時(shí)間：2022-07-25 10:46:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇eda技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.模擬電子技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)中的問題
將eda仿真軟件應(yīng)用于模擬電子技術(shù)理論和實(shí)踐教學(xué)，提出一種基于EDA仿真平臺(tái)的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。通過仿真電路和波形顯示，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，有效解決模擬電子技術(shù)理論概念抽象，電路分析復(fù)雜的難題。同時(shí)通過EDA技術(shù)的引入，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基本電路的分析和設(shè)計(jì)，為實(shí)際電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
2.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用
EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具，可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級(jí)到物理級(jí)的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等，考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級(jí)時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程，本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中，對(duì)于那些概念分析抽象、不易理解的部分，利用Multisim，教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示，通過波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對(duì)電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響，具體而又生動(dòng)，不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí)，很多同學(xué)對(duì)放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚，不知道直流信號(hào)和交流信號(hào)如何疊加在同一個(gè)電路中，電路中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的相位關(guān)系如何覺得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中，僅僅靠在黑板上畫圖講解，教師難講，學(xué)生難懂，費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好。現(xiàn)在針對(duì)這個(gè)問題，教師可以通過Multisim搭建基本共射放大電路模型，設(shè)置模型參數(shù)，觀察仿真波形。共射電路輸入信號(hào)（節(jié)點(diǎn)2波形）和輸出信號(hào)（節(jié)點(diǎn)5波形）的反相關(guān)系，并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號(hào)疊加信號(hào)，c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過Multisim軟件的演示過程，直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺感受，電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象，教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過程的前期，可以在課堂上現(xiàn)場(chǎng)建立電路模型，演示如何進(jìn)行仿真，讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過程的中后期，隨著學(xué)生對(duì)Multisim軟件的熟悉，為了節(jié)約課堂時(shí)間，可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好，用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式，使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起，全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論，更好地理解這門課程。
3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)基本都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)是安全、便于操作，但是平臺(tái)電路有限，只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路，基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，且操作過程中平臺(tái)電路元件易損壞，不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實(shí)際滯后，不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，造成學(xué)生眼高手低，進(jìn)一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此，模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中引入仿真軟件，將平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和軟件虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合，先采用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，后平臺(tái)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際電路搭建，既加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論的理解，又突出了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)分成兩部分，第一部分是基本電路的驗(yàn)證和演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)書本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，學(xué)生主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作，同時(shí)以Multisim仿真為輔，對(duì)一些在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如研究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路動(dòng)態(tài)性能的影響，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作只能觀察電路中的一個(gè)電阻參數(shù)改變對(duì)電路輸出波形的影響，而在虛擬仿真平臺(tái)上，可以對(duì)電路中所有涉及到靜態(tài)工作點(diǎn)的元件參數(shù)進(jìn)行更改，進(jìn)而觀察電路波形的變化，并且還可以連續(xù)改變?cè)?shù)對(duì)波形的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)一個(gè)較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路，給出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù)，在仿真軟件平臺(tái)上搭建出具體電路模型并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，然后進(jìn)行實(shí)際電路焊接，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生對(duì)模擬電路的認(rèn)識(shí)分析能力和創(chuàng)造能力。
4.結(jié)論
本文在模擬電子技術(shù)教學(xué)中引入EDA技術(shù)，探索教學(xué)改革創(chuàng)新的新手段，將仿真演示融入理論教學(xué)，把平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，為課程教學(xué)提供了一種新的思路和模式，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
作者：王冬菊 單位：安徽師范大學(xué)自動(dòng)化系
關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)，多媒體課件，EDA，教學(xué)網(wǎng)站
《電子技術(shù)》是我院機(jī)電與電子專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課,也是較能整合新科學(xué)、新技術(shù)、新知識(shí)的一門重要的技術(shù)性綜合課程, 是與實(shí)踐聯(lián)系緊密, 培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)施創(chuàng)新教育的重要課程。在課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn), 學(xué)員往往陷入繁雜而較抽象的理論中不能自拔, 在課程學(xué)習(xí)的理解上存在較大的偏差, 即不知道學(xué)什么, 怎么學(xué), 如何做到理論應(yīng)用于實(shí)踐，更談不上理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。隨著電子時(shí)代的快速發(fā)展, 以多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、EDA 技術(shù)為主的現(xiàn)代教學(xué)方法應(yīng)運(yùn)而生, 正如火如荼地應(yīng)用于教育教學(xué)之中,《電子技術(shù)》的教學(xué)也不例外。這些教學(xué)形式的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn), 也是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的革新, 更是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的繼承和發(fā)展。
1 多媒體課件在教學(xué)中的應(yīng)用多媒體課件是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)應(yīng)用最廣泛的形式之一。教學(xué)中遇到學(xué)員難以理解的概念、規(guī)律等重點(diǎn)知識(shí)或不便攻克的難點(diǎn),利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過圖形、動(dòng)畫、視頻、文本、聲音等方式加以表現(xiàn)。教師邊演示邊講解，將抽象問題形象化，復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，既縮短了教學(xué)時(shí)間，又使得教學(xué)過程生動(dòng)有趣、易于理解，這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法所無法比擬的。論文參考。論文參考。例如講PN 結(jié)的形成過程和三極管電流分配和放大規(guī)律時(shí), 都用到載流子的定向移動(dòng), 學(xué)員對(duì)載流子沒有感性認(rèn)識(shí)。若利用動(dòng)畫課件, 自由電子用黑色, 空穴用紅色, 像小蝌蚪游動(dòng), 相遇時(shí)消失表示復(fù)合運(yùn)動(dòng)等, 這樣既能把枯燥無味、難以理解的規(guī)律形象化, 也培養(yǎng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣, 提高了課堂教學(xué)效果。再如放大電路的圖解分析，一直是學(xué)員學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，教員費(fèi)很大勁講解，學(xué)員還是感覺抽象，難以理解。通過動(dòng)畫方式加以表現(xiàn)，使學(xué)員對(duì)放大電路中工作點(diǎn)的變化及輸入對(duì)輸出的控制過程都有了清楚的認(rèn)識(shí)，花費(fèi)較少的時(shí)間即可將此難點(diǎn)問題學(xué)懂。
2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化( EDA) 技術(shù)越來越成為電子業(yè)的重要開發(fā)工具，使得電子線路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造過程更快更好。論文參考。EWB是90年代初推出的專用于電子線路仿真的虛擬“電子工作臺(tái)”。 它可以對(duì)模擬、數(shù)字和混合電路進(jìn)行電路的性能仿真和分析。它采用圖形界面，創(chuàng)建電路、選用元器件和測(cè)試儀器均可直接從屏幕圖形中選取，且測(cè)試儀器的圖形與實(shí)物外型基本相似，與其它電路仿真軟件相比較，具有界面直觀，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。利用EWB作為電子技術(shù)課程的輔助教學(xué)手段，不僅解決了場(chǎng)地、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等因素的限制，避免了因誤操作而對(duì)儀器造成的損壞，而且對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)中不易觀察到的現(xiàn)象，也可以仿真得出。另外，通過仿真，還能加深學(xué)員對(duì)課程內(nèi)容的理解，幫助他們掌握常用儀器的使用方法和測(cè)量方法，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
實(shí)例 工作點(diǎn)穩(wěn)定問題
在講解工作點(diǎn)穩(wěn)定問題時(shí)，我們只能通過原理分析溫度變化對(duì)工作點(diǎn)產(chǎn)生的影響，要從實(shí)驗(yàn)中觀察此現(xiàn)象，就比較困難了。而在EWB中，則非常容易辦到。方法如下：
(1)輸入固定偏置電路，調(diào)節(jié)RB的參數(shù)，使Ic=1mA。方法為：
在Analysis欄中選擇Parameter Sweep（參數(shù)掃描）選項(xiàng)，輸入各參數(shù)如下:
元件:R1起始值:100KΩ終止值:2000KΩ
掃描類型:線性步長(zhǎng):10KΩ輸出節(jié)點(diǎn):3
并選擇對(duì) DC Operating Point 進(jìn)行掃描 。
按下Simulate按鈕，得到集電極電壓與基極電阻之間的關(guān)系曲線。見圖1。分析可知，Ic=1mA時(shí)，Vc=9V。選取Toggle Cursors 按鈕，彈出電壓窗口，用鼠標(biāo)拖動(dòng)曲線上的豎條光標(biāo)，并調(diào)整光標(biāo)位置使Y1=9V，則對(duì)應(yīng)的X1值就是Ic=1mA時(shí)的RB值，RB=1.14×103 KΩ。
關(guān)鍵詞：集成電路EDA 教學(xué)方法 拓展 培養(yǎng)
所謂“集成電路EDA”是通過設(shè)計(jì)、建模、仿真等手段搭建集成電路框架，優(yōu)化集成電路性能的一門技術(shù)，也是一名優(yōu)秀的集成電路工程師除了掌握扎實(shí)的集成電路理論基礎(chǔ)外，所必須掌握的集成電路設(shè)計(jì)方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術(shù)，具備豐富的集成電路EDA設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)歷，才能設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越、良品率高的集成電路芯片。可以說，集成電路EDA是纖維物理學(xué)、微電子學(xué)等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程。然而，目前集成電路EDA課程的教學(xué)效果并不理想，究其根本原因在于該課程存在內(nèi)容陳舊、知識(shí)點(diǎn)離散、概念抽象、目標(biāo)不明確等不足。因此，通過課程建設(shè)和教學(xué)改革，在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐、提高教學(xué)質(zhì)量，改善集成電路EDA課程的教學(xué)效果是必要的。
為了提高集成電路EDA課程的教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)環(huán)境，為國家培養(yǎng)具備高質(zhì)量的超大規(guī)模集成電路EDA技術(shù)的人才，筆者從本校的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合眾多兄弟院校的改革經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)教學(xué)過程中存在的問題，進(jìn)行了課程建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容的研究。
課程建設(shè)目標(biāo)的改革
拓展學(xué)科領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣 本校集成電路EDA課程開設(shè)于纖維物理學(xué)專業(yè)，但是其內(nèi)容包括物理、化學(xué)、電子等多個(gè)學(xué)科，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，講述多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，尤其是不同學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生走出本專業(yè)領(lǐng)域，拓展學(xué)生視野，提高科技創(chuàng)新意識(shí)。與學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行互動(dòng)，啟發(fā)式和引導(dǎo)式地提出一些問題，讓學(xué)生課后通過資料的查找和收集，在下一次課堂中參與討論。激發(fā)學(xué)生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內(nèi)聯(lián)系課外、師生全面互動(dòng)、尊重自我評(píng)價(jià)的新型教學(xué)方法可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，激勵(lì)自主學(xué)習(xí)，由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
完善平臺(tái)建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力 在已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上，打造軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等多位一體的集成電路EDA平臺(tái)，完善集成電路EDA實(shí)驗(yàn)。通過集成電路EDA平臺(tái)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)了學(xué)生的仿真設(shè)計(jì)能力，加深了對(duì)集成電路EDA知識(shí)的掌握，又使學(xué)生掌握了科學(xué)的分析問題和解決問題的方法。引導(dǎo)學(xué)生參加項(xiàng)目研發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和挑戰(zhàn)杯活動(dòng)，以本課程的考核方式激勵(lì)學(xué)生寫出創(chuàng)新性論文，通過軟件仿真、實(shí)驗(yàn)建模等方式設(shè)計(jì)出自己的創(chuàng)新性產(chǎn)品，利用集成電路EDA平臺(tái)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)，然后以項(xiàng)目的形式聯(lián)系企業(yè)，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，將“產(chǎn)學(xué)研”一體化的理念進(jìn)行實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。
課程教學(xué)內(nèi)容的改革
精選原版教材 教材是教學(xué)的主要依據(jù)，教材選取的好壞直接影響著教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主，內(nèi)容陳舊，即使是外文翻譯版教材，也由于翻譯質(zhì)量及時(shí)間的原因，仍然無法跟得上集成電路的革新。因此，在教材選取時(shí)應(yīng)當(dāng)以一本英文原版教材為主，多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)體會(huì)為基礎(chǔ)，結(jié)合集成電路EDA的相關(guān)理論來進(jìn)行編寫，既有豐富的理論知識(shí)，又包含了大量的設(shè)計(jì)實(shí)例，使學(xué)生更容易地掌握集成電路EDA技術(shù)。但是只選擇外文教材，由于語言的差異，學(xué)生對(duì)外文的理解和接受仍然存在一定的問題，為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，需要輔助中文教材，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解外文教材的真諦。
更新教學(xué)內(nèi)容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18個(gè)月至24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展，集成電路EDA課程是學(xué)生掌握集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程，因此必須緊跟時(shí)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術(shù)的內(nèi)容很少，大部分都以闡述基本原理為主，致使學(xué)生無法接觸到最新的內(nèi)容，影響學(xué)生在研究生面試、找工作等眾多環(huán)節(jié)的發(fā)揮。在走入工作崗位后，學(xué)生感覺工作內(nèi)容與學(xué)校所學(xué)的知識(shí)嚴(yán)重脫節(jié)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間補(bǔ)充新知識(shí)，來適應(yīng)新工作。為了改善這種狀況，需要以紙質(zhì)教材為主，輔助電子PPT內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)。紙質(zhì)教材主要提供理論知識(shí)，電子PPT緊跟集成電路的發(fā)展，隨時(shí)更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)將目前主流的EDA技術(shù)融入課程教學(xué)中。還可以進(jìn)行校企結(jié)合，把企業(yè)的專家引進(jìn)來，把學(xué)校的學(xué)生推薦到企業(yè)，將課程教學(xué)和企業(yè)實(shí)際相結(jié)合，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]馬穎，李華.仿真軟件在集成電路教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009.
