微电子学论文十篇

时间:2023-03-23 13:11:20

微电子学论文

微电子学论文篇1

关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片

1引言

综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。

50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。

在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。

221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺

微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。

现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。

21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。

目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。

随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。

3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域

在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面:

(1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。

因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。

(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。

量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。

以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。

QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。

4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点

在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。

正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。

系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。

SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。

对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。

(1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。

(2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。

(3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。

微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。

在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。

5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点

微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。

微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。

MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。

MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。

目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。

当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。

微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。

目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。

6结语

在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。

回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌!

参考文献

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术-微电子机械系统。电子科技导报,1999,4:2

[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

微电子学论文篇2

关键词:课程思政;实践;《微电子技术导论》

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2020)18-0177-03

一、《微電子技术导论》课程思政改革的意义

(一)课程思政改革是贯彻全国思政工作会议精神的体现

进入新时代,党和国家进一步强化课程的育人作用。中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》指出,要强化思想理论教育和价值引领,要加强对课堂教学和各类思想文化阵地的建设管理,充分挖掘和运用各学科蕴含的思想政治教学资源。

在全国高校思想政治工作会议上,指出“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人”,“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”[1]

因此,课程思政改革就是要充分发掘每一门课程的德育元素,发挥思想政治教育作用,实现其育人功能。将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面,实现立德树人润物无声。《微电子技术导论》课程思政改革,围绕立德树人,从育人维度来关照课程价值,树立“知识传授与价值引领相结合”的课程目标,强化显性思政,细化隐性思政。实现思政寓课程,课程融思政,发挥专业大类课程的思想政治教育资源,致力于提高学生的思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养的高校思想政治工作新理念新模式。[2]

(二)课程思政改革是解决当前社会存在问题的需要

目前,我国在微电子领域面临“卡脖子”问题,特别是2018年初的“中兴”事件,引起了国内关于微电子行业到底行不行的讨论,“中国芯”再次被聚焦到公众的眼前,一时间唱衰我国微电子科技与产业实力的声音喧嚣而上。作为肩负着培养我国微电子人才的教师,在讲授知识的同时,必须要比以往更为有效地教育引导学生积极客观地评价我国微电子产业。

同时,推进《微电子技术导论》课程思政改革,打造课程思政精品示范课,促进微电子学院专业教师队伍转变思维观念,对培养出政治合格、品德高尚、能力突出的国家急需的微电子人才具有重要的意义。

(三)课程思政改革有助于课程教学效果的提升

教育部陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话指出:2018年高校师生思想政治状况滚动调查结果显示,对大学生思想言行和成长影响最大的第一因素是专业课教师。[3]《微电子技术导论》课程是微电子学院重要的专业核心课程,开设在大学一年级的下学期,是学生从大类课程学习向专业课程学习过渡的重要环节,课程以深入浅出的知识理论和宏观设计,使得学生能够更好、更有效、更有高度地了解微电子科学的发展脉络和微电子产业的现状与趋势。同时这门导论课程还可以促进学生将大学所学各类课程连成体系,解决他们对于“为什么学、怎么学、学好怎么用”的困惑,在掌握知识的同时,提高大学生今后学习的兴趣、主动性和创造性。

近十年来,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》、《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》和《国家集成电路产业发展推进纲要》等政策引导下,我国微电子科学技术和产业规模快速发展,取得了举世瞩目的成就,但是同美日欧等发达国家相比差距还很明显。国内相关高校在进行微电子专业课程教学上以讲授基础知识为主,在微电子专业方面均未开设《微电子技术导论》课程。同时,从文献调研结果上看,国内其他高校在微电子专业课程思政方面尚属空白。急需在此方面加强课程思政改革,坚定我国微电子专业本科生的理想信念,讲好科学知识和中国故事,引导学生正确认识历史规律,准确把握基本国情,理性认同科学理论,增强四个自信,努力成为爱国、励志、求真和力行的社会主义建设者和接班人。

二、《微电子技术导论》课程思政改革的探索

(一)《微电子技术导论》课程思政改革的切入點

从立德树人的目的出发,通过“课程思政”改革着重挖掘学科内的思政元素,实现将“思政”融入课程,将课程赋予“思政”元素,发挥课堂教学力量,坚定学生理想信念,提高政治意识。因此,针对专业大类课的“课程思政”改革,首先需要构建思政理念,才能在教学过程中注意理念和内容的融入,这是改革的灵魂和关键,最终达到课程教学与育人润物无声的目的。

1.全面梳理课程知识点,深入挖掘教学活动中的育人元素,通过国内外微电子技术的发展历史对比,展示我国微电子产业所取得的成就,提出我国微电子技术需要努力赶超的方向,实现知识传授与价值引领同频共振。

2.提升微电子学院专业教师队伍的德育意识和德育能力,转变思维观念,构建适应“课程思政”的知识体系,掌握科学方法论,以把党的教育事业抗在肩上的思想自觉,发自内心地推进“课程思政”建设,提高学生对微电子专业知识的理解力和掌握度,坚定四个自信,激发爱国报国热情。

3.从思政内容的选取与表达方式、思政环节与教学活动的嵌入方式、思政元素与知识点的融合方式等多方面入手,建立健全学院专业课程思政建设的实施与保障机制,着力提升《微电子技术导论》课程思政课堂教学的政治性、时效性、艺术性,提升专业思政课程在学生中的认同度、接受度和践行度。

(二)《微电子技术导论》课程思政改革的试点

1.开展针对微电子专业的课程思政教学——课程内容创新

高校中偏文科专业课程思政开展的相对较好,而理工科专业课程的思政建设虽已全面推行,但由于理工科课程门类繁多、教学内容固定和教师思政能力有限等因素的影响,导致真正能够成形且具有示范性的专业课程少之又少。为此,《微电子技术导论》课程思政改革,首先构建思政理念,特别是在微电子这一“卡脖子”领域,开展专业课程思政改革更为紧迫,意义和作用也更为重要和突出。其次挖掘课程内容中的思政元素,结合我校红色基因,深入对比国内外微电子技术的发展历史,展示我国微电子产业所取得的最新成就,提出我国微电子技术需要努力赶超的方向和目标,推进我校乃至我国相关高校的微电子专业课程思政建设。

2.思政课教师全程指导的课程思政设计——师资构成创新

课程思政的效果关键看教师。理工科的专业课程往往是由一名主讲教师负责,就开展课程思政教学而言,理工科专业课教师的受教育经历使其思想政治教育意识和能力与思政教师存在明显的差距,导致目前理工科专业课程思政建设面临教学设计简单和教师感召力不足等问题。同时,专业课教师本身也缺乏提高思政能力的渠道。[3]为此,《微电子技术导论》课程思政改革,大力推进思政课程师资队伍建设,组成以思政课教师为核心联合多名专业课教师的教师团。在具有丰富教学经验的思政教师全程指导下,微电子学院专业教师通过观摩、试讲和研讨等形式,解放思想,改革创新,积极探索“课程思政”知识体系的构建和科学方法论的掌握,提高专业课授课教师的思政育人能力和效果。

