時間：2023-03-23 15:10:17
導(dǎo)語：在微電子學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]示范性微電子學(xué)院；集成電路；人才培養(yǎng)；產(chǎn)學(xué)協(xié)同
[中圖分類號]G64[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]2095-3437（2020）07-0001-04
回顧整個中國特色社會主義建設(shè)歷程，作為高等教育中至關(guān)重要的一部分，工程教育在國家現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮著不可替代的作用。在國家經(jīng)濟(jì)改革和世界范圍產(chǎn)業(yè)變革的過程中，我國的工程教育也在不斷改革創(chuàng)新。從工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的建立，到PBL和CDIO理念的引入，實(shí)施卓越工程師計劃和建立國家示范性軟件學(xué)院、微電子學(xué)院，再到加入《華盛頓協(xié)議》和新工科的提出，中國的工程教育一直在實(shí)踐中發(fā)展。在中國工程教育改革中，2001年開始的國家示范性軟件學(xué)院建設(shè)作為教育改革的“示范區(qū)”，發(fā)揮著重要的作用。本文在借鑒示范性軟件學(xué)院十多年建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)階段示范性微電子學(xué)院的建設(shè)情況，對2015年開始實(shí)施的國家示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行思考與總結(jié)。
一、示范性微電子學(xué)院成立背景
21世紀(jì)初，信息化在世界范圍內(nèi)開始普及，軟件產(chǎn)業(yè)在世界社會發(fā)展中的地位和重要性開始顯現(xiàn)。軟件產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)時的新興產(chǎn)業(yè)，呈現(xiàn)出向發(fā)展中國家大規(guī)模轉(zhuǎn)移的趨勢，國內(nèi)外巨大的軟件市場導(dǎo)致對軟件從業(yè)人員需求量的劇增。國家從當(dāng)時國內(nèi)外行業(yè)背景及國家發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，于2001年由教育部正式設(shè)立國家示范性軟件學(xué)院，首批試點(diǎn)35所（后增加至37所），均由國家重點(diǎn)高校負(fù)責(zé)建設(shè)；2004年教育部針對高職類學(xué)校又設(shè)立了36所高職示范性軟件學(xué)院。其后，各省、市結(jié)合自身地方產(chǎn)業(yè)成立了省級示范性軟件學(xué)院50多所，對軟件人才進(jìn)行儲備。從2001年至今，示范性軟件學(xué)院經(jīng)歷了十多年的建設(shè)與發(fā)展，在人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)上都取得令人矚目的成就。在此期間，我國的軟件產(chǎn)業(yè)獲得了長足的發(fā)展，其中尤以華為、阿里巴巴、百度、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為代表。
經(jīng)過十多年的積累和追趕后，我國不但解決了軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期規(guī)模弱小、產(chǎn)業(yè)單一、人才技術(shù)短缺等諸多問題，而且在部分領(lǐng)域超過了發(fā)達(dá)國家，并形成了中國特色的“互聯(lián)網(wǎng)+”新型經(jīng)濟(jì)模式。接下來，國家開始效仿軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，對信息領(lǐng)域更基礎(chǔ)、更關(guān)鍵但更薄弱的“卡脖子”短板——集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)起沖鋒。特別是近年來，在國際貿(mào)易保護(hù)主義抬頭和美國對華貿(mào)易戰(zhàn)的背景下，從晉華、中興到華為、大疆，以集成電路為代表的高科技產(chǎn)業(yè)形勢尤為嚴(yán)峻，發(fā)展變得刻不容緩。
2014年國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》（以下簡稱《綱要》），指出“集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)”?，F(xiàn)階段我國集成電路產(chǎn)業(yè)主要面臨核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)業(yè)鏈不完善、資金投入不足、創(chuàng)新人才短缺4個核心問題。參考軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，為解決集成電路產(chǎn)業(yè)4個核心問題中的人才短缺問題，示范性微電子學(xué)院應(yīng)運(yùn)而生。
二、示范性微電子學(xué)院的成立
《綱要》從組織領(lǐng)導(dǎo)、資金政策、金融稅收、人才保障等8個方面采取了保障措施，指出“加大人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度，建立健全集成電路人才培養(yǎng)體系，支持微電子學(xué)科發(fā)展，通過高校與集成電路企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才等方式，加快建設(shè)和發(fā)展示范性微電子學(xué)院和微電子職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)”。這是繼2011年國務(wù)院《進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》后，國家再次對高校示范性微電子學(xué)院建設(shè)提出的明確要求。
2014年教育部《關(guān)于試辦示范性微電子學(xué)院的預(yù)通知》。2015年六部委《關(guān)于支持有關(guān)高校支持建設(shè)示范性微電子學(xué)院的通知》（以下簡稱《通知》），明確支持清華、北大、浙江大學(xué)等9所高校建設(shè)示范性微電子學(xué)院，支持北京航空航天大學(xué)、南京大學(xué)等17所高?；I備建設(shè)示范性微電子學(xué)院，示范性微電子學(xué)院建設(shè)序幕自此開啟。
三、示范性微電子學(xué)院定位及現(xiàn)狀
《通知》指出：示范性微電子學(xué)院的建設(shè)要以人才培養(yǎng)為中心，深入開展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人，加快培養(yǎng)集成電路產(chǎn)業(yè)急需的工程型人才?？梢钥闯?，“以人才培養(yǎng)為中心”和“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”是示范性微電子學(xué)院建設(shè)的兩個核心要求，“工程型”人才是示范性微電子學(xué)院培養(yǎng)人才的根本目標(biāo)。
自2015年第一批示范性微電子學(xué)院成立至今，各個示范性微電子學(xué)院的建設(shè)歷程和辦學(xué)模式各不相同，有的是在原有信息學(xué)院或微電子學(xué)院的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)，有的是新設(shè)立微電子學(xué)院掛靠其他成熟學(xué)院運(yùn)行，有的是整體新建并單獨(dú)運(yùn)行。由于處于建設(shè)初期，不同學(xué)校都因地制宜、因時制宜地進(jìn)行摸索，或大刀闊斧，或小步慢跑。目前，各個學(xué)校的微電子學(xué)院都在人才培養(yǎng)、師資規(guī)模、校企合作等方面都取得了一定的階段性成果。
與此同時，示范性微電子學(xué)院在建設(shè)的過程中，也都面臨一些共性的難題，如示范性微電子學(xué)院與一般學(xué)院的定位區(qū)別、如何進(jìn)行“工程型”人才培養(yǎng)、如何擴(kuò)大招生規(guī)模與影響、如何更好地與企業(yè)結(jié)合，以及如何對示范性微電子學(xué)院建設(shè)進(jìn)行評價等，這些都是示范性微電子學(xué)院面臨或?qū)⒁媾R的問題。
四、對示范性微電子學(xué)院建設(shè)的幾點(diǎn)思考
當(dāng)然，示范性微電子學(xué)院建設(shè)也并非無樣板可以參考，2001年開始建設(shè)的示范性軟件學(xué)院就是很好的借鑒，特別是在辦學(xué)模式、人才培養(yǎng)、師資管理等諸多具體、常規(guī)問題上。然而，軟件行業(yè)和集成電路行業(yè)相差較大，而且當(dāng)今的時代背景和2000年也完全不同，如何圍繞“人才培養(yǎng)為中心”“產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人”這兩個核心來建設(shè)微電子學(xué)院，需要全體高等教育工作者進(jìn)行與時俱進(jìn)地思考和探索。本文從浙江大學(xué)（以下簡稱“浙大”）示范性微電子學(xué)院建設(shè)的實(shí)踐出發(fā)，分享一些經(jīng)驗與思考。
（一）學(xué)科劃分與評估體系
學(xué)科劃分和評價問題是微電子學(xué)院建設(shè)能否成功的核心問題，關(guān)乎微電子學(xué)院的建設(shè)方向和結(jié)果。單獨(dú)的學(xué)科設(shè)置及評估體系，不僅能加強(qiáng)微電子學(xué)院的獨(dú)立性辦學(xué)，也能更有效地促進(jìn)微電子學(xué)院建設(shè)的展開。
1.設(shè)置微電子一級學(xué)科
人才作為第一資源以及集成電路產(chǎn)業(yè)的核心，微電子學(xué)院成立的根本目的就是為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)急需的“工程型”人才。然而受招生名額等條件的限制，現(xiàn)階段我國高校每年培養(yǎng)的集成電路高級專業(yè)型人才不足萬人，而且缺口仍在擴(kuò)大，可見，擴(kuò)大集成電路招生名額勢在必行。以浙江大學(xué)為例，2014年以前學(xué)校集成電路每年碩士、博士的招生人數(shù)在30人左右，即使示范性微電子學(xué)院成立以后，新增了微電子本科專業(yè)，微電子學(xué)院每年本碩博招生也不足200人，以如此培養(yǎng)速度，根本不足以填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)人才需求的缺口。由于我國大學(xué)招生名額是與學(xué)科劃分掛鉤的，這就涉及一級學(xué)科設(shè)置的問題。
目前，浙大微電子所在的一級學(xué)科是電子科學(xué)與技術(shù)，其下含有電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)、電磁場與波、物理電子學(xué)四個二級學(xué)科，其中與微電子學(xué)院直接對應(yīng)的兩個二級學(xué)科是：電路與系統(tǒng)、微電子學(xué)與固體電子學(xué)。研究領(lǐng)域分別對應(yīng)集成電路的軟件部分和硬件部分，前者主要包括集成電路設(shè)計，后者主要涉及集成電路產(chǎn)業(yè)中的制造、封裝測試。
此外，微電子一級學(xué)科問題，除了與擴(kuò)大招生名額相關(guān)外，也和微電子學(xué)院的建設(shè)成敗有關(guān)，因為這涉及微電子學(xué)院與高校原有信息學(xué)院的定位問題，以及在學(xué)校的學(xué)科地位問題。其實(shí)在建設(shè)示范性軟件學(xué)院時，由于學(xué)科劃分的問題，就存在著軟件學(xué)院與原有傳統(tǒng)計算機(jī)學(xué)院的“瑜亮之爭”，學(xué)科資源配置之爭。最終，2011年教育部將軟件工程提升為一級學(xué)科，這才在一定程度上解決了上述問題。從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗來看，將微電子學(xué)與固定電子學(xué)、電路與系統(tǒng)等二級學(xué)科重整、提升為一級學(xué)科十分必要，且宜早不宜遲。
2.修訂學(xué)科評估體系
微電子學(xué)院建設(shè)要求以“人才培養(yǎng)為中心”，而傳統(tǒng)學(xué)科評估體系以“學(xué)科建設(shè)為中心”。因為“中心”的不一樣，在進(jìn)行微電子學(xué)院建設(shè)時，學(xué)校在資源配置時就必須考慮效益比問題。如果微電子學(xué)院建設(shè)的投入無法對學(xué)校的學(xué)科發(fā)展形成促進(jìn)作用，甚至因為分流限制了已有學(xué)科的建設(shè)，學(xué)校不僅不會支持微電子學(xué)院的建設(shè)，甚至可能還會限制其發(fā)展。因此，在現(xiàn)有學(xué)科評估體系下，示范性微電子學(xué)院很難做到完全以“教學(xué)”為中心，只能“教學(xué)科研”兼顧，最終微電子學(xué)院在很大概率上將會和傳統(tǒng)的信息學(xué)院同質(zhì)化。上述情況在軟件學(xué)院建設(shè)時出現(xiàn)過，且仍未得到有效解決，這也是很多軟件學(xué)院選擇異地發(fā)展的原因，其目的是避免與本校原有的計算機(jī)學(xué)院分流資源。