[2]楊媛，余寧梅，高勇.半導(dǎo)體集成電路課程改革的探索與思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008（3）：78-79.
[3]李東生，尹學(xué)忠.改革傳統(tǒng)課程教學(xué)強(qiáng)化EDA和集成電路設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，4（22）.
[4]徐太龍，孟堅(jiān).集成電路設(shè)計(jì)EDA實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)優(yōu)化[J].電子技術(shù)教育，2012（7）：87-89.
[5]衛(wèi)銘斐，王民，楊放.集成電路設(shè)計(jì)類EDA技術(shù)教學(xué)改革的探討[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012，18（19）：4671-4672.
論文摘要：本文從高職教育的特點(diǎn)出發(fā)，闡述了傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在的缺陷，引出如何讓高職院校的學(xué)生能夠通過實(shí)踐的方法掌握電子專業(yè)基礎(chǔ)課中必備的一些抽象的理論知識(shí)的問題。列舉了幾種常用的EDA軟件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特點(diǎn)、適用范圍，最后，通過具體的應(yīng)用實(shí)例提出高職教育中EDA教學(xué)與電子專業(yè)基礎(chǔ)課的相互滲透的方法，使得二者有機(jī)結(jié)合，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
引言
職業(yè)技術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)各層面需求的、與時(shí)代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才為根本任務(wù)。一貫以來培養(yǎng)目標(biāo)是以專業(yè)技術(shù)知識(shí)為基礎(chǔ)，以實(shí)踐為核心，注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握一門扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能，使學(xué)生有較強(qiáng)的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。
1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問題
電子類職業(yè)學(xué)校的專業(yè)課都開設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)課，這些專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的知識(shí)面廣，基本概念、基本原理、分析方法多，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)中，總是覺得很吃力，學(xué)完之后，又不知道如何運(yùn)用知識(shí)。問題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識(shí)，沒有基礎(chǔ)，而且傳統(tǒng)的教學(xué)用單一的方法從理論上闡述，學(xué)生學(xué)起來感到抽象，難以理解和掌握，所以學(xué)生難以學(xué)好專業(yè)課。但專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)好后，對(duì)學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。高等職業(yè)院校的電子專業(yè)基礎(chǔ)理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點(diǎn)，比如《電工技術(shù)基礎(chǔ)》的公式多、定理多、計(jì)算量大，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》概念多，單元電路分析計(jì)算難，電子專業(yè)基礎(chǔ)課理論性，實(shí)踐性強(qiáng)，與學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)聯(lián)系不多，每次課的新知識(shí)多，信息量大，抽象且枯燥無味，往往學(xué)生進(jìn)入專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)都會(huì)感到難以適應(yīng)，久而久之導(dǎo)致惡性循環(huán)，以至于失去學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣和信心。
2.傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)存在的主要問題
隨著EDA技術(shù)的普及，職業(yè)技術(shù)學(xué)院也相繼開設(shè)了相關(guān)的課程比如《EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》，《Protel電路設(shè)計(jì)》，《可編程控制技術(shù)》等，涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件。
NI Multisim 10的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名為Altium）推出的EDA軟件，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100%布通率，它較早就在國內(nèi)開始使用，在國內(nèi)的普及率也最高，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL。轉(zhuǎn)貼于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)計(jì)輸入、元件適配、時(shí)序仿真和功能仿真、編程下載整個(gè)流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計(jì)環(huán)境，是設(shè)計(jì)者能方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、快速處理和器件編程。但是，一般這些課程會(huì)被安排在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)完畢以后，在第三或第四學(xué)期，學(xué)生在學(xué)習(xí)到這些仿真軟件時(shí)往往已經(jīng)忘卻了許多重要的基本知識(shí)。除此以外，傳統(tǒng)的教學(xué)方法在EDA應(yīng)用軟件的教學(xué)中只注重命令的介紹，或者說強(qiáng)調(diào)命令的操作步驟，而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學(xué)業(yè)水平及其素質(zhì)問題，功能性教學(xué)方法被廣泛采用。采用這種方法學(xué)生不可能在教學(xué)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)宏觀地、整體地去把握事物的內(nèi)涵，所學(xué)的知識(shí)缺乏連貫性，獨(dú)立操作軟件的水平不高，只能簡(jiǎn)單模仿和死記硬背。同時(shí)該方法往往是以教師為中心，課堂上教師講得多，學(xué)生參與少，不能適應(yīng)培養(yǎng)高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在明顯的缺陷。在具體實(shí)施過程中教師應(yīng)積極參加教研教改項(xiàng)目，以教改促進(jìn)課程教學(xué)整體質(zhì)量的提高。比如，在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中不能照搬傳統(tǒng)的一套教學(xué)方法，從數(shù)學(xué)推導(dǎo)或理論分析來得到相關(guān)的結(jié)論。一方面，應(yīng)該借助電子仿真軟件EDA開展教學(xué)，直觀的形象顯示有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問題的能力，有助于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的講解，可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。另一方面結(jié)合其它課程設(shè)計(jì)的方法來提高EDA軟件的使用，如《電路基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設(shè)計(jì)以前都是手工完成設(shè)計(jì)部分的工作，現(xiàn)在都安排在EDA技術(shù)中心利用EDA軟件來完成。通過大量實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)生掌握EDA在本專業(yè)各項(xiàng)設(shè)計(jì)與電路制作中的應(yīng)用。在接觸各種實(shí)際的和模擬的設(shè)計(jì)電路課題的過程中，提高分析、解決問題的能力。最后，推廣職業(yè)認(rèn)證考試高職教育應(yīng)該依照國家職業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)學(xué)生就業(yè)有實(shí)際幫助的相關(guān)職業(yè)證書的要求，
調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程體系，把職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)課程納入教學(xué)計(jì)劃之中，將證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化學(xué)生技能訓(xùn)練，使學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時(shí)，順利獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。通過比賽提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)課程改革建設(shè)的深入。
結(jié)束語
實(shí)踐證明，職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課程和EDA教學(xué)方式的改革是勢(shì)在必行的，只有通過改革才能把這兩門課程教學(xué)實(shí)施得更好，才能達(dá)到高職高專院校培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)各層面需求的、與時(shí)代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。當(dāng)然，筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執(zhí)行的教學(xué)方式還不夠細(xì)致和完善，這當(dāng)中還存在很多方面的問題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗(yàn)和解決。
參考文獻(xiàn)
[1]俞文英.關(guān)于電子專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)探討[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(5).
[2]李曙峰，冀云.EDA課程教學(xué)改革實(shí)踐探索[J].科技致富向?qū)В?011(23).
[3]孫懷東.EDA技術(shù)在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].三明學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(04).
