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關鍵詞 模擬集成電路 CAD 教學改革
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1002—7661(2012)21—0006—01
在當今信息時代,微電子學的應用已經滲透到國民經濟的各個領域。集成電路( Integrated Circuit, IC)作為微電子技術的核心,是整個信息產業和信息社會最根本的技術基礎。發展IC產業對提高技術的創新基礎和競爭能力具有非常重要的作用,對國民經濟發展、國防建設和人民文化生活等各方面都發揮著巨大的作用,也是一個國家參與國際化政治、經濟競爭的戰略產業。模擬集成電路是現實世界和數字化系統之間的橋梁,是現代信息化系統的關鍵技術之一。發展電子信息化,必須發展模擬IC技術。為了提高我國模擬IC電路的水平,不但要在產業化方面做出巨大的努力,還需培養出更多的高質量人才。事實上,模擬集成電路設計是一個實踐性較強、實踐內容多的微電子學專業的專業方向,因而在教學課程設置時不僅要努力加強理論教學,還需加強實踐教學,提高學生的實踐動手能力。《模擬集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設計方向的核心基礎課程,其教學的好壞關系到學生在模擬集成電路設計方面的發展前景。在此背景下,根據重慶郵電大學光電工程學院微電子學專業的實際情況,結合筆者多年集成電路實際工程經驗以及多年教學實踐,擬從以下幾個方面對《模擬集成電路CAD》課程的教學改革進行探索。
一、理論教學,以培養學生分析設計能力為目標
《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設計方向的一門核心基礎課,與其他電路基礎課一樣,具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細節多、理論較抽象、工程特征突出、電路結構多樣等特點,在學習中學生普遍反映較難學習。在設置授課內容時,不僅要夯實專業基礎和培養學生的分析與設計能力,還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識重復的問題。
根據教學大綱以及課程內容設置原則,《模擬集成電路CAD》理論教學定為32學時,并將講授內容分為以下幾部分:第一部分,MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD;第二部分,單元電路設計、仿真及分析;第三部分,偏置電路設計、仿真及分析;第四部,跨導放大器設計。在授課過程中,以簡單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主,復雜CMOS模擬集成電路分析為輔;以分析能力培養為主,設計能力培養為輔;激勵學生CMOS模擬集成電路設計的興趣。
二、實驗教學,以培養學生實踐動手能力為目標
實驗教學的目的在于培養學生建立起CMOS模擬集成電路設計流程的概念、熟練掌握各個環境的工具使用,能解決模擬集成電路設計仿真過程出現的問題,促使理論知識的理解和深化,因而設置合理的實驗體系具有重要意義。同時,Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設計工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設計公司最廣泛使用的工具。為了使學生在畢業后能很快適應崗位、能盡快進入角色,有必要使學生學習使用這類先進的EDA工具,從而真正幫助學生掌握CMOS模擬集成電路設計技術。根據這一原則,《模擬集成電路CAD》實驗教學定為32學時,并開設如下幾個實驗:實驗一,IC設計工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用;實驗二,CMOS兩級運算放大器的設計、版圖繪制與驗證;實驗三,CMOS帶隙基準參考的設計、版圖繪制與驗證。在實驗過程中,一人為一組,有利于培養學生的獨立思考問題、解決問題的能力。
三、改革教學方法,豐富教學手段
教學內容體系確定后,采用什么樣的教學方法與教學手段是非常重要的。采用有效的教學方法并結合先進的教學手段,不僅有利于培養學生獲取知識的能動性,而且有利于培養學生獨立發現問題、分析問題以及解決問題的能力,實現以教為中心到以學為中心的轉換,突出學生在學習過程中的主動性,從而獲得好的教學成果。
針對CMOS模擬集成電路具有概念細節多、理論較抽象、工程特征突出、電路結構多樣等特點,在(下轉第10頁)(上接第6頁)教學手段上以多媒體教學為主,傳統黑板板書為輔,同時在課堂上以動畫的形式展現當前CMOS模擬集成電路設計趨勢及其技術特點,從而達到提高課堂教學質量的目的。
四、考核方式的改革
考核是對學習的結果做出評估,是反映教學效果的手段。而課程開設能否達到既定的教學目標,課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統的考核方式為試卷筆試與平時成績結合的方式。針對《模擬CMOS集成電路》課程特點,考核方式作如下嘗試:結合課程的專業特點,采用提交論文和現場答辯相結合的考核方式。針對課程的重點知識點,設計幾個課外小題目,讓學生通過查閱相關文獻資料,完成電路設計并撰寫小論文,從而增強學生獨立思考與實踐動手能力。在每個題目完成后,教師要求學生在提交論文時做好答辯ppt,并利用專門時間進行5分鐘左右的答辯,并接受教師和同學的提問。這樣可以引導學生更加重視實踐性環節,強化技能水平的提高。
教學過程是一個不斷探索、總結與創新的過程。要實現《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革,還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學實踐中,筆者將加強與同行交流學習,進一步完善教學內容、教學實踐、教學方法、教學手段以及考核方式等,以期改善教學效果。
參考文獻:
[1]徐世六.軍用微電子技術發展戰略思考[J].微電子學,2004,34(1):l—6.