3.课程思政内容软融合——教学模式创新

目前理工科专业课程思政环节的嵌入比较生硬。通常采取的方式是在当次课开始时利用“几分钟”、“几页PPT”或者“几段话”的形式进行;而思政内容以“最新讲话”、“最新成就”或者“热点事件”的叙述较为常见。师生互动较为简单,思政内容与知识点结合不紧密。为此,《微电子技术导论》课程思政改革中将从思政内容的选取与表达方式、思政环节与教学活动的嵌入方式、思政元素与知识点的融合方式等多方面入手,着力提高《微电子技术导论》课程思政课堂教学的政治性、时效性、艺术性,提升专业思政课程在学生中的认同度、接受度和践行度。

三、《微电子技术导论》课程思政改革的实践

《微电子技术导论》课程思政改革经过前期的研究与实践,初步达成了“以树立理想信念为出发点,建立对历史规律的正确认识、对基本国情的准确把握和对科学理论的理性认同”的共识。具体通过“正面讲、反面驳”等形式,帮助大学生们树立“要爱国、要励志、要求真、要力行”的理想信念。通过讲解知识的起源与发展,讲解中国发展的艰辛,讲解当今中国取得的成就,激发学生们对历史规律的正确认识和对基本国情的准确把握,坚定理想信念。采用谈经验、讲用处、授方法和多鼓励的方式,增强大学生们对具体科学理论的理性认同,力争使之能够成为有理想、有学问、有才干的实干家,在新时代干出一番事业。

(一)更新课程标准,建立思政内容资料库

结合《微电子技术导论》课程的科学知识教育内涵,深入挖掘课程的思想政治教育内涵,研究课程科学知识教育内涵和思想政治教育内涵的相互关系。将教学流程融入思政模式,与课程全程伴随。采取价值观模块组合模式,对原知识体系审视、发掘和加工。采取知识点中融入思政模式,与具体的知识点和能力训练点密切相关,融合度高,以学识点上的特殊事件或学术背景,巧妙进行价值观、思想、情感提炼等。

发掘《微电子技术导论》“隐性”思政教育资源,梳理各章节知识点,系统建立思政内容资料库,如老一辈科学家王淦昌、赵忠尧等早期对微电子技术的发现和贡献等。

(二)完善课程考核方案,增加思政考核模块

筛选适合于关联思政教育的《微电子技术导论》课程知识点,制定适合于所选知识点的思政教学内容,并将课程思政内容纳入《微电子技术导论》课程考核方案。确定将课程专业知识模块的考核比例压缩至80%,将课程思政模块的考核比例提高至20%。

(三)创新教学方法,引领行动自觉

“课程思政”的实施能否做到“入深入细、落小落全、做好做实”,达到润物细无声,关键在教师。为此,积极探讨提升专业课教师思想政治素质的方法,探索教师在课程中的思政教学设计能力的各项措施等,如知识点和思政内容的关联引出方式,思政教育环节在课堂教学中的嵌入方式等。寻求提升教师对课程思政教育主动性和认知程度的途径,提升专业教师队伍的德育意识和德育能力,转变思维观念,掌握科学方法论,构建适应“课程思政”的知识体系,以把党的教育事业抗在肩上的思想自觉,发自内心地推进“课程思政”建设。

四、《微电子技术导论》课程思政改革的效果与改进

(一)专业知识点与思政内容的关联

专业课程思政的设计与规划必须遵循专业课程自身的运行规律,实现课程知识与思想政治教育的有机融合。找准知识点与思政内容“契合点”以无缝对接和有机互融的方式,建立生成性的内在契合关系。为此,在立足《微电子技术导论》课程的学科视野、理论和方法的基础上,创新专业课程思政教育的授课体系,实现专业授课中知识传授与思政引导的有机统一,成为《微电子技术导论》课程思政能够顺利实施的关键问题。

(二)专业教师课程思政能力的提升

就开展课程思政教学而言,专业课教师的思想政治教育意识、能力都还存在着一定差距。同时,专业课教师的思想政治素质、思想政治教育意识与能力也因学科的不同而有所差异。特别是对于微电子学院的专业教师,其基本为理工科教育背景,而提高《微电子技术导论》课程思政教学质量,专业课教师队伍是关键,如何使专业课教师在展思想政治教育的时候胜任、善任、乐教、善教,也成为《微电子技术导论》课程思政改革能够顺利实施的关键问题。

微电子学论文篇3

关键词:真空微电子三极管 优化设计 电脑模拟

真空微电子学是横跨微电子学、真空电子学、高场下的物理学、材料科学等的交叉学科,主要探索场致发射理论、新结构、阵列制备工艺等。真空微电子器件采用的是场致发射阴极,电压低、电流密度大、体积小、噪声小、跨导大、寿命长,是微电子器件的主要工艺之一。真空微电子器件的电脑模拟主要探索器件内各点场强与模拟电荷法、边界元法的计算关系、阳极电流的计算、发射频率上限计算、跨导计算和小信号增益计算。

一、理论基础

1.1场致电子发射。场致电子发射理论是指以强表面电场使物体表面势垒降低、宽度变窄,使物体内电子更能穿透表面势垒实现溢出的电子发射理论。场致电子发射的优点是电流密度大、没有发射时间迟滞现象,较之前的热电子发射有很大优势。它的主要原理是:正向动能超过表面势垒高度的电子会被部分反射回金属内部,反射回去的概率与势垒本身的形状,以及正向动能超过势垒的高度差密切相关。结合隧道效应,随着穿入势垒的加深,电子波函数的振幅变小。强场作用下,会出现表面势垒降低、宽度变窄的现象,势垒宽度变得与电子波长的数量级相当时,就可以实现有效的隧道效应了。这种情况下,半学体的场致发射与纯金属没有本质上的区别,而且温度对发射电流的影响也不大,即使环境为绝对零度,场致发射电流密度也可和钨在2800K时的热发射电流密度相当。实现场致电子发射首先要考虑在发射体表面产生强电场的方式,现在的半导体微细加工和薄膜技术可以实现大面积场致发射阵列的器件制造,它不但可以制造出单个式和阵列式的小曲率半径的发射锥尖,还能将阳极与栅极的锥尖距离变得很微小,实现极低电压下的场致电子发射。

1.2真空微电子三极管的理论模型。真空微电子场致发射阴极的方法有体外电子发射(薄膜场致发射的spindt阴极)和体内电子发射(雪崩二极管阴极)两种。体外电子发射(薄膜场致发射的spindt阴极)电压低、真空要求较低、稳定时间较长的有点,是本文的研究重点。

真空微电子三极管包括场致发射阴极、栅极和阳极,工作原理是将电压加至真空微电子三极管的阳极和栅极以导致阴极尖锥顶端产生107V/cm数量级的场强,使阴极发射的电子被阳极大量收集,形成三极管正向电流。影响真空微电子三极管的发射性能的是发射体的形状,在常见的锥球形、平面形、刀刃形、金字塔形等形状中,刀刃形(楔形)场发射阴极易于电脑模拟,是本文真空微电子三极管电脑模拟的假设形状,即阴极正对栅极,阴极尖端是光滑圆柱切入楔尖。在电脑模拟的计算架构上,本文使用了泊松方程、拉普拉斯方程计算空间电势,线性方程计算阴极尖端表面的电场分布,Fowler-Nordheim方程计算发射电流密度,根据管内电子发射轨迹计算电流大小,采取牛顿运动方程式计算阴极尖端发射的电子轨迹,以轨迹的初始位置计算阴极尖端的有效发射角。