在現(xiàn)有學(xué)科評估體系下，即使能做到以“教學(xué)”為中心，也很難滿足微電子學(xué)院“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”的人才培養(yǎng)要求。因為現(xiàn)有學(xué)科評估體系偏向于理科化，重理論而輕實(shí)踐，無論是“教學(xué)”還是“科研”，學(xué)生注重“卷面”，教師注重“文章”。而微電子學(xué)院的建立要求緊貼產(chǎn)業(yè)，注重實(shí)踐，產(chǎn)學(xué)協(xié)同，因此培養(yǎng)“工程型”人才在現(xiàn)有體系下很難做到。
其實(shí)，2016年教育部提出新工科建設(shè)，其本質(zhì)也是針對現(xiàn)有“理科化”學(xué)科評估體系與工科建設(shè)要求不相匹配的問題?？梢源竽懺O(shè)想對現(xiàn)有學(xué)科評估體系進(jìn)行必要的改革，如對基礎(chǔ)性學(xué)科依舊使用現(xiàn)有“理科性”評估體系；對應(yīng)用性學(xué)科，如新工科，則在原有的體系上建立新的“工科性”評估體系。這樣或許能從根本上改變我國“寫論文的太多，做應(yīng)用的太少”、應(yīng)用研究和理論研究比例失衡的現(xiàn)狀。為體現(xiàn)示范性，上述設(shè)想甚至可以率先在示范性微電子學(xué)院進(jìn)行試點(diǎn)，實(shí)踐可行后再逐步推廣到新工科乃至其他工程性學(xué)科。
（二）師生考核體系
示范性微電子學(xué)院要求“堅持人才培養(yǎng)為中心”，在國家層面需要解決的是學(xué)科問題，具體到學(xué)校和學(xué)院操作時，就要考慮內(nèi)部的考核與評價問題，其中主要涉及兩個方面，一是教師的考核，二是學(xué)生的考核。
1.教師考核體系
以人才培養(yǎng)為中心，要求教師的工作重心應(yīng)該是教學(xué)，因此微電子學(xué)院教師在考核上應(yīng)該與傳統(tǒng)學(xué)院有明顯區(qū)別，比如加大教學(xué)在考核中的比重。微電子學(xué)院培養(yǎng)的人才要強(qiáng)調(diào)工程性，所以在教學(xué)考核中，要突出工程實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容。另外，在引進(jìn)師資時，可以效仿軟件學(xué)院偏向引進(jìn)有企業(yè)經(jīng)驗或者工程項目經(jīng)驗的教師，形成本校專職教師、企業(yè)兼職教師、適當(dāng)比例外教的格局，這一點(diǎn)浙江大學(xué)微電子學(xué)院在人才引進(jìn)時就尤為注重教師的行業(yè)或工程背景。
為了保證公平性，調(diào)動教師的積極性，可以實(shí)行聘崗制和聘期制，不同崗位考核不一樣、聘期不一樣，如在浙江大學(xué)，對不同類別的教師設(shè)置有：教學(xué)科研并重崗、工程教育創(chuàng)新崗、社會服務(wù)與技術(shù)推廣崗等，其中工程教育創(chuàng)新崗就是浙江大學(xué)針對工程教育改革新設(shè)置的崗位。
2.學(xué)生考核體系
微電子學(xué)院要培養(yǎng)“工程型”人才，因此針對學(xué)生的培養(yǎng)過程、考核過程、評價過程要緊緊圍繞“工程”來設(shè)置。微電子學(xué)院學(xué)生與傳統(tǒng)學(xué)生培養(yǎng)最本質(zhì)的區(qū)別是“工程實(shí)踐”能力。在此之前，要提前區(qū)別一下其與動手能力的差別?！肮こ虒?shí)踐”能力與傳統(tǒng)工科學(xué)生在實(shí)驗室環(huán)境下的動手能力不同，是要在工業(yè)生產(chǎn)的背景下，通過“做中學(xué)”和“基于項目學(xué)習(xí)”，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的“工程師式思維和行為”。這要求學(xué)校必須為學(xué)生提供企業(yè)的工程環(huán)境而非簡單的高校實(shí)驗室環(huán)境，兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。
正是因為微電子學(xué)院培養(yǎng)的人才需要工業(yè)生產(chǎn)背景，這就要求企業(yè)參與培養(yǎng)，這從源頭上保證了學(xué)生培養(yǎng)會緊貼產(chǎn)業(yè)。通過設(shè)置新的學(xué)生評價體系來保證和監(jiān)督學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的獲得，這一點(diǎn)至關(guān)重要。也只有這樣，學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)才能立即上手，無須企業(yè)的再熏陶和培訓(xùn)。
浙江大學(xué)微電子學(xué)院對于學(xué)生“工程實(shí)踐”能力的培養(yǎng)是根據(jù)學(xué)生的不同階段分步進(jìn)行的。首先，針對低年級的本科生，加大培養(yǎng)方案中實(shí)驗課程的比例和學(xué)分，以此來培養(yǎng)學(xué)生的“動手操作”能力。其次，對于高年級的本科生，則是通過到企業(yè)實(shí)習(xí)、參與導(dǎo)師企業(yè)課題（學(xué)業(yè)導(dǎo)師制）、科創(chuàng)實(shí)驗（SRTP）、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等來初步熏陶學(xué)生的“工程實(shí)踐”能力。最后，到研究生階段，通過企業(yè)、導(dǎo)師聯(lián)合制定課題，學(xué)生選題并到企業(yè)培養(yǎng)或參與企業(yè)橫向課題等方法來完成“工程能力”的塑造。
（三）校企合作
校企合作是微電子學(xué)院建設(shè)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)高校教學(xué)以學(xué)校為主，這在一定程度上導(dǎo)致了高校研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)、高校培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)需求脫節(jié)。高等工程教育改革的目的之一就是如何將高校與企業(yè)聯(lián)系緊密，互相促進(jìn)，“如何引入企業(yè)參與到高校的人才培養(yǎng)”，從而達(dá)到“產(chǎn)學(xué)協(xié)同”。
校企合作的目的是互利共贏。中國高校以育人為宗旨，具有一定的公益性，而企業(yè)以利益為根本，公益性只是其附帶屬性，只投入不計回報的企業(yè)少之又少。如何讓兩個不同的主體做到有機(jī)結(jié)合，使得“企業(yè)愿意參與，高校愿意放開”是困難所在。從需求來看，高校育人，企業(yè)用人，高校和企業(yè)合作的紐帶在人——學(xué)生，解決好“如何以學(xué)生為紐帶將企業(yè)和高校緊密聯(lián)系在一起”是校企合作的關(guān)鍵所在。
從軟件學(xué)院的經(jīng)驗看，多是通過校企理事會、共建實(shí)驗室和實(shí)踐基地、共建師資隊伍、共設(shè)課程等方式來開展校企合作。無論是以何種合作方式，想要長久有效就必須做到互惠互利，純粹的一方投入不可持續(xù)。從浙江大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)經(jīng)驗來看，比較有效的手段之一是：通過導(dǎo)師與企業(yè)的橫向合作為依托，以項目的形式將學(xué)生的培養(yǎng)參與其中。這是一種“基于項目的培養(yǎng)模式”，企業(yè)提出技術(shù)需求和課題資金，學(xué)校再給予學(xué)生名額、教學(xué)工作量等支持。通過一個個的具體項目，將學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)串聯(lián)起來，形成規(guī)模效應(yīng)后再以創(chuàng)建聯(lián)合實(shí)驗室、研發(fā)中心、實(shí)踐基地等方式進(jìn)行深化。浙江大學(xué)成立工程師學(xué)院就是希望從學(xué)校層面來推進(jìn)和引導(dǎo)校企合作。此外，不同地區(qū)的微電子學(xué)院在專業(yè)設(shè)置上也應(yīng)針對當(dāng)?shù)仄髽I(yè)需求開設(shè)專業(yè)，面向企業(yè)培養(yǎng)人，甚至可以對重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行定向培養(yǎng)，吸引企業(yè)深度參與學(xué)院建設(shè)。
校企合作不僅僅是學(xué)校和企業(yè)的問題，政府的作用也尤為重要，因為政府掌握著核心的生產(chǎn)資料和分配政策。比如政府在審批、稅收減免、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助、教育資金、就業(yè)引導(dǎo)等各方面都能非常有效調(diào)動企業(yè)和高校的積極性，促進(jìn)雙方的結(jié)合。日本20世紀(jì)70年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起，就是通過高校（實(shí)驗室）、企業(yè)、政府三方的共同發(fā)力，成立“VLSI技術(shù)研究組合”，從而打破美國的壟斷。20世紀(jì)80年代韓國三星的崛起也與韓國政府的大力扶持密不可分，所以在這一點(diǎn)上值得我們國家借鑒和學(xué)習(xí)。
（四）硬件建設(shè)及平臺共享
集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)對硬件設(shè)施要求極高，這是其與軟件產(chǎn)業(yè)最大的不同之一。如小型工藝操作、流片、實(shí)訓(xùn)等都需要高昂硬件和財力的支撐，因此微電子學(xué)院建設(shè)要格外重視大型共享平臺建設(shè)，并以共享平臺建設(shè)為契機(jī)將校企合作、校地合作、學(xué)生實(shí)踐培養(yǎng)進(jìn)行有機(jī)連接。然而一般平臺投資都十分巨大，很難靠一己之力來進(jìn)行建設(shè)，如浙江大學(xué)微納加工中心一期投入6000萬、工程師學(xué)院微電子實(shí)訓(xùn)平臺投入近3500萬，紹興微電子研究中心投資近1億。微電子學(xué)院建設(shè)更應(yīng)注重開放式辦學(xué)，嘗試通過國家出資、政府出地、企業(yè)出技術(shù)、學(xué)校出人等多重模式，把握本地發(fā)展機(jī)遇以產(chǎn)業(yè)園、孵化器、共享平臺的形式來共贏發(fā)展。
（五）國家和學(xué)校支持
從軟件學(xué)院的建設(shè)經(jīng)驗來看，建設(shè)成功與否與國家和學(xué)校的支持息息相關(guān)。因為軟件學(xué)院建設(shè)經(jīng)費(fèi)自籌，所以從建立之初，就面臨著資金的壓力。從十多年后的評估結(jié)果來看，發(fā)展得好的軟件學(xué)院與學(xué)校的長期支持密不可分；純粹依靠企業(yè)、學(xué)費(fèi)等來進(jìn)行市場化運(yùn)作則很難實(shí)現(xiàn)。以浙江大學(xué)軟件學(xué)院為例，軟件學(xué)院之所以能在寧波辦學(xué)，首先與寧波市政府給予啟動資金、場地、師資、經(jīng)費(fèi)等全面的支持分不開，此外，與浙大持續(xù)的師資、運(yùn)營等投入也密不可分，可以說寧波市政府和浙大的支持二者缺一，浙大軟件學(xué)院就不會有今天的規(guī)模。從產(chǎn)業(yè)性質(zhì)來看，因為集成電路行業(yè)對硬件的要求要比軟件行業(yè)高很多，這就決定了微電子學(xué)院的硬件投入要比軟件學(xué)院投入要大得多，所以微電子學(xué)院勢必更需要從國家、從學(xué)校爭取更多可持續(xù)的資金，如專項經(jīng)費(fèi)、低息貸款等，這樣才有可能實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
英文名稱：Acta Electronica Sinica
主管單位：中國科協(xié)
主辦單位：中國電子學(xué)會
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：0732-2112
國內(nèi)刊號：11-2087/TN
郵發(fā)代號：2-891
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1962
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
SCI 科學(xué)引文索引(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù)：
中科雙高期刊
第二屆全國優(yōu)秀科技期刊
第三屆(2005)國家期刊提名獎期刊
聯(lián)系方式
期刊簡介
《電子學(xué)報》（月刊）創(chuàng)刊于1962年，是中國電子學(xué)會主辦的高級學(xué)術(shù)刊物, 刊登電子與信息科學(xué)及相鄰領(lǐng)域的原始（original）科研成果。 本刊的辦刊宗旨是反映中國電子與信息科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新理論、新思想、新技術(shù)，具有國內(nèi)外先進(jìn)水平的最新研究成果和技術(shù)進(jìn)展，為促進(jìn)國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)中國電子與信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展服務(wù)。
