式形成电性连接,电子表面组装技术,裸芯片覆晶方式多使用该种技术形式,可将其归纳为焊接方式。

第三类为TFT-LCD芯片组装中经常使用的ACF胶压合连接方式,可将其归纳为ACF bonding方式。

按照上述分类,拟依照不同技术背景,制定不同的芯片与目标介质连接方案,实现驱动芯片与柔性显示基材的电性连接。

具体方案如下:

方案1:采用Wire bonding方式。

方案2:采用Flip Chip方式。

方案3:采用ACF bonding方式。

需要指出,提出方案时,只讨论理论上该方案的可行性,并没有对该种方案是否具有投入实际生产的可行性做出判断和论述。

下面将具体讨论三种方案的优劣。

3.2 Wire bonding方案

目前Wire bonding技术的具体实现步骤如下:

首先,在晶圆制程后期使用电镀方式将Chip的连接点做成金突块;同时,目标介质上的引线(Lead)上也使用镀金技术使其附着一定厚度的金;然后使用Wire bonding设备将金属线的一端熔接(采用超声波或高温熔接方式)在金突块上,另一端采用相同的方式熔接在目标介质的Lead上,从而实现电性的导通。由于金具有良好的延展性和良好的导电性,所以,在Wire bonding的过程中,一般使用高纯度金线(99.99%)。当然,目前在一些极低端应用中出于成本的考虑,或者在SOC(System On Chip)/SOP(System On Package)封装中出于保密的需求,会在某些没有高频信号和大电流信号的连接管脚上使用铝线或者铜线进行Wire bonding。

在柔性显示中使用Wire bonding方案的优势和劣势同样明显。

首先,金是良好的导体,所以在使用金线键接时无需担心传输线RC/RH效应对高频率信号传输造成的影响;同时,也不需过多考虑大电流信号在传输过程中由于传输线本身电阻造成的电压降效应和热效应;其次,采用COB方式可以将芯片直接固定在柔性基材上,省去芯片封装的成本。

但是,Wire bonding的劣势也同样明显,第一,一般只有在金含量较高的连接点上才能实现金线和Lead/Pad的熔接;第二,Wire Bonding要求目标介质能承受一定压力且不能有太大形变;第三,Wire Bonding要求目标介质能承受较高温度;第四,Wire bonding受Wire bonding设备精度的限制,以BGA封装为例,一般I/O数量为500以内的芯片使用Wire bonding的方式,I/O数量增高,势必会使单个芯片连接点的尺寸减小,而在I/O数超过500以上时,芯片接点的尺寸会使Wire bonding的成功率大幅下降,而目前的显示技术恰恰又要求驱动芯片提供更多的I/O数目。

所以,综合分析上述各种因素,只有在低分辨率金属材质(如用金属箔为基材的柔性显示)的柔性显示方案中才有可能采用Wire bonding的方式进行芯片和柔性基材的键接。因此,作为一种连接技术,Wire bonding技术可以使用在柔性显示中,但是受到Wire bonding技术自身的制约,它在柔性显示中的应用会受到不小的限制。

3.3 覆晶方式

覆晶封装方式的应用十分广泛,由于覆晶方式可以节省Wire bonding的金线成本,同时芯片与封装壳的距离更近,可以保证高频信号具有良好的信号品质,所以被大量使用在对信号品质要求较高的CPU芯片封装中。传统封装形式,芯片的最高工作频率为2~3GHz,而采用覆晶方式封装,依照不同的基材,芯片的最高工作频率可达10~40GHz。

覆晶方式的基本做法是在芯片上沉积锡球,然后采用加温的方式使得锡球和基板上预先制作的Lead连接,从而实现电性连接。可以这样认为,覆晶方式是焊接方式的提升。

应用覆晶方式实现柔性基材和驱动芯片的连接有其独特之处。首先,芯片与柔性基材直接连接,从电性上考虑,该方式由于省略了封装中的信号传输线,所以可以降低芯片管脚上杂讯的干扰,而从成本角度考虑,由于使用裸芯片,该方式可以节约芯片的封装成本;其次,当芯片晶背(Chip backside)减薄到一定程度后(例如将Chip晶背研磨至13μm时,Chip可以弯折,如图6所示),Chip会呈现一定程度的柔性,可以在一定程度上实现与显示基材同步的柔性弯曲。