關(guān)鍵詞：EDA；實(shí)踐教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）28-0052-03
一、引言
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA，Electronic Design Automation）技術(shù)得到了飛速發(fā)展，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念、設(shè)計(jì)方法發(fā)生了革命性的變化，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正逐步退出歷史舞臺(tái)，而基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流[1]。國內(nèi)EDA技術(shù)的應(yīng)用和教學(xué)工作起步較晚，近年部分大專院校才開始著手有關(guān)EDA的教學(xué)工作，因此我國在這方面的設(shè)計(jì)、研發(fā)人才十分匱乏。擺在我們面前亟待解決的任務(wù)是，在深入進(jìn)行高等院校教育改革的大好形勢(shì)下，應(yīng)抓住良好的發(fā)展機(jī)遇，使學(xué)生掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)適應(yīng)電子信息技術(shù)快速發(fā)展的專業(yè)技術(shù)人才[2]。EDA是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力，因此在教學(xué)中需要不斷地用實(shí)踐訓(xùn)練來強(qiáng)化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，并使他們達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)較復(fù)雜硬件電路的能力[3]。EDA技術(shù)自身的特點(diǎn)也決定了它的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式相比于其他課程具有自身的規(guī)律和獨(dú)特性，在教學(xué)中合理把握其特點(diǎn)、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)踐的主體是學(xué)生，實(shí)踐的手段和方法是利用EDA技術(shù)，與具體項(xiàng)目相結(jié)合是實(shí)踐性要求的另一個(gè)方向[4]。應(yīng)按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)、突出創(chuàng)新”的原則，加強(qiáng)實(shí)踐性體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)的內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到產(chǎn)踐中去，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力[5，6]。
二、EDA傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
EDA是一種新興的設(shè)計(jì)技術(shù)，教學(xué)觀念不能單停留于教會(huì)學(xué)生使用軟件工具上，更主要的是對(duì)個(gè)人或小組的設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與加強(qiáng)。在EDA傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師先講解實(shí)驗(yàn)原理和要求，給出示例程序，學(xué)生參照程序在QuartusⅡ軟件平臺(tái)上完成編譯、仿真，然后下載到EDA/SOPC實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行硬件測(cè)試。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在很多的不足。
1.實(shí)驗(yàn)靈活性不夠，忽視了學(xué)生的作用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師給出相應(yīng)的參考程序，讓學(xué)生驗(yàn)證。每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程都一樣，實(shí)驗(yàn)方法單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較固定，不能完全滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，不能突出實(shí)驗(yàn)中EDA技術(shù)的實(shí)用性。導(dǎo)致學(xué)生興趣降低，被動(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)，影響了實(shí)驗(yàn)效果。另外，學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)后只是掌握了軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試的技巧，對(duì)FPGA電路部分的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法卻一無所知，缺少了硬件實(shí)現(xiàn)方面的鍛煉，阻礙了實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。達(dá)不到面向工程實(shí)際的電子設(shè)計(jì)的自主創(chuàng)新性；達(dá)不到學(xué)生設(shè)計(jì)能力、自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和與工程實(shí)際相結(jié)合的動(dòng)手能力的培養(yǎng)；達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。不能發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，學(xué)習(xí)的積極性和實(shí)踐能力得不到提高。
2.綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)難開展，阻礙了實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。傳統(tǒng)的EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是利用系統(tǒng)軟件QuartusⅡ和EDA/SOPC實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行模擬仿真，學(xué)生做的只是按照給定程序進(jìn)行編譯、仿真、引腳鎖定和下載測(cè)試，這種實(shí)驗(yàn)方法不能很好地將硬件電路和軟件編程有機(jī)結(jié)合起來，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。同時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，即使是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，它與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)所要求的硬件實(shí)現(xiàn)、軟件編程過程也相差甚遠(yuǎn)。課程結(jié)束后，學(xué)生雖然對(duì)EDA的原理、概念有所了解，但對(duì)EDA技術(shù)還是缺乏整體的掌握，與社會(huì)需求的差距較大。
三、EDA實(shí)踐教學(xué)改革
1.更新EDA設(shè)計(jì)理念，倡導(dǎo)啟發(fā)性實(shí)踐教學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生建立自頂向下的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，從傳統(tǒng)搭積木式的自底向上設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)研分析、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)方面的能力與素質(zhì)。對(duì)實(shí)踐教學(xué)中的疑難點(diǎn)，加大教師在實(shí)踐教學(xué)中的指導(dǎo)、監(jiān)督、啟發(fā)的作用。這樣充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中“照葫蘆畫瓢”、“囫圇吞棗”。
2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。傳統(tǒng)的EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)較少，因此應(yīng)在EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重。在保證學(xué)生能起步操作軟件的基礎(chǔ)上，給學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)和研究的機(jī)會(huì)，來完成不同的實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題采取廣泛選題方式，對(duì)來自教師課題、創(chuàng)新項(xiàng)目、競(jìng)賽項(xiàng)目、企業(yè)開發(fā)項(xiàng)目等途徑來的題目，在提交明確的設(shè)計(jì)背景、目標(biāo)、任務(wù)和方法，經(jīng)教師審核后可以作為課程綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)生日常生活聯(lián)系比較緊密，使學(xué)生可以接受更為實(shí)際、更加系統(tǒng)的訓(xùn)練。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)最大的特點(diǎn)是沒有現(xiàn)成的模式可循，學(xué)生需獨(dú)立完成軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。在調(diào)試過程中，學(xué)生要自己分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，在解決問題的過程中進(jìn)一步加深對(duì)EDA系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的理解。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)雖然對(duì)學(xué)生來講有一定難度，但因與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系比較緊密，學(xué)生的興趣比較高，能使學(xué)生從被動(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)變成主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力和創(chuàng)造能力。
3.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主實(shí)驗(yàn)的能力。為了達(dá)到學(xué)生設(shè)計(jì)能力和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中采用“工程導(dǎo)向”的教學(xué)模式。首先，教師給出設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生明白設(shè)計(jì)要求。其次，學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)要求，寫出設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過程中小組成員之間、教師都可以對(duì)方案的可行性提出質(zhì)疑，并加以指導(dǎo)解決，實(shí)現(xiàn)了“教”與“做”的結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作精神。再次，學(xué)生根據(jù)方案自己編譯程序，仿真下載測(cè)試。在這個(gè)過程中學(xué)生可以充分發(fā)揮電路設(shè)計(jì)能力和自主創(chuàng)新能力。可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。最后，教師驗(yàn)收。檢查該設(shè)計(jì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并與學(xué)生討論該設(shè)計(jì)是否有優(yōu)化的可能，是否有其他的設(shè)計(jì)方案等，加深對(duì)知識(shí)的理解并且可以鍛煉學(xué)生的思維廣闊性和創(chuàng)新性。
4.課外EDA實(shí)踐訓(xùn)煉，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。（1）學(xué)生成立EDA創(chuàng)新學(xué)習(xí)小組，利用實(shí)驗(yàn)室的資源，開展EDA軟件編程和硬件設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練。給學(xué)生提供一個(gè)完善自我、表達(dá)自我的空間和舞臺(tái)，能使學(xué)生的想法在實(shí)驗(yàn)室變成產(chǎn)品、變成論文，有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和特長(zhǎng)發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和分析問題、解決問題的能力。（2）鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生將FPGA/CPLD的新技術(shù)應(yīng)用到科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中去。讓學(xué)生輔助教師進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)，并制定測(cè)試方案，在實(shí)踐中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性、想象力和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、信息獲取和選擇能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力。按照“興趣感知學(xué)習(xí)探索創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究開發(fā)”這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的過程來培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新素質(zhì)和研究能力。（3）在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)中給學(xué)生推出數(shù)量較多的EDA應(yīng)用題目，從而讓學(xué)生利用已有知識(shí)對(duì)EDA技術(shù)進(jìn)行更深層次的設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生思維，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，從而將實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密連接起來，形成一種從單元到模塊、從模塊到系統(tǒng)，從仿真到實(shí)驗(yàn)、從實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的層層推進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的實(shí)踐教學(xué)模式。這種多層次的實(shí)踐教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主實(shí)踐的積極性，并且培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力，從而切實(shí)提高學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的效果。（4）組織學(xué)生參與各種形式的學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽，大大提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。如2009年“NEC杯”全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲省級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，2010年“高教社&XILINX杯”山東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲山東省一等獎(jiǎng)7項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)；2011年“瑞薩”杯全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲全國二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，獲獎(jiǎng)層次和數(shù)量居省內(nèi)高校前列。
四、結(jié)束語
實(shí)踐教學(xué)在EDA課程教學(xué)中占有非常重要的地位，應(yīng)結(jié)合學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，進(jìn)行EDA實(shí)踐教學(xué)改革。通過改革，學(xué)生在動(dòng)手和實(shí)踐應(yīng)用方面的能力大大提高了，也給學(xué)生提供了極大的創(chuàng)造空間，強(qiáng)化了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)生個(gè)性和才能的全面發(fā)展，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡桂，張艷.EDA技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響[J].高等教育研究，2006，（9）：38-39.
[2]井新宇.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐――“七階段”教學(xué)法的應(yīng)用與推廣[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（12）：202-205.
[3]柳秀山.EDA教學(xué)與現(xiàn)代化電子設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，4（4）：92-94.
[4]譚雪霏，趙春波，陳鞏.EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，2010，5（8）：72-76.
[5]薛鵬騫.EDA教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，5（1）：103-105.
[6]包明，彭東林，錢微.開展EDA教學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，18（5）：179-180.
關(guān)鍵詞：集成電路版圖CAD；實(shí)踐教學(xué)；課程實(shí)驗(yàn)；課程設(shè)計(jì)
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei
Nantong University， Nantong， 226019， China
Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum
目前，高速發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)使IC設(shè)計(jì)人才炙手可熱，而集成電路版圖CAD技術(shù)是IC設(shè)計(jì)人才必須具備的重要技能之一。集成電路版圖CAD課程是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)重要的專業(yè)主干課，開設(shè)在大三第二學(xué)期，并列入我校第一批重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。本課程的實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，它是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證、補(bǔ)充和拓展，具有較強(qiáng)的直觀性和操作性，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力和服務(wù)社會(huì)能力。結(jié)合幾年來的教學(xué)實(shí)踐，筆者從本課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、課外科技競(jìng)賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工具、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和教學(xué)手段、師資隊(duì)伍建設(shè)以及考核管理等方面進(jìn)行總結(jié)。探討本課程實(shí)踐教學(xué)模式可加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)他們成為IC設(shè)計(jì)人才具有十分重要的意義。
1 版圖設(shè)計(jì)工具
集成電路CAD技術(shù)貫穿于集成電路整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈（設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試），集成電路版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)同樣離不開CAD工具支持。目前業(yè)內(nèi)主流版圖設(shè)計(jì)工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京華大九天公司的Aether等。這些版圖設(shè)計(jì)工具的使用流程大同小異，但在自動(dòng)化程度、驗(yàn)證規(guī)模、驗(yàn)證速度等方面有所差異，在售價(jià)方面，國外版圖設(shè)計(jì)工具貴得驚人，不過近年來這些公司相繼推出大學(xué)銷售計(jì)劃，降低了版圖設(shè)計(jì)工具的價(jià)格。高校選擇哪種版圖設(shè)計(jì)工具進(jìn)行教學(xué)，則視條件而定。我校電子信息學(xué)院有2個(gè)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和1個(gè)省部共建實(shí)驗(yàn)室，利用這些經(jīng)費(fèi)，我們購買了部分業(yè)內(nèi)一流的EDA工具進(jìn)行教學(xué)和科研。目前，我校版圖設(shè)計(jì)工具有北京華大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 兩種相輔相成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
我校集成電路版圖CAD課程共48學(xué)時(shí)（理論講授24學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是本課程教學(xué)的重要部分，在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi)既要完成教學(xué)內(nèi)容，又要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的與要求：與理論教學(xué)相銜接，熟練使用版圖設(shè)計(jì)工具，學(xué)會(huì)基本元器件、基本數(shù)字門電路、基本模擬單元的版圖設(shè)計(jì)，為本課程后續(xù)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。緊緊圍繞“一個(gè)規(guī)則（版圖幾何設(shè)計(jì)規(guī)則）、兩個(gè)流程（版圖編輯流程和驗(yàn)證流程）、四個(gè)問題”這條主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[1，2]。要解決的4個(gè)問題分別是：（1）版圖設(shè)計(jì)前需要做哪些準(zhǔn)備工作？（2）如何理解一個(gè)元器件（晶體管、電阻、電容、電感）的版圖含義[3，4]？（3）如何修改版圖中的幾何設(shè)計(jì)規(guī)則檢查錯(cuò)誤？（4）如何修改版圖和電路圖一致性錯(cuò)誤？表1為本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)及對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)。筆者設(shè)計(jì)了兩種相輔相成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)例化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)從有系統(tǒng)的、完整的角度出發(fā)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3（數(shù)字基本門電路版圖閱讀）時(shí)，安排了5學(xué)時(shí)，采用3種版圖閱讀方式：讀現(xiàn)有版圖庫中的單元電路版圖、顯微鏡下讀版圖和讀已解剖的芯片版圖照片。針對(duì)同一內(nèi)容，采用不同形式，彼此類比，加深印象，既有實(shí)物，又有動(dòng)手操作，增強(qiáng)了直觀性和感性認(rèn)識(shí)。又如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5（模擬單元MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì)）時(shí)，安排了5學(xué)時(shí)，從器件匹配的重要性入手，給出MOS差分對(duì)管的電路圖，講解具體器件的形狀、方向、連接對(duì)匹配的影響，特別是工藝過程引入器件的失配和誤差，對(duì)MOS差分對(duì)管的3種版圖分布形式（管子方向不對(duì)稱形式、垂直對(duì)稱水平柵極形式、垂直對(duì)稱垂直柵極形式）進(jìn)行逐一分析，指出支路電流大小對(duì)金屬線的寬度要求，對(duì)較大尺寸的對(duì)管，采用“同心布局”結(jié)構(gòu)。實(shí)例化實(shí)驗(yàn)教學(xué)先提出目標(biāo)實(shí)例，圍繞該實(shí)例，設(shè)計(jì)具體步驟，教師先示范，學(xué)生再模仿，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)7（集成無源器件版圖設(shè)計(jì)）時(shí)，由于集成電阻、電容和電感種類很多，不能面面俱到，要求只對(duì)多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件進(jìn)行版圖分析和設(shè)計(jì)。課堂實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和課時(shí)是有限的，為此我們?cè)O(shè)置了課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，感興趣的學(xué)生選取一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自己完成，指導(dǎo)教師定期檢查。學(xué)院開放了EDA實(shí)驗(yàn)中心（2007年該中心被遴選為省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)點(diǎn)，2009年12月通過省級(jí)驗(yàn)收），學(xué)生對(duì)本課程很感興趣，課外使用EDA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)相當(dāng)踴躍。通過上述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，特別是課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力和科研素養(yǎng)得到了提高。
表1 課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)及對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)
表1（續(xù)）
4 基于0.6μmCMOS工藝的數(shù)字門電路版圖設(shè)計(jì) 5 理解上華華潤0.6 μm硅柵CMOS幾何設(shè)計(jì)規(guī)則；學(xué)會(huì)CMOS反相器、傳輸門、與非、或非等基本門電路版圖設(shè)計(jì)；DRC檢查。
5 基于0.6 μmCMOS工藝的MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì) 4 MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì)，包括匹配原則、同心布局等，DRC檢查。
6 版圖電路圖一致性檢查 3 掌握LVS流程、LVS錯(cuò)誤修改。
7 集成無源器件版圖設(shè)計(jì) 3 多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件版圖設(shè)計(jì)。
3 改革課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
課程設(shè)計(jì)是本課程培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，時(shí)間2周，集中指導(dǎo)，提前1個(gè)月發(fā)給學(xué)生任務(wù)書和指導(dǎo)書，每個(gè)班配備2名指導(dǎo)教師，注重過程控制。筆者在教學(xué)內(nèi)容、考核等方面進(jìn)行了改革和創(chuàng)新：在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，給出了必做題和選做題，在選做題中要求每位學(xué)生完成數(shù)字電路版圖1題和模擬電路版圖1題，具體題目由抽簽決定，做到1人1題，避免學(xué)生抄襲。考核成績(jī)由課程設(shè)計(jì)成果（占50%）、小論文（占30%）、答辯（占20%）三方面綜合給出。以往的課程設(shè)計(jì)報(bào)告改為撰寫科技小論文，包括中英文題目、中英文摘要及關(guān)鍵詞、引言、電路原理與分析、版圖設(shè)計(jì)過程、分析與討論、結(jié)束語和參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何撰寫科技論文。精選優(yōu)質(zhì)小論文放在本課程網(wǎng)上學(xué)習(xí)資料庫里，供學(xué)生相互傳閱和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計(jì)答辯具體要求參照畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯要求，包括準(zhǔn)備PPT講稿、講解5分鐘、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)等過程，每位學(xué)生至少需要10分鐘時(shí)間。學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)答辯反映相當(dāng)好，鍛煉了語言組織和口頭表達(dá)能力，而且相互間可以直接交流和學(xué)習(xí)。我們還挑選課程設(shè)計(jì)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生參加校內(nèi)集成電路版圖設(shè)計(jì)大賽。雖然課程設(shè)計(jì)的改革和實(shí)踐需要教師付出很多精力和時(shí)間，但我們無怨無悔，學(xué)生的認(rèn)可和進(jìn)步是我們最大的收獲。
4 精心指導(dǎo)學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽
目前我校學(xué)生參加的集成電路版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽有校級(jí)版圖設(shè)計(jì)大賽以及行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)組織的版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。由校教務(wù)處主辦，電子信息學(xué)院承辦的南通大學(xué)版圖設(shè)計(jì)大賽是校級(jí)三大電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽之一，每年8月底舉行，邀請(qǐng)集成電路設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員和半導(dǎo)體協(xié)會(huì)專業(yè)人士擔(dān)任評(píng)委，增加了競(jìng)賽的專業(yè)性和公正性，目前已經(jīng)舉辦了6屆，反響不錯(cuò)。從校級(jí)版圖設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)?wù)咧刑暨x一部分學(xué)生參加行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)組織的版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽，如蘇州半導(dǎo)體協(xié)會(huì)主辦的集成電路版圖設(shè)計(jì)技能競(jìng)賽、北京華大九天公司主辦的“華大九天杯”集成電路設(shè)計(jì)大賽，其中“華大九天杯”集成電路設(shè)計(jì)大賽將挑選優(yōu)秀獲獎(jiǎng)學(xué)生參加華潤上華的免費(fèi)流片，學(xué)生經(jīng)歷從電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證、流片到測(cè)試各個(gè)環(huán)節(jié)，提高了綜合訓(xùn)練能力。
5 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
要提高課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是指導(dǎo)教師要思想素質(zhì)好，專業(yè)理論知識(shí)強(qiáng)，科研水平高，因此我們著力建立一支年齡結(jié)構(gòu)、職稱合理的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍。目前很多年輕教師是從校園走向校園，畢業(yè)后直接上崗指導(dǎo)學(xué)習(xí)實(shí)踐，缺少工程實(shí)踐經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)。為了提高教師自身的業(yè)務(wù)水平，加強(qiáng)對(duì)年輕教師的培養(yǎng)，近十年來，我院每年暑假舉行集成電路CAD技術(shù)實(shí)踐培訓(xùn)班，由經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)、科研一線教師主講；不定期地邀請(qǐng)一流IC設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員來院開設(shè)講座；同時(shí)挑選年輕骨干教師到一流IC設(shè)計(jì)公司學(xué)習(xí)和實(shí)踐，時(shí)間至少半年以上；現(xiàn)已聘請(qǐng)IC設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員6人為兼職教師，指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。集成電路CAD技術(shù)日新月異，課程實(shí)踐環(huán)節(jié)師資隊(duì)伍建設(shè)必須與時(shí)俱進(jìn)。
6 結(jié)束語
我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)2012年被評(píng)為省重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，也是江蘇省首批培養(yǎng)卓越工程師的專業(yè)。集成電路版圖設(shè)計(jì)是這兩個(gè)專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的重要內(nèi)容之一，總結(jié)和探討集成電路版圖CAD課程實(shí)踐教學(xué)意義重大，今后我們要繼續(xù)推進(jìn)該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)與改革，不斷探索，為我國集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)而努力奮斗。
參考文獻(xiàn)
[1] 施敏，孫玲，景為平.淺談“集成電路版圖CAD”課程建設(shè)[J].中國集成電路，2007（12）：59-62.
[2] 施敏，徐晨.基于九天EDA系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計(jì)[J].南通工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，3（4）：101-103.
集成電路作為關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代電子信息科技的核心技術(shù)，是國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。鑒于我國集成電路市場(chǎng)持續(xù)快速的增長(zhǎng)，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人員需求也日益增加。集成電路是知識(shí)密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，但人才缺失的問題是影響集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求是30萬人。為加大集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，更好地滿足集成電路產(chǎn)業(yè)的人才需求，2003年教育部實(shí)施了“國家集成電路人才培養(yǎng)基地”計(jì)劃，同時(shí)增設(shè)了“集成電路設(shè)計(jì)和集成系統(tǒng)”的本科專業(yè)，很多高校都相繼開設(shè)了相關(guān)專業(yè)，大力培養(yǎng)集成電路領(lǐng)域高水平的骨干專業(yè)技術(shù)人才。黑龍江大學(xué)的集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)自2005年成立以來，從本科教學(xué)體系的建立、本科教學(xué)內(nèi)容的制定與實(shí)施、師資力量的培養(yǎng)與發(fā)展等方面進(jìn)行不斷的探索與完善。本文將結(jié)合多年集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的本科教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科教學(xué)的多方面調(diào)研，針對(duì)黑龍江大學(xué)該專業(yè)的本科教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究探索，以期提高本科教學(xué)水平，切實(shí)做好本科專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。
一、完善課程設(shè)置