本刊的辦刊宗旨是反映中國電子與信息科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新理論、新思想、新技術(shù)，具有國內(nèi)外先進(jìn)水平的最新研究成果和技術(shù)進(jìn)展，為促進(jìn)國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)中國電子與信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展服務(wù)。
本刊設(shè)有：學(xué)術(shù)論文，科研通信，綜述評論等欄目。凡以電子與信息科學(xué)為主體（交叉學(xué)科論文必須側(cè)重電子與信息領(lǐng)域），在理論與應(yīng)用實(shí)踐上具有創(chuàng)新的，代表我國研究水平的學(xué)術(shù)論文，有科學(xué)依據(jù)和可靠數(shù)據(jù)的技術(shù)報告，階段性成果報告，以及屬于前沿學(xué)科，并對學(xué)科發(fā)展有指導(dǎo)意義的展望評論性文稿，均可向本刊投稿。
由于本刊覆蓋的學(xué)科專業(yè)較廣，出版時有意識地將相關(guān)學(xué)科和專業(yè)集中：第1、4、7、10期主要是通信與信號處理；第2、5、8、11期主要是微電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)及相鄰學(xué)科；第3、6、9、 12期主要是電子物理、真空電子學(xué)、微波與電磁場及相鄰學(xué)科。
【關(guān)鍵詞】微電子 學(xué)科建設(shè)
1 引言
微電子學(xué)是在物理學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、集成電路設(shè)計制造學(xué)等多種學(xué)科和超凈、超純、超精細(xì)加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。微電子技術(shù)是電子工程和信息科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)及核心，是世界高科技競爭的熱點(diǎn)，是國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)[1][2]。其中超大規(guī)模通信專用集成電路是現(xiàn)代通信設(shè)備的心臟，它的設(shè)計開發(fā)能力和大生產(chǎn)升級技術(shù)的掌握與提高，對于我國通信新產(chǎn)品的研發(fā)與創(chuàng)新起著決定性的作用。作為電子通信類高校，南京郵電大學(xué)建校近50年來，正朝著信息科技類大學(xué)進(jìn)軍。我們不僅需要繼續(xù)培養(yǎng)大量工程實(shí)用型人才，而且當(dāng)前特別需要培養(yǎng)大量理論基礎(chǔ)較扎實(shí)、具有開拓創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，在江蘇省這樣一個將信息產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展的大省，微電子技術(shù)必須大力發(fā)展[3-5]。
學(xué)科建設(shè)是高等學(xué)校的根本任務(wù)，是不斷提高學(xué)校辦學(xué)能力、提高教學(xué)質(zhì)量和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，并決定著學(xué)校的辦學(xué)水平和特色。加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，可以形成高校自己的優(yōu)勢和特色，提高學(xué)校的影響力、教育質(zhì)量、科研工作水平、效益等，使高校具有更強(qiáng)的競爭力和生命力。如果學(xué)校的學(xué)科水平不高，就會制約教學(xué)、科研和學(xué)校整體發(fā)展，進(jìn)而影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量[6]。
2 加強(qiáng)微電子專業(yè)的學(xué)科建設(shè)措施探討
每一所高校都有自身的辦學(xué)特色，每一個學(xué)科都有自身的歷史傳統(tǒng)。只有實(shí)事求是地綜合分析學(xué)校已有的學(xué)科基礎(chǔ)、特色、優(yōu)勢和不足，才能明確學(xué)科發(fā)展的科學(xué)定位，才能走出有自身特色的學(xué)科建設(shè)之路[6]。
微電子專業(yè)在我校還是一個新專業(yè)，如何把這個新專業(yè)做大做強(qiáng)，搞好學(xué)科建設(shè)工作，真正體現(xiàn)出南京郵電大學(xué)的微電子專業(yè)的專業(yè)特色，是一個值得探討的問題。根據(jù)我們學(xué)校長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和我們系的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，設(shè)置以通信集成電路設(shè)計為主要方向，并對專業(yè)方向的發(fā)展作了規(guī)劃，同時兼顧工藝設(shè)計與器件設(shè)計。與此同時，確立我校微電子專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)為:根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)指導(dǎo)思想，樹立“理科本科教育以培養(yǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)和理工融合型人才為主，在堅持人才培養(yǎng)質(zhì)量統(tǒng)一要求的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生個性化、多樣化發(fā)展，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)”的教學(xué)工作指導(dǎo)思想。
加強(qiáng)本專業(yè)的學(xué)科建設(shè)，主要包涵以下幾個方面的建設(shè):
2.1 對學(xué)科進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃
要想做好學(xué)科的規(guī)劃工作就要先明確自己的定位，也就是要先明確本校是主要培養(yǎng)什么方向的人才，要求他們必須要具備什么樣的知識結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新能力，從而體現(xiàn)特色、明確的專業(yè)方向。這就需要我們認(rèn)真分析本校的辦學(xué)歷史及現(xiàn)狀，了解國內(nèi)外其他高校的相應(yīng)學(xué)科的發(fā)展水平和經(jīng)驗，結(jié)合本校的實(shí)際情況和特色，構(gòu)建自己的學(xué)科體系，進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，制定一系列切實(shí)可行的有效措施。
在微電子專業(yè)正式招生之前，我們組織教師到國內(nèi)不少高校進(jìn)行調(diào)研，并與多所學(xué)校的教師進(jìn)行了交流。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們了解了國內(nèi)外、省內(nèi)外的同類專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和我校微電子專業(yè)的實(shí)力、優(yōu)勢及所處的地位，我校微電子專業(yè)起源于半導(dǎo)體專業(yè)，后又同電路與系統(tǒng)專業(yè)相互融合和交叉，形成了一個獨(dú)具特色的專業(yè)。其特點(diǎn)是專業(yè)涵蓋面寬，包括集成電路理論與技術(shù)、半導(dǎo)體器件理論與技術(shù)和半導(dǎo)體工藝?yán)碚撆c技術(shù)三大主要方向，如何體現(xiàn)專業(yè)特色，是本項研究的內(nèi)容之一。為此我們提出通訊集成電路和新型微電子器件作為我們的專業(yè)方向和特色，并在教學(xué)和科研中體現(xiàn)出來。針對江蘇省和南京市的集成電路發(fā)展特色，以及南京郵電大學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和電子科學(xué)與工程學(xué)院的實(shí)際情況，適當(dāng)加強(qiáng)通訊集成電路、新型微電子器件和光電集成的課程，體現(xiàn)專業(yè)特色。注重更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，打破學(xué)科課程間的壁壘，加強(qiáng)課程與課程體系間在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合，精選經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容，不斷充實(shí)反映科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的最新成果，注意把體現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科發(fā)展特征的、多學(xué)科間的知識交叉與滲透反映到教學(xué)內(nèi)容中來。此外還擬通過建立微電子專業(yè)實(shí)驗室，開設(shè)微電子和半導(dǎo)體測試實(shí)驗課，在培養(yǎng)學(xué)生理論知識的同時，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)既有較深理論基礎(chǔ)，又有一定動手能力的全面發(fā)展的學(xué)生。
圍繞著如何培養(yǎng)和造就適應(yīng)微電子技術(shù)飛速發(fā)展、微電子產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)、集成電路向系統(tǒng)芯片(SOC)發(fā)展、器件尺寸不斷縮小和設(shè)計思想不斷更新的需要，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才這一根本任務(wù)，積極探索，形成了“加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重素質(zhì)、拓寬知識、增強(qiáng)適應(yīng)性”的教學(xué)工作思路，將“微電子學(xué)”專業(yè)建成國內(nèi)同類專業(yè)色鮮明、人才質(zhì)量高、廣受社會歡迎的專業(yè)，“十一五”期間，形成1個強(qiáng)勢學(xué)科和研究方向;在培養(yǎng)優(yōu)秀的本科生基礎(chǔ)上，積極建設(shè)微電子學(xué)科碩士點(diǎn)。在省內(nèi)具有一定影響。在8年內(nèi)成為校品牌專業(yè)，再經(jīng)過5年的建設(shè)成為江蘇省特色專業(yè)。
因此，只有明確了學(xué)科的現(xiàn)狀、清楚自己的位置和優(yōu)缺點(diǎn)，這樣才能作出有效科學(xué)的學(xué)科建設(shè)規(guī)劃。
2.2 學(xué)科隊伍及師資隊伍的建設(shè)
學(xué)科隊伍是學(xué)科建設(shè)中的極為重要的部分，沒有高水平的學(xué)科隊伍，學(xué)科建設(shè)也只能是紙上談兵。而且高校的主要任務(wù)就是能培養(yǎng)具有良好的學(xué)習(xí)、工作和創(chuàng)新的高級專門人才，因此從這個方面來講，沒有年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理的高水平師資隊伍，也是不能完成高校所承擔(dān)的任務(wù)的。
為了實(shí)現(xiàn)師資隊伍建設(shè)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須建立一支素質(zhì)好、質(zhì)量高、勤奮工作、忠誠于黨的教育事業(yè)的師資隊伍。師資隊伍建設(shè)的總體目標(biāo):全面提高教師的政治、業(yè)務(wù)素質(zhì)，逐步建設(shè)一支適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要和辦學(xué)規(guī)模發(fā)展需要，素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效精干、充滿活力、忠誠于黨的教育事業(yè)的師資隊伍。
(1)積極培養(yǎng)學(xué)科帶頭人
學(xué)科建設(shè)必須以人為本，要注重培養(yǎng)高精尖的師資隊伍，培育創(chuàng)新型人才就要統(tǒng)籌考慮學(xué)科直接承擔(dān)的教學(xué)、科研、服務(wù)三大職能的關(guān)系，加速建設(shè)首席教授、學(xué)科帶頭人、重點(diǎn)骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個層次的學(xué)術(shù)梯隊。以中青年學(xué)科(術(shù))帶頭人的培養(yǎng)為重點(diǎn)，并加大向青年骨干教師和一線教師傾斜的力度，創(chuàng)造一個公開、平等、競爭、擇優(yōu)的用人環(huán)境，營造一個和諧、寬松、溫馨的工作氛圍，培養(yǎng)和引進(jìn)，形成一批整體素質(zhì)高、學(xué)術(shù)實(shí)力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的學(xué)術(shù)梯隊，使其在學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮突出作用。