二、真空微电子三极管优化设计

2.1真空微电子三极管的电脑模拟函数。本次模拟采用的功函数为:4.5ev的硅发射体;结构参数为:器件半宽度1.5um,栅孔平径0.5um,尖端曲率半径0.25um,阴极高度1.4um,阴极腔室半径1.0um,阳极与基底间距8.0um,楔形发射体5.0um,栅极上边界与衬底间距1.6um,栅极下边界与衬底间距1.2um;楔形真空微电子三极管电压参数为:阳极电压150V,栅极电压为300V。

2.2真空微电子三极管的优化设计结论。本次模拟实验得出,阴极锥尖处的发射场强最大,发射体尖端的场强可达2.513*107/cm,电子呈直线发射、电子束散射角较大。实验得出,栅极电压和阳极电流变大,发射体尖端曲率半径影响阳极电流的程度变小;发射体尖端曲率半径越小,阳极电流越大。实验得出,栅孔半径越小,栅极内电场起伏越大,场强越大,阳极收集的电流越大。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把尖端做尖些、栅孔半径做小些,以提高发射性能。实验得出,不同形状的锥尖对应的发射角度不同,spindt型锥尖对应的阴极有效发射角为60度,圆柱锥尖对应发射角为90度,金字塔锥尖对应发射角为45度。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把发射体尖端曲率半径做小些,发射体尖端的曲率半径要小于50纳米,以提高发射性能。实验得出,阳极与基底的距离大小和发射角大小成反比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把阳极与基底的间距减小,以提高发射性能。实验得出,楔形发射体的阴极长度、发射面积、表面电荷与栅-阴极间电容成正比。所以,所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把栅极外半径减小,以减小发射面积等,提高发射性能。实验得出,发射阴极尖锥高度与栅-阴极间电容的增加幅度成正比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把锥尖高度减小,使阴极尖锥的高度不超出栅极,可以通过增加栅极到基底的距离,或者降低尖锥高度实现,以提高发射性能。实验得出,发射尖端的曲率半径与真空微电子三极管的跨导成反比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把尖端曲率半径做小,以提高发射性能。另外,还要选择金、铝、镍等功函数低的材料做发射阴极。

三、结语

真空微电子三极管的应用领域决定了发射频率的重要性,器件的跨导和栅-阴极电容决定了发射频率。电脑模拟可以精确求得楔形阴极真空微电子三极管的极间电容等数据及相互关系,用以指导真空微电子三极管的优化设计,改善器件发射性能。

参考文献:

1、秦明.黄安庆.魏同立“场发射锥尖得制备与特性研究”,电子科学学刊.1997

2、蒋孝煌编.《有限元法基础》,清华大学出版社.1998

作者简介:

微电子学论文篇4

关键词:电子商务教学;微信;运用

G252;G258.6

随着社会经济的不断发展,中职院校的电子商务教学也随之面临着很多的发展机遇,当然也面临着更大的挑战。电子商务传统的教学方式与方法以逐渐跟不上现代教学的步伐,也满足不了现代教学的要求,对教学的有效性造成了严重的影响。微信以其独特的优势为电子商务教学的开展融入了活力,对此,对电子商务教学中微信的运用的研究显得十分重要。

一、微信概念以及特点介绍

腾讯公司与2011年1月推出了一款智能终端――微信,是一款能够提供即时通讯服务的免费应用程序。微信是时下年轻群体十分喜欢的一款即时通讯工具,与传统的短信沟通的方式相比,更加智能、更加灵活,且资费偏低。微信可以通过扫二维码、条形码十分方便地扫描与记录的相关信息。用户可以通过微信公共平台来创建自己的公众账号,从而实现信息、共享等等功能。微信以其自身的灵活性与便利性逐渐成为了人们生活的一种生活方式,且深受广大学生的喜爱[1]。可见,合理利用微信,确保微信的作用在中职电子商务教学得到充分发挥。

二、电子商务教学中应用微信的优势

1.有利于教学质量的提升

在中职电子商务教学中应用微信开展教学,可以为师生搭起沟通的桥梁,能够促进时空的局限的打破、分享教学资源与学习成果;促进师生之间的互动与交流得以加强,尤其是能够加强内向、成绩较差学生与教师的互动与交流;能够促进学生学习积极性的激发,有利于电子商务教学质量的提升。

2.有利于互动式教学的开展

由于电子商务教学的课时十分有限,学生与师生之间的课后交流极少,“一对一”理想化的教学难以实现。对此通过借助微信免费的聊天软件、实时留言、消息推送的功能,从而使得师生交流、互动的问题得以解决。一方面,学生可以不受时间限制通过微信向教师提问;另一方面,教师也可以通过微信来为学生解疑答惑,从而进一步加强教师与学生之间的互动与交流。

3.为传统教学提供辅助

微信朋友圈的功能十分强大,借助微信开展教学可以使传统教学中存在的不足得以弥补,从而促进教学更好的完成。不管是学习小组还是班级都可以通过微信的朋友圈来实现信息的实时交流与共享。教师也可以通过推送学习资料与消息,从而达到课外知识的快速共享,使得学生的知识体系更加完善。

三、电子商务教学中微信的运用

1.以微信来创新教学方法

首先,教师于课前可以通过微信平台来预热本节课的知识。课前,教师事先为学生布置好讨论的主题,并安排学生分组查阅资料并进行讨论,从而对讨论的主题形成一定的意见方案。同时要求每组学生将该组的意见方案发表与微信平台上,得赞数量最多的一组可以在课堂上进行为时1-3分钟的阐述,从而激发学生的自主学习激情并为教师新课的引入提供协助。其次,传统课堂中的讨论,学生各自结群进行讨论,教师难以掌握每个学生的状况。通过微信,教师可以组织学生在微信讨论组内进行课堂讨论,一方面教师可以对讨论情况进行实时O督,另一方面还可以在恰当的时候为学生提供引导,从而提供课堂教学的效率。最后,课堂教学的延伸在于学生课后的学习,但是由于受到时间、地点的限制,无法进行一对一的沟通与学习。通过微信,学生可以随时向教师提问,教师也可以及时响应,回答、点评学生的提问。

2.以微信来转变学习方式

不可否认的是,微信已成为学生首选的交流通讯方式,微信在教学活动之中的应用,教师则可以从学生日常行为习惯出发来引导学生积极参与到教学活动之中,从而使学生的学习思路与学习方法得以转变。教师应积极引导学生在课余空闲时间细心发现、关注与最新的电子商务有关的信息、图片、视频、热门话题等等,教师也可以通过在微信群内分享电子商务的实践操作技巧来让学生进行学习、讨论。定期教师进学生的内容进行汇总并总结,形成具有总结性的经验贴分享与微信之上,以便学生进行收藏与转载,从而加深学生对知识的巩固与记忆。此外,教师还可以与学校网站的相关功能相结合,将与电子商务有关的课程知识与教学资源通过“扫一扫”二维码将其推送至学生的手机上,供学生随时随地浏览、查阅电子商务课程相关的信息[2]。