合理設(shè)置課程體系和課程內(nèi)容，是提高人才培養(yǎng)水平的關(guān)鍵。2009年，黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經(jīng)過這幾年教學(xué)工作的開展與施行，發(fā)現(xiàn)仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學(xué)開展的教學(xué)計(jì)劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進(jìn)行了再次的改進(jìn)和完善。首先，在課程設(shè)置與課時(shí)安排上進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對(duì)于部分課程調(diào)整其所開設(shè)的學(xué)期及課時(shí)安排，不同課程中內(nèi)容重疊的章節(jié)或相關(guān)性較大的部分可進(jìn)行適當(dāng)刪減或融合。如：在原來的課程設(shè)置中，“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程與“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程分別設(shè)置在教學(xué)第六學(xué)期和第七學(xué)期。由于“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程中是以門級(jí)電路設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，所以學(xué)生在未進(jìn)行模擬集成電路課程的講授前，對(duì)于各種元器件的基本結(jié)構(gòu)、特性、工作原理、基本參數(shù)、工藝和版圖等這些基礎(chǔ)知識(shí)都是一知半解，因此對(duì)門級(jí)電路的整體設(shè)計(jì)分析難以理解和掌握，會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及教學(xué)效果；而若在“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程中添加入相關(guān)知識(shí)，與“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程中本應(yīng)有的器件、工藝和版圖的相關(guān)內(nèi)容又會(huì)出現(xiàn)重疊。在調(diào)整后的課程設(shè)置中，先開設(shè)了“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程，將器件、工藝和版圖的基礎(chǔ)知識(shí)首先進(jìn)行講授，令學(xué)生對(duì)于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)中，對(duì)于應(yīng)用各器件進(jìn)行電路構(gòu)建時(shí)會(huì)更加得心應(yīng)手，達(dá)到較好的教學(xué)效果，同時(shí)也避免了內(nèi)容重復(fù)講授的問題。此外，這樣的課程設(shè)置安排，將有利于本科生在“大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”的參與和競(jìng)爭(zhēng)，避免因?qū)W期課程的設(shè)置問題，導(dǎo)致學(xué)生還未深入地接觸學(xué)習(xí)相關(guān)的理論課程及實(shí)驗(yàn)課程，從而出現(xiàn)理論知識(shí)儲(chǔ)備不足、實(shí)踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調(diào)整課程安排后，本科生通過秋季學(xué)期中基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)以及實(shí)踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時(shí)能夠確保擁有足夠的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有較充足的參賽準(zhǔn)備，通過團(tuán)隊(duì)合作較好地完成大賽的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學(xué)校、學(xué)院及個(gè)人爭(zhēng)得榮譽(yù)，收獲寶貴的參賽經(jīng)驗(yàn)。其次，適當(dāng)降低理論課難度，將教學(xué)重點(diǎn)放在掌握集成電路設(shè)計(jì)及分析方法上，而不是讓復(fù)雜煩瑣的公式推導(dǎo)削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠較好地理解和掌握集成電路設(shè)計(jì)的方法和流程。第三，在選擇優(yōu)秀國內(nèi)外教材進(jìn)行教學(xué)的同時(shí)，從科研前沿、新興產(chǎn)品及技術(shù)、行業(yè)需求等方面提取教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)時(shí)了解前沿動(dòng)態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。
二、變革教學(xué)理念與模式
CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行）理念，是目前國內(nèi)外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結(jié)合課程教學(xué)模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突。在實(shí)際教學(xué)過程中，結(jié)合黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)”課程，基于“逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SARADC）”的課題項(xiàng)目開展教學(xué)內(nèi)容，將各個(gè)獨(dú)立分散的模擬或數(shù)字電路模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，使之成為具有連貫性的課題實(shí)踐內(nèi)容。在教學(xué)周期內(nèi)，以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的教學(xué)模式，令學(xué)生“做中學(xué)”，讓學(xué)生有目的地將理論切實(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，完成“構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐和驗(yàn)證”的整體流程，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實(shí)施方法及設(shè)計(jì)操作流程。同時(shí)，通過以小組為單位，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，在組內(nèi)或組間的相互交流與學(xué)習(xí)中，相互促進(jìn)提高，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對(duì)新結(jié)構(gòu)、新想法進(jìn)行不同程度獎(jiǎng)勵(lì)加分的形式以激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學(xué)生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實(shí)的數(shù)據(jù)報(bào)告，鍛煉學(xué)生撰寫論文、數(shù)據(jù)整理的能力，為接下來學(xué)期中的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。而對(duì)于教師的要求，不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)還應(yīng)具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質(zhì)。可通過參加研討會(huì)、專業(yè)講座、企業(yè)實(shí)習(xí)、項(xiàng)目合作等途徑分享和學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還應(yīng)定期邀請(qǐng)校外專家或?qū)I(yè)工程師進(jìn)行集成電路方面的專業(yè)座談、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)等，進(jìn)行教學(xué)及實(shí)踐的指導(dǎo)。
三、加強(qiáng)EDA實(shí)踐教學(xué)
首先，根據(jù)企業(yè)的技術(shù)需求，引進(jìn)目前使用的主流EDA工具軟件，讓學(xué)生在就業(yè)前就可以熟練掌握應(yīng)用，將工程實(shí)際和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系，積累經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)增加學(xué)生就業(yè)及繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)，為今后競(jìng)爭(zhēng)打下良好的基礎(chǔ)。2009—2015年，黑龍江大學(xué)先后引進(jìn)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)Xilinx和FPGA實(shí)驗(yàn)箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設(shè)計(jì)工具Aether以及Synopsys公司的EDA設(shè)計(jì)工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學(xué)習(xí)和科研。而面對(duì)目前學(xué)生人數(shù)眾多但實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源相對(duì)不足的情況，如果可以借助黑龍江大學(xué)的校園網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄，則在一定程度上可以滿足學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的需要。其次，根據(jù)企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)。如通過運(yùn)算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機(jī)、分頻器、數(shù)顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設(shè)計(jì)和仿真分析，令學(xué)生掌握數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路的設(shè)計(jì)方法及流程，在了解企業(yè)對(duì)于數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)以及版圖設(shè)計(jì)等崗位要求的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行模塊課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作的鍛煉，使學(xué)生對(duì)于相關(guān)的EDA實(shí)踐內(nèi)容真正融會(huì)貫通，為今后就業(yè)做好充足的準(zhǔn)備。第三，根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)本科理論課程的教學(xué)內(nèi)容，以各應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合多媒體的教學(xué)方法，選取結(jié)合于理論課程內(nèi)容的實(shí)例，制定和編寫相應(yīng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課件及操作流程手冊(cè)，如黑龍江大學(xué)的“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程，都已制定了比較詳盡的實(shí)踐手冊(cè)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課件；通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使學(xué)生能夠更加方便地分享教學(xué)資源并充分利用資源隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)。
四、搭建校企合作平臺(tái)
近年來，北京電子協(xié)會(huì)著手主辦了“全國大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，為各高校的在校大學(xué)生提供了一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)競(jìng)賽的良好平臺(tái)。通過大賽的舉辦，不僅提高了本科教學(xué)工作的積極性和教學(xué)質(zhì)量，更加有利了提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，大賽以集成電路產(chǎn)業(yè)為背景，聯(lián)合各高校與企業(yè)參與其中，促進(jìn)了高校間和校企間的交流與合作，并且通過大賽可以幫助企業(yè)發(fā)掘有潛力的優(yōu)秀專業(yè)人才，而對(duì)于參賽學(xué)生而言亦是為其就業(yè)拓寬了渠道。2012—2015年期間，黑龍江大學(xué)連續(xù)參加多屆“全國大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，本科生及研究生組都分別取得過特等獎(jiǎng)和一、二、三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，并獲得了華潤上華0.35umCMOS工藝的多次流片機(jī)會(huì)，這對(duì)于本科階段的學(xué)生來說是彌足珍貴的學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。通過參加大賽，學(xué)生不僅積累了實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，完善了知識(shí)結(jié)構(gòu)，更對(duì)競(jìng)技精神有了一種新的認(rèn)識(shí)與體會(huì)，增強(qiáng)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識(shí)和能力。同時(shí)，在競(jìng)賽過程中，令學(xué)生對(duì)自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)有了明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)于其專業(yè)能力和發(fā)展?jié)撡|(zhì)也是一次很好的發(fā)掘。在今后的賽事中，我們會(huì)借鑒以往的大賽經(jīng)驗(yàn)，對(duì)參賽的本科生和研究生進(jìn)行合理的培訓(xùn)和實(shí)踐訓(xùn)練，成員以高年級(jí)帶低年級(jí)、老隊(duì)員帶新隊(duì)員、理論型學(xué)生與實(shí)踐性學(xué)生相結(jié)合的模式組隊(duì)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)傳承、知識(shí)共享與交流、創(chuàng)新實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作等優(yōu)勢(shì)，有利于專業(yè)的發(fā)展以及各屆學(xué)生專業(yè)能力和創(chuàng)新能力的提高。
作者：卜丹 邱成軍 竇雁巍 單位：黑龍江大學(xué)
一、完善課程設(shè)置
合理設(shè)置課程體系和課程內(nèi)容，是提高人才培養(yǎng)水平的關(guān)鍵。2009年，黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經(jīng)過這幾年教學(xué)工作的開展與施行，發(fā)現(xiàn)仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學(xué)開展的教學(xué)計(jì)劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進(jìn)行了再次的改進(jìn)和完善。首先，在課程設(shè)置與課時(shí)安排上進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對(duì)于部分課程調(diào)整其所開設(shè)的學(xué)期及課時(shí)安排，不同課程中內(nèi)容重疊的章節(jié)或相關(guān)性較大的部分可進(jìn)行適當(dāng)刪減或融合。如：在原來的課程設(shè)置中，“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程與“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程分別設(shè)置在教學(xué)第六學(xué)期和第七學(xué)期。由于“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程中是以門級(jí)電路設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，所以學(xué)生在未進(jìn)行模擬集成電路課程的講授前，對(duì)于各種元器件的基本結(jié)構(gòu)、特性、工作原理、基本參數(shù)、工藝和版圖等這些基礎(chǔ)知識(shí)都是一知半解，因此對(duì)門級(jí)電路的整體設(shè)計(jì)分析難以理解和掌握，會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及教學(xué)效果；而若在“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程中添加入相關(guān)知識(shí)，與“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程中本應(yīng)有的器件、工藝和版圖的相關(guān)內(nèi)容又會(huì)出現(xiàn)重疊。在調(diào)整后的課程設(shè)置中，先開設(shè)了“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程，將器件、工藝和版圖的基礎(chǔ)知識(shí)首先進(jìn)行講授，令學(xué)生對(duì)于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)中，對(duì)于應(yīng)用各器件進(jìn)行電路構(gòu)建時(shí)會(huì)更加得心應(yīng)手，達(dá)到較好的教學(xué)效果，同時(shí)也避免了內(nèi)容重復(fù)講授的問題。此外，這樣的課程設(shè)置安排，將有利于本科生在“大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”的參與和競(jìng)爭(zhēng)，避免因?qū)W期課程的設(shè)置問題，導(dǎo)致學(xué)生還未深入地接觸學(xué)習(xí)相關(guān)的理論課程及實(shí)驗(yàn)課程，從而出現(xiàn)理論知識(shí)儲(chǔ)備不足、實(shí)踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調(diào)整課程安排后，本科生通過秋季學(xué)期中基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)以及實(shí)踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時(shí)能夠確保擁有足夠的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有較充足的參賽準(zhǔn)備，通過團(tuán)隊(duì)合作較好地完成大賽的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學(xué)校、學(xué)院及個(gè)人爭(zhēng)得榮譽(yù)，收獲寶貴的參賽經(jīng)驗(yàn)。其次，適當(dāng)降低理論課難度，將教學(xué)重點(diǎn)放在掌握集成電路設(shè)計(jì)及分析方法上，而不是讓復(fù)雜煩瑣的公式推導(dǎo)削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠較好地理解和掌握集成電路設(shè)計(jì)的方法和流程。第三，在選擇優(yōu)秀國內(nèi)外教材進(jìn)行教學(xué)的同時(shí)，從科研前沿、新興產(chǎn)品及技術(shù)、行業(yè)需求等方面提取教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)時(shí)了解前沿動(dòng)態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。
二、變革教學(xué)理念與模式
CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行）理念，是目前國內(nèi)外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結(jié)合課程教學(xué)模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突[4]。在實(shí)際教學(xué)過程中，結(jié)合黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)”課程，基于“逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SARADC）”的課題項(xiàng)目開展教學(xué)內(nèi)容，將各個(gè)獨(dú)立分散的模擬或數(shù)字電路模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，使之成為具有連貫性的課題實(shí)踐內(nèi)容。在教學(xué)周期內(nèi)，以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的教學(xué)模式，令學(xué)生“做中學(xué)”，讓學(xué)生有目的地將理論切實(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，完成“構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐和驗(yàn)證”的整體流程，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實(shí)施方法及設(shè)計(jì)操作流程。同時(shí)，通過以小組為單位，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，在組內(nèi)或組間的相互交流與學(xué)習(xí)中，相互促進(jìn)提高，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對(duì)新結(jié)構(gòu)、新想法進(jìn)行不同程度獎(jiǎng)勵(lì)加分的形式以激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學(xué)生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實(shí)的數(shù)據(jù)報(bào)告，鍛煉學(xué)生撰寫論文、數(shù)據(jù)整理的能力，為接下來學(xué)期中的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。而對(duì)于教師的要求，不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)還應(yīng)具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質(zhì)。可通過參加研討會(huì)、專業(yè)講座、企業(yè)實(shí)習(xí)、項(xiàng)目合作等途徑分享和學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還應(yīng)定期邀請(qǐng)校外專家或?qū)I(yè)工程師進(jìn)行集成電路方面的專業(yè)座談、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)等，進(jìn)行教學(xué)及實(shí)踐的指導(dǎo)。