(2)為年輕教師的成長創(chuàng)造條件
目前，我校的微電子技術(shù)系擁有教師7名，平均年齡35歲以下，年輕教師占了90%以上。因此學(xué)校要為年輕教師的成長創(chuàng)造良好的條件就顯得尤為重要。
可以把年輕教師送出去攻讀學(xué)位，鼓勵教師深造的同時，能適當(dāng)減免正常的教學(xué)工作量，同時享受基本的工資福利待遇。目前我系全體教師中四人具有博士學(xué)位，三人具有碩士學(xué)位。計劃在四年內(nèi)將專業(yè)師資力量從7人提高到10人，博士率達(dá)到70%。力爭八年內(nèi)將專業(yè)師資增加到15人，博士學(xué)位人員比例達(dá)到90%。也可以把他們送到國內(nèi)外高校去做訪問學(xué)者，積極參加國內(nèi)外舉辦的國際會議，從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題，并開闊了眼界。
設(shè)立?？罱⑶嗄杲處熍囵B(yǎng)基金，資助青年教師開展教學(xué)科研工作。
(3)改善教師的福利待遇
很多年輕教師工作不久，都承擔(dān)著工作和家庭的雙重壓力，學(xué)院可以采取一系列的措施來消除教師們工作時的后顧之憂。適當(dāng)提高教師們的工資福利待遇，設(shè)法解決青年教師的住房、交通等生活問題，達(dá)到良好的生活水平。這樣才能保證教師們能以更飽滿的姿態(tài)全心全意地投入到工作中去。
2.3 加強(qiáng)科學(xué)研究的建設(shè)
良好的科研環(huán)境是學(xué)科建設(shè)的主要內(nèi)容，學(xué)科建設(shè)的成果主要包括高水平的文章、專利、獲獎成果等，這些成果的取得都是基于良好的科研環(huán)境來完成。因此也只有通過學(xué)科建設(shè)才能改善科研環(huán)境。
(1)加強(qiáng)開展科研工作的硬件平臺的建設(shè)
要做好科學(xué)研究，就必須要有好的硬件平臺。這包括實(shí)驗中心、專業(yè)實(shí)驗室等的建設(shè)。經(jīng)費(fèi)適當(dāng)向這方面的建設(shè)傾斜，建立起良好的硬件平臺，才有利于各項科研項目的順利開展，逐步形成濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，吸引更多的人才加入到我們的科研團(tuán)隊中來。
(2)加強(qiáng)科學(xué)研究
教師只有通過科學(xué)研究才能提高自己的教學(xué)水平和科研水平，使自己成長為骨干教師甚至是學(xué)術(shù)帶頭人。因此必須要承擔(dān)一定的科研項目。作為學(xué)院，可以動員或采取一定的向科研傾斜的措施來鼓勵教師積極申報各項縱向科研項目。為此我校設(shè)立了專款建立“青藍(lán)”工程，資助青年教師開展教學(xué)科研工作，并逐步積累申報省部級、國家級項目的條件。
從事科研能力強(qiáng)的教師申請的項目，反過來又能進(jìn)一步支撐科研，如此形成良性循環(huán)。
(3)發(fā)表高檔次的文章
高水平的論文是學(xué)科建設(shè)水平的重要指標(biāo)。因此鼓勵教師多發(fā)文章，發(fā)好文章是搞好學(xué)科建設(shè)的一個必經(jīng)的途徑。比如，我校出臺了經(jīng)濟(jì)獎勵、增加業(yè)績點(diǎn)的方式鼓勵大家發(fā)高檔次的文章。文章的數(shù)量和質(zhì)量也直接有利于各項項目的申報。
只要通過以上措施，把師資隊伍建設(shè)等工作常抓不懈，經(jīng)過一定的階段一定會形成包括教授、副教授、講師、助教的，年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)都較為合理的師資梯隊，同時取得在國內(nèi)具有一定影響力的科研和教學(xué)成果。
3 小結(jié)
總的來說，新專業(yè)的學(xué)科建設(shè)中存在很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)，存在很多問題需要探討和嘗試。重要的是，如何根據(jù)我們學(xué)院長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和我們學(xué)院自身的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，對專業(yè)方向的發(fā)展作出合理的規(guī)劃，制定切實(shí)可行的學(xué)科建設(shè)規(guī)劃，采取各項有效的教學(xué)改革措施，把微電子這個新專業(yè)做大做強(qiáng)，真正體現(xiàn)出南京郵電大學(xué)的微電子專業(yè)的專業(yè)特色，是我們目前必須常抓不懈的工作。
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關(guān)鍵詞：校企合作；合作機(jī)制；實(shí)踐；思路
中圖分類號：G646 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）36-0206-03
一、背景
職業(yè)教育不同于普通學(xué)歷教育的根本特征在于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力[1]，而職業(yè)能力的培養(yǎng)僅僅靠職業(yè)學(xué)校本身無法獨(dú)立完成。教育部2002年以來提出：“以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向”的辦學(xué)指導(dǎo)方針和“校企合作、工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式。2005年《國務(wù)院大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》將其提升到國務(wù)院決定的高度，明確提出：大力推行工學(xué)結(jié)合、校企合作的培養(yǎng)模式。校企合作、工學(xué)結(jié)合被普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本途徑。新世紀(jì)以來，我國高職院校的校企合作實(shí)踐探索取得了較大的成就，尤其是在國家示范性高職院校建設(shè)項目實(shí)施以來，在政府推動下，我國在校企合作保障機(jī)制建設(shè)方面取得了一定的突破。如，組建職教集團(tuán)，成立理事會、董事會，建立職教聯(lián)盟等[2]。但總體看來，我國校企合作保障機(jī)制尚未真正建立，校企合作仍然處于探索與實(shí)踐的階段。因此，國家骨干高職院校建設(shè)項目對高職院校的校企合作提出了更高的要求。建立長久的，有效的，互利多贏的校企合作保障機(jī)制，成為高職院校特別是骨干建設(shè)院校的重要課題。南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子學(xué)院提出了“校中廠，廠中?！钡男Ｆ蠛献魉悸?，并以國家骨干專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，成立了平板顯示行業(yè)協(xié)會牽頭的，校企共建的熊貓光電學(xué)院，為高職院校的校企合作開辟了新的道路。
二、校企合作的模式
隨著校企合作機(jī)制的研究和實(shí)踐的積累，目前已經(jīng)發(fā)展出了多種合作模式[2，3]。文獻(xiàn)[3]將眾多模式歸納為以下9種。
1.“學(xué)年分段”，即學(xué)生前兩年在校學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)，后一年到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)踐并與就業(yè)緊密相關(guān)，這是校企合作中最普遍的形式。
2.“階梯分段”，3年中企業(yè)實(shí)習(xí)的比例，分別為1/3、1/2和2/3，學(xué)校學(xué)習(xí)和企業(yè)實(shí)習(xí)緊密結(jié)合，逐漸加大企業(yè)實(shí)習(xí)比例。
3.“半工半讀”，即校與企共同制訂培養(yǎng)方案，工學(xué)交替（每一學(xué)期或一學(xué)年，也有幾天輪換一次）。
4.“彈性安排”，根據(jù)合作企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的季節(jié)性特征和周期性特點(diǎn)，比較靈活地安排工學(xué)的交替。
5.“訂單培養(yǎng)”，企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展的需要以特殊“定制”的規(guī)格，一定的數(shù)量，提前預(yù)訂畢業(yè)生，往往伴隨著共同的課程開發(fā)、共同的培養(yǎng)和教學(xué)管理。
6.“教學(xué)工廠”，學(xué)校自辦生產(chǎn)、服務(wù)企業(yè)或者企業(yè)把與學(xué)校對口的車間搬進(jìn)學(xué)校，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間與實(shí)習(xí)車間合一、教師與師傅合一、學(xué)習(xí)與生產(chǎn)合一及作品與產(chǎn)品合一。
7.“廠內(nèi)基地”，企業(yè)除安排職業(yè)院校學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)的車間、工位和兼職指導(dǎo)師傅外，還單獨(dú)設(shè)立了為學(xué)生實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)服務(wù)的車間，具有教學(xué)、培訓(xùn)和實(shí)習(xí)功能，有固定管理人員和專職企業(yè)指導(dǎo)師傅者可稱為廠內(nèi)工學(xué)基地。
8.“行業(yè)主導(dǎo)”，中小企業(yè)居多的行業(yè)，單個企業(yè)不具備單獨(dú)與學(xué)校合作的條件時，行業(yè)部門或行業(yè)組織出面牽頭搭建校企合作平臺，并組織企業(yè)群，聯(lián)合為學(xué)校提供實(shí)習(xí)崗位、實(shí)訓(xùn)設(shè)備和兼職教師，聯(lián)合下培養(yǎng)訂單。
9.“職教集團(tuán)”，這是一種以名校為主導(dǎo)，相同區(qū)域、相同行業(yè)院校、企業(yè)聯(lián)合，資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展的職業(yè)教育組織。不管哪種模式，在工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)過程中，由政府主導(dǎo)，出臺一系列扶持政策；職業(yè)院校處于主體地位，積極推行各種模式的校企合作，而行業(yè)和企業(yè)則處于從屬地位，處于相對被動的配合地位。如果在校企合作中企業(yè)無法獲得長遠(yuǎn)的利益保障，企業(yè)參與合作的積極性就不高，缺乏內(nèi)在動力，因此，校企合作當(dāng)中，提高企業(yè)的主體性是校企合作成功并走向深化的保障[4]。
三、校企合作機(jī)制的基礎(chǔ)
任何形式的合作必須有合作基礎(chǔ)，即有共同的目標(biāo)和利益。如果共同的目標(biāo)與利益是長久的、穩(wěn)定的、多贏的，則這種合作就存在牢固的基礎(chǔ)。同時合作方也有各自的目標(biāo)和利益，這些目標(biāo)和利益可能不一致，甚至是矛盾的，能否平衡各方利益則是合作能否穩(wěn)定發(fā)展的根本[4]。校企合作，工學(xué)結(jié)合牽涉參與方包括政府、行業(yè)協(xié)會、企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生等。各方共同目標(biāo)是“資源共享，培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的高技能符合型人才”；這樣目標(biāo)的達(dá)成，對于政府而言，實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育基本目標(biāo)，推動了職業(yè)教育的發(fā)展；對于企業(yè)和行業(yè)協(xié)會，能夠得到急需的人才；對于學(xué)校，達(dá)到了實(shí)用人才培養(yǎng)的目的，提高了學(xué)校的聲望；對于學(xué)生，能使其掌握實(shí)用的技術(shù)和技能，找到理想的工作。同時各個主體又有不同的利益。政府希望各參與主體以發(fā)展教育和培養(yǎng)學(xué)生為核心，實(shí)現(xiàn)各自的教育和培訓(xùn)功能。行業(yè)和企業(yè)則希望自己負(fù)擔(dān)的培訓(xùn)和教育的功能越少越好，學(xué)生對生產(chǎn)發(fā)揮的作用越大越好。學(xué)校則希望，政府給學(xué)校更多的優(yōu)惠政策和支持，企業(yè)能夠承擔(dān)培訓(xùn)和教育學(xué)生的職責(zé)。而學(xué)生則希望學(xué)校代表自己的利益，能在企業(yè)學(xué)到東西，而不是簡單的重復(fù)勞動。因此，在校企合作、工學(xué)結(jié)合的實(shí)踐中，最重要的是尋求共同利益。政府應(yīng)該出臺鼓勵“校企合作，工學(xué)結(jié)合”的政策[5，6]；這種政策必須基于各個主體的共同目標(biāo)和利益，真正地讓各參與方，尤其是企業(yè)感受到自己的主體地位，積極參與對企業(yè)發(fā)展有利。學(xué)校是校企合作的主要推動者，需要充分利用國家鼓勵政策推進(jìn)校企合作。在設(shè)計時，必須仔細(xì)考慮合作的行業(yè)和企業(yè)，尋求那些有長久的共同利益合作伙伴，并能逐步形成實(shí)際可行的合作模式，建立利益平衡機(jī)制。學(xué)生的主體性也不能被忽略；學(xué)生不能是被動的參與者，應(yīng)有充分的知情權(quán)和選擇權(quán)，必須保證學(xué)生在校企合作、工學(xué)結(jié)合中的地位與權(quán)益。