英文名稱:中國郵電高校學報(英文版)
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:北京郵電大學
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:英語
開
本:大16開
國際刊號:1005-8885
國內刊號:11-3486/TN
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1994
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
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期刊簡介
關鍵詞:電子信息;專業英語;教學模式
作者簡介:王小妮(1977-),女,山東威海人,北京信息科技大學理學院,講師。(北京 100192)
基金項目:本文系2011年北京市教委科技發展計劃面上項目(項目編號:KM201110772018)、北京信息科技大學教學改革立項項目(項目編號:2012JGYB62)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0125-02
電子信息類專業英語是面向電子信息科學與技術專業、電子信息專業、微電子專業、通信專業等電子類專業開設的專業必修課程。電子信息類專業英語主要包括計算機、嵌入式、可編程器件、傳感器、數字信號處理、集成電路等方面的內容。該課程研究的目的是幫助學生在掌握一定專業英語詞匯的基礎上,培養學生獨立閱讀本專業簡單的英文技術資料的能力,進一步加強對電子信息類專業學生所學專業知識的理解和掌握,以提高其專業素質,增強其實際工作的能力。[1]
電子信息類專業畢業生多從事電子制造業、通訊行業等,除應具備相應的專業知識外,對其專業英語水平也有較高的要求。目前電子信息類專業英語教學的研究表明,隨著時間的推移,雖然專業英語教學也在不斷完善和發展中,但現狀并不令人滿意,還存在較多的問題需要解決。教材的選擇對于課程教學效果有著重要的影響。每個學校對電子信息類專業的培養計劃都不同、教材的側重點都不一樣。由于科技的發展日新月異,現有的教材內容常常嚴重滯后于現實發展,與實際嚴重脫節。如何能讓學生對專業英語感興趣,激發他們的學習主動性,達到較為理想的教學效果也是在講授專業英語課程中面臨的重大問題。專業英語教學屬于語言教學范疇,與專業知識教學在方法和手段上都有較大的差異。而當前專業英語教學通常還是采用傳統口頭講授和黑板板書相結合的授課方式,教學內容也主要集中在詞匯的學習和文章的翻譯方面,對口語表達和聽力沒有太多的要求。這使得原本就晦澀難懂的專業英語變得越發的枯燥乏味,課堂氣氛沉悶,教學質量難以保證。
一、專業英語教學內容的改進
在設計專業英語課程內容方面,要強調專業課程基礎性和新技術應用。選擇與本專業相關的有典型代表性的經典英語文章作為閱讀材料。專業英語的上課內容除了包括一般科技文章的語法結構與表達方式的講解外,還要對專業詞匯及專業術語結合本專業設計內容展開講解,提高學生的閱讀理解能力。
電子信息類專業的主干課程為:“計算機組成原理與接口”、“操作系統”、“C語言程序設計”、“計算機網絡”、“通訊電路”、“通訊原理”、“嵌入式系統及其應用”、“可編程器件及應用”、“傳感器技術”、“數字集成電路設計”、“IC芯片設計”等。結合這些課程的特點,電子信息類專業的專業英語課程教學內容主要分為四大部分,每一部分分若干專題,每一專題涉及一個知識點及相關技術,這樣既不失內容的系統性又具有先進性和趣味性。
1.計算機類英語
計算機行業是當今發展最迅速的行業之一,電子信息類專業課程中有大量計算機方面的課程,學生也需要具有計算機方面的知識來進行軟硬件系統設計。新的理論和技術層出不窮,計算機行業在我國的發展相對滯后,國外大量的最新研究成果都是用英文發表的,需要汲取最新研究成果的計算機專業技術人員必須具備一定的計算機專業英語的聽、說、讀、寫能力,以便能夠與國外的先進研究成果進行學習和交流。[2]
計算機類英語設計課程時可以包括以下話題:Computer System Overview、Computer System Organization、Programming and Languages、Operating Systems、Computer Network、Network Security。
在學習過程中增加計算機制作方面英語視頻介紹等內容,以幫助學生適應熟悉專業術語及鍛煉自主學習新知識的能力。
2.微電子類英語
以集成電路設計、制造與應用為代表的微電子學是現展最迅速的高科技應用性學科之一,電子信息類專業課程中微電子學課程主要是培養學生掌握集成電路、微電子系統的設計、制造工藝和設計軟件系統,能在微電子及相關領域從事科研、教學、工程技術及技術管理等工作的高級專門人才。
微電子類英語設計課程時可以包括以下話題:DSP Engineers Move Toward Standardized Software Development、Embedded Systems Programming Using Digital Signal Processors、FPGA Basics、Hardware Description Languages、System-on-a-Chip Designs Reuse Solutions、Semiconductor Device、Integrated Circuits。
在學習過程中增加芯片資料數據手冊等內容,以幫助學生適應熟悉專業術語及鍛煉自主學習新知識的能力。
3.通訊類英語
通訊行業主要是在掌握通信基本理論的基礎上,運用各種工程方法對通信中的一些實際問題進行處理。通過該專業的學習,可以掌握電話網、廣播電視網、互聯網等各種通信系統的原理,研究提高信息傳送速度的技術,根據實際需要設計新的通信系統,開發可迅速準確地傳送各種信息的通信工具等。
通訊類英語設計課程時可以包括以下話題:Digital Signals and Systems、Frequency Domain Representation of Signals and Systems、Expert Systems and Artificial Intelligence、Virtual Reality、General Network Topologies、Data Communications、Overview of the Global System for Mobile Communications。
