微电子工艺实践课程网络教学平台的研发

　　微电子制造是关系国家利益和安全的战略性产业，也是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的前沿领域之一[1]。随着微电子产业的蓬勃发展，该产业越来越需要具有扎实的专业基础、更强的实践能力和创新能力的人才[2]，而创新教育的实现，就需要改进和优化传统的教学模式,探索新的适应当前形势和需要的教学模式。

　　1传统的微电子工艺实践教学中存在的不足

　　1.1教学内容和教学方法陈旧、单_

　　微电子工艺实践课程的教学内容，主要是半导体器件和集成电路芯片的制造原理和制造流程，主要包括光刻、刻蚀、抛光、薄膜、扩散和离子注入等工艺环节。开设其中任何一个工艺环节的实验都需要动辄上百万元的实验设备资金，很多开设微电子专业的学校都没有建成上述完整的工艺实验室，对一些设备要求较高的实验根本没有办法开展(比如离子注入实验>,而只能开设一些陈旧的实验，比如封装、成品测量、芯片解剖观察等[3]。开设光刻、刻蚀等设备要求较高的实验的高校，所使用的光刻机设备也已经很陈旧了。实验教学方法上，也是以教师讲解、演示、单向传输知识为主，由于实验设备昂贵,实验台套数少，每次实验的时候都是两个甚至两个以上的学生为一组,而且每个实验，学生只有一次动手做实验的机会，学生对实验缺乏真正的理解和思考,也缺少复习巩固实验知识的机会。

　　1.2学生的科研能力和创新精神得不到有效锻炼

　　微电子器件与超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内的许多高校都没有建设现成的微电子工艺生产线[5],学生学习微电子工艺知识过程中动手实践的机会很少，这导致学生对微电子工艺各个环节的理解和掌握大打折扣，学生也很难在实践当中发现问题、分析问题、解决问题，很难培养学生的创新精神和科研能力。

　　1.3微电子工艺实践教学内容与微电子产业的发展严重脱节

　　微电子工艺技术以摩尔定律飞速发展，每隔18-24个月，芯片集成度将提高一倍[4]。微电子工艺实践课程教学内容与微电子技术的飞速发展相脱节，具有滞后性。必须在微电子工艺实践教学中将公司最先进的微电子技术引入到课堂教学中，以培养适应产业发展需要的人才。

　　2建设微电子工艺实践教学网络平台

　　构建微电子工艺实践教学网络平台，以研究型实践教学为指导，以提高学习效率、激发学生学习兴趣、强化教学效果为目标。为学生构建一个自主的学习环境，打破传统教学中“以教师为中心”的课堂教学模式，利用互联网的优势实施现代远程教育,使学生由“被动式”学习变为“主动探索式学习”。网络教学平台的功能模块如下：

　　2.1课程信息模块

　　课程信息模块主要是让学生对微电子工艺实践课程的教学内容和教学目标、教学安排有一个清晰的了解，主要包括五个方面：(1课程介绍。介绍这门课程的主要内容和教学目标，开设的主要实验;(2教学大纲。给出微电子工艺实践教学中每个具体实验名称、每个实验的课时数,实验的重点和难点和每个实验的注意事项;(3教学日历。给出每次实验的具体安排，包括实验的时间地点等;(4任课教师信息。给出任课教师的学位和学术背景，教师的教学邮箱等信息;(5课程通知。将在实验教学中，每次实验安排及课程设计、小组讨论、教师因故调课或停课等教学活动信息及时传达给学生。

　　2.2研究型教学模块

　　现在的高等教育本科阶段课程设置的一个主要思想在于压缩具体每门课程的课时数，而增加开设课程的门次，以适应社会对复合性人才的需要，如何在少课时数的情况下开展研究型教学并达到好的教学效果，这是一个值得探索的问题，我们通过在微电子工艺实践课程网络教学平台中开设研究型教学这个模块,利用远程教学，将学习从课堂延伸到课下。主要包括五个方面：(1研究型教学主题。我们根据班级学生人数将全班同学分成几个小组，每个小组给出—个研究型小课题，将分组名单和研究型小课题公布在网络上;(2课程问卷。研究型教学是学生对基本的理论和方法掌握的前提下对研究课题展开分析讨论，我们给出课程问卷,通过问卷调查掌握学生对实验基本的理论方法和实验技能的掌握情况;(3学习笔记。该模板记录在完成研究型教学的进程中，学生查阅的文献资料、所遇到的问题以及本人对研究型课题所发表的个人看法和见解等等;0答疑讨论。学术在研究型教学过程中，将遇到的问题在答疑讨论区留言,也可以在答疑讨论区就其他同学提出的问题发表自己的看法和见解;(5研究型学习统计模块。这是一个对研究型学习进行跟踪和监督的模块，该模块统计学生访问该课程网络教学平台的次数,统计学生在课程讨论区发表的话题、向其他同学和老师提问的次数、回答课程讨论区其他同学提出的问题的次数和学习笔记数量等。将统计的结果作为同学的平时成绩考核的重要指标并且和期末考试成绩直接挂钩。