四.校企合作工學(xué)結(jié)合的實(shí)踐與思考
南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院曾做過大量校企合作工學(xué)結(jié)合的實(shí)踐和與嘗試。但很多校企合作的層次比較淺，主要模式包括“學(xué)年分段”、“半工半讀”、“訂單培養(yǎng)”等。這些合作關(guān)系比較單一，最終學(xué)校提供學(xué)生，企業(yè)接納學(xué)生實(shí)習(xí)。學(xué)校和企業(yè)缺乏其他交集，對于學(xué)生的培養(yǎng)沒有統(tǒng)一的認(rèn)識和目標(biāo)。學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)沒有過渡，從角色轉(zhuǎn)換上有明顯的割裂感，對學(xué)校和企業(yè)沒有認(rèn)同感和歸屬感。企業(yè)也不適應(yīng)管理培訓(xùn)學(xué)生，對學(xué)生的表現(xiàn)評價普遍不高。而學(xué)校又缺乏協(xié)調(diào)的組織和機(jī)制，不能有效地溝通和協(xié)調(diào)，各方面的想法和利益不能及時充分地交流和協(xié)調(diào)。因此這樣簡單的合作很難穩(wěn)定和持久，很多合作難以為繼，最后不了了之。為了建設(shè)國家骨干高職院校，推進(jìn)校企合作工學(xué)結(jié)合進(jìn)一步走向深入，南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子學(xué)院，研究了校企合作實(shí)踐和理論機(jī)制，吸取以前校企合作的成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)，最終探索了一條行之有效的新路。具體包括如下幾項。
（一）尋求政府的支持
國家已明確了高職教育的發(fā)展方向，即校企合作、工學(xué)結(jié)合，尤其是國家示范院校和國家骨干院校在推進(jìn)校企合作工學(xué)結(jié)合能夠獲得很多政府的資金和政策支持；因此，在2012年南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子學(xué)院在骨干建設(shè)方案中明確提出建立“廠中校，校中廠”校企合作工學(xué)結(jié)合的模式，建設(shè)方案得到了教育部的肯定和支持。這為校企合作的開展提供了方向和動力。
（二）尋求合作企業(yè)
微電子學(xué)院在尋求企業(yè)合作伙伴時需要考慮的因素包括如下方面。
1.學(xué)校專業(yè)與產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，這是校企合作的專業(yè)基礎(chǔ)。
2.具有一定的規(guī)模，在行業(yè)中有影響力。只有具備一定規(guī)模和影響力才具備豐富的資源，才能將校企合作看成一種資源，并能加以整合和利用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身利益。這樣的企業(yè)在校企合作中才會有積極性和主動性，才能體現(xiàn)企業(yè)主體性地位，而不僅僅是簡單的被動配合。
3.在地理上很近。學(xué)校和企業(yè)距離近，可以有效地降低校企合作的成本，增加校企合作的內(nèi)容、范圍，提高合作的層次。實(shí)現(xiàn)企業(yè)和學(xué)校資源共享和優(yōu)勢互補(bǔ)。
4.處于發(fā)展期。校企合作的雙方有類似的發(fā)展要求，處于發(fā)展期的企業(yè)更有活力，更愿意合作。
基于以上考慮，我們選擇南京熊貓液晶顯示科技有限公司，該公司滿足以上的所有條件。
（三）建立校企合作的實(shí)體
一般的校企合作，工學(xué)結(jié)合具有偶然性、短期性，合作層次淺，缺乏系統(tǒng)性的特點(diǎn)。沒有專門的部門和機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)與管理。為了實(shí)現(xiàn)長效的、穩(wěn)定的、系統(tǒng)的校企合作，微電子學(xué)院與南京熊貓液晶顯示科技有限公司共建熊貓光電學(xué)院，作為校企合作的實(shí)體，其作用包括如下幾點(diǎn)。
1.協(xié)調(diào)校企合作的各個參與方，凸顯各個主體的主體性，整合各種資源，使校企合作能夠形成合力，積極推動校企合作的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，熊貓光電學(xué)院訂立熊貓光電學(xué)院章程，成立了熊貓光電學(xué)院理事會。理事會的成員來自校企合作的各個主體，包括教育主管部門、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會和學(xué)校。理事會的成立為以上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了保障。同時也能協(xié)調(diào)平衡各個利益主體的利益訴求，實(shí)現(xiàn)共同利益的最大化。
2.組織和開展校企合作的各項事務(wù)和活動。事務(wù)和活動包括工學(xué)結(jié)合，企業(yè)員工培訓(xùn)，行業(yè)協(xié)會的活動，行業(yè)技能競賽等。以工學(xué)結(jié)合為例，我們定期舉辦中電熊貓校企合作班，已經(jīng)完成了兩屆學(xué)生的培訓(xùn)；培訓(xùn)由學(xué)校老師和企業(yè)工程師組成的混編師資團(tuán)隊共同完成。培訓(xùn)讓學(xué)生將學(xué)校所學(xué)知識與企業(yè)知識相融合，提升了知識的實(shí)用性，同時，學(xué)生完成了從學(xué)生到員工的順利過渡，為今后學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，熊貓班的學(xué)生能夠快速適應(yīng)企業(yè)的工作和生活，迅速地掌握生產(chǎn)技術(shù)和技能。
3.促進(jìn)職業(yè)教育教學(xué)的發(fā)展。熊貓光電學(xué)院是校企合作的產(chǎn)物，對學(xué)校而言不僅能促進(jìn)學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系，同時也對職業(yè)學(xué)校的教育教學(xué)產(chǎn)生了很大的推動作用。學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系不僅僅是實(shí)習(xí)學(xué)生，而是擴(kuò)展到了學(xué)校、政府、企業(yè)及行業(yè)協(xié)會的領(lǐng)導(dǎo)。更重要的是學(xué)校的老師與企業(yè)的技術(shù)人員具備了更多的交流機(jī)會。校企合作，已經(jīng)不僅僅是學(xué)生層面的培養(yǎng)，同時也是師資的培訓(xùn)、領(lǐng)導(dǎo)的培訓(xùn)。通過工學(xué)結(jié)合培養(yǎng)了學(xué)生，通過混編師資團(tuán)隊建設(shè)，培養(yǎng)了教師，通過理事會的運(yùn)作培訓(xùn)了領(lǐng)導(dǎo)。使得企業(yè)元素滲透到學(xué)校教育的各個方面，高職教育培養(yǎng)人才的目標(biāo)就更容易實(shí)現(xiàn)。
在熊貓光電學(xué)院的框架下，實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)勢互補(bǔ)和共享，這樣的機(jī)構(gòu)是所有參與方都需要的。在這樣的機(jī)構(gòu)下可以放大和擴(kuò)充自己的資源，所有主體均能在這個框架下找到自己所需要的資源和利益，在此基礎(chǔ)上校企合作才能進(jìn)一步深化和發(fā)展。
五、校企合作的思路
校企合作是高等職業(yè)教育發(fā)展的方向和必由之路[7]。然而校企合作并不是抽象的、空洞的，必須理論聯(lián)系實(shí)際。
1.校企合作本身是一種資源積聚和整合的過程。這種過程并不是憑空發(fā)生的，而是具有其內(nèi)在邏輯和機(jī)制的。因此，搞清楚校企合作的發(fā)生、發(fā)展的一般規(guī)律是實(shí)現(xiàn)校企合作的前提條件。
2.根據(jù)校企合作的理論和實(shí)際，尋求最合適的合作方，并理清各個參與主體的共同利益和相對利益。尋求共同的目標(biāo)和利益，建立利益平衡的機(jī)制是校企合作存在并發(fā)展的保障。
3.校企合作必須建立實(shí)體，這樣的實(shí)體可以實(shí)現(xiàn)校企之間多方面、多層次的合作。是各方實(shí)現(xiàn)資源整合和共享的平臺。
4.校企合作不能僅僅局限于培養(yǎng)學(xué)生，必須走向深入，必須提高校企合作的層次、功能和作用。校企合作既要成為教育發(fā)展不可或缺的一環(huán)，也要成為行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的一環(huán)，最終成為校企資源以及其他資源整合關(guān)鍵紐帶，校企合作才真正有生命力。
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關(guān)鍵詞：三網(wǎng)融合 空間地理信息 增值服務(wù)
中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-02
人類的日常生活行為80％以上與空間位置相關(guān)，對空間位置信息的獲取有著與生俱來的需要[1]。對于普通大眾來說，日常生活中的吃（餐飲）、?。ㄗ∷蓿?、行（交通、出行）、游（旅游）、購（購物）、娛（娛樂）等無不與空間位置相關(guān)；對于企業(yè)來說，讓客戶準(zhǔn)確地找到自己的位置是進(jìn)行市場推廣的第一要素，同時企業(yè)也需要在一定的空間范圍內(nèi)尋找合適的產(chǎn)品、服務(wù)以及基于空間位置進(jìn)行商業(yè)規(guī)劃和市場分析等；對于政府來說，所關(guān)心的社會、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)80%以上屬于空間信息或者是與空間位置相關(guān)，政府的決策需要準(zhǔn)確、豐富的空間數(shù)據(jù)的支撐[2]。因此，空間地理信息服務(wù)已逐步成為大眾、企業(yè)和政府所不可或缺的信息服務(wù)內(nèi)容。
1 系統(tǒng)分析
1.1 空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)
空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)是覆蓋全國的海量空間地理信息綜合資源庫，該數(shù)據(jù)庫整合了全國范圍內(nèi)的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、專業(yè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)、POI（興趣點(diǎn)）數(shù)據(jù)以及面向位置服務(wù)的生活資訊（吃、住、行、游、購、娛等）與商業(yè)資訊（企事業(yè)單位）數(shù)據(jù)。
1.2 空間地理信息服務(wù)所需的關(guān)鍵技術(shù)
導(dǎo)航規(guī)劃技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)搜索技術(shù)以及Telematics應(yīng)用所涉及的其他方面的技術(shù)，共同構(gòu)成了空間地理信息增值服務(wù)所需的關(guān)鍵技術(shù)。基于上述關(guān)鍵技術(shù)，可以構(gòu)建系列基礎(chǔ)服務(wù)，包括：搜索服務(wù)、地圖服務(wù)、導(dǎo)航服務(wù)、公共交通服務(wù)、內(nèi)容管理服務(wù)、SNS驅(qū)動服務(wù)、綜合定位服務(wù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)等。
1.3 面向三網(wǎng)融合的服務(wù)接口體系
通過面向綜合應(yīng)用的數(shù)據(jù)和服務(wù)統(tǒng)一接口體系建設(shè)，綜合服務(wù)系統(tǒng)可以廣泛面向系統(tǒng)開發(fā)/集成商、內(nèi)容/服務(wù)提供商、以及平臺運(yùn)營商等提供全面的位置信息、生活及商業(yè)資訊接口服務(wù)。通過跨平臺標(biāo)準(zhǔn)化的接口體系建設(shè)，為三網(wǎng)用戶（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)）提供統(tǒng)一的全面的空間地理信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用融合。
1.4 空間地理信息增值服務(wù)及應(yīng)用支持
包括面向互聯(lián)網(wǎng)用戶和企業(yè)用戶的位置服務(wù)（LBS）網(wǎng)站、面向移動用戶的手機(jī)移動位置服務(wù)及應(yīng)用、面向車載移動用戶的Telematics服務(wù)及應(yīng)用、面向數(shù)字電視用戶的數(shù)字電視位置服務(wù)及應(yīng)用、面向企業(yè)用戶的車輛導(dǎo)航監(jiān)控應(yīng)用、面向政府的基于空間地理信息的電子政務(wù)應(yīng)用等。