4.新技術英語
新技術英語設計課程時可以包括以下話題:Introduction to Cloud Computing、The internet of Things、Top-down SoC Design Methodology、Moor’s law:the Future of Simicroelectronics。
在學習過程中增加能反映專業技術發展動態的云計算、物聯網等內容,以提高學生的學習興趣并及時獲悉最新的專業技術。[3]
二、專業英語教學模式的探索
1.校內教材編寫
根據北京信息科技大學電子信息類專業的主干課程,研究國內外最新領域的研究動態,將理論基礎與實際相結合,編寫出適合本專業的現代的專業英語教材。
2.多媒體課件制作
在課件中加入大量動畫內容,形象展示所講授內容,給學生直觀的感受,加深印象。用英語錄制實驗現場,讓學生通過一個個專業詞匯的介紹,更直接、更容易理解專業詞匯的意思及英文表達方式。[4]
3.編制紀錄片
一方面可以向學生展現專業領域最新的技術發展,另一方面也可以鍛煉學生的英語聽力。關于電腦的紀錄片,紀錄了整臺電腦組裝過程,并配備了英文講解,如關于硬盤的英文閱讀:Computer’s hard drive disk saves information transmitted to it for a long time. The reading head reads the information. It is extremely precise. The space between the reading head and the hard disk is as thin as a hair. The hard disk is installed in its position within the computer。學生根據視頻演示和英文講解能夠理解該段英語的意思:計算機硬盤用來長期存儲傳輸進來的信息,磁頭負責讀取信息,它極其精確;磁頭與硬盤之間的間距如頭發般細微;將硬盤裝入電腦相應位置。關于微處理器的英文閱讀:A microprocessor is the brain inside the computer. It made up of microchip,on an electronic card. Preparing the chip to be installed on the card is a delicate and precise operation。學生根據視頻演示和英文講解能夠理解該段英語的意思:微處理器被譽為計算機的大腦,由安裝在電路板上的芯片組成;而將這些芯片安裝在電路板上,需經細致而精確的操作過程。還有關于CCD半導體、計算機電路板、太陽能電池板、鋰電池、電腦游戲、薄膜開關、掌上電腦、陰極射線管、麥克風、攝像機等制作過程。
4.教學方式的研究
在完成基本課程的講授之后,每次可以選擇某個主題,讓學生參與討論,提出自己的看法和個人的見解,并在講課過程中穿插向學生介紹科技英語的特點、數學公式的讀法、科技英語專業詞匯、常用英漢互譯技巧、被動語態的翻譯技巧、復雜定語的翻譯技巧、英語長句的翻譯技巧、學術論文的英文寫作、科技論文標題的寫法、英文摘要的寫作技巧、求職英文簡歷撰寫方法等知識。數學公式的讀法如下:
xA:x belongs to A / x is an element(or a member) of A
xA:x does not belong to A / x is not an element(or a member) of A
AB:A is contained in B / A is a subset of B
AB:A contains B / B is a subset of A
AB:A cap B / A meet B/ A intersection B
AB:A cup B/ A join B / A union B
A×B:A cross B / the Cartesian product of A and B
x>y:x is more than y
x≥y:x is more than or equal to y
x
x≤y:x is less than or equal to y
5.考核方式的研究
一般課程的考核分為卷面考試、論文、報告等形式。對于專業英語課程,將研究一種既能督促學生學習,又能綜合體現學生學習效果的好方法。
三、專業英語教學效果
第一,解決好專業英語課程與對應專業課程結合問題。專業英語是對專業課程理解的進一步升華,所以選擇好的選題是重中之重。選題內容不能拋開實際專業課程內容,對專業課內容進行補充,讓學生能通過專業英語既鞏固專業課的學習,了解專業詞匯的表達方式,又能學習國外先進的技術,開闊眼界。
第二,注重學生能力的培養,尤其是專業英語自學能力、用英語解決問題的能力。通過適當增加學生的課下學習以及通過網絡完成的作業,讓學生多看一些該領域專家的英文講座和英文文獻,突出學生的能力建設、知識探究和人格養成。
第三,通過多位教師編寫、制作專業英語不同專業領域的英文教材及英文課件內容,充分發揮每位教師優勢,使新技術能貫穿在教學中;與學生實踐相結合,對學生畢業找工作和再學習有很大幫助。
四、結束語
通過電子信息類專業的專業英語課程教學設計,設計出了適合北京信息科技大學電子信息類專業學生實際情況的專業英語課程。通過采取各類教學手段,不同教師來編寫和制作自己熟悉領域的英文教材、英文多媒體課件、英文紀錄片等,更貼近實際。多種教學方式的研究讓學生能快速、高效、積極掌握各門電子信息類課程的英文專業詞匯的表達、英文文獻的閱讀及最先進、最前沿的科學技術。
參考文獻:
[1]丁潔,吳冬梅.“卓越工程師教育培養計劃”下電氣專業英語的教學探索[J].中國電力教育,2013,(2):169-170.
[2]郭長友,等.關于計算機專業英語課程教學改革方法的討論[J].中國科技信息,2007,(10):208-209.
我校微電子科學與工程專業是在應用物理學專業微電子方向的基礎上,于2009年提出申請,同年9月經陜西省教育廳批準,于2010年增設的,專業代碼為080704,屬于工學大類,電子信息類。學制四年,授予理學學士學位。本專業培養具備微電子科學與工程專業扎實的自然科學基礎、系統的專業知識和較強的實驗技能與工程實踐能力,能在微電子科學技術領域從事研究、開發、制造和管理等方面工作的專門人才。