三、加強(qiáng)EDA實(shí)踐教學(xué)
首先，根據(jù)企業(yè)的技術(shù)需求，引進(jìn)目前使用的主流EDA工具軟件，讓學(xué)生在就業(yè)前就可以熟練掌握應(yīng)用，將工程實(shí)際和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系，積累經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)增加學(xué)生就業(yè)及繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)，為今后競(jìng)爭(zhēng)打下良好的基礎(chǔ)。2009—2015年，黑龍江大學(xué)先后引進(jìn)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)Xilinx和FPGA實(shí)驗(yàn)箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設(shè)計(jì)工具Aether以及Synopsys公司的EDA設(shè)計(jì)工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學(xué)習(xí)和科研。而面對(duì)目前學(xué)生人數(shù)眾多但實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源相對(duì)不足的情況，如果可以借助黑龍江大學(xué)的校園網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄，則在一定程度上可以滿足學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的需要[5]。其次，根據(jù)企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)。如通過運(yùn)算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機(jī)、分頻器、數(shù)顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設(shè)計(jì)和仿真分析，令學(xué)生掌握數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路的設(shè)計(jì)方法及流程，在了解企業(yè)對(duì)于數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)以及版圖設(shè)計(jì)等崗位要求的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行模塊課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作的鍛煉，使學(xué)生對(duì)于相關(guān)的EDA實(shí)踐內(nèi)容真正融會(huì)貫通，為今后就業(yè)做好充足的準(zhǔn)備。第三，根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)本科理論課程的教學(xué)內(nèi)容，以各應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合多媒體的教學(xué)方法，選取結(jié)合于理論課程內(nèi)容的實(shí)例，制定和編寫相應(yīng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課件及操作流程手冊(cè)，如黑龍江大學(xué)的“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程，都已制定了比較詳盡的實(shí)踐手冊(cè)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課件；通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使學(xué)生能夠更加方便地分享教學(xué)資源并充分利用資源隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)。
四、搭建校企合作平臺(tái)
近年來，北京電子協(xié)會(huì)著手主辦了“全國大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，為各高校的在校大學(xué)生提供了一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)競(jìng)賽的良好平臺(tái)。通過大賽的舉辦，不僅提高了本科教學(xué)工作的積極性和教學(xué)質(zhì)量，更加有利了提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，大賽以集成電路產(chǎn)業(yè)為背景，聯(lián)合各高校與企業(yè)參與其中，促進(jìn)了高校間和校企間的交流與合作，并且通過大賽可以幫助企業(yè)發(fā)掘有潛力的優(yōu)秀專業(yè)人才，而對(duì)于參賽學(xué)生而言亦是為其就業(yè)拓寬了渠道。2012—2015年期間，黑龍江大學(xué)連續(xù)參加多屆“全國大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，本科生及研究生組都分別取得過特等獎(jiǎng)和一、二、三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，并獲得了華潤上華0.35umCMOS工藝的多次流片機(jī)會(huì)，這對(duì)于本科階段的學(xué)生來說是彌足珍貴的學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。通過參加大賽，學(xué)生不僅積累了實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，完善了知識(shí)結(jié)構(gòu)，更對(duì)競(jìng)技精神有了一種新的認(rèn)識(shí)與體會(huì)，增強(qiáng)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識(shí)和能力。同時(shí)，在競(jìng)賽過程中，令學(xué)生對(duì)自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)有了明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)于其專業(yè)能力和發(fā)展?jié)撡|(zhì)也是一次很好的發(fā)掘。在今后的賽事中，我們會(huì)借鑒以往的大賽經(jīng)驗(yàn)，對(duì)參賽的本科生和研究生進(jìn)行合理的培訓(xùn)和實(shí)踐訓(xùn)練，成員以高年級(jí)帶低年級(jí)、老隊(duì)員帶新隊(duì)員、理論型學(xué)生與實(shí)踐性學(xué)生相結(jié)合的模式組隊(duì)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)傳承、知識(shí)共享與交流、創(chuàng)新實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作等優(yōu)勢(shì)，有利于專業(yè)的發(fā)展以及各屆學(xué)生專業(yè)能力和創(chuàng)新能力的提高。
作者：卜丹 邱成軍 竇雁巍 單位：黑龍江大學(xué)
關(guān)鍵詞 電力電子學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)手段
Abstract The teaching reform of power electronic technology is explored in the following aspects as classroom instruction， tutorship after school， experiment and practice， examination and effect after teaching practice in this paper．
Key words power electronic technology teaching reform teaching method
一、前言
《電力電子學(xué)》是電氣工程及自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化和其他相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，屬必修課。該課程的特點(diǎn)是基礎(chǔ)性強(qiáng)，體現(xiàn)了弱電對(duì)強(qiáng)電的控制；又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，和生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密。
二、教學(xué)改革
隨著現(xiàn)代電力電子學(xué)的日新月異，《電力電子學(xué)》課程的內(nèi)容也不斷更新、發(fā)展，越來越豐富。但由于專業(yè)課程的不斷增加，電力電子學(xué)課程的教學(xué)學(xué)時(shí)卻越來越少。這一矛盾對(duì)課程的教學(xué)質(zhì)量和教師的教學(xué)水平提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為解決這一問題，實(shí)現(xiàn)把大學(xué)生培養(yǎng)成為基礎(chǔ)厚、知識(shí)博、能力強(qiáng)、口徑寬和適應(yīng)性強(qiáng)的高素質(zhì)人才這一教學(xué)目標(biāo)，我們《電力電子學(xué)》課程組在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐。
1、課堂教學(xué)。課堂教學(xué)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的主體部分，也是我們教學(xué)改革的重點(diǎn)。為了高質(zhì)量、高水平地完成教學(xué)任務(wù)，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課堂教學(xué)組織幾個(gè)方面入手，借鑒其它學(xué)科的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，大膽革新，形成了自己內(nèi)容豐富形式靈活的教學(xué)特色。
在教學(xué)內(nèi)容上，我們按照教學(xué)大綱的要求進(jìn)行了梳理、精選和更新。根據(jù)各位授課老師多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)目標(biāo)分類法的指導(dǎo)下，我們將課程分為八個(gè)教學(xué)單元，每個(gè)單元確定一兩個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容授課時(shí)，以重點(diǎn)內(nèi)容把所學(xué)單元中的基本概念、原理、方法和過程講清講透，強(qiáng)調(diào)基本概念和分析問題的思路，非重點(diǎn)內(nèi)容則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展。這樣既避免了重復(fù)講述，又體現(xiàn)了知識(shí)的層次性和擴(kuò)展性。精講必須多練。我們從能力培養(yǎng)著眼，對(duì)每一個(gè)重點(diǎn)單元精選例題和習(xí)題，注重講、練結(jié)合，保證練的比重，加強(qiáng)綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力。在教學(xué)大綱以外，授課老師增加了電力電子電路的部分仿真技術(shù)內(nèi)容。實(shí)踐證明，這部分內(nèi)容的引入對(duì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，更好地理解基本原理、概念，提高設(shè)計(jì)應(yīng)用能力起到事半功倍的作用。在實(shí)際授課時(shí)，我們還注重教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，及時(shí)將本學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果引入教學(xué)，保證了課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性。
在教學(xué)手段上，我們采用了電化教學(xué)和多媒體教學(xué)的方式，并配合教材開發(fā)了一套多媒體 CAI課件。動(dòng)畫和多媒體方式的引入，使電力電子電路中比較抽象的電特性變得直觀，使得原本難以理解的問題，如電路在不同時(shí)刻的不同等效形式，輸入輸出波形的產(chǎn)生等，變得比較容易。學(xué)生容易建立起相關(guān)電路的清晰概念。此外，電化教學(xué)和多媒體教學(xué)可以在有限的時(shí)間內(nèi)立體化、直觀化地展現(xiàn)大量的教學(xué)信息，避免授課老師將大量時(shí)間用到在黑板繪圖上，提高了課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量。同時(shí)，多媒體課件的開放式結(jié)構(gòu)也方便把最新技術(shù)不斷加入到課程的教學(xué)中來，以滿足學(xué)生對(duì)新技術(shù)的追求。
在教學(xué)內(nèi)容和手段上進(jìn)行改革后，課堂教學(xué)信息量增大，要求學(xué)生更加認(rèn)真積極地參與教學(xué)活動(dòng)，否則可能出現(xiàn)“坐飛機(jī)”的情況。因此授課教師的課堂教學(xué)組織能力非常重要。為提高這一能力，我們授課組的教師一方面努力提高語言表達(dá)能力，采用生動(dòng)幽默的語言激發(fā)學(xué)生興趣，另一方面精心組織教學(xué)，設(shè)計(jì)出提問，討論，課堂調(diào)查、小測(cè)驗(yàn)，寫小論文等多種形式，及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生都參與到教學(xué)中來，讓整個(gè)教學(xué)過程既充實(shí)又有趣。
2、實(shí)踐教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重于對(duì)思維方式和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，是理論教學(xué)的主要補(bǔ)充，它在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有重要地位。因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是教學(xué)改革這一系統(tǒng)工程中的重要一環(huán)。我們把實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等多個(gè)層次，結(jié)合課外科研訓(xùn)練實(shí)踐、四川省和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等高水平的實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而將綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，形成多層次、立體化的實(shí)踐教學(xué)特色。
為了開好基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和選作實(shí)驗(yàn)，電氣信息學(xué)院投入實(shí)驗(yàn)建設(shè)經(jīng)費(fèi)，購買了十套浙江天煌公司的“電力電子與自動(dòng)控制系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)增加了一些新的器件樣品，使學(xué)生有更好的硬件條件開展實(shí)驗(yàn)。另外我們還自己動(dòng)手開發(fā)出一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的軟件平臺(tái)。學(xué)生可以自由地調(diào)用仿真環(huán)境中的各種電力電子器件搭建各種電路，模擬實(shí)際裝置的全程動(dòng)作情況。通過該仿真軟件平臺(tái)，我們可以實(shí)現(xiàn)EDA教學(xué)。 對(duì)于實(shí)踐教學(xué)，我們始終堅(jiān)持理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，一方面在學(xué)時(shí)安排上，實(shí)驗(yàn)課與理論課緊密銜接，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容互相滲透，另一方面采用臺(tái)階式教學(xué)，教學(xué)目的層次分明，即采用驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、綜合型三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣不僅延伸了教學(xué)內(nèi)容，而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力。
在教學(xué)過程中，我們把課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和EDA教學(xué)相互融合起來。課堂教學(xué)突出課程的基礎(chǔ)性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)踐性、應(yīng)用性， EDA教學(xué)貫穿于課程的各個(gè)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)課程的先進(jìn)性。不同的教學(xué)環(huán)節(jié)各司其職，相輔相成，相互交融，有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn) “加強(qiáng)基礎(chǔ)，注重實(shí)踐，促進(jìn)創(chuàng)新”的同一個(gè)目標(biāo)。
為了進(jìn)一步提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合性實(shí)踐能力，作為立體化實(shí)踐教學(xué)的擴(kuò)展，課程組把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，建立了《電力電子學(xué)》系列課程本科生導(dǎo)師體系，在學(xué)生中建立學(xué)研小組，由授課教師指導(dǎo)學(xué)研小組。注意引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技競(jìng)賽活動(dòng)，積極組織學(xué)生參與校級(jí)、四川省和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，取得了良好效果。
3、課外輔導(dǎo)。為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，我們開展了一系列有效的課外輔導(dǎo)活動(dòng)。這些活動(dòng)主要有：利用校園網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)上討論、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上批改作業(yè)等；指導(dǎo)學(xué)生課外閱讀與電力電子學(xué)有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，鼓勵(lì)學(xué)生寫小論文；開展與課程知識(shí)內(nèi)容相關(guān)的設(shè)計(jì)及創(chuàng)新活動(dòng)；在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，組織學(xué)生到校外參觀實(shí)習(xí)等。通過這些活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入一種有意識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)中，提高學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率大大提高。