3.以微信来加强教学实践

移动终端群体中微信以其拥有巨大的用户量决定了自身的市场地位与市场价值。当前,淘宝无疑是我国电子商务主流的第三方操作平台,客户在淘宝上可以与商家进行实时沟通,但是与微信比起来还是存有很多不足。微信作为一种即时通讯工具,其在信息的实时传递上有着相当出色的表现。微信用户可以不受限制通过手机将文字、图片、视频等信息分享至朋友圈,通过自己的设计网络(朋友圈)传播营销推广信息。当前,微信上的个人卖家以及中小企业层出不穷的推广信息,比如“转发、点赞送好礼”、“集赞获免单”等等推广信息。教师则可以根据这些微信实例来开展网络营销的教学,在学生充分掌握这些应用的同时,体会到不同平台、不同渠道的营销推广操作的异同及其取得的效果与点来的影响。

4.以微信来拓宽学生的知识面

由于传统商务教学受到教学任务与专业等等因素的限制,不能够授予学生更多前沿的知识,而电子商务作为信息时代的产物,更需要先进技术的支撑。师生通过关注微信公众号,则能够及时掌握、了解动态信息,从而来获取更多关于电子商务的最新消息,使学生的知识面得以扩宽,对电子商务知识也有一个更加深入的理解。比如,由教师申请一个公众号并要求学生关注,结合学生年级等实际情况在后台对学生进行分组,从而及时推送给学生有关电子商务学习内容与动态的信息。同时,教师还可以添加消息自动回复的功能,确保学生在获取知识同时能够提出问题与建议,从而延伸课外知识。

5.以微信来进行反思与反馈

微信朋友圈是在圈内好友范围内分享图文、视频的工具,教师则可以鼓励、支持学生在朋友圈内分享学习成果、心得等等,教师则可对其进行评论与回复,从而帮助师生之间进行有效的反思与反馈,启发教师不断对教学方式与方法进行调整与优化,以不断提高学生的学习效率。比如,在组织学生学习签名、加密邮件收发相关内容时,教师可以将这一相关内容需要学生注意的问题统一进行编辑并分享至朋友圈,学生评论、提问,从而形成一个讨论圈,既调动了学生的思维,还使得学生的综合能力得到了培养[3]。

四、电子商务教学中运用微信需要注意的问题

1.只能⑽⑿抛魑辅助电子商务教学的一种手段

虽然微信在电子商务教学中运用,提供了教学的质量。但是我们也要明白学生学习知识的主阵地仍然是在教室,只能将微信作为辅助电子商务教学的一种手段,教室切不可本末倒置而忽略了电子商务课堂教学的发展。同样,教室需要明白的是不是所有的电子商务教学都适合运用微信,尤其是一些具有较强实践性的课程不适合运用微信,因此要有选择性的运用微信来进行实践,从而以提高学生学习电子商务知识的热情度,以提高电子商务课程的趣味性。

2.不断加强信息的管理与更新

微信毕竟在移动互联网基础上发展起来的一种聊天交流工具,因此,教师在电子商务教学微信的运用过程中,要确保学生运用微信的用途是学习内容,而不是以娱乐为目的。对此,教师有必要对学生发送的信息是否合法、合理进行监听,坚决不允许学生发送一些不切实际的信息甚至胡言乱语。同时,教师在利用微信公众平台时不能过于注重群发功能,避免电子商务知识的传授与互动的实质被忽略,避免使其沦为垃圾邮件、垃圾短信[4]。此外,教师还应该要及时更新公众号上的信息,避免因为电子商务信息的更新不及时而流失“粉丝”。因此,教师要及时更新公众号上有关电子商务的知识、新闻、故事案例等等,促进微信在电子商务教学中的运用更加到位。

3.多使用语音进行交流,增进师生情感

在运用微信进行电子商务教学时,教师要多使用语音来解决学生的疑问,这样势必会使得学生更加尊重教师,从而激发学生勤学有礼。多使用语音进行交流不仅让学生感受到了教师的关爱与用心教导,进一步温暖了学生的心灵,还增进了师生之间的情感,有助于和谐教学氛围的形成。

随着微信这一新颖教学方法在电子商务教学实践中的运用,使学生学习电子商务相关课程的兴趣得到一定提升。但是在运用微信开展教学的时候要正视微信教学的局限性,正确引导学生运用微信展开学习,从而为电子商务教学树立起正确的发展方向。

参考文献:

[1]邱林. 微信在高职电子商务教学中的应用[J]. 广西教育,2014,(39):169-170.

[2]欧阳胜. 基于微信的电子商务教学实践论[J]. 信息化建设,2015,(05):75-76.

微电子学论文篇5

关键词:高职;微电子;工业化;人才培养

随着我国经济的不断发展,工业化进程给高职教育带来了极大的发展机遇。新技术、新标准、新行业的引进,也会刺激高职教育的进一步繁荣。职业技能越强,知识结构越合理,创新能力越强,越符合市场经济竞争对人才的需要。

微电子学是在物理、电子学、材料科学、机科学、集成电路设计制造学等多种学科和超净、超纯、超精细加工技术基础上发展起来的一门新兴学科,是发展高新技术和国民现代化的重要基础。微电子技术是电子工程和信息科学技术的基础及核心,是世界高科技竞争的热点,是国家基础性、战略性的产业。其中超大规模通信专用集成电路是现代通信设备的心脏,它的设计开发能力和大生产升级技术的掌握与提高,对于我国通信新产品的研发与创新起着决定性的作用。工业化的深入使得高职教育发展的环境也发生着重大变化,高职教育原有的管理体制、运行机制及教育理念、教学模式、教学内容等不能适应迅速发展的市场经济发展的要求,高职微电子专业人才培养要根据市场的要求,不断优化人才培养策略。

一、以培养复合型人才为目标

人才培养目标要从狭隘的职业技能教育转向综合素质教育,培养复合型人才。单纯的职业技能已不能满足工业化形势下企业的用人要求。企业要创新,人才是关键,把培养具有创新精神和创新能力的具有综合素质的人才作为高职教育的终极目标,培养学生把科学知识转化为技术、转化为直接生产力的种种技术能力,不断学习,获得新的职业技术资格的能力,自我管理、独立工作完成任务的能力。只有拥有了具备上述综合素质的应用人才,才能充分应对技术的进步、产品的更新、市场需求的变化、企业才有足够的能力进行创新。

二、根据科技的发展调整课程设置

在高职教育的课程设置上,要充分考虑全球化的技术迅速进步和不明确的经济前景,根据当前我国工业化形势产业结构调整的需求,重新设计教学计划,以保证能够充分满足所有社会成员就业和再就业的多种需求。环境保护是关系到人类可持续发展的重大问题,一些国家日益关注职业教育中的环保问题,设置与环保有关的专业,开设环保科目,在课程中增加环境教育模块,在调和中渗透环境教育因素。另外,要建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,还要加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。

三、开发反映新技术工艺的教学内容

微电子专业涵盖面宽,包括集成电路理论与技术、半导体器件理论与技术和半导体工艺理论与技术三大主要方向,要注重更新教学内容,优化课程体系,打破学科课程间的壁垒,加强课程与课程体系间在逻辑和结构上的联系与综合,精选经典教学内容,不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果,注意把体现当代学科发展特征的、多学科间的知识交叉与渗透反映到教学内容中来。在教学内容上,开发和编写反映新知识、新技术、新工艺、新方法并具有职教特色的课程和教材,随着工业化进程的深入,工业产品的生产标准、制造工艺、加工设备、生产手段、经销网络及管理等都要与国际接轨。对于内容更新速度快的课程应建立一个动态变化的教材如电子教材,建立相应的动态教案如电子教案,将变化发展了的内容及时传授给学生。

四、加强科研工作的建设

加强科研工作的硬件平台的建设,包括实验中心、专业实验室等的建设。经费适当向这方面的建设倾斜,建立起良好的硬件平台,才有利于各项科研项目的顺利开展,逐步形成浓厚的学术氛围,吸引更多的人才加入到科研团队中来。教师要承担一定的科研项目,通过科学研究才能提高自己的教学水平和科研水平,使自己成长为骨干教师甚至是学术带头人。学院可以动员或采取一定的向科研倾斜的措施来鼓励教师积极申报各项纵向科研项目。

总之,高职微电子专业人才培养要适应社会的需求,采取正确的应对策略,这样才能培养出既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的复合型人才。

参考文献:

[1]杨宏,王鹤.微电子机械技术的发展与现状[J].微电子学,2001(06).