二、微電子科學與工程的專業特征
通過實驗、技能訓練和到實習基地頂崗實習,本專業畢業生應具備以下能力:(1)掌握數學、物理等方面的基本理論和基本知識;(2)掌握固體電子學、微電子器件和集成電路設計與制造等方面的基本理論和基本知識,掌握集成電路和其他半導體器件的分析與設計方法,具有獨立進行版圖設計、器件性能分析的基本能力;(3)了解相近專業的一般原理和知識;(4)熟悉國家電子產業政策、國內外有關的知識產權及其他法律法規;(5)了解VLSI和其他新型半導體器件的理論前沿、應用前景和最新發展動態,以及微電子產業發展狀況;(6)掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。微電子科學與工程專業具備以下特征:兼容性:本專業是理工兼容的專業,融合了物理學、化學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造學等多個學科的基本知識、基礎理論;交叉性:微電子科學與工程專業是超凈、超純、超精細加工等多種技術交叉的基礎上發展起來的學科;基礎性:微電子科學與工程專業是電子科學技術、信息科學技術、計算機科學技術的先導和基礎,是發展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。
三、學科建設的實踐與探索
學科建設是一個長期積累、不斷提高的過程,重在建設和積累。我們在建設過程中以教學團隊為抓手,以課程群為載體,以課堂教學為主渠道,以深化改革為手段,以培養學生實踐創新能力、持續提高教學質量為目標。將教學團隊建設、課程群建設和教學改革緊密結合,作為系統工程整體推進,實現成效的最大化。教學團隊建設、師資隊伍建設和青年教師培養相結合。教學團隊從師資隊伍中產生,不能孤立于師資隊伍建設之外,師資隊伍建設需要高水平教學團隊的帶領和引導,需要傳幫帶。為了使教學團隊具備堅實的基礎,同時發揮其輻射引領作用,必須提高教師的整體教學水平和大面積教學質量,必須大力狠抓師資隊伍建設,對于開辦時間不長的新專業而言,更要特別注重新進青年教師的培養。首先,理念引導,認識到位。我們始終堅持教學是人才培養的第一要務的宗旨,確立了教學的重要地位,為了把教學這個良心活做好,我們在教學活動中一再強調換位思考,希望任課教師要像當年要求自己的教師那樣要求自己,以對學生、學校、家長、專業、社會高度負責的態度講好每一節課。教師們教學態度端正、認識到位,責任心強,這是搞好教學工作的前提。其次,建立長效機制。通過建立一系列行之有效的規章制度、運行機制和政策措施,如青年教師培訓培養機制、教學信息交流反饋機制、資源經驗共享互用機制,通過互相聽課、針對性聽課、隨機聽課、學生評教等渠道了解、檢查教師的教學情況,做到有問題及時反饋、溝通并督促限期整改。針對新近開辦專業青年教師多的現狀,我們著力培養青年教師的教學基本功,定期、不定期召開青年教師座談會,交流治學、教學、科研經驗,要求他們跟班聽課并要聽不同教師的講課,博采眾長。同時,要求青年教師根據工作需要,結合個人特長選定主講課程(至少兩門),扎實練就教學基本功。鼓勵和支持年輕教師到國內外進修學習,加速他們的成長。
1.課程群建設、教學團隊建設與課堂教學相結合。
教學團隊不能脫離課程而單獨存在,課程群需要高水平的教學團隊去建設。目前課堂教學仍是本科教學的主渠道,因此必須將課程群建設、教學團隊建設融入課堂教學,才能把建設落到實處,并在具體的課堂教學中體現建設效果。微電子教學團隊和課程組認真研究了半導體物理、半導體器件、集成電路設計原理等這幾門課程之間的區別、聯系、共性和互補性,對傳統的教學內容進行了整合、改革,以促進各課程之間的相互滲透、優勢互補和資源共享,更好地處理理論教學、實驗教學和實際應用之間的關系。把教學團隊和課程群建設的成果有效地落實到課堂教學中,接受課堂和學生的檢驗,并做到互相促進,增強了整體效果。
2.課程建設與科學研究、教學研究、教學改革相結合。
只有深入開展教學研究,才能有效地推進教學改革和課程建設。我們對教學研究常抓不懈,常研常新,從教學內容、教學方法、教學手段和方案實施等方面全方位抓起,不斷深化教學研究和教學改革。對于課程內容的研究與改革,從宏觀上把握課程的科學體系和各部分之間的關系、理清主線、抓住要點;從微觀上對教材的具體內容進行深入研究,如MOS場效應管與現行手機屏之間的關系,由于和實際生活非常近,非常受學生的歡迎。教學方式與手段的研究與改革方面,可以閱讀科學史和科學家傳記,從中受到啟發,如楊振寧的老師泰勒水平很高,但往往無暇備課,上課時總是現想現推,有時就會陷入困境或誤入歧途,恰恰是在他擺脫困境和糾錯的探索中,讓細心的學生有機會親眼看到老師的思維過程和分析、解決問題的方法。這是鮮活的問題解決式教學,泰勒是無意的,有經驗的教師難道不可以有意而為嗎?教學的關鍵和難處在于揭示前人的發現過程和思想脈絡,這就需要任課教師了解相關的歷史和教育學原理,在發揮教師主導作用的同時,通過提問、專題討論等方式活躍課堂氣氛,促使學生積極思考,讓其從知識的被動接受者轉變為主動參與者和糾結探索者,發揮學生的主體作用。進而微電子科學與工程專業的教師把自己現有的縱橫向科研課題帶入課堂教學中去,讓學生感受科學研究的氛圍,并通過專業課程的熏陶培養學生的科學美感。
3.理論教學、模擬實驗、實驗教學與生產實踐相結合。
實踐性教學環節包括:認識實踐、畢業實踐和畢業設計等幾方面。加強實踐教學環節,突出微電子學應用型人才培養特色。提高校內實驗實踐基地建設的規模與水平;加強與校外教學實踐基地合作,提升校外合作教育基地的層次和聯系緊密度,實行“雙師型”教學模式,加強實踐教學環節,提高學生的實踐能力。形成先進的實踐教學理念,堅持不斷的實訓,構建以學生為主體的實踐教學模式,以取代傳統的教師主體式的模式,構建主動適應社會發展所需人才的培養體系。加大力度組織學生參加各類科技競賽,力求每年參與創新創業實踐和學科競賽活動的學生比例逐年遞增的趨勢。生產實踐是學生學以致用、鍛煉能力、增強創新的重要活動,通過不斷加強實驗性、實踐性、應用性、創新性教育環節,使學生自己體驗學、用微電子的樂趣,有效地提高了學生的實踐能力和創新意識。
四、結語
關鍵詞:壓電陶瓷,摻雜,BNT,BKT