4、考核方式。為克服應(yīng)試教育帶來的弊端，我們也改革了考試制度。考題除了深度、廣度和難度符合教學(xué)大綱要求外，我們更著重對(duì)分析問題和解決問題的能力進(jìn)行考核。近年來我們?cè)凇峨娏﹄娮訉W(xué)》課程的筆試考試中，采用半開卷考試，即學(xué)生可以帶一張A4紙正反面筆錄，便于學(xué)生在復(fù)習(xí)中進(jìn)行自我總結(jié)，考試時(shí)不用死記硬背公式。筆試考試的組織嚴(yán)密、規(guī)范，試卷規(guī)范，評(píng)分客觀、公正，并建立了對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量分析的制度。成績(jī)中，除了筆試成績(jī)外，將作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、小論文和答疑情況也記入總成績(jī)，使成績(jī)考核更全面、客觀。
三、教學(xué)改革成效
《電力電子學(xué)》課程教學(xué)改革得到了上至學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)下至選課學(xué)生的大力支持。學(xué)院鼓勵(lì)和支持課程組的教師以各種形式參加科研開發(fā)項(xiàng)目或進(jìn)行理論研究，以便及時(shí)了解和掌握與本課程相關(guān)的科技發(fā)展最新動(dòng)態(tài)和成果，并且將其融匯到課堂教學(xué)中去，使我們的教學(xué)工作既源自大綱，又不局限于大綱。以高水準(zhǔn)的科研能力保證了教學(xué)質(zhì)量的提高。同學(xué)們也提出了很多非常中肯的建議。在大家共同努力下，《電力電子學(xué)》課程自開始進(jìn)行教學(xué)改革以來，課程組教師先后主持和參與完成4項(xiàng)教學(xué)改革項(xiàng)目，發(fā)表了數(shù)十篇教學(xué)改革論文，取得了四川省和學(xué)校的教學(xué)成果獎(jiǎng)勵(lì)。
課程組教師改革工作取得了較好的教學(xué)效果，得到了廣大學(xué)生和同行的好評(píng)。在每學(xué)期課程結(jié)束前，請(qǐng)聽課同學(xué)提的意見中，都能看到感謝的話語和鼓勵(lì)支持；督導(dǎo)教師的多次聽課也表示了對(duì)我們教學(xué)方法和效果的肯定；每學(xué)期的教學(xué)檢查和學(xué)生評(píng)教，我們的課程均得到高出平均值的得分。近三年學(xué)生對(duì)本課程評(píng)教的無記名投票結(jié)果為：優(yōu)占71.5%，良占28.5%。學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力也得到了較大的提升，在第三、第四、第五、第六屆全國大學(xué)生電子競(jìng)賽中連續(xù)獲得國家一、二等獎(jiǎng)。學(xué)生在相關(guān)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中也表現(xiàn)出較好的能力。隨著綜合素質(zhì)的提高，畢業(yè)生的一次就業(yè)率也得到提高。一些進(jìn)入研究生階段學(xué)習(xí)的學(xué)生也表示《電力電子學(xué)》課程給他們打下了較好的基礎(chǔ)，有助于他們進(jìn)一步深造。校外專家也認(rèn)為，盡管我校是四川省屬高校，但《電力電子學(xué)》課程在省內(nèi)的學(xué)術(shù)地位和教學(xué)質(zhì)量是靠前的。
四、課程后續(xù)建設(shè)
今后兩年課程建設(shè)著重于兩方面內(nèi)容。一是總結(jié)多年來《電力電子學(xué)》課程教學(xué)改革和教學(xué)研究課題的經(jīng)驗(yàn)，不斷深化教學(xué)改革，進(jìn)一步提高教師的英語水平，擴(kuò)大雙語教學(xué)的學(xué)生比例。二是在學(xué)校適當(dāng)增加電力電子與電力傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，全面實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和工程實(shí)踐能力。同時(shí)，建立以《電力電子學(xué)》課程為基礎(chǔ)的電工技術(shù)實(shí)習(xí)基地，開展學(xué)研小組的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新活動(dòng)。
我們今后會(huì)繼續(xù)努力，本著保持特色，擴(kuò)大范圍，深化內(nèi)涵，提高質(zhì)量的原則，爭(zhēng)取把課程建設(shè)成省級(jí)精品課程，邁上更高層次，以適應(yīng)21世紀(jì)高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需要。
參考文獻(xiàn)
1.王兆安，黃俊．電力電子學(xué)[M]．第四版．機(jī)械工業(yè)出版社，2000
無論進(jìn)行何種教學(xué)改革，應(yīng)該明確，課程教學(xué)仍是教學(xué)的主線，在教學(xué)過程中，必須樹立課程的重要地位，加大學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。堅(jiān)持經(jīng)常的學(xué)習(xí)價(jià)值觀的教育來啟發(fā)學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力。正確地引導(dǎo)學(xué)生的求知欲,適時(shí)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣,勢(shì)必產(chǎn)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。在第一次課堂上要明確“通信電子電路”在通信工程專業(yè)以及工作中的重要地位。介紹與“通信電子電路”相關(guān)的廣播、電視、導(dǎo)航、雷達(dá)等相關(guān)專業(yè),強(qiáng)調(diào)該課程對(duì)于這些相關(guān)專業(yè)的重要性；然后從應(yīng)用角度出發(fā)介紹該課程在社會(huì)工作中的廣泛應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“通信電子電路”的強(qiáng)烈愿望；最后以實(shí)際電路為例,以信號(hào)傳輸為主線,簡(jiǎn)單介紹其工作原理。使學(xué)生對(duì)通信電子電路的認(rèn)識(shí)由抽象變?yōu)樾蜗?由原理轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。
2教學(xué)方法改革
2.1以多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，以形象代替抽象
近年來，射頻電路應(yīng)用的頻率越來越高，為適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的需要，讓學(xué)生了解高頻電子通信技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。教學(xué)過程中，使用多媒體手段進(jìn)行輔助教學(xué)，將教材中的圖形、文字、公式及推導(dǎo)過程形象的展示在課堂上，以取得更好的教學(xué)效果，同時(shí)，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)部分設(shè)計(jì)生動(dòng)的Flas演示，便于學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解和提高學(xué)習(xí)興趣。在課堂上使用ADS等軟件，對(duì)相關(guān)章節(jié)涉及的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，直觀地反映電路的工作原理，讓學(xué)生更加形象地掌握電路的工作原理和工作過程，使學(xué)生對(duì)整個(gè)電路有更加深刻的認(rèn)識(shí)。以形象代替抽象，提高了傳統(tǒng)教學(xué)方法及手段難以達(dá)到的教學(xué)效果。
2.2通信電子電路課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是繼理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后的又一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它的任務(wù)是在學(xué)生掌握電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與單元電路的設(shè)計(jì)能力之后，利用Multisim、ADS等EDA軟件讓學(xué)生綜合應(yīng)用通信電子電路知識(shí)進(jìn)行高頻通信系統(tǒng)電路的仿真設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)測(cè)，提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。在理論課程教學(xué)期中考試完成以后，引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主選題、自主設(shè)計(jì)來完成，設(shè)計(jì)過程中要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和撰寫總結(jié)報(bào)告等工作，不斷提高同學(xué)的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和組織實(shí)施能力。具體做法是：（1）自主選題（3名學(xué)生自由組合為小組），利用Multisim、ADS等EDA軟件對(duì)選題進(jìn)行調(diào)研、分析和設(shè)計(jì)，并利用軟件仿真得出較為合理的參數(shù)和結(jié)果；并用實(shí)驗(yàn)完成選題的設(shè)計(jì)要求，形成創(chuàng)新性作品。（2）學(xué)生根據(jù)選題任務(wù)書撰寫論文。（3）教師根據(jù)創(chuàng)新性作品完成情況、論文評(píng)定給出成績(jī)，成績(jī)計(jì)入學(xué)期總成績(jī)。（4）選拔部分能力較強(qiáng)的學(xué)生設(shè)計(jì)制作實(shí)際電路，為參加課外科技創(chuàng)新活動(dòng)做準(zhǔn)備。
3理論課程中軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)建設(shè)
通信電子電路理論課程配有相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)課程，該課程傳統(tǒng)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以單元電路的驗(yàn)證為主，且實(shí)驗(yàn)條件有限，學(xué)生的主觀能動(dòng)性沒有充分發(fā)揮。鑒于目前射頻電路的應(yīng)用越來越廣泛，我們對(duì)課程進(jìn)行改革，加入軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生利用ADS等軟件完成射頻通信電路的設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試，對(duì)一些新技術(shù)、新器件，及硬件實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以利用仿真軟件及時(shí)的跟蹤、了解、學(xué)習(xí)使用。提高其綜合應(yīng)用和動(dòng)手實(shí)踐的能力。如軟件實(shí)驗(yàn)之一“射頻寬帶放大器的設(shè)計(jì)與仿真”，我們進(jìn)行了直流分析、設(shè)計(jì)偏置電路、電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、輸入匹配設(shè)計(jì)、匹配網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)和原理圖仿真等內(nèi)容。在2.45GHz處，增益為14dB，噪聲系數(shù)小于0.7dB，整個(gè)電路無條件穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)射頻寬帶放大器的設(shè)計(jì)。通過射頻寬帶放大器的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到了預(yù)期的效果。
4促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)
通過“通信電子電路”課程改革與實(shí)踐教改項(xiàng)目的實(shí)施，不斷吸引教師加入，形成教師團(tuán)隊(duì)，建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)能力強(qiáng)的教師梯隊(duì)。在完成“通信電子電路”、“通信電子電路實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)、指導(dǎo)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，形成團(tuán)隊(duì)互動(dòng)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，提高指導(dǎo)教師的綜合實(shí)踐能力，提升競(jìng)賽成績(jī)。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞:專用集成電路設(shè)計(jì);創(chuàng)新;教學(xué);探討
中圖分類號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《專用集成電路設(shè)計(jì)》是電氣信息類專業(yè)開設(shè)的一門比較重要的專業(yè)課。為了培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實(shí)的集成電路設(shè)計(jì)人才,滿足IC行業(yè)對(duì)人才的大量需求,無論是在微電子專業(yè),還是在相關(guān)的其他電氣信息類專業(yè),不少重點(diǎn)高等院校都已經(jīng)開設(shè)了本門課程。在學(xué)生已經(jīng)掌握了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和一定的晶體管原理知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課,進(jìn)行ASIC設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的強(qiáng)化,進(jìn)一步掌握集成電路和電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識(shí),提高集成電路設(shè)計(jì)能力,增長(zhǎng)集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),來加強(qiáng)電氣信息類專業(yè)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及集成電路設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證知識(shí)等,培養(yǎng)學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)方面的研究興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的深造打好基礎(chǔ)。
由于專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的需要,北京電子科技學(xué)院同樣開設(shè)了《專用集成電路設(shè)計(jì)》的專業(yè)選修課,授課對(duì)象是電子信息工程專業(yè)的本科生,由于非微電子的專業(yè)背景原因,他們并不具備足夠的半導(dǎo)體物理、晶體管原理等知識(shí),因此在本課程的教學(xué)過程中,必然要針對(duì)具體對(duì)象,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)思路,加強(qiáng)教學(xué)研究,找到一種適合于非微電子專業(yè)本科生的教學(xué)思想和教學(xué)方法。通過教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對(duì)于課程組在這一課程中的創(chuàng)新、探索和具體的教學(xué)方法比較認(rèn)可。這里把我們?cè)凇秾Ｓ眉呻娐吩O(shè)計(jì)》課教學(xué)實(shí)踐中的初步探索做一些總結(jié),希望與大家分享。
1 結(jié)合實(shí)際合理設(shè)置授課內(nèi)容,以學(xué)生能夠接受為目標(biāo)
電子信息工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程之前,已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《EDA技術(shù)》等有關(guān)電子技術(shù)和電路系統(tǒng)的課程,對(duì)于電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的理解,并進(jìn)行過比較系統(tǒng)的動(dòng)手實(shí)踐訓(xùn)練,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程打下了比較堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是由于專業(yè)背景的原因,該專業(yè)不太可能只是為了《專用集成電路設(shè)計(jì)》課而專門開設(shè)《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專業(yè)才有的課程,因此,與微電子專業(yè)相比,電子信息工程專業(yè)的本科生欠缺有關(guān)晶體管原理和半導(dǎo)體工藝等方面的必要知識(shí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí),必然要考慮到這一點(diǎn),總的原則應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生能夠接受、但又不應(yīng)該過于輕松接受為目標(biāo),而且要盡量避免與《EDA技術(shù)》等課程的知識(shí)重復(fù)。
根據(jù)我們的課程內(nèi)容設(shè)置原則,將《專用集成電路設(shè)計(jì)》課的講授內(nèi)容分為以下幾章:第一章:ASIC設(shè)計(jì)概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫設(shè)計(jì);第四章:ASIC的前端設(shè)計(jì);第五章:ASIC的后端設(shè)計(jì);第六章:可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù);第七章:SOC設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介。在各章的講授中,占用課時(shí)較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,使學(xué)生對(duì)專用集成電路的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專用集成電路的基本概念和方法,了解IC領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢(shì),激發(fā)學(xué)生潛在的對(duì)集成電路前、后端設(shè)計(jì)的興趣。為了配合理論教學(xué),提升教學(xué)效果,還設(shè)置了合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。
2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,以培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力為目標(biāo)