[2]严兆辉.微电子的过去、现在和未来[J].武汉工程职业技术学院学报,2003(02).

[3]李斌,黄明文.微电子技术专业创新探索[J].中山大学学报论丛,2002(01).

微电子学论文篇6

【关键词】通信电子技术;数学;微分;积分;原理

引言

随着计算机技术的发展,通信电子技术也有了巨大的进步.基于计算机平台的通信平台以及相关电子技术都得到了广泛的应用.通信电子技术,是一门物理与数学理念相结合的内容,其中主要依赖于数学中的微积分理论.在通信技术中,离散傅立叶变换,通信原理中的抽样定理以及数字电子技术中的信源编码理论,其理论实现基础都与数学的微积分原理有着密切的关系.可以认为,通信技术中的诸多原理的理论基础都源于微积分.因此,本文将重点探究在通信电子技术中,数学微分以及积分理念与原理的应用.

一、数学微分与积分原理分析

首先需要明确的是,微分与积分在数学学科中占据非常重要的位置.其中诸多数学模型以及数学类应用,其理论依据都来源于微积分.而微分与积分,又是一对相对立的概念.因此,对于数学微分与积分的原理分析,可以从相对的角度进行对比分析,从而更加深入地了解两者的关系与区别.

1.微分原理分析

微分原理在数学中,是对函数的一种局部变化的线性描述,在进行微分处理的过程中,就是对函数进行一种自变量描述.当自变量的取值足够小的时候,描述函数是如何变化的.一般时候,会将自变量取成无穷小.

2.积分原理分析

积分则是微分的逆过程,或者是逆元算,其原理刚好与微分相反.一般用于求和的过程,利用微分与积分的关系,通常可以进行非常复杂的数学计算,从而计算出非常准确的求和数据.

二、通信电子技术中微分与积分原理的应用

通信电子技术是目前应用最为广泛的技术之一,对于其在多个领域与行业内的发展也是有目共睹.那么,通信电子技术中,哪些定理或者是理论基础与数学的微积分有着非常重要的联系和关联呢?数学的微积分原理又给了通信电子技术哪些理论基础呢?

1.傅立叶变换与微积分原理关系分析

傅立叶变换是通信电子技术中的重要理论基础,信号与系统中,傅立叶变换是重要的数学工具.傅立叶变换存在的意义,是将时间函数与频谱函数之间确立了一定的关系,从而能够实现时间函数与频谱函数之间的变换.那么,在傅立叶变换中,其与微积分原理有着怎样的关系呢?

在对时域函数也就是时间函数f(t)进行微积分性质研究的过程中,由于其本质上就是研究函数对于时间的导数和积分的傅立叶变换.因此,在此种意义上,两者关系非常密切.在傅立叶变换中,时间函数f(t)以及频谱函数F(W),在已知时间函数f(t)=(t)的前提下,那么就可以利用时域微分性质或者是时域积分来求解未知的f(t)对应的频谱函数F(jw).

2.抽样定理的微积分原理应用

研究抽样定理中的微积分原理应用,必须首先明确抽样定理的概念和意义.抽样定理是通信工程技术中,最为重要的定理之一,可以认为其是通信工程技术的根基.从概念上分析,抽样定理认为:一段连续的时间信号,通过一个时间间隔,对连续信号进行样值抽取,那么就完成了抽样.模拟信号的数字化,或者说是离散化,就是通过抽样来完成的.抽样以后的信号的特点是在时间上是等间隔的,而且是离散的.

那么,抽样定理中,对于连续信号的最高频率是有要求的,如果其最高的截止频率为fm,那么如果定量的时间间隔满足T≤1[]2fm,那么,在抽样的过程中,就可以使得连续信号被样值信号进行唯一表示.

关于微积分在抽样定理中的应用阐述就是,连续信号实际上是自然存在的,而抽样信号则是相对存在的.抽样的过程,就是用一个等量的时间间隔,将连续信号进行微分化,即将一个连续的时间段进行微分,通过微分以后,让抽样间隔满足T≤1[]2fm这个标准,那么就同样是满足了微分中的基本微分标准.那么,再利用积分的原理,对抽样以后的样值信号做积分运算,得到后的样值信号就可以在原理上等同于原连续信号.这也就是微积分原理在抽样定理中的理论基础应用,利用这个原理,实现了模拟与数字信号之间的等价转换.

总之,微积分原理与通信技术中的一些主要定理有着非常紧密的联系,甚至对于抽样定理中,微积分原理就是抽样定理的理论基础,充分掌握微积分的原理,对于学习抽样定理以及在通信电子技术中,都有着非常重要的意义.

三、结语

通过对通信电子技术中离散傅立叶变换以及抽样定理等分析,可以明确得出基于数学的微积分原理的技术应用定理非常普遍,可以认为数学中的微积分理念是通信电子技术中主要定理的理论基础.作为理论基础而言,为技术的发展以及原理支持起到了至关重要的作用.因此,数学是自然学科的基础,对于其他学科的发展以及扩展有着强有力的推动作用.对于通信电子技术这类以物理为主要研究内容的技术门类,也极大需要数学理念予以支持.微积分是数学计算中的主流,其原理应用也必然成为重要的工具.

【参考文献】

[1]殷宗泽,许国华.土与结构材料接触面的变形及其数学模拟[J].岩土工程学报,1994(3).

微电子学论文篇7

关键词 半导体器件 半导体物理 教学思考

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2017)02-0058-02

随着半导体技术的发展,微电子技术已渗透到渗透到国民经济的各个领域。《半导体器件物理》是微电子技术的理论基础,是理解半导体器件内部工作原理的课程,是分析器件物理结构、材料参数与器件电学性质之间的联系,其提供了半导体物理与电子电路设计间的物理逻辑与数学联系,是基于CMOS工艺设计集成电路的必备知识。因而,在教学过程中,如何将物理图像、数学模型与电子电路设计间的关系讲解清楚,让学生从物理和集成电路设计的角度深层次理解半导体器件成为授课关键。

