針對(duì)微電子技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，以我院微電子專業(yè)虛擬仿真教學(xué)資源和建設(shè)和應(yīng)用實(shí)踐，探索虛擬仿真教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的影響。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真 微電子技術(shù) 實(shí)踐技能

現(xiàn)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了良好的發(fā)展時(shí)期。但由于半導(dǎo)體設(shè)備昂貴，更新快，很多院校在實(shí)踐教學(xué)中遇到困境。建設(shè)虛擬仿真教學(xué)資源并應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)，可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。

1 微電子技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)

（1）微電子專業(yè)核心課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，但實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴，易損壞，臺(tái)套數(shù)不足，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)不多，難以反復(fù)訓(xùn)練，提升技能。

（2）微電子技術(shù)發(fā)展非?？?，學(xué)校很難及時(shí)更新設(shè)備，所需的消耗品很多，易產(chǎn)生污染。

（3）微電子專業(yè)課程之間聯(lián)系緊密，理論部分晦澀難懂，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和利用理論解決分析實(shí)踐問(wèn)題的能力。

2 我院微電子技術(shù)專業(yè)虛擬仿真資源的建設(shè)及應(yīng)用

虛擬仿真教學(xué)資源是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，將豐富精美的仿真資源貫穿到信息化教學(xué)的過(guò)程中，取得良好的教學(xué)效果。我院微電子專業(yè)建設(shè)的虛擬仿真資源分為三類：

2.1 與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)“集成電路制造3D虛擬車間仿真軟件”

學(xué)院與華潤(rùn)微電子合作開(kāi)發(fā)了“集成電路制造3D虛擬車間仿真軟件”，將制造工藝中的重要項(xiàng)目，制作成3D虛擬車間仿真游戲模式，使學(xué)生猶如進(jìn)入到了生產(chǎn)環(huán)境，邊游戲邊學(xué)習(xí)。軟件設(shè)有瀏覽模式、教學(xué)模式和考試模式，方便教師教學(xué)、學(xué)生聯(lián)系和考核評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，游戲的方式，寓教于樂(lè)，的確吸引了學(xué)生的注意力，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。因此專業(yè)計(jì)劃繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的工藝項(xiàng)目應(yīng)用于教學(xué)。

2.2 購(gòu)買專業(yè)相關(guān)的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)相關(guān)的仿真軟件，開(kāi)發(fā)仿真項(xiàng)目

我院購(gòu)買了多款微電子專業(yè)軟件，例如電路仿真軟件Multisim、邏輯提取軟件Chiplogic、工藝和器件仿真軟件Silvaco等，這些軟件主要應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證。

例如：集成電路工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)可采用SILVACO進(jìn)行仿真，選擇氧化、擴(kuò)散、離子注入等核心工序進(jìn)行教學(xué)演示，選擇二極管、晶體管、MOS管等作為仿真的項(xiàng)目，進(jìn)行分組教學(xué)；集成電路版圖設(shè)計(jì)可以采用公司常用的按鍵芯片作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)邏輯提取--電路繪制—版圖設(shè)計(jì)—仿真驗(yàn)證，完成整個(gè)虛擬仿真項(xiàng)目。這些項(xiàng)目均有豐富的教學(xué)資源，用于線上線下教學(xué)。學(xué)生設(shè)計(jì)的電路、版圖，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，如果成功，可提升他們的自信心，如果失敗，則與同學(xué)老師一起分析原因，提出解決方案，提升他們的綜合實(shí)踐技能。

2.3 購(gòu)買虛擬仿真平臺(tái)

學(xué)院購(gòu)買了集成電路封裝SMT虛擬仿真平臺(tái)、微電子IC制造虛擬仿真培訓(xùn)平臺(tái)、開(kāi)放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這些仿真平臺(tái)融教學(xué)、考核、管理融為一體。