壓電陶瓷的發現和發展距今已有50余年的歷史,尤其是近20年來,壓電陶瓷和壓電器件的原材料有了很大的發展。壓電陶瓷在信息、航天、激光和生物等諸多高新科技領域的應用甚廣,這些應用主要是與這類材料具有穩定的化學特性、優異的物理性能、易于制備成各種形狀和具有任意極化方向的特性緊密相連[1-3]。
目前,大規模使用的壓電陶瓷仍然是傳統的以PZT為基的多元系壓電陶瓷,且在電子學、微電子學等諸多高科技領域得到廣泛的應用,但這類陶瓷中的PbO(或Pb3O4)的含量約占原材料總重量的70%,難以制備致密陶瓷,且憑借當今的科技水平還不能使沉積在地表或游離于空氣中的鉛完全回收再利用,這將使得在制備、使用及廢棄后的處理過程中,都會給人類和生態環境帶來嚴重危害。隨著近來各國環保戰略的加強,無鉛壓電陶瓷的研發取得了很大的成績,出現了很多具有實用前景的陶瓷體系,尤其鈦酸鉍鈉系壓電陶瓷更是受到當前各國科研工作者的青睞[4-9]。
然而,從近年來的研究進展可以看出,無鉛壓電陶瓷不可能馬上替代鉛基壓電陶瓷在電子元器件的原材料使用上的主導地位,只有逐漸改善才是更為務實。因此,本論文根據ABO3鈣鈦礦型陶瓷的多元系復合原則,采用傳統陶瓷制備技術和電子陶瓷工業用原料,制備了新型0.82(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3體系壓電陶瓷,并研究了該體系壓電陶瓷的壓電、介電、鐵電性能。。
1.實驗
本著實用化的目的,采用傳統的陶瓷制備工藝技術,以Bi2O3、Na2CO3、K2CO3、TiO2為起始原料,根據0.82(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3(簡記為BNT-BKT)陶瓷體系的化學計量比進行配料,其中x分別為0,0.005,0.01,0.03,0.05。首先將原料混合物振動球磨12h,充分混合、粉碎后,然后在860~900°C下,經3h的預燒合成陶瓷粉體;合成后的陶瓷粉末充分研磨并過60目分樣篩后,加入適量的粘結劑,造粒得到流動性好的顆粒;在一定壓力下干壓成型,獲得厚度為1.0~1.5 mm、直徑為 12.0 mm的生坯片;并在1140°C下、燒結4h得到致密的陶瓷片。將清洗好的陶瓷片用真空濺射儀鍍上銀電極,在硅油溫度為80°C~100°C、極化直流電壓為3.5 kV/mm~4.5 kV /mm的條件下極化20~30min,放置24h后,測試各項性能。用ZJ-3A準靜態測量儀(中國科學院聲學研究所)測量d33;采用HP4294A阻抗分析儀測量陶瓷樣品的諧振頻率、反諧振頻率、諧振阻抗和電容,然后計算出陶瓷的機電耦合系數kp;用LCR數字電橋(TH2816A)在常溫下測得1kHz時陶瓷樣品的介電常數εr和介電損耗tanδ;采用RadiantPrecision Workstation鐵電測試系統測試陶瓷樣品的電滯回線。
2. 結果與討論
2.1錳摻雜對壓電性能的影響
圖1 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的壓電常數d33和平面機電耦合系數kp與組分的關系圖
圖1為錳摻雜對BNT-BKT體系陶瓷的壓電常數d33和平面機電耦合系數kp的關系圖。不難發現,d33在摻雜量x=0.005時出現峰值,之后隨著x值的增加而減小。平面機電耦合系數kP隨著錳摻雜量x值的增大而增大,在x=0.005時kP達到最大值,之后又逐漸減小。。摻雜少量的錳提高了材料的壓電常數,摻雜量進一步增加,壓電常數出現了明顯的下降。這是因為摻錳引起氧空位,一方面起到了燒結促進劑的作用,有利于晶粒的長大,然而壓電常數受晶粒大小的影響隨晶粒尺寸的增大而增大,所以可以提高陶瓷材料的d33值;另一方面,氧空位也阻礙了鐵電疇壁的運動,又會降低d33的值。錳摻雜量較少時,晶粒尺寸長大占據主要地位,d33值隨錳含量的增加而增大;而當錳含量進一步增加,氧空位增多,對鐵電疇壁的阻礙作用增強,d33值隨之減小,在這兩種作用下,陶瓷材料的壓電性能表現出隨錳含量的增加先增大后減小的規律。
2.2錳摻雜對介電性能的影響
圖2 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的介電常數、介電損耗與組分的關系圖
圖2為BNT-BKT陶瓷的介電常數和介電損耗與組分的關系圖。從圖2可以看出:陶瓷的介電常數εr隨著錳摻雜量x的增加而不斷減小,當x=0.01時達到最小,之后隨著錳的摻雜量的增加而逐漸增加。另外,圖2也反映了錳摻雜量x和介電損耗tanδ之間的關系,由圖中可以看出,介電損耗tanδ在x=0.005時最小,在出現峰值之后隨著x的增加,介電損耗tanδ也不斷增大。說明在本實驗中,錳摻雜量為0.005時陶瓷的介電性能最好。綜上所述,可以得到錳摻雜對介電性能影響的原因是當x≤0.005時,錳呈現硬性摻雜的作用,當x≥0.005時,由于晶粒過分長大,氣孔增多,陶瓷不致密,因此致使樣品的介電性能降低。
2.3錳摻雜對鐵電性能的影響
圖3 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷在室溫下的電滯回線
圖4 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的剩余極化強度Pr和矯頑場強Ec 與組分的關系圖
圖3為BNT-BKT陶瓷在室溫下的飽和電滯回線圖,通常,飽和電滯回線是為了展示該體系陶瓷優良的鐵電性能。從圖3可以看出:在一個寬的組分范圍內,獲得了飽和的電滯回線展示了鐵電性能。圖4為錳的摻雜量對剩余極化強度Pr和矯頑場強Ec的影響關系圖。不難發現,Pr隨著錳摻雜量的增加而減小。錳摻雜使樣品的剩余極化強度明顯下降,體現了明顯的受主摻雜的特點。。矯頑場強Ec在錳摻雜量x=0.03時達到最值2.43kV/mm,此時的剩余極化強度為4.54μC/cm2,之后隨著錳的摻雜量的增大而減小,表明添加錳可以降低矯頑場強,使壓電性能得以充分體現。
3.結論
(1) 對0.82(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3無鉛壓電陶瓷錳摻雜的改性研究表明:摻雜為受主摻雜的特性,錳離子主要以+2、+3價對材料進行硬性取代,產生氧空位,使陶瓷變“硬”,導致介電常數d33變小,機電耦合系數kp變小,剩余極化強度Pr顯著降低,機械品質因數Qm有所增加。(2) 本實驗利用固態氧化物為原料,采用傳統的固相反應法進行陶瓷粉體的制備,并采用壓制成形工藝制備出0.82(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3陶瓷,進行錳的摻雜實驗,實驗中不斷研究其新的摻雜量,以期達到最優配比。從而得出在錳摻雜量占陶瓷總物質的量的0.005時,陶瓷的壓電、介電、鐵電性能較優。