一、教学内容与预期

《半导体器件物理》是微电子科学与工程专业的重要专业基础课程,是在半导体物理课程基础上继续开展器件物理的分析、建模和应用,具有物理理论抽象、概念细节多、半导体物理与电路等学科知识相交叉等特点,学生学习较为困难。基于此,本课程授课以施敏先生著的《半导体器件物理》为主要教材,依据教学大纲和学生未来的工作实践,对《半导体器件物理》课程教学内容进行了调整、充实和删减。具体来说《半导体器件物理》教学内容可分为以下几部分:1)介绍半导体材料、PN结、半导体表面的特性等,2)讲解双极型、MOS型晶体管的结构和工作原理,3)分析几种有重要应用的半导体器件,如功率MOSFET、IGBT和光电器件等。[1,2]期望学生接受教学后的预期能力:1)能够深入理解半导体器件关键物理概念和能带理论;2)能够将半导体物理与半导体PN结的行为结合起来理解分析;3)能够以半导体PN结为基础理解几种不同的半导体器件;4)能够理解和提出新型半导体器件设计中的关键物理和电学问题。

二、教学方法及学生能力目标

本课程以课堂授课为主,同时引入小组和班级讨论、课后建模实践等互动教学方法,培养学生构建器件物理图像、建模和与电子电路设计综合联系的能力,独立发现、分析、解决器件问题的能力。同时基于《半导体器件物理》课程的特点,在教学手段上采用板书公式推导与多媒体器件模型演示为主,网络教学资源为辅,同时邀请集成电路产业半导体器件资深专家讲座等形式,提高学生掌握知识和设计实践的能力,提高教学质量。让学生渐进达到如下能力:(1)知道基本概念,(2)从理论上理解和解释,(3)能够根据器件理论做出计算、模拟和实际的器件应用,(4)对器件进行综合、设计、分析;(5)对器件能够从物理和电学的角度做出专业评价。

三、学生学习效果评价方式

为了客观评价每个学生的实际学习效果和激励学习兴趣,改革评价方式是十分必要的。在期末闭卷考试基础上,对成绩评价方式作如下新探索:增加平时成绩比例,每个月进行一次小测试,针对几个集成电路广泛应用的建模理论和半导体器件,要求学生从半导体物理的角度作出独立的分析报告,可以在课后查阅文献资料,并在后续课堂上进行交流讨论,增强学生独立思考与实践动手能力,培养学生深度器件分析能力。

课堂教学改革需要教师不断思考、总结与创新,即要传授知识,又要与学生互动反馈,让学生更深刻迅速的理解专业知识,并能灵活的实践运用。

参考文献:

[1]施敏等,耿莉等译.半导体器件物理[M].西安:西安交通大学出版社,2008.

[2]Donald Neamen著.赵毅强等译.半导体物理与器件[M].北京:电子工业出版社,2013.

[3]杨虹等.面向21世纪的微电子技术人才培养-微电子技术专业本科生教学计划的制订[J],重庆邮电大学学报,2004.

微电子学论文篇8

论文关键词: 信息技术 微电子专业教学 应用

论文摘 要: 信息技术包括多媒体技术、虚拟仿真技术、网络技术,等等。它的飞速发展和广泛普及,使得传统的教学方法正在向现代教育技术方法转变。针对新兴的多学科综合的微电子专业,作者讨论了信息技术在微电子专业教学中的作用与意义,联系实际教学实践,指出了各种信息技术的特点及应用中需注意的关键问题。

信息技术是现代教育技术的基石和重要组成部分。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提出:“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视”;“强化信息技术应用。提高教师应用信息技术水平,更新教学观念,改进教学方法,提高教学效果”。信息技术与高校专业教学相结合,可以改进教学手段、创新教学方法、提高教学效率、增强教学效果。

微电子专业是我国近年来大力发展的一个多学科综合、高技术密集的新兴专业,主要研究半导体材料、器件与工艺和集成电路与系统的设计、制造和测试等理论和技术。微电子专业教学由于课程开设时间较短、涉及学科多、理论性强、同时又与实践结合紧密。因此如何有效地改善教学效果,提高教学质量成为微电子专业教学中迫切需要解决的问题。将现代信息技术应用到微电子专业的教学活动中,提高了学生学习的兴趣和积极性,促进了教师与学生的互动,取得了很好的教学效果。

1.多媒体技术在专业教学中的应用

多媒体教学是信息技术在教学过程中最典型、最广泛的具体应用。多媒体信息技术在教学中的应用是指采用图像、动画、视频等新颖的教学形式,将教学内容生动形象地展示给学生,使学生获得直观的感性认识。多媒体教学方式有助于学生对教学内容,特别是重难点内容的理解和吸收,是对传统教学方式的突破和有益的补充。针对于微电子专业的特殊性和综合性,我们在教学中采用多种多媒体表现方式,分别应用在以下几个方面。

1.1幻灯片教学

多媒体辅助教学课件通常由多页幻灯片组成。在幻灯片中可以插入各种对象如文字、图片、图形、表格、艺术字和声音等,把抽象的、难以直接用语言表达的概念和理论以直观的、易于接受的形式表现出来,有效地增强了教学效果。微电子专业课程理论较多,信息量大,直接讲授学生感到比较枯燥。使用幻灯片教学后,色彩丰富,图形清楚,概念清晰,有助于把抽象概念形象化,复杂问题简明化,调动学生的积极性,提高学习效率。

1.2动画演示

电脑动画的运用能够进一步提升多媒体技术的作用和效果。动画能够将微电子专业课程中遇到的深奥的理论问题和复杂的内部机理,通过简单的画面动态地表示出来,从而使学生加快加深理解,特别有利于重点难点的掌握。另外,电脑动画能够逼真地再现微电子工艺流程的加工过程,可以模拟实际操作步骤,从而可以代替或辅助部分实践教学。

1.3录像放映

微电子专业的实习单位往往是高投资、大规模、贵重设备云集的高科技公司。这些公司管理制度严格、专业程度高,对在校学生进企业实习有着很多限制,同学们经常只能去参观工厂环境,远眺机器的运作,甚至有些生产企业不对学生开放实习。这样,教学得不到生产实践的支持,使得理论与实践严重脱节,降低了教学效果。而将企业内部的生产流程拍成录像,或者购置相关内容的影像资料,通过多媒体放映给同学观看,可以近距离地观摩生产流程和设备运作、了解技术细节,对不甚明白的内容可以反复观看。采用这种方式进行教学,同学们纷纷反映大开眼界,受益匪浅,不仅对课程里所学的内容有了直观的认识,而且了解到产业的前沿发展。

2.虚拟仿真技术在专业教学中的应用

得益于计算机硬件的飞速进步和软件技术的迅猛发展,虚拟仿真技术成为当前流行的新型教学手段。传统的实验教学手段,局限于实验室购置的设备和仪器,特别是微电子专业的实验设备价格高昂、操作复杂、容易损伤,使同学很难得到上机锻炼的机会。而使用基于虚拟仿真技术的教学方式,过程简单灵活,交互方式多样,结果直观明了,既能培养学生的动手能力和分析、综合能力,又能提高学习兴趣,激发学生的创造性。

虚拟仿真技术在微电子专业教学中的应用主要体现在两个方面:一是在电路设计方面,基于电子设计自动化(electronic design automation,eda)技术实现对电子线路(包括集成电路与版图)的模拟仿真;二是在微电子工艺与器件方面,基于半导体工艺和器件的计算机辅助技术(technology computer aided design,tcad)实现对微电子制造工艺和半导体器件结构及工作过程的仿真与演示。使用仿真软件所提供的强大功能,包括软件所具有的可升级性,在课堂和实验中通过软件设计微电子电路、工艺和器件,在屏幕上模拟其功能,可使教学概念清晰,内容生动,过程可视,还能够大幅节省实验设备的购置和维护费用,经济高效。