例如：開(kāi)放式虛擬方真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用多媒體技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，提供可操作的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器，使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一體化管理功能。整個(gè)平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程資源、條件資源、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容信息發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)，展現(xiàn)給用戶。學(xué)生可通過(guò)平臺(tái)了解實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，教師可了解實(shí)踐教學(xué)條件、內(nèi)容等。資源管理功能可統(tǒng)一、集中管理實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源，提供給平臺(tái)其他功能使用。

3 虛擬仿真教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的影響

虛擬仿真教學(xué)是綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互等多種信息技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)。而虛擬仿真教學(xué)資源是依托仿真平臺(tái)或仿真軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)的各種數(shù)字化資源，包括項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、教學(xué)資源、學(xué)習(xí)資源、考核方式等，是信息化教學(xué)的一部分，對(duì)提升學(xué)生的實(shí)踐技能具有重要的作用。

3.1 解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足，耗損嚴(yán)重、污染環(huán)境的問(wèn)題，降低實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本，提高學(xué)生實(shí)踐操作的安全性

職業(yè)教育以“培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線高素質(zhì)技能型專門人才”為目標(biāo)。但在職教領(lǐng)域存在很多實(shí)踐教學(xué)困境。如：沒(méi)有足夠的資金配備實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，產(chǎn)生的廢水廢氣會(huì)污染環(huán)境，設(shè)備操作存在風(fēng)險(xiǎn)等。如果采用虛擬仿真教學(xué)，可降低實(shí)踐操作成本，避免廢水、廢氣產(chǎn)生，設(shè)備操作錯(cuò)誤引起的問(wèn)題。

3.2 使學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的工作環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力

虛擬仿真就是模擬企業(yè)真實(shí)的工作環(huán)境，模擬真實(shí)的操作過(guò)程，使學(xué)生了解工作場(chǎng)景、熟悉操作步驟、規(guī)范操作方法、培養(yǎng)職業(yè)意識(shí)。將項(xiàng)目做成動(dòng)畫、視頻或游戲，生動(dòng)、直觀，提高了學(xué)生的積極性。根據(jù)理論設(shè)計(jì)項(xiàng)目，通過(guò)仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果，利用理論對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。整個(gè)過(guò)程，理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，可提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題問(wèn)題的能力。

3.3 有利于靈活設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，打破教學(xué)時(shí)空的限制，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

虛擬仿真教學(xué)資源作除用于課堂教學(xué)之外，還可以用于學(xué)生的自學(xué)、拓展和提高。依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地查看資源，反復(fù)練習(xí)，遇到不懂的問(wèn)題可以及時(shí)和同學(xué)、老師溝通，打破了教學(xué)的時(shí)空限制，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，拓展了學(xué)生的專業(yè)技能。

3.4 有利于提升教師的信息化教學(xué)水平，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量

虛擬仿真教學(xué)資源只是教學(xué)設(shè)計(jì)的一部分，教師還需要將重點(diǎn)、難點(diǎn)做成微課，融入精美的多媒體課件、動(dòng)畫、視頻等，依托虛擬仿真平臺(tái)，使理論更富有趣味，易于理解，操作更加直觀，生動(dòng)，交互更加方便，提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

采用虛擬仿真教學(xué)資源進(jìn)行信息化教學(xué)，是實(shí)現(xiàn)教育信息化的重要途徑。我院微電子專業(yè)累積了豐富的虛擬仿真教學(xué)資源，并經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，使教師教學(xué)水平和學(xué)生實(shí)踐技能都有了很大的提升，在各種技能競(jìng)賽中取得了良好成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)國(guó)等.國(guó)外高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015（34）：215.

[2]孫愛(ài)娟，職教領(lǐng)域虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)與應(yīng)用探析[J]，中國(guó)電化教育，2012：310-109.

[3]王海，李波.虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)教育實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)教育，2011，14，50.

作者介紹

張海磊（1979-），女，山東省濰坊市人。天津理工大學(xué)碩士。江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)。

作者單位

江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省無(wú)錫市 214153endprint