微电子工艺课-实验-生产实习的整合研究

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1、微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究从课堂教学与实践教学整合角度出发，针对“微电子工艺”课程的教学模式、内容、教材等提出了将课堂/实验/实习3种不同教学形式作为一个课程模块，穿插进行，理论与实践彼此相互促进的整合教学模式，编写了教材，进行了初步实施及评价，获得了学生和微电子课程群其他课程主讲教师的肯定，评教结果为“A+”20世纪80年代初，J.M.德克特勒首次提出了“最终的整合目标”这一概念，它成为整合学业理论的基础[1]。最初，这一理论被应用在欧洲大学为适应教学大纲的学业整合方面。整合教学实际上是一种以能力为导向的教学方法[2]，它力图通过整合来发展学生的

2、能力，使学生能在某一情境中调动所学知识、技能，以及其他资源来完成目标。近年来，整合教学受到普遍关注，整合教学法已被应用于各层次的教学实践，在国内高校中也开始出现应用整合教学法进行专业课教学的报道[3，4]。“微电子工艺”“微电子系列实验”“生产实习”是微电子课程群中教学内容相近，教学形式不同的3门专业课程，我校对其进行了整合教学研究，提出了新的教学模式，编写了涵盖这3种形式教学内容的教材，设计了教学方案，并进行了初步实施及评价。1微电子工艺课程分析1.1原课程安排“微电子工艺”是当前高校电子类本科专业的核心课程，其教学目的是使学生掌握硅集成电路芯片制造工艺的基

3、本原理和方法，了解微电子产品制造关键技术及其发展方向。而“微电子系列实验”和“生产实习”是与“微电子工艺”课程内容关联性很强的实践教学环节。“微电子系列实验”是独立设置的实验课程，其教学目的是使学生掌握硅芯片关键工艺的实验、检测技术和常用仪器的使用方法。“生产实习”则是通过组织学生到现代化企业参观学习，在工艺线上直接参与生产实践[5]，使之了解微电子产品的生产过程，行业发展动态，从而提高他们解决问题的能力及综合素质。本质上，这3门课程是教学形式不同，但教学内容相近的一个课程模块。在当前的教学大纲中，这3门课程都是独立开设的，通常在大三上学期分别开出40学时的工

4、艺课、20学时的系列实验和4周的生产实习。因此，“微电子工艺”课堂教学和实践教学结合的较为松散，总学时数也偏多。1.2教学现状分析“微电子工艺”具有涉及知识面宽，综合性强，理论与实践结合紧密的特点。若只采取课堂教学，对毫无实践经验的学生而言，课程涉及的技术性内容繁杂，知识点多且分散，全面理解学习内容的难度大。在为2009级学生开出本课程之后进行了问卷调查。其中“对工艺课知识的理解程度”这一问题，在58张答卷中只有1人选择“能全部理解”，约60%的学生选择“大部分理解”(如图1所示)。在对微电子课程群中其他相关，如“微电子器件原理”“集成电路设计”等课程主讲教师

5、进行的调研中，普遍认为若将各自独立开设的“微电子工艺”“微电子系列实验”和“生产实习”作为一个课程模块进行整合教学，穿插授课，更有利于学生学习。2课程整合研究2.1课程整合首先在培养计划上将“微电子工艺”“微电子系列实验”和“生产实习”整合为课堂/实验/实习一个微电子工艺课程模块，该课程模块的教学目标为：培养熟知国内外先进微电子关键工艺，并具有一定工艺设计、分析，以及解决实际工艺问题能力的人才。通过对原课程内容分析，将微电子工艺课程模块中3部分内容都进行了优化(如图2所示)。该课程模块由一个课程组在大三上学期连续穿插教学，以避免教学内容的重复。因此，可以在不压

6、缩教学内容、不降低教学效果的前提下，将授课学时数定为：讲课40学时/实验16学时/生产实习3周，与原课时数相比有了较大缩减。课程组在原微电子工艺课程讲义基础上，结合微电子工艺学发展现状，编写了涵盖3种教学形式、内容的教材：《集成电路制造技术—原理与工艺》。该教材已于2010年9月由电子工业出版社出版，并基于此教材制作了多媒体课件。2.2教学模式的整合课程组设计了微电子工艺课程模块的整合教学模式(如图3所示)。整个教学过程是师生共同参与的、动态的、双向的信息传播过程。课堂教学采取讲课为主，自学讨论为辅的形式，课后穿插参观微电子生产线等实践教学环节。教师讲授教材各

7、单元、章节中的重点、难点，课堂上设置问答等少量的“教”“学”互动形式。其他内容采取：教师首先提出问题，再组织学生在课堂上自学，然后展开讨论，最后进行归纳总结。这既调动了学生的学习积极性，又能提高学习效率。为避免出现只有部分学习积极性高的学生参与课堂讨论的现象，教师随机抽取学生回答问题，并作为平时成绩记录。在课堂学习阶段，组织学生参观微电子生产工艺线，让他们在实际生产情景中理解课堂讲授的相关内容。课堂教学之后进入实验和晶体管制作实践教学阶段。实验项目是针对关键工艺参数进行测试，以及有关芯片性能测量设置的实验，因此将其穿插在晶体管芯片制作过程中进行。3整合教学的初

8、步实施及评价受原教学计划限制，在201