3.网络技术在专业教学中的应用

近年来网络技术更加普及,也更加方便,特别是校园局域网的建设,提供了学生随时随地使用各种终端进行网络学习的教育环境。这也促使我们把教学平台从教室向网络拓展,必然在一定程度上改变教学的形式和基本架构,带来革命性的变化。

互联网和校园局域网一方面可以作为信息资源库,为微电子专业课程教学提供教学教案、课件、习题等资源的下载和在线浏览;另一方面也可以作为师生课外互动的平台,进行答疑、作业提交、通知等教学活动。这两种方式也是目前微电子教学中最主要的网络应用手段。使用网络教学有助于师生双方的交流,教学信息的丰富,以及多元化教学,等等。网络教学的推广和网络教学平台的建设,极大地推动了网络技术在教学体系中的应用,将会成为现代教育技术的主流之一。

综合运用信息技术的各种方法和手段,结合微电子专业特点,更新教学观念,加强教学实践应用,能够有效地提升教学效率和效果,培养出更优秀的符合社会需求的专业人才。

参考文献:

[1]刘子良.发挥幻灯片在计算机辅助教学中的作用[j].中国现代教育装备,2007,52(6):22-24.

微电子学论文篇9

关键词:小微企业;电子商务

中图分类号:F270 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2014)06-0-01

一、湖南小微企业概况

小微企业的概念,目前主要指产权和经营权高度统一、产品成本服务种类单一、规模和产值较小、从业人员较少的经济组织。湖南省中小企业局局长黄东红5月29日对中国经济时报调研组表示“生产经营状况比较好的小微企业只在25%左右”。库存增加,订单减少,利润下滑是湖南省大多数小微企业的现实写照。小微企业发展电子商务可以拓宽营销渠道、减少库存、提高客户满意度,是改善小微企业经营状况的根本方法。目前,湖南小微企业发展电子商务的状况还处在探索阶段,电子商务的普及度不高,远不及江浙等省份。湖南小微企业是使湖南人民富裕的主力军,探索适合湖南小微企业发展的电子商务模式,发展湖南小微企业迫在眉睫。

二、针对小微企业发展电子商务的国内外研究现状

大约从1995年开始,国外就已经有了专门针对中小企业发展电子商务的研究。美国学者Ruby Roy Dholakia和 NirKshetri (2004) 调研了美国中小企业电子商务开展的实际情况,得出包括公司规模、先前技术经验、自身效验和外部竞争压力等这些内外部因素影响中小企业电子商务发展。瑞典学者Esmail Salehi Sangari和Hooshang M. Beheshti (2007)通过 实地调研和比较分析瑞典制造业与中小服务型企业开展电子商务情况,得出中小企业采用电子商务的收益要远远大于成本。从收集的文献来看,发现国内学者做了很多关于中小企业电子商务应用领域的研究。归纳起来,关于中小企业电子商务的研究主要有三个方向,一是从管理学视角来研究中小企业电子商务发展;二是分析中小企业电子商务发展现状及相应对策;三是针对技术应用过程中所出现的具体问题进行的研究。但是很少有人把政府或行业协会纳入到促进中小企业电子商务发展角色来,如提出建立行业电子商务协同平台等这样的观点。针对湖南小微企业发展电子商务的研究,从文献搜索来看是没有的。

三、湖南小微企业发展电子商务研究的主要内容和思路

(1)研究的主要内容

①首先调研湖南小微企业开展电子商务的现状,包括电子商务应用状况、网络营销推广的使用情况等,分析开展电子商务的模式、存在的问题等,深度分析挖掘湖南小微企业电子商务应用的需求。

②然后调研一些开展电子商务比较成功的国内外小微企业,分析其应用成功方法。

③结合湖南省小微企业的实际情况,探索小微企业电子商务的发展规划与实施步骤, 同时从政府或行业协会角度,提出促进湖南小微企业开展电子商务的政策、方法,研究湖南省小微企业发展电子商务所需的外部环境,并提出相应的政策建立和执行建议。

④结合湖南省小微企业的实际情况,从政策、技术、管理等几个方面提出湖南省小微企业发展电子商务的道路与对策。

(2)基本思路

本研究从政策、技术、管理等几个方面入手,基本上按照通过调研后“首先提出问题”,然后根据调研结果进行分析,找出问题的原因,最后“解决问题”的思路来进行,最终找到适合湖南小微企业发展电子商务,并解决小微企业目前在政策、技术、管理等方面的问题。具体实施起来主要通过以下几个步骤来完成。

①深入湖南小微企业、通过网络收集等方式对湖南小微企业在经营中的问题进行调研,针对这些问题通过发展电子商务能否解决?调查湖南小微企业开展电子商务的现状及在实施电子商务过程存在的问题有哪些?

②通过网络及到杭州、深圳、广州等地区了解一些开展电子商务比较成功的小微企业,他们开展电子商务为什么会成功?采用了哪些模式?政府、行业协会出台了什么样的政策鼓励小微企业的电子商务发展?在管理、技术方面如何解决等。

③结合调查湖南省小微企业的实际情况,以及湖南省的政策法规,提出适合湖南省小微企业电子商务发展的道路及对策。主要从以下几个方面实施:一是从小微企业角度出发,小微企业应该采用什么样的电子商务模式、采用什么方式的电子商务管理模式、采用什么样的技术来实施等;二是从政府、行业企业角度出发,政府、行业企业应该在政策、具体实施中如何帮助小微企业开展电子商务。

四、湖南小微企业发展电子商务研究的研究方法

目前,针对此类课题的研究主要是从理论和应用层面进行研究,针对小微企业发展电子商务策略的研究过程中,既需要进行规范的分析,也要做出理性的判断,更需要对其进行实证分析,从而使得研究结果具有科学性和实用性。因此,本研究采用了如下几种方法:

①文献分析法

通过查阅具有一定理论和应用价值的有关文献,收集国际国内和湖南省关于小微企业运用电子商务情况的文献资料。同时,分析、研究和提炼收集的文献资料, 提出针对湖南小微企业发展电子商务的对策。

②案例调研

本研究主要是调研湖南省小微企业、政府和行业协会、沿海发达地区应用电子商务比较成功的小微企业,通过走访、网上调研、下发调查表和结合收集资料等方式,对收集的资料进行分析。

③统计分析法

本研究用数理统计的方法对调研收集而来的数据进行处理、分析和推论,归纳出湖南小微企业存在的共性问题、开展电子商务的难点、成功企业开展成功的原因,分析后提出适合湖南小微企业的电子商务发展模式。

五、湖南小微企业发展电子商务研究的理论创新程度或实际应用价值

(1)本课题从理论和实际出发,先搜索和整理文献次料,然后通过调研湖南本土小微企业和发达地区成功开展电子商务的案例,进行分析,这是湖南针对小微企业的发展进行实际研究的首例,特别是从政府和行业角度来帮助和扶持湖南小微企业,从理论方面进行了指导和实践方面树立了方法,对湖南小微企业的发展具有非常大的现实意义。

(2)通过研究湖南小微企业电子商务应用现状及发展障碍,为发展电子商务提供参考依据。在总结发达地区开展电子商务成功经验基础上,为湖南省小微企业发展电子商务提供了参考借鉴。

(3)从政府和行业协会角度提出帮助湖南小微企业发展电子商务的政策法规及开发实际可行的电子商务模式如建立为各类小微企业提供一站式服务,任何一家实体小微企业都可参与的网络平台等。

(4)从政策、技术、管理等几个方面提出湖南省小微企业发展电子商务的道路与对策,为湖南小微企业改善经营状况、减少库存、提高收益等提供了一个可行的发展道路。

注释:

①Andresa MeriereBusiness & eCommerces, Springer, 2008.