2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)的整體架構(gòu)如下圖所示，系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)在本系統(tǒng)中具體體現(xiàn)分為五個層次，即數(shù)據(jù)庫層、數(shù)據(jù)訪問層、核心引擎層、接口邏輯層、封裝層和用戶層。它們的主要功能和作用如下：
（1）數(shù)據(jù)庫層。數(shù)據(jù)庫層是通過文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或自主研發(fā)的數(shù)據(jù)格式及索引方式，而實(shí)現(xiàn)的各種地理信息數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)的載體層。
（2）數(shù)據(jù)訪問層。數(shù)據(jù)訪問層規(guī)范了對各種數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容的訪問權(quán)限及統(tǒng)一的訪問方法，從而有效控制訪問的安全性與訪問性能。
（3）核心引擎層。核心引擎層由多個的服務(wù)引擎組成，包括搜索引擎、地圖引擎、公交引擎、自駕引擎、內(nèi)容管理服務(wù)引擎、SNS驅(qū)動服務(wù)引擎、綜合定位服務(wù)引擎、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)引擎等[3-4]。
（4）接口邏輯層。接口邏輯層首先將核心引擎層的引擎功能進(jìn)行封裝，從而更簡便易用地提供給接口用戶。另外接口邏輯層還封裝了一些常用的數(shù)據(jù)接口方法，如查詢POI詳情、線路詳情、站點(diǎn)詳情等業(yè)務(wù)邏輯功能，從而形成一套能支撐絕大部分應(yīng)用需求的完備的接口集合。
（5）封裝層。封裝層是對接口邏輯層在接口形態(tài)層面上的封裝。接口的形式共有4種方式，即WebService、JSON、HTTP+XML、SOCKET，分別滿足不同設(shè)備、語言、應(yīng)用場合下的接口需求。
（6）用戶層。用戶層代表各種應(yīng)用方用戶所開發(fā)的基于B/S、C/S或嵌入式的應(yīng)用程序，用戶層可能是服務(wù)提供商、企業(yè)用戶、個人用戶或是政府用戶等所有有意使用服務(wù)平臺接口的客戶。
3 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)的硬件架構(gòu)有：
（1）搜索服務(wù)器集群：部署搜索引擎，負(fù)責(zé)接收用戶的搜索請求，并返回結(jié)果。
（2）地圖服務(wù)器集群：部署柵格地圖服務(wù)引擎，負(fù)責(zé)接收用戶的各種地圖操作請求，并返回相應(yīng)的地圖結(jié)果。
（3）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群：存儲所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各類應(yīng)用數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，在其上部署數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
（4）自駕服務(wù)器集群：部署自駕規(guī)劃引擎，接收用戶自駕規(guī)劃請求。
（5）公交服務(wù)器集群：部署公交換乘引擎，接收用戶公交查詢請求。
（6）定位/SNS/內(nèi)容管理服務(wù)器集群：混合部署定位、SNS和內(nèi)容管理（CMS）服務(wù)引擎，接收用戶對這些服務(wù)的請求。
（7）身份驗證服務(wù)器集群：所有的個人用戶、企業(yè)用戶、政府用戶、服務(wù)供應(yīng)商（SP）在接入綜合服務(wù)系統(tǒng)，并提交數(shù)據(jù)服務(wù)請求時，必須進(jìn)行身份驗證。
（8）接口服務(wù)器集群：在該服務(wù)器上部署統(tǒng)一的接口服務(wù)程序，該程序處理用戶的各種服務(wù)請求，并根據(jù)服務(wù)請求的類型，將請求轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的專業(yè)服務(wù)引擎。
（9）防火墻：為了保護(hù)整個服務(wù)器系統(tǒng)，設(shè)置防火墻，以屏蔽來自INTERNET的黑客攻擊。
4 系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如圖2。
（1）操作系統(tǒng)：Windows Server 2003、Linux。（2）平臺支撐軟件：.NET 2.0、Oracle 10g、IIS、Apache。（3）核心引擎：搜索引擎、導(dǎo)航引擎、地圖引擎、公交引擎、SNS驅(qū)動引擎、混合定位引擎、內(nèi)容管理（CMS）引擎、地理編碼引擎等。
5 系統(tǒng)所提供的主要服務(wù)內(nèi)容
平臺通過三網(wǎng)（電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣電網(wǎng)）可以對各類客戶終端提供豐富的空間地理信息服務(wù)。這些服務(wù)內(nèi)容如圖3所示。
6 結(jié)語
總體說來，無論在公眾服務(wù)、企業(yè)服務(wù)，還是政府服務(wù)，國外發(fā)達(dá)國家在空間地理信息服務(wù)方面有著廣泛的應(yīng)用，新技術(shù)新方法層出不窮，商業(yè)服務(wù)規(guī)模大且商業(yè)模式成熟，是一個目前和未來快速成長的朝陽產(chǎn)業(yè)。
面向三網(wǎng)融合的空間地理信息服務(wù)平臺的實(shí)施和推廣，可以有效地提高現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的服務(wù)水平，為公眾、企業(yè)和政府提供便捷和有效的空間地理信息服務(wù)，為構(gòu)建“和諧社會”提供有效的支撐。
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關(guān)鍵詞：CORDIC；數(shù)控振蕩器；頻率
中圖分類號：TN752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 08-0000-02
頻率合成技術(shù)是指將一個高密度和高精度的標(biāo)準(zhǔn)頻率經(jīng)過加，減，乘，除的四則運(yùn)算，產(chǎn)生同樣穩(wěn)定度和精確度的大量離散頻率的技術(shù)。根據(jù)其原理組成的設(shè)備或者儀器成為頻率合成器。數(shù)控振蕩器（NCO）是一種全新的頻率發(fā)生器的核心部分。NCO的目標(biāo)是產(chǎn)生一個頻率可變的正弦波或者是余弦波樣本。
一、數(shù)控振蕩器（NCO）原理
NCO的基本結(jié)構(gòu)是一個相位累加器和一個相/幅轉(zhuǎn)換器。NCO的相位地址累加器根據(jù)參考時鐘Fclk對M位頻率字進(jìn)行累加，將累加的結(jié)果作為相/幅轉(zhuǎn)換器中的輸入，相/幅轉(zhuǎn)換器的輸出即為正弦值或余弦值。每來一個時鐘脈沖Fclk，N位累加器將M位頻率控制數(shù)據(jù)與相位寄存器輸出的累加相位數(shù)據(jù)相加，相加后的結(jié)果送至相位寄存器的輸入端。
相位寄存器一方面將在上一時鐘周期作用后所產(chǎn)生的新的相位數(shù)據(jù)反饋到累加器的輸入端，以使累加器在下一時鐘的作用下繼續(xù)與頻率控制數(shù)據(jù)M相加；另一方面將這個值作為相/幅轉(zhuǎn)換器的控制信號，進(jìn)行加減和移位運(yùn)算，輸出相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)。累加器在基準(zhǔn)時鐘的作用下進(jìn)行線性相位累加，相位累加器加滿時產(chǎn)生一次溢出，完成一個周期，這個周期也就是NCO信號的頻率周期。只要改變頻率控制字Fcw，字長N，和時鐘頻率Fclk，就可以改變輸出頻率和頻率分辨率。
二、NCO的硬件實(shí)現(xiàn)電路
NCO劃分為3個大模塊，分別是相位累加器，象限轉(zhuǎn)換器和相/幅轉(zhuǎn)換器。相位累加器由加法器，寄存器和映射單元級聯(lián)構(gòu)成，組合來實(shí)現(xiàn)相位輸入的累加功能。在每一個輸入時鐘Fcw的邊沿處，輸入的頻率控制字Fcw輸入到加法器相加，將相加的結(jié)果送入寄存器，在通過映射將相加的部分映射到。寄存器將加法器在上一個時鐘所產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)反饋到加法器，已使加法器在下一個時鐘作用下繼續(xù)與頻率控制字相加。這樣相位累加器在時鐘作用下實(shí)現(xiàn)了相位累加。相位累加器的輸入為Fcw，它代表了頻率信息。Fcw數(shù)值越大，即累加的步長越長，輸出信號的頻率也就越大；反之，F(xiàn)cw的數(shù)值越小，累加的步長越小，輸出的信號頻率也就越小。相位累加器的運(yùn)算速度關(guān)鍵在于加法器的速度，為了提高加法器的速度，前面提高了采用流水線設(shè)計的40位加法器。在此基礎(chǔ)上面，將加法器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，得到累加器的設(shè)計。
為了使CORDIC算法滿足高速度要求，將循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)完全展開，形成平行展開結(jié)構(gòu)。在平行展開結(jié)構(gòu)中，只要在每一級的計算過程中插入流水線寄存器，就可形成高全流水線結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)采用N個相同的單步迭代結(jié)構(gòu)在一個時鐘周期內(nèi)并行工作于這些單步迭代結(jié)構(gòu)同時工作，平均完成一次計算結(jié)果只需要一個時鐘周期，可以不斷地輸出計算結(jié)果，這種結(jié)構(gòu)的一個主要優(yōu)點(diǎn)就是計算速度快，相比上節(jié)提到的循環(huán)代結(jié)構(gòu)在速度上提高了N倍，但是由于將單步迭代結(jié)構(gòu)復(fù)制了N倍，也使得硬件開變成循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)的N倍，這是一個以增加硬件開銷來換取速度提高的一個典型。在此中間插入寄存器的，就可以構(gòu)成相應(yīng)的流水線CORDIC運(yùn)算單元。根據(jù)改性的CORDIC算法，將最后9到23級的迭代運(yùn)算，按照一級進(jìn)位存儲加法運(yùn)算，大大的減少面積。
三、NCO的驗證
將此NCO的電路對進(jìn)行布局布線以后的信息重新進(jìn)行Primetime檢驗，得到關(guān)鍵路徑的延時大概在5.98ns.關(guān)鍵路徑為3.6ns.這樣得到的信息可以完全的滿足時鐘頻率是50Mhz的要求。對進(jìn)行版圖以后仿真得到的數(shù)據(jù)最高不失真輸出頻率是20Mhz。
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（1.江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇無錫214122；2. 江陰蘇陽電子股份有限公司，江蘇江陰214421）
摘要：為了滿足功率器件不同封裝形式可靠性和穩(wěn)定性的需求，對功率器件封裝的塑封系統(tǒng)進(jìn)行研究。設(shè)計塑封壓機(jī)集成接口和PLC溫度控制電路，實(shí)現(xiàn)功率器件塑封壓機(jī)溫度控制；研發(fā)光電傳感器、接近傳感器以及螺旋測試頭集合形成的塑封模具定位傳感結(jié)構(gòu)，結(jié)合PLC定位電路設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了功率器件塑封模具定位。對關(guān)鍵的PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)進(jìn)行了探索，系統(tǒng)已投入實(shí)際應(yīng)用，效果良好。
關(guān)鍵詞 ：功率器件；封裝；溫度控制；定位
中圖分類號：TN305.94?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）14?0116?04
收稿日期：2015?01?25
隨著以計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和汽車電子為代表的4C 市場和電源驅(qū)動領(lǐng)域朝著小外型、大功率的方向發(fā)展，作為關(guān)鍵的核心電子元器件，現(xiàn)代功率器件也朝著大功率、小型化、高頻化的趨勢快速發(fā)展[1?2] ，這對功率器件的封裝提出了更高的要求。
目前主流功率器件封裝形式有：TO，SOP，DIP，PDFN，QFN[3]，為了確保這些器件的穩(wěn)定性和可靠性，封裝過程中的控溫和定位顯得尤為重要。通過塑封系統(tǒng)自動控溫定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)不同封裝形式功率器件可靠性和穩(wěn)定性的提升[4] 。本文成果已應(yīng)用于江陰蘇陽電子股份有限公司多類產(chǎn)品實(shí)際封裝。
1 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)采用的PLC 控制系統(tǒng)由CP1H?XA40DT?DPLC和TPC1062KS觸摸屏組成，配合塑封壓機(jī)集成接口設(shè)計、PLC 控溫設(shè)計、PLC 定位設(shè)計、光電傳感系統(tǒng)嵌入，在觸摸屏上實(shí)時顯示塑封壓機(jī)溫度并實(shí)現(xiàn)溫差預(yù)警反饋和定位不準(zhǔn)預(yù)警反饋[5?6]。原理框圖如圖1所示。