与Wire bonding方式相比,覆晶方式会有其成本上的先天优势(不需使用金属线键接),但是覆晶方式也存在一些问题。

覆晶方式中会使用锡球工艺,目前出于绿色环保考虑,微电子表面焊接技术中大量使用无铅焊锡,无铅焊锡的熔点约在200℃以上。而在柔性显示基材的各种方案中,一般具有良好弯折特性的柔性基材多为有机材料,有机柔性基材所要求的制程温度范围一般在150℃以内,超过200℃的高温会对柔性显示基材造成不可逆的损伤。所以,柔性基材不耐高温的特性与覆晶技术中需要使用的高温制程存在一定的矛盾。因此,我们可以推测,覆晶方式在柔性显示的应用领域会受到其制程温度的限制。

综上所述,覆晶方式多应用于柔性电路板(Flexible Print circuit)与芯片连接或者PCB板直接与芯片连接。当然,在能够耐受高温的柔性基材上使用覆晶方式实现驱动芯片与柔性基材的连接也极为可行。

3.4 ACF bonding方式

ACF bonding是目前TFT-LCD领域驱动芯片和显示基板连接最常用的方式,可以将裸芯片或者TCP/COF封装形式的芯片通过ACF胶与目标介质实现电性连接以及物理连接。

ACF胶连接方式中,ACF胶电阻率变化曲线依赖于导电粒子密度、导电胶厚度、宽度以及导电胶的固化温度。本文没有设计具体实验测量导电胶电阻率的实际曲线,参考相关文献,导电胶的电阻率约为5×10-4Ω×cm。而基于TFT-LCD Array线路本身带给驱动芯片的负载远大于导电胶引入负载的事实,以及驱动芯片输出信号对电容类负载比电阻类负载更为敏感的特性,可以认为,ACF bonding方式的电阻率的非线性变化不会为显示电路引入太多负面因素。而在TFT-LCD中大量使用ACF bonding方式的事实更能说明ACF bonding方式的电性能和可靠度是可以接受的。

其次,由于TFT-LCD分辨率的增加,驱动芯片所需的I/O数量也随之增加。目前主流的Driver IC已可以提供多于1,000 channel的输出I/O。I/O数量的增加直接导致Chip中接点尺寸和管脚间距(Pitch)的减小,而导电胶中导电粒子的直径远小于Chip接点的尺寸,同时,ACF胶能提供的最小Bonding pitch约为10μm,足以满足驱动芯片的需求。所以在支持I/O数量和小管脚间距方面,ACF bonding具有巨大的优势。

再次,由于使用金属箔和薄化玻璃为基材制成的柔性显示器只能实现有限的“柔性”,所以目前柔性显示器基材更倾向于使用柔性更佳的有机材料。以PET/PEN为例,其耐温性与传统刚性显示基材相比较差,仅为120℃左右。而传统的Wire bonding和覆晶方式在组装过程中需要较高的温度,故该两项技术在柔性基材上的应用受到制程温度的极大限制。而ACF bonding方式的组装温度取决于ACF胶本压过程中使用的ACF胶固化温度,固化温度会影响最终成品的物理特性,但对电性的影响较为有限(图7 所示为ACF胶在不同温度/压力下的电阻变化曲线)。

目前,索尼和3M已经有低于150℃的ACF胶出售(约为140℃),而PET/PEN可以短时间耐受150℃的高温,所以,使用低温ACF胶连接驱动芯片和显示基材成为可能。相比上述前两种方式,ACF bonding方式具有工艺简单、适用范围广的特点,所以就目前而言,ACF bonding应该是柔性显示驱动芯片与显示基材连接的最佳方式。

4 结 论

通过比较基于不同技术背景的各种组装技术方案,综合考虑柔性显示基材的物理特性,ACF bonding方式以其在制程温度上的低温特性相比其它两种方案更具优势。客观的说,各种组装技术均有其各自的技术特点和应用领域,而目前柔性显示基材的物理特性限制了组装技术的选择。我们期待新型柔性显示基材的面世,能给柔性显示组装方式带来更大的选择空间。

本文仅在理论层面探讨用于柔性显示屏的驱动芯片连接技术实现,未对用于柔性显示屏的驱动芯片连接技术应用于实际生产中的可行性进行讨论。

参考文献

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