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【摘要】從知識更新、跨院系選課和授課以及校企合作三方面分析美國高等工程教育的特點,為“卓越工程師教育培養計劃”提供借鑒,這將十分有利于改革和完善現今我國高校的培養教育體制,有利于為我國培養出更多高質量的工程師人才,以滿足時代與社會發展對工程師在“質”與“量”上的需求。
【關鍵詞】高等工程教育;美國教育;卓越工程師
自從教育部2009年推出“卓越工程師教育培養計劃”,國內有61所高校被批準為首批“卓越工程師教育培養計劃”的實施高校,這是一項重大的教育改革試點項目,旨在為培養工科專業本科層次、碩士層次和博士層次學生提出其應達到的知識、能力與素質的專業要求。借鑒世界發達國家高等工程教育的成功經驗,創建和完善具有中國特色的高等工程教育模式,培養造就一大批基礎扎實、創新能力強、符合企業發展需要的多種類型的優秀工程師,是“卓越工程師教育培養計劃”的要求,也是完成“卓越工程師教育培養計劃”的一條捷徑。
毋庸置疑,美國在經歷半個世紀的工程教育發展過程中,以其獨具特色的培養理念和培養模式,在世界高等工程教育領域樹立了成功的范例,倍受世界推崇。美國工程師培養模式具有鮮明的特色,為本國經濟、科技實力的發展培養了大批優秀的工程師,也為其綜合國力和國際地位的提升奠定了堅實的基礎。時至今日,美國對工程教育領域內的改革仍然十分熱衷,二十世紀末麻省理工學院的前院長莫爾提出了“大工程觀”引領了世界工程教育的發展方向。
所以,對美國高等工程師教育進行深入研究,取長補短,這將十分有利于改革和完善現今高校的培養教育體制,有利于為我國培養出更多高質量的工程師人才,以滿足時代與社會發展對工程師在“質”與“量”上的需求,同時對促進我國科技發展,提高國際競爭力具有巨大作用。中美兩國高等工程教育有共性,也有差異,通過分析美國高等工程教育三個方面的特點,找到我國高等工程教育的不足,使其對“卓越工程師培養計劃”有所借鑒。
第一,美國大學教育非常注重知識的與時俱進,由于任課老師大都從事一線科研,他們對當前科技研究及發展方向有深刻理解,而前沿的知識和技術本身在整個國家人才類型需求與人才培養之間扮演著紐帶角色,前沿技術課程不僅有教書育人的功能,還培養了學生的科研能力,前瞻意識,從而使美國大學始終保持科技先鋒作用。如斯坦福大學電子工程系開設的Iphone設計課程緊密聯系當今發展迅速,深入人們生活的智能手機設計領域,課程內容包括軟硬件設計方法,嵌入式操作系統等,不僅高校學生對這類課程倍加喜愛,就連業內很多資深工程師也對經常旁聽課程。而我國的大學教育,一味依照課本,知識嚴重陳舊,從事一線科研的教師,由于課本的束縛無法施展手腳來講解最前沿技術,更有一些老師由于學校考核要求寬松,對本專業的前沿不去關注,所以此類教師的專業課程與當今的技術發展步調不一,學生越學離實際越遠,學生學習沒有興趣,教師授課缺乏更新,嚴重影響了知識的與時俱進性,造成了理論和實際的脫節,不利于學生的就業,更不利于學生的科研,這也是我國高校專業課程教授中的通病。而且“卓越工程師教育培養計劃”的宗旨中,強調面向未來的卓越工程師,即要有戰略眼光和前瞻意識,培養能夠滿足未來發展需要、能夠適應和引領未來工程技術發展方向的工程師。所以,我國高等工程教育應該改進現有授課內容,加強課程的與時俱進性,來切合“卓越工程師教育培養計劃”的宗旨。
第二,美國是一個多元化的民族,不同的種族、宗教及文化在這片國土上相互碰撞和融合,多元、靈活的工程師培養理念也就是在這樣的環境中逐漸形成。所以,美國的工程師培養重視跨院系、跨專業和跨學科的人才培養,學院甚至整個學校范圍內拆除壁壘,進行廣泛的合作,開設交叉專業,安排綜合課程,不同專業教師合作從事教學,跨學科的教育機制已經建立。如哈佛大學,課程體系分為:核心課、專業課及選修課三個部分。核心課屬于專業課之外的通識教育范疇,內容包括:文化,歷史,文學藝術,倫理道德,自然科學等幾大學術領域。攻讀工程專業學士學位的學生必須保證在六大領域內各有一門核心課,否則不準畢業,可見學科交融對高素質創新型人才培養的重要性。所以美國高等工程教育是學科交叉的“通才”工程師教育。而我國高校的專業課程和教育教學過程按照統一計劃運行,大多數高校的教學是以課堂教學、教師和課本為中心,課程、教材、教學大綱、考試嚴格統一。學校教學靈活性不足,學生個性發展不充分。而我們的學生將來所要面對的是以知識為中心的經濟社會,而知識經濟的發展必將引起人才需求結構的巨大變化。社會所需要的不再是缺少個性的統一培養的人才,而是具有個性的知識面寬、綜合素質強的“通才”。打破學科限制,是“卓越工程師培養計劃”的要求,也是社會經濟發展的需要。
第三,在美國,高等工程院校與企業在工程師培養過程中展開廣泛合作,雙方通過建立密切的合作關系,不僅有利于學生實踐能力的提升,同時也有利于加快技術轉化的速度,可謂互惠互利。如斯坦福大學通過開設繼續教育課程、聘用企業專家作為教師、校企共同研發項目等豐富多樣的形式促進雙方共同獲利,促成了斯坦福大學和硅谷在世界上的良好聲譽。總之,在美國,通過這種校企合作的方式,不僅促進了美國高等工程教育的發展,也推動了其國內經濟的快速發展。我國的高等工程院校也在不斷的發展與改革,校企合作的實際成效卻不大,究其原因,主要是目前我國高等工程院校與企業的合作尚處于起步階段,合作機制還不夠健全,雖然我國高校也效仿了美國的部分做法,但是大都照搬照抄,如美國大學微電子專業的學生在集成電路設計課程的實驗中,大都采用Cadence公司提供的免費EDA軟件,進行正向的定制或是半定制設計。我國大部分高校,尤其是知名高校也加入了Cadence公司的大學計劃,進行校企合作,免費應用其EDA軟件,這一合作使學校和企業互惠互利,無可厚非。但是,我們也應當清醒的看到,我國大部分的集成電路設計公司,尤其是模擬集成電路設計公司大都是剛剛起步的中小公司,這些公司采用的絕大部分是逆向設計方法,那么我們的高校在應用Cadence公司的EDA工具開設正向設計實驗的同時,是否考慮我國的實情,考慮我國與美國等發達國家集成電路設計產業的不同特點。“卓越工程師教育培養計劃”的宗旨中,也提出了面向工業界的要求,表述為“主動適應工業界的需求,為中國特色新型工業化發展服務,為國家經濟社會可持續發展服務。”所以,我們的校企合作要有特色,要有中國特色。