②Liang Guo, Yunchuan Liu. A Strategic Analysis of Channel Expansion [R].Hong Kong: Hong Kong University of Science and Technology, 2006.

③中华人民共和国商务部.商务部“十二五”电子商务发展指导意见[Z], 2011-10.

④李廷瑞.电子商务对中小企业的贸易影响及对策[J].电子商务,2012,3:107-108.

⑤楚金华,李宏亮.中小企业电子商务研究述评[J].沈阳工业大学学报(社会科学版),2009,4,2(2): 157-162.

微电子学论文篇10

一、必要性与可行性分析

该课程为专业启蒙课,涵盖了电子商务专业的基本理论知识和基本技能。电子商务早已渗透到社会经济发展的各个领域,在“互联网+”时代,电子商务发展更加迅猛,其基础理论、技术支持、商业模式、产业实践等方面日新月异,传统教科书滞后于电子商务发展。为了培养出能满足社会发展需要的电子商务人才,教师要时时关注电子商务教育中的新热点、新理论、新问题和新技能。

中职学生以前没有受到系统的电子商务专业学习,基础薄弱,理论学习热情不高,求学路上易受外界环境干扰,但他们思想活跃,容易接受新事物。教师应正视中职生的特点和多样性,改变传统“填鸭式”的教学方法,努力引导学生发挥现代信息技术的优势进行更加有效的学习。

在互联网+时代,学习方式和教学方式皆发生变化。作为时下受网民青睐的免费社交平台,微信为智能终端提供即时通讯服务,服务功能丰富实用,可以深入挖掘其教育功能,以为教学的信息化提供技术支撑。

二、微信平台教育功能的挖掘

微信具有丰富、免费的功能,它为移动开放教育创设了一个崭新的学习平台。如信息即时推送功能,可以让师生随时随地的进行文字、图片、语音、视频或表情的交流分享;也可建立讨论小组,针对课题,组织学生发起文字讨论、语音讨论及发表评论等;多人群聊、视频聊天、实时对讲机等功能方便了师生即时互动;教师还可以通过朋友圈和微信公众号将了解到的最新电商动态及时分享给学生。

教师可以搭建微信公众平台,以各种不同媒体形式的图文信息,也可设置网页链接,为学生推送丰富的专业学习资料,完成课前导学或课后复习等过程。

教师可通过编辑内容或关键词规则,快速进行“自动回复”设置,比如设置重要话题、难点章节或概念的交互式检索,学生可以根据需要随时输入关键词进行预习或复习内容,学生也可以通过“回复”以消息或语音的方式与教师进行交流互动。

利用“投票功能”可以设计各种问卷调查,如电子商务发展前景的问卷调查、电子商务教学问卷调查等,收集学生的良言妙策,为教师改进教学方法提供依据。除了进行意见建议收集外,还可应用“投票管理”功能设置预习或复习题目,用于学生课前预习、课堂教学后测和微课程拓展内容检测等。

三、微信平台支持下的翻转课堂教学改革实践

翻转课堂对技术支持的需求主要由三部分构成,即课前的“微课、导学案等学习材料呈现”,课中的“探究问题的确定、教学情境的创建、总结评价与反馈”,课后的“检测、反思与提升”,以及贯穿于课前、课中和课后的“个性化指导、“自主探究、协作学习”等 。

1.课前准备

首先是构建移动网络学习环境。师生互粉成为好友,教师创建班级微信群,注册微信公众平台账号,从而构建一个“即时通信―微信群―公众平台” 的移动网络自主学习环境。其次是组建学习小组。教师把学生按照性别、年龄、兴趣特长等合理搭配,组建学习小组,并推选出组长,带动本组学员进行课前、课中及课后的讨论学习。再次是收集整理学习资源。教师应熟悉教材,确定让学生自主学习的知识点和必须由教师指导学习的知识点,设计教学方案,分析重难点,围绕学习目标收集整理学习素材,特别是与教学内容相关的当前业界新动态、专家新观点和成功案例等。还有录制微课。将适合于翻转的知识点或技能以图片、文字、语音或频的方式归类,制作成微课,为翻转课堂教学做准备。最后是及时推送微课、导学案等学习资源与任务。通过微信群或微信公众平台,推送学习资料与任务,供学生随时随地下载、学习、讨论和交流。为方便学生准确调取所需学习资料和任务,可以利用“自动回复”功能,按章节分类别绑定特定数字和关键词。

2.课前移动学习

教师群发学习资料和学习任务后,学生会立即收到信息提示,在适宜环境下,学生可以随时随地打开微信自主学习,并思考完成教师布置的问题。若遇到难题,可随时与老师、同学探讨交流,也可以通过创建讨论组开展协作学习来完成。教师也可从公众平台管理后台,跟踪学生自主学习效果,指导学生。

3.课堂知识内化

教师创设与真实工作环境相似的教学情境,改变传统教师垄断整体课堂信息源而学生处于被动接受地位的课堂局面,重构课堂教学结构,通过任务引入、任务讨论、检查反馈、汇报交流、评价过程、归纳总结等教学环节,加强师生、生生之间的交互,教师主导、学生自主分组合作学习,从而有效地激发学生自主学习的积极性。

4.课后反思提升

通过公众平台布置复习巩固作业和课后研讨主题,通过微信讨论小组,课后学生可以自由交流,引发学生热烈的讨论和思维碰撞,助推学生加深对课程知识的理解和反思,提升课堂教学质量。师生课后群讨论过程其实也可以作为一个评价反馈过程,教师可以从中更加全面地了解学生的学习目标、学习方法、情感态度等,从而从形成性评价与终结性评价两方面,更加客观地评价学生。

四、实践中的不足与展望

微信平台为翻转课堂教学提供了新的思维和学习工具,以微信为支持的翻转课堂有一定的优势,但也存在一些问题。

1.不足

一是移动网络学习效果不一 。移动网络不仅可以学习,也可娱乐休闲,若学生意志力不强,课前很可能无法完成自主学习阶段的任务,课堂小组合作学习混水摸鱼,导致翻转课堂教学效果大打折扣。

二是微课程制作不尽人意。因个人时间、技术和经验等原因,对自主学习材料收集、整理、“微”化处理的结果不尽人意;微课画面过于简单,呈现方式单一,效果不够理想,因此不能很好地激发学生利用碎片时间进行课前课后有效学习。

三是微信公众号平台建设有待进一步完善。微信公众号平台可能存在界面色彩不够鲜明、结构排版呆板、内容不够丰富、更新不够及时等不足,学生看多了容易出现“审美疲劳”。

2.展望

一方面,加强微信在学校教学改革中的应用。腾讯微信平台的服务功能不断推陈出新,今后将继续应用微信平台的新开发模式进行微课程的开发与应用,并充分挖掘其移动学习支持功能,拓宽教学资源共享和学习效果考查渠道,促进教学的信息化和学生自主与协作学习能力的提升。