2 半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)自動溫度切換系統(tǒng)
2.1 塑封壓機(jī)集成接口系統(tǒng)設(shè)計
作為功率器件封裝關(guān)鍵的塑封工序，塑封系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度直接影響了功率器件的性能。半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)需要安裝精密塑封模具以進(jìn)行手動塑料封裝，一副模具一般需要16~20個加熱棒，壓機(jī)有32個加熱通道，可以方便更換。傳統(tǒng)塑封壓機(jī)中模具加熱棒與壓機(jī)加熱棒接口一一對接，壓機(jī)加熱棒通道與熱電偶通道一一對應(yīng)，該對接方式直接造成壓機(jī)內(nèi)部連線過多，引起安全隱患。
為了解決上述問題，設(shè)計了一種包括上模、下模、壓機(jī)加熱棒集成接口以及壓機(jī)熱電偶集成接口的塑封壓機(jī)系統(tǒng)。上模及下模的單獨(dú)加熱棒接口集合成一個整體加熱棒接口，上模及下模的單獨(dú)熱電偶接口集合成一個整體熱電偶接口，整體加熱棒接口與加熱棒接口通過加熱棒連接線連接，整體熱電偶接口與熱電偶接口通過熱電偶連接線連接。由于系統(tǒng)將傳統(tǒng)的多條單線連接改成整體接口連接，使得半導(dǎo)體塑料封裝壓系統(tǒng)連線簡單、不容易造成連線接頭脫落，更換塑封模具便捷。
2.2 PLC溫度控制設(shè)計
設(shè)計的塑封壓機(jī)系統(tǒng)除了將壓機(jī)的多個單通道結(jié)合在一起，還在PLC智能反饋系統(tǒng)中增加自動變換通道程序，若某個通道低于設(shè)定溫度一定時間，PLC 自動切換下一個閑置通道。通過觸摸屏輸入、PLC 反饋、模塊集成的方法實(shí)現(xiàn)溫度的切換控制。
PLC溫度控制系統(tǒng)通過觸摸屏設(shè)定加熱溫度、加熱脈沖、高低溫度報警值和計時時間等相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對壓機(jī)的溫度控制。在實(shí)際應(yīng)用中，塑封壓機(jī)加熱開啟2 h后切換通道系統(tǒng)開啟，若某個通道出現(xiàn)異常（≠175 ℃，溫差＞3 ℃），PLC立即開始200 s計時，在計時期內(nèi)該通道溫度如仍未達(dá)設(shè)定值，該通道將被關(guān)閉，同時開啟下一個閑置通道，重新加溫。最終塑封壓機(jī)溫度維持在報警值3 ℃以內(nèi)，從而保證塑封過程中的恒定高溫。該系統(tǒng)可應(yīng)用于不同封裝形式，圖2為本系統(tǒng)PLC溫度控制原理圖，圖3為實(shí)際塑封壓機(jī)觸摸屏溫度及PID顯示界面圖。
3 半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)智能定位系統(tǒng)
本系統(tǒng)設(shè)有光電傳感器、接近傳感器以及螺旋測試頭，可利用螺旋測試頭高精度的測量尺寸來調(diào)節(jié)接近傳感器與工作臺的配合。上、下工作平臺之間連接有4根導(dǎo)柱，將電子光纜感應(yīng)尺設(shè)置于導(dǎo)柱的外側(cè)，接近傳感器設(shè)置在導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)，螺旋測試頭位于接近傳感器的底部。當(dāng)下工作臺上升時，4個導(dǎo)柱上的接近傳感器可感應(yīng)下工作臺是否到達(dá)設(shè)定位置，電子光纜感應(yīng)尺讀取下模到導(dǎo)柱的距離，如未達(dá)設(shè)定值，光電傳感器將輸出電平信號，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后，一路信號直接觸發(fā)PLC安全控制點(diǎn)，有效阻止模具的開合；另一路信號輸出至LED指示燈，提示此時工作臺未能到達(dá)設(shè)定位置，圖4為塑封模具定位原理圖。該系統(tǒng)具有智能定位的功能，觸摸屏可實(shí)時顯示4個導(dǎo)柱是否在設(shè)定位置，如有報警，可迅速反映定位異常的傳感器方位，便于及時處理，可以有效避免模具損壞或者報廢。圖5為本系統(tǒng)觸摸屏定位顯示界面。
4 軟PLC 系統(tǒng)研究
為了實(shí)現(xiàn)塑封系統(tǒng)控溫定位的智能反饋，需要設(shè)計一種實(shí)時監(jiān)控的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，可編程邏輯控制器（Programmable Logical Controller，PLC）以微處理器為基礎(chǔ)，采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程[7?8]；所以在功率器件塑封系統(tǒng)設(shè)計中，采用PLC與觸摸屏組成的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控溫和定位功能。
4.1 控制現(xiàn)場結(jié)構(gòu)
本文采用CP1H?XA40DT?D PLC 和TPC1062KS 觸摸屏組成系統(tǒng)控制現(xiàn)場的電動閥、電磁閥、電動機(jī)、溫度控制器和定位控制器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。以溫度控制為例，CP1H?XA40DT?D通過模擬量輸入模塊和溫度傳感器采集現(xiàn)場的溫度信號，信號通過PLC 上的A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)值變換傳送到觸摸屏上，觸摸屏顯示實(shí)時的溫度值和PID值；且PID 參數(shù)可以通過觸摸屏進(jìn)行設(shè)置，觸摸屏給PLC 發(fā)送指令，以控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)[9]。控制現(xiàn)場溫控結(jié)構(gòu)如圖6所示。
4.2 控制系統(tǒng)電路設(shè)計
為了實(shí)現(xiàn)PLC對塑封壓機(jī)溫度和模具定位的控制，必須設(shè)計相應(yīng)的控制電路。PLC 控制系統(tǒng)的控制電路主要由輸入電路、PLC、輸出電路3個部分組成。輸入電路主要有按鈕、開關(guān)、模擬量、人機(jī)界面等；輸出電路主要有電磁閥、指示燈、接觸器等。PLC 控制系統(tǒng)根據(jù)輸入電路得到的信號，執(zhí)行PLC程序，從而控制輸出電路的電器元件驅(qū)動設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，最終滿足控制塑封壓機(jī)溫度和模具定位的要求，完成系統(tǒng)控制。以溫度控制為例，通過觸摸屏設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塑封壓機(jī)溫度（175 ℃），通過PLC程序判斷壓機(jī)溫度是否在容差范圍內(nèi)（3 ℃），若超出容差，則發(fā)出信號反饋至觸摸屏，同時調(diào)整加熱通道，令塑封壓機(jī)溫差小于設(shè)定容差。圖7為功率器件塑封系統(tǒng)PLC溫度控制電路圖。
4.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
常見的PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方法有圖解法編程（包括梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進(jìn)順控法）、經(jīng)驗法編程、計算機(jī)輔助設(shè)計編程等[10]。設(shè)計的自動控溫定位塑封系統(tǒng)選用的是梯形圖法，這種最方便的編程方法是一種用梯形圖語言，模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方式。其圖形及元件名稱均與繼電器控制電路十分相近。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以把原繼電器控制電路轉(zhuǎn)化成PLC梯形圖語言。
為了提高系統(tǒng)可靠性，在軟件設(shè)計上采用了數(shù)字濾波和軟件容錯。在采樣周期內(nèi)，用采樣值計算加權(quán)平均值作為濾波值，濾波現(xiàn)場的模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量信號，存入PLC中，根據(jù)濾波值濾去噪聲信號獲得所需的有用信號，進(jìn)行系統(tǒng)控制。在程序執(zhí)行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場故障或錯誤，系統(tǒng)即通過程序判斷造成錯誤的原因是主要故障還是次要故障，并分別做出停機(jī)和相應(yīng)子程序處理。系統(tǒng)還可對重要的開關(guān)量輸入信號或易形成抖動的檢測或控制回路采用軟件延時，對同一信號多次讀取，結(jié)果一致，才確認(rèn)有效，消除偶發(fā)干擾的影響。
5 結(jié)語
目前市場中功率器件應(yīng)用極為廣泛，為了適應(yīng)現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域不斷小型化的發(fā)展趨勢，現(xiàn)代功率器件封裝技術(shù)不斷改進(jìn)，新型封裝形式不斷涌現(xiàn)。為了提高各種封裝形式的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)計了一種可應(yīng)用于各種封裝形式的功率器件自動控溫定位塑封系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵塑封工藝設(shè)備溫度的均勻和穩(wěn)定，提高塑封模具壓合精度，從而提高良品率，降低設(shè)備損耗，具有極其重要的應(yīng)用價值?；赑LC控制系統(tǒng)的自動控溫定位塑封系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)對提升功率器件封裝的效率有著重要意義。
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作者簡介：余駿華（1990—），男，碩士。研究方向為軟件理論及其應(yīng)用。實(shí)用新型專利：半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)智能溫度切換系統(tǒng)（ZL 201320226664.0）發(fā)明人。
孫力（1966—），男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師。研究方向為計算機(jī)技術(shù)。
全慶霄（1963—），男，高級工程師，碩士。研究方向為半導(dǎo)體封裝技術(shù)。
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對信息未來和決策未來的探索，可以從不同的角度進(jìn)行。這里，我們著重探討信息這樣兩個問題：資源開發(fā)利用的發(fā)展前景，信息的未來和決策的關(guān)系。
信息資源開發(fā)利用的前景
盡管信息的奧秘遲至本世紀(jì)才由控制論、信息論等現(xiàn)代科學(xué)所揭示，但人類卻一直生活在信息的海洋中。最近，筆者根據(jù)資料，把人在利用信息方面的幾個重要?dú)v史時期整理成如下表格。
表格說明，人類長期以來，一直在致力于發(fā)展收集、處理和傳輸信息的能力，以便快速、有效地利用信息資源。
信息資源的發(fā)展?fàn)顩r是不同尋常的，專家學(xué)者們把它的迅速增長，稱為“爆炸性增長”。他們指出，信息資源和傳統(tǒng)的資源、能源不同，不是越使用越少，而是越使用越多，越消費(fèi)越增長。日新月異的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和層出不窮的技術(shù)發(fā)明。是新知識、新信息不斷增加和出現(xiàn)爆炸性增長的主要原因。自1750年以來，科學(xué)知識約50年增加10倍，為世界人口增長速度的2.5倍。有人作過如下統(tǒng)計：到七十年代初為止，世界每年出版的科技圖書達(dá)50萬種，科技雜志4萬多種，科技論文多達(dá)300萬篇，此外還有大量的文集、研究報告、專刊文獻(xiàn)等其他信息。在出現(xiàn)新技術(shù)革命以后的三十年中，新增加的知識和信息、占人類全部知識信息的90%。
在利用信息資源方面，人類已經(jīng)通過科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、尤其是現(xiàn)代科學(xué)中的信息論、控制論、系統(tǒng)論等學(xué)科的誕生，使人類認(rèn)識到信息是自然界的第三大資源，懂得了信息的巨大功能和價值。信息作為生產(chǎn)力、競爭力和經(jīng)濟(jì)成就的關(guān)鍵，也已日益為經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展所證實(shí)。在這種情況下，人類迅速提高了利用信息資源的自覺性。這種自覺性，正是人類發(fā)展信息技術(shù)、提高利用信息資源能力的強(qiáng)大動力。在新的技術(shù)革命中，計算機(jī)、微電子、現(xiàn)代通信等信息處理和傳遞技術(shù)正在突飛猛進(jìn)，信息革命已成為新技術(shù)革命的主要標(biāo)志。從七十年代開始的第一次信息革命和八十年代開始的第二次信息革命，都是人類為提高利用信息資源的能力而作的努力。經(jīng)過這兩次信息革命，信息化已經(jīng)由點(diǎn)發(fā)展到面，出現(xiàn)計算機(jī)和現(xiàn)代通信相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)信息化和系統(tǒng)信息化。這樣，就使信息資源可以更迅速、更有效、更準(zhǔn)確地為人類所利用。