“卓越工程師教育培養計劃”的宗旨為:培養卓越工程師后備人才,要堅持面向工業界、面向世界、面向未來,在這一宗旨的指導下,借鑒美國高等工程教育經驗,根據自身條件、制度環境和歷史沿革的特點,政府主導、高校落實、社會支持三位一體的探索出具有中國特色的高等工程培養教育之路,具有重要的理論價值和實際指導意義。
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致謝:感謝北京工業大學教育教學研究立項“中美‘卓越微電子產業工程師’培養教育比較研究”(ER2011-B06)對本課題的資助。
【論文摘要】:機電一體化是一種復合技術,是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物,是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域,并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透,引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下幾方面著手:
(一) 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。
(二) 傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。
(三) 信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。
(四) 驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
(五) 接口技術
為了與計算機進行通信,必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡化設計。目前,技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
(六) 軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本,提高生產維修的效率,要逐步推行軟件標準化,包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
(一) 數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、 開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、 WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、 能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、 系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、 以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
(二) 計算機集成制造系統(CIMS)
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
(三) 柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
(四) 工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨立行動,與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展:
(一) 智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
(二) 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除RS232等常用通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
(三) 微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
(四) 模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準,以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
(五) 網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
(六
) 綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少,生態環境受到嚴重污染,于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述,機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革,使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品,不僅是改造傳統機械設備的要求,而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
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比利時位于歐洲西部,是一個經濟和教育事業發達的國家,氣候溫和、環境優美。比利時政府和教育當局歡迎外國學生前往留學。事實上,比利時接收的留學生也很多,有的大學留學生數目占學生總數的20%。許多留學生之所以選擇比利時為留學地點,是因為比利時是歐洲的重要國家之一,由15個歐洲國家組成的歐洲聯盟總部就設在比利時首都布魯塞爾。
比利時大學講授大學基本課程、大學高級訓練課程、博士學位課程、大學畢業后的訓練和各種國際研究項目的研究生課程。欲取得這些方面的進一步信息,可直接與有關大學聯系,提出明確的問題和希望。
比利時的高等教育分為正規大學教育和大學外高等教育。大學外高等教育包括高等技術教育、高等經濟教育、高等農業教育、高等醫學教育、高等社會教育、高等藝術教育、高等師范教育等7種教育形式。