　　我们对每一个研究型小课题给出时间限制：比如两周，学生必须在规定的时间内完成研究型学习任务，在规定的时间结束之后,我们将专门安排研究型学习汇报课，组织学生将研究型小课题的研究成果在课堂上向全班同学和老师做汇报。学生在汇报课上的表现和期末成绩直接挂钩。2.3网络自主学习模块

　　网络自主学习模块是课堂教学的补充和延伸，能最大限度地丰富和补充课堂上教学的内容。主要包括五个方面：(1课程作业模块。在该模块中，任课教师根据每次实验课教学的内容,发布课后作业，并要求学生在限定的时间内完成。在该模块中设置答题权限，如果学生超过了答题时间，则取消学生的答题资格。任课教师根据学生在网上提交的作业进行评价和打分，并将评价结果通过该模块反馈给学生;(2试题试卷库。微电子工艺实践教学将研究型教学环节作为主要的课程成绩考核指标，如果学生没有真正掌握具体的实验原理、实验方法和步骤，是不可能对研究型教学中的小课题展开分析和讨论的，也不可能在研究型学习的后阶段的汇报课上对全班同学和老师作出圆满的汇报。因此,我们将学生教材所涉及的实验思考题编入试题库，同时针对实验过程和现象编制大量思考题进入试题库中，引导学生积极思考;(3教学材料模块。我们在该模块中提供了丰富的教学资料，我们将上课用的教学课件以及每次上课的教学重点、难点、知识点等放在该模块中，作为学生课后复习参考。另外,从学生就业角度考虑，微电子专业毕业的学生毕业之后很多进入外资企业工作，外资企业公司的很多技术资料一律用英文。因此,我们将国外微电子工艺实践课程的英文电子教材放在该模块当中，一方面引导学生提高自己阅读外文文献的能力，另外一个方面,让学生接触国外这门学科的知识体系，让学生所学的内容直接和国际接轨;(4网络视频模块。由于微电子工艺课程是讲授半导体器件和集成电路的制造原理和制造流程的，因此，这门课程的实践性很强，和生产实际联系密切，我校根据自身的实验条件，在微电子工艺实践教学中开设了光刻、薄膜、封装、成品检测等实验。但是，这些实验内容当中的每个实验都是孤立的，由于实验条件的限制，微电子专业实验室很难建成半导体器件和集成电路芯片的生产线，因此，学生仅仅通过这些孤立的实验，很难理解和掌握集成电路芯片的整个工艺流程，我们通过和浙江的华凯电子有限公司、扬州的晶芯微电子有限公司、扬州璨扬光电有限公司、扬州虹扬电子有限公司等公司合作，将那些公司所生产半导体器件和集成电路芯片的一整套工艺流程的生产场景拍摄成视频以案例的形式放到该模块当中，开阔了学生的视野，激发了学生的学习兴趣，引导学生将所学的知识运用于生产实际。在视频中还体现了这些企业在生产过程中遇到的一些技术难题，以及这些企业和研发团队对这些技术难题的思考，引导学生接触微电子产业发展中所面临的一些技术难题，从而激发他们的学习热情,也为他们找到了努力的方向，明确了学习的目标;(5网络学习统计模块。统计学生阅读教学材料次数，上交课程作业次数，阅读试题库里的试题次数，并将统计结果直接和学生期末考试成绩挂钩。

　　3结语

　　微电子工艺实践教学所需要的微电子工艺生产线设备昂贵，很多开设微电子专业的学校都没有在实验室建成微电子工艺生产线，而且学生所学的知识陈旧，跟不上微电子产业发展的步伐。而微电子产业以摩尔定律向前发展，这个产业需要不断创新的人才，我们通过建立微电子工艺实践教学平台，克服了实验教学条件的限制，将公司生产线上先进的微电子工艺流程技术引入到网络教学平台中，让学生将所学知识和生产实际紧密结合;我们利用网络教学平台作为研究型教学的有力支撑，为研究型教学的教学效果起到了很好的辅助作用;我们利用网络教学平台，改变了“以教师为主”的传统教学模式，实现了老师和学生之间的良好互动，将课堂上学习和课下学习有机结合起来，弥补了课堂教学的不足，同时，网络教学平台丰富的教学资源拓宽了学生的视野，激发了学生的学习兴趣，为培养微电子专业创新型人才的培养模式提供了借鉴。

　　基金项目：扬州大学教改项目：微电子工艺课程实践教学环节的探索与实践(2010-15);扬州大学教改项目：案例教学法在微电子工艺教学中的探索与实践(2011-12);陈磊为本文通信作者，E-mail:chenlei@

　　参考文献

　　[1]李群明.微电子制造专业中光电检测技术教学改革的探索[J].长沙铁道学院学报:社会科学版，2009，10(1):78-79.

　　[2]黄春跃.微电子制造工程人才培养模式创新实验区建设探索J].桂林电子科技大学学报，2008,28(2):160-162.

　　[3]毛剑波，易茂祥，张天畅.微电子学专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索，2005,24(12):118-119.

　　[4]MichaelQuirkJulianSerda.半导体制造技术网.韩郑生，等，译.北京:电子工业出版社，2009:10.

　　[5]杨依忠，解光军，易茂祥，王墨林.创建微电子专业实验室的探索与实践[J].实验技术与管理，2009,26(12):137-138.