根據(jù)上面的分析，我們可以對信息資源利用的誘人前景，作出如下預(yù)測性的描述：
首先，在未來的技術(shù)革命和世界新的產(chǎn)業(yè)革命中，可以開發(fā)利用的信息資源將急劇增加，繼續(xù)呈現(xiàn)爆炸性的增長，信息資源將在未來的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展中扮演更為重要的角色。
其次，隨著第二次信息革命繼續(xù)向縱深發(fā)展，利用信息資源的處理和傳遞技術(shù)，將對經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，如果一個國家信息技術(shù)落后，那么它必將在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面拉開和發(fā)達(dá)國家的差距。
第三，由于開發(fā)利用信息資源的需要，信息科學(xué)技術(shù)必將得到迅速的發(fā)展。以信息為中心的新研究群和新知識群正在崛起。新的研究群和知識群將由信息科學(xué)、微電子學(xué)、信息處理、信息通信、系統(tǒng)論、決策論、信息經(jīng)濟(jì)學(xué)、信息通訊未來研究、信息技術(shù)評價、知識社會學(xué)、信息法學(xué)、信息管理等知識門類組成。
第四，由于信息資源的重要性日益增強(qiáng)和信息化社會的形成，社會將有更多的人去研究信息資源開發(fā)利用問題和從事信息資源開發(fā)利用的實(shí)際工作。
未來的決策和信息決策學(xué)
信息資源利用的發(fā)展前景，在決策方面為我們提供了那些啟示呢？
可以說，沒有信息的決策實(shí)際上是不存在的。在未來研究專家們看來，任何決策除了必須以有關(guān)決策對象的過去和現(xiàn)狀的資料為依據(jù)外，還必須更多地依靠有關(guān)決策對象發(fā)展趨勢的未來信息。這樣做的理由很簡單，因為任何決策都是面向未來的，都是籌劃未來的行動目標(biāo)和行動的方案的。從這個意義上說，信息資源開發(fā)利用的前景給我們的啟示，主要有以下四個方面：
一、制訂有關(guān)信息資源開發(fā)利用的決策時，必須把這種前景作為決策的未來信息。
二、我們必須盡快地作出有利于發(fā)展信息技術(shù)的各種決策，使信息技術(shù)得到更快地發(fā)展。
三、與人才的培養(yǎng)有關(guān)，隨著信息資源開發(fā)和利用范圍的不斷擴(kuò)大，我國在這方面的人才必然奇缺。這就要求我們盡早地作出培養(yǎng)和訓(xùn)練信息人才滿足未來需要的決策。這個問題，應(yīng)當(dāng)作為科研、教育等方面體制改革的重點(diǎn)來抓。
Abstract: The simulation of plant morphology has been the focus of computer graphics. Virtual forest environment is virtual reality technology combined with cartoon industry of new research field, the construction of complex forest object, expression and analysis of complex forest growth rule for animation industry research provides a new platform. This paper based on vegetation growth rule, and realize the platform for cartoon game model of virtual forest. And biological evolution by natural selection mechanism of plant species, from the start, using genetic algorithm simulation virtual forest competition between individual plants, reflect the relationship between natural selection rules, to a certain extent in the past, reproduce virtual forest inversion of reality, the prediction of the future.
關(guān)鍵詞: 虛擬森林;環(huán)境模擬;遺傳算法;L系統(tǒng);二叉樹
Key words: virtual trees;environmental simulation;genetic algorithm;L system;binary tree
中圖分類號:TP34文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)28-0155-02
1概述
虛擬森林環(huán)境(Virtual Forest Environments, VFE)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在林業(yè)科學(xué)上的應(yīng)用實(shí)踐,它以林業(yè)空間數(shù)據(jù)為依托,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為特征,構(gòu)建森林對象,表達(dá)及分析復(fù)雜的森林現(xiàn)象,這種不同與以往二維圖形的表達(dá)方式誘發(fā)了三維可視化的新方法,新思想,新發(fā)展。虛擬森林環(huán)境是一個可進(jìn)行森林實(shí)驗的虛擬工作室或人與人交流研討、協(xié)同工作的媒介平臺,在虛擬森林環(huán)境中可以做定性與定量的綜合分析,解決復(fù)雜森林管理規(guī)劃問題、科學(xué)地協(xié)同決策。虛擬森林環(huán)境可用于對現(xiàn)實(shí)世界的森林?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行模擬、分析、解釋、預(yù)測等,幫助理解復(fù)雜的森林生長現(xiàn)象,支持林業(yè)規(guī)劃、決策和調(diào)控。因此,面向林業(yè)的虛擬森林環(huán)境的研究,是一個十分復(fù)雜而迫切需要解決的問題,它將為林業(yè)建設(shè)提供一個廣泛而形象化的信息處理環(huán)境及支撐工具,為專家提供林業(yè)決策的新平臺,有效推動森林資源的合理保護(hù)和營林生產(chǎn)等林業(yè)各個環(huán)節(jié)的信息化進(jìn)程,進(jìn)而提高林業(yè)管理的現(xiàn)代化水平,促進(jìn)資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展問題的討論,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
地球表面上只要有植物生活所必須的環(huán)境條件就會有植物聚集生長并形成種群。植物種群的基本特征是植物與植物,植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系。植物種群是植物群落的基本單元,具有以下三個基本特征:①空間特征:種群具有一定的分布區(qū)域、分布形式和空間等級結(jié)構(gòu);②數(shù)量特征:種群在單位面積上(空間內(nèi))有一定的個體數(shù)量,并將隨時間而發(fā)生變化;③遺傳特征:種群有特定的基因構(gòu)成,種群內(nèi)的所有個體具有一個共同的基因庫,基因頻率具有空間分布型,并隨時間而進(jìn)化。
虛擬森林環(huán)境中的研究重點(diǎn)是對植物種群的研究,最終是要說明植物種群的動態(tài)分化與適應(yīng)過程。然而,虛擬自然景物技術(shù)發(fā)展到今天,構(gòu)造虛擬植物的模型已經(jīng)很多,但多數(shù)都側(cè)重于圖形學(xué)方面,主要研究對象在某一時刻的具體形態(tài)。本文受達(dá)爾文生物進(jìn)化論思想啟發(fā),借鑒生物界自然選擇和進(jìn)化機(jī)制,從植物種群著手,利用遺傳算法構(gòu)造了虛擬植物模擬器,為實(shí)現(xiàn)虛擬森林中植物個體間優(yōu)勝劣汰的競爭關(guān)系提供實(shí)現(xiàn)手段,在一定程度上實(shí)現(xiàn)虛擬森林反演過去,再現(xiàn)現(xiàn)實(shí),預(yù)測未來的動態(tài)功能。
2模擬與實(shí)現(xiàn)
在為虛擬植物建模時,本文使用了基于二叉樹的L系統(tǒng),該方法的特點(diǎn)是在L系統(tǒng)文法生成初期就已經(jīng)體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)之間的上下文關(guān)系,并且在內(nèi)部生長因子和外部環(huán)境因子的共同作用下,將枝干的粗度、偏轉(zhuǎn)角度、長度、出芽點(diǎn)個數(shù)等信息存儲在相關(guān)結(jié)點(diǎn)中。二叉樹的建立是從頂向下遞增完成的,需要遍歷生長狀態(tài)對應(yīng)的字符串。該算法的創(chuàng)新在于各個狀態(tài)節(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系在L系統(tǒng)建立時就已經(jīng)存在,結(jié)點(diǎn)與其相鄰的結(jié)點(diǎn)間存在著上下文的關(guān)系,這種新型的基于二叉樹的L系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在描述環(huán)境敏感型虛擬植物方便有效。枝條彎曲的模擬對于形象地模擬植物的形態(tài)很重要。彎曲模擬一般用參數(shù)曲線擬合的方法來模擬枝條的彎曲。該方法雖然能模擬各種枝條的彎曲,但需要對枝條彎曲形狀做大量測量,通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出曲線控制參數(shù)。這種方法不適合模擬植物生長的過程。本文通過分析枝干的受力情況,確定分枝偏轉(zhuǎn)的角度。分枝的空間位置體現(xiàn)了枝條受重力作用表現(xiàn)出的屈地性以及受光照影響表現(xiàn)出的向光性。使得不同生長長度和不同生長位置的枝條彎曲的程度不相同。因此建立了基于環(huán)境敏感型植物的虛擬森林模型。該模型包括了虛擬植物模型、虛擬植物模擬器、環(huán)境模擬器、環(huán)境模型和環(huán)境因子(陽光、溫度等)。該模型從宏觀和微觀兩個方面來實(shí)現(xiàn)虛擬植物與環(huán)境之間的交互。宏觀方面,虛擬植物和環(huán)境之間存在交互,環(huán)境因子作用于虛擬植物的生長模擬,當(dāng)環(huán)境變化后,植物個體需要改變其形態(tài)來適應(yīng)環(huán)境的變化;微觀方面是從植物生態(tài)屬性出發(fā),利用遺傳算法通過改變植物的基因片段體現(xiàn)虛擬森林環(huán)境下種群中植物個體之間的競爭關(guān)系,模擬自然界中的優(yōu)勝劣汰的選擇規(guī)律。該模型的提出使得環(huán)境敏感型植物的模擬更加真實(shí)自然,有效地反映出植物之間的競爭關(guān)系,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了虛擬森林環(huán)境反演過去、再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)、預(yù)測未來的功能。
3總結(jié)與展望
植物是自然場景的重要組成部分,在虛擬現(xiàn)實(shí)/環(huán)境、計算機(jī)動畫與仿真中,植物模型的精細(xì)程度和外觀效果直接影響室外場景的真實(shí)感。因此,植物的建模表示與真實(shí)感繪制一直是計算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。隨著計算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的飛速發(fā)展,特別是可編程圖形卡及相應(yīng)編程語言的功能日益完善和強(qiáng)大,人們開始考慮動態(tài)自然場景的真實(shí)感繪制問題;另一方面,數(shù)字娛樂與媒體如影視特效、視頻游戲等也迫切希望圖形學(xué)提供有效、快捷的算法來處理動態(tài)變化的室外場景,并在獲得更為逼真的動態(tài)效果的同時加快制作工序并節(jié)省成本。注意到植物形態(tài)各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其生長和運(yùn)動蘊(yùn)含著錯綜復(fù)雜的物理和生物學(xué)規(guī)律與機(jī)理。因此,在保證一定的形態(tài)真實(shí)感的前提下,構(gòu)造合適的物理模型和生物學(xué)模型,加速模擬計算,以便最大限度獲得運(yùn)動或變化真實(shí)感顯得頗為重要。本文基于物理和生物學(xué)原理,從植物的表達(dá)模型出發(fā),研究植物的動力學(xué)模擬與生長模擬,力求在形態(tài)真實(shí)感、運(yùn)動真實(shí)感以及效率之間取得較好的平衡,以滿足相關(guān)應(yīng)用的需求。
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