大學外高等教育側重于科學知識在各個職業部門的應用。主要培養工業、農業、商業、醫務、社會服務、教育、藝術等各個方面的專業人才。教育形式有全日制和業余培訓,學習時間有長期與短期兩種,結業后授予各種各樣的證書,如工業工程師畢業證書、護士畢業證書、建筑證書、翻譯證書等。
正規大學中有完全大學和大學院之分。目前,比利時共有20所正規大學,其中6所為完全大學,它們是:荷語魯汶大學、法語魯汶大學、荷語布魯塞爾自由大學、法語布魯塞爾自由大學、國立列日大學(法語)、國立根特大學(荷語)。完全大學至少包括以下5個傳統的學院:哲學和文學院、法律學院、理學院、醫學院、工學院。
正規大學學制為4-7年,一般文、理科為4-5年,工科為5-6年,農科為5年,醫科為7年。大學學習分為三個階段:第一階段為基礎階段,需2-3年,對學生進行基礎教育,專業入門教育;第二個階段為本科階段,需2-3年,也叫學士階段,結業可取得學士學位;第三階段為專業學科的研究階段,即博士論文階段或大學后的專業化學習階段。在比利時,大學本科畢業可直接注冊攻讀博士學位,時間為2-3年。
正規大學學位分為兩類:法定學位和科學學位。
比利時的大學一般每年9月底至10月初開學,次年7月結束。多數學校實行三學期制,第一學期自10月初至12月底;第二學期自次年1月中旬至4月中旬;第三學期自4月下旬至7月中旬。有些學校實行兩學期制,中間放假。
比利時正規大學中的各研究中心擔負著全國90%以上的基礎理論研究任務,有些學科居世界領先地位。比較先進的學科有:荷語魯汶大學的固定物理、分子生物、微電子學、自動化、企業管理;法語魯汶大學的回旋加速器、細胞和分子病理學、食品加工、農學、經濟學、法律;法語布魯塞爾自由大學的冶金、普里高津教授領導的非平衡態統計物理、法律;荷語布魯塞爾自由大學的理論物理、電子學、計算機應用;列日大學的礦物學、電子學、植物學;根特大學的分子生物學、基礎礦物學、遺傳學;安特衛特大學的化學;蒙斯理工學院的治金、太陽能的光電轉換、朗布魯農學院的農學等等。
雙語教學:佛蘭芒語、法語 各撐半邊天
由于講課是用佛蘭芒語或法語,因此,學生要懂得佛蘭芒語或法語。為了克服外國留學生不懂這些語言的障礙,一些大學對錄取的學生開設了為期一年的語言補習班,有關信息可向所申請的大學索取。
如果留學生希望讀英語講授的課程(研究生培訓、國際科目),那就需要較好地懂得英語。有關大學會通知你關于它們各自對考托福的標準。
研究生攻讀博士學位則必須對英語、法語、德語或西班牙語有足夠的知識,這取決于他們的研究項目和工作環境的要求。
學習語言的佳地
在比利時留學,不但將來可以在比國發展事業,而且還可通過比利時向在世界上地位日益重要的整個歐洲尋求發展機會。同時,這些留學生還認為,在比利時留學不但可以學到本科的知識,還可以學到佛蘭芒語(比利時約一半人講佛蘭芒語,在中國,懂得這種語言的人很少,成了一門專長),而且還能學到法語(比利時近一半人講法語)。如果英語有基礎,平時又努力自修,在大學畢業后經過考托福還可讀研究生、進修英語講授的課程。懂得以至基本掌握這幾種外國語言,那么在西方世界以及其他地區發展,在語言上就會占優勢。這些都是有意出國留學的許多學子向往比利時大學的原因。
入學申請須知
留學人員須在每年一月底備足下列材料:
本人簡歷(包括論文、著作);
大學畢業證書及成績單(需公證);
中學畢業證書(需公證);
研究生畢業證書(需公證);
品行證明(需公證);
詳細進修計劃;
兩封教授或導師推薦信;
健康證明。
上述材料須備中、外文(法文或英文)各一份。公證材料須在市一級公證處辦理。
國家公派人員一般采用官方途徑接收單位,也可由本人將上述材料寄給有關院校或導師,推薦信上注明經費由中國政府提供。當個人聯系結果與官方發生沖突時,以官方聯系結果為準辦理出國手續。
自費赴比人員聯系單位一般采取書信聯系,可直接向比方院校或導師寫信,第一封信應附個人簡歷和進修計劃,如對方有意接收再提供上述材料。
合格的邀請信應注明赴比日期、在比留學期限、費用支付及赴比進修內容等。
申請簽證程序及注意事項
根據比利時駐中國大使館的要求,申請赴比利時留學簽證須提交如下材料:申請人的有關護照。
按要求填好的4份簽證申請表(申請表系申請人向比利時駐華使館去函聯系后,由使館寄發)和4張近期二寸免冠相片。
體檢表(體檢表由使館發)。
經過公證的“未受刑事制裁證明書”。
比利時大學的錄取通知書。
經過認證的經濟保證書或獲得獎學金的證明。
發錄取通知書的比利時學校必須是大學或相當于高中畢業后的專科學校。如果申請計劃是在讀專業課之前,先在比利時補習語言,也須交申請人在語言學校畢業后將要就讀的大學或相當于高中畢業后的專科學校錄取通知書。
如果申請人獲得了獎學金(其中包括學費、生活費和醫療保險),則不需要再找經濟擔保人,只要遞交一份獲得獎學金的證明即可。
另,如果想作為一個學生取得在比利時臨時居住的批準,那便需要有證明以說明有能力支付各種費用。就某些大學而言,入學注冊也需要這種證明。如果要獲取留學生的家庭成員的居留簽證,那就必須出示證明,說明留學者有足夠的收入來支付家庭成員在比利時居留的費用。
留學費用知多少
在比利時上學,一年的學費約為35萬比利時法郎(38.4比利時法郎約合1美元),包括書本、住宿、膳食、交通、醫療保險等費用;但不包括入學注冊費。享受獎學金的留學生的注冊費為2.5萬比利時法郎,自費生為9.5萬-29萬比利時法郎(根據所選修的課程而定)。學費不包括從中國到比利時的旅費。
如何摘取獎學金這朵“雪蓮花”
在比利時上大學可以是自費的,但第三者的擔保仍然是絕對的必要條件。不過,獎學金是資助學習的另一辦法。下列機構可提供獎學金,并可提供有關申請獎學金的信息:
(1)國際合作:這種獎學金是在中華人民共和國與比利時(佛蘭芒語地區)簽訂的文化協定的架框內授與的。有關信息可聯系:
China Scholarships Council (國家教委留學生基金會 Guojia Jiaowei Liuxuesheng Jijinhui)
(2)發展合作:國際合作總局(DGIC)(其前身為比利時發展合作管理局)對人數很有限的研究生(學士水平或碩士水平)給予獎學金。這些獎學金優先給予在中國還沒有開設的專業的留學生。主要發放單位有佛蘭芒語大學間委員會、比利時法語教學各大學間委員會等。
(3)各有關大學:比利時一些大學對人數有限的留學生也給予獎學金,只要這些留學生合乎關于學歷、年齡、在中國就業情況的具體要求。