集成電路設(shè)計(jì)類課程除了理論教學(xué)以外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要,因?yàn)檫@類課程對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練重點(diǎn)正是在于動(dòng)手實(shí)驗(yàn),提前接觸到未來在進(jìn)一步的研究和工作中可能會(huì)應(yīng)用到的一些軟件工具、設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)技巧等,這樣才能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,真正幫助學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)。因此本課程要更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,著力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,進(jìn)而使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確、具體和形象地掌握在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。根據(jù)這一原則,經(jīng)過試用修訂,我們專門編印了《專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》,根據(jù)大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經(jīng)編印了2007版和2009版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,共設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn),具體是:實(shí)驗(yàn)一:IC設(shè)計(jì)工具的使用;實(shí)驗(yàn)二:單元電路的前端設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)三:標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖繪制與驗(yàn)證;實(shí)驗(yàn)四:四位加法器和減法器ASIC的設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)五:計(jì)數(shù)器ASIC的設(shè)計(jì)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
選用一種合適的集成電路設(shè)計(jì)工具是順利進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。我們選用了美國Tanner Research公司開發(fā)的一種優(yōu)秀集成電路設(shè)計(jì)工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強(qiáng)大,但它的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低,可以在PC機(jī)上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強(qiáng),便于學(xué)習(xí),使用方便,特別適用于高校進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tanner Pro工具在美國和臺(tái)灣的很多大學(xué)中早已被廣泛應(yīng)用,臺(tái)灣不少IC設(shè)計(jì)企業(yè)也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對(duì))等幾個(gè)功能不同的子工具,滿足了集成電路設(shè)計(jì)從前端到后端、設(shè)計(jì)驗(yàn)證的一系列過程的需要,完全可以適用于《專用集成電路設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)。通過我們?cè)谡n程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的使用,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這個(gè)工具上手快、掌握熟,對(duì)于以后使用其他的IC設(shè)計(jì)工具也有一定的幫助,而且培養(yǎng)了他們將來涉足IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的興趣和信心。圖1是學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中得到的一個(gè)版圖設(shè)計(jì)結(jié)果。
3 適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以讓學(xué)生跟上行業(yè)發(fā)展腳步為目標(biāo)
我們都知道,集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等的發(fā)展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價(jià)格每?jī)赡晗陆狄话氲闹哪柖?集成電路的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)發(fā)展日新月異。因此,在《專用集成電路設(shè)計(jì)》的教學(xué)過程中,必須要根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在系統(tǒng)講授已經(jīng)設(shè)置好的教學(xué)內(nèi)容的前提下,結(jié)合具體授課內(nèi)容,適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以期讓學(xué)生跟上集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的腳步,并不斷將這些新技術(shù)、新進(jìn)展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內(nèi)容中,做到授課內(nèi)容常講常新。其實(shí)這除了讓學(xué)生可以接受到最新的知識(shí)和了解到該領(lǐng)域最新進(jìn)展之外,同時(shí)也是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過程,對(duì)于教師的教學(xué)和相關(guān)科研也是一種無形的促進(jìn),可以督促教師不斷地跟蹤與IC設(shè)計(jì)、制造相關(guān)的最新研究成果,并進(jìn)行精心的組織,將這些成果有機(jī)融入到課程教學(xué)中,做到授課內(nèi)容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復(fù)使用,保證教師在教學(xué)中的激情,增強(qiáng)教學(xué)效果。
在這里僅僅舉一個(gè)具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內(nèi)容時(shí),作者為同學(xué)們講授了不斷發(fā)展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發(fā)展瓶頸對(duì)于摩爾定律的挑戰(zhàn),還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱得上是“拯救摩爾定律”的一大技術(shù)進(jìn)展。本次課后,不少同學(xué)紛紛通過互聯(lián)網(wǎng)等來查閱這一最新工藝的具體情形,表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
4 創(chuàng)新課程考查方式,以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的研究興趣為目標(biāo)
一門課程的考查方式如何,對(duì)于這門課程能不能按照教師的預(yù)想,達(dá)到既定的最終教學(xué)目的,有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲砣ァ翱肌背鰧W(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式雖然比較簡(jiǎn)單省事,但卻過于單調(diào),雖然從某種程度上能夠考查出學(xué)生對(duì)這門課程知識(shí)的掌握程度,但是對(duì)于激發(fā)學(xué)生在學(xué)完這門課程之后,對(duì)本學(xué)科、本領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學(xué)校教育以來經(jīng)歷了無數(shù)次的考試,不少學(xué)生厭煩考試的情緒比較嚴(yán)重,恨不得考完后把教材、作業(yè)、筆記等都馬上丟棄,這是現(xiàn)實(shí)存在的、我們必須得承認(rèn)的事實(shí)。從某種意義上說,通過考試來考查學(xué)生的學(xué)習(xí),有時(shí)對(duì)最終教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)會(huì)起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于這門課、這個(gè)領(lǐng)域、這個(gè)行業(yè)的獨(dú)特想法和創(chuàng)新思路。
作者在《專用集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)過程中,結(jié)合課程的專業(yè)特點(diǎn),積極探索并實(shí)踐了采用提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時(shí),布置給學(xué)生論文題目,對(duì)于論文的范圍、參考文獻(xiàn)的篇數(shù)、論文的格式和字?jǐn)?shù)等做出明確而具體的規(guī)范,要求學(xué)生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專門的時(shí)間集中進(jìn)行答辯,每位學(xué)生對(duì)自己準(zhǔn)備的論文,進(jìn)行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學(xué)生的提問。通過創(chuàng)新課程考查方式,提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合,讓學(xué)生在準(zhǔn)備論文和答辯材料的過程中對(duì)專用集成電路設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)梳理過程,現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式也更能夠展現(xiàn)學(xué)生對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)的一些獨(dú)特的思路和創(chuàng)新性的理解,學(xué)生在經(jīng)歷這一過程時(shí),也促使自己積極思考,主動(dòng)研究,努力去探索和集成電路、微電子學(xué)有關(guān)的一些研究方法和最新進(jìn)展,激發(fā)自己在完成本門課程的學(xué)習(xí)后、甚至是大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣和信心;另外還在這個(gè)過程中提升了學(xué)生的論文寫作能力、科學(xué)研究能力。
5 結(jié)束語
《專用集成電路設(shè)計(jì)》課(或者其他名稱的類似課程)在不少設(shè)有微電子學(xué)專業(yè)的重點(diǎn)大學(xué)中開設(shè)較為普遍,但在沒有微電子學(xué)專業(yè)的高校特別是非重點(diǎn)高校中開設(shè)并不多,對(duì)于該課程教學(xué)實(shí)踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學(xué)實(shí)踐中,緊密圍繞本校、本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),以授課對(duì)象為主體,遵循課程的教學(xué)規(guī)律和科學(xué)研究規(guī)律,選擇合適的授課內(nèi)容和教學(xué)方法,并且不斷地對(duì)此進(jìn)行探索和研究,收到了初步的教學(xué)效果。當(dāng)然,教學(xué)創(chuàng)新永無止境,教學(xué)方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學(xué)實(shí)踐中,作者將在加強(qiáng)學(xué)習(xí)以及與同行交流的前提下,進(jìn)一步拓寬和創(chuàng)新教學(xué)思路,探索和完善教學(xué)模式,研究和更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)和探討教學(xué)技巧,敢于創(chuàng)新,善于創(chuàng)新,真正做到教好書,育好人。
參考文獻(xiàn):
[1] Michael John Sebastian Smith.專用集成電路[M].虞惠華,等,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2004.
[2] 路而紅.專用集成電路設(shè)計(jì)與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.
[3] 廖裕評(píng),陸瑞強(qiáng).集成電路設(shè)計(jì)與布局實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.
論文關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；教學(xué)方法；高職教育
《數(shù)字電子技術(shù)》是電子類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門必修課。它是培養(yǎng)學(xué)生具備電子技術(shù)的基本知識(shí)和技能，和《模擬電子技術(shù)》課程共同構(gòu)成電子類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，是學(xué)生必須打下的專業(yè)基本功。它以電路基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，是后續(xù)單片機(jī)、PLC、傳感器、電子測(cè)量等專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也為無線電裝接工、調(diào)試工等考級(jí)考證打下基礎(chǔ)。
高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)確立是為了更好地指導(dǎo)該課程的教學(xué)方向，對(duì)有效落實(shí)教學(xué)體系起到了指導(dǎo)性的作用。圍繞著這個(gè)目標(biāo)建立教材的篩選處理，再依托EDA的技術(shù)，強(qiáng)化理論和實(shí)踐的教學(xué)，最后通過課程的設(shè)計(jì)創(chuàng)新來形成獨(dú)具教學(xué)質(zhì)量的體系。
一、高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)
實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)是高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)綜合體系，通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容，完成基本操作技能、綜合能力和應(yīng)用能力的三級(jí)能力培養(yǎng)要求，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新思維的綜合能力。
（一）基本操作技能的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)是整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，可以分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生了解器件功能和使用要求，掌握基本測(cè)量方法與儀器儀表的使用技能，熟悉實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范以及學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫要求等基本技能，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)理論知識(shí)和能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。對(duì)于初學(xué)的學(xué)生，必要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)基本操作技能的主要途徑，是素質(zhì)教育的基礎(chǔ)。
（二）綜合能力的培養(yǎng)
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多會(huì)使學(xué)生失去對(duì)實(shí)驗(yàn)的“神秘”感和探索欲望，思維缺乏靈活性和創(chuàng)造性。開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，可以增加實(shí)驗(yàn)的靈活性、創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生能初步地將所學(xué)的基本理論知識(shí)獨(dú)立應(yīng)用于實(shí)踐中。在觀察和探索的基礎(chǔ)上，通過教師的引導(dǎo)激發(fā)他們積極思維，逐步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并使學(xué)生的基本技能得到進(jìn)一步提高。
（三）應(yīng)用能力的培養(yǎng)
運(yùn)用虛擬、仿真等技術(shù)手段，采用較為先進(jìn)的EDA技術(shù)，一方面可以使實(shí)驗(yàn)更加接近工程實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的參與性；另一方面通過接近工程實(shí)際的課題，使學(xué)生多方位多角度地觀察、思考、探索和想象，提出多種設(shè)想和解決問題的方案。在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行收斂思維，確定解決問題的最佳方案，完成方案擬訂、實(shí)施方案的設(shè)計(jì)、電路制作、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，達(dá)到在實(shí)踐中學(xué)、在實(shí)踐中練的目的，使理論與設(shè)計(jì)融為一體。從工程角度出發(fā)促使學(xué)生了解科研活動(dòng)的全過程，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲和科研意識(shí)，體會(huì)理論設(shè)計(jì)與實(shí)際中的距離。這不僅能訓(xùn)練學(xué)生思維的邏輯性和獨(dú)創(chuàng)性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方式、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，訓(xùn)練學(xué)生工程應(yīng)用技能，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用能力的目的。
二、對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)處理，把握理論上的度
“數(shù)字電子技術(shù)”是計(jì)算機(jī)、機(jī)電、自動(dòng)化類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課.當(dāng)前，隨著以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高職教育的日益發(fā)展，以及高職對(duì)特色的強(qiáng)烈渴望，迫切需要形成與高職教育培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程體系。
《數(shù)字電子技術(shù)》的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字電子方面的基本知識(shí)和基本分析、設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練學(xué)生數(shù)字電路制作與調(diào)試的基本技能；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式以及創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。它共有五大模塊，包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)模塊、邏輯門電路模塊、組合邏輯電路模塊、時(shí)序邏輯電路模塊和綜合模塊，主要作用就是要求學(xué)生能看懂基本電子電路圖，學(xué)會(huì)使用電子元器件手冊(cè)，能制作、調(diào)試、軟件仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)電路，了解數(shù)字電子技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位基本能力和職業(yè)素質(zhì)。由于許多中專升格的高職院校目標(biāo)定位還不夠明確，在辦學(xué)上仍處于探索階段，沒有系統(tǒng)的、適合自身辦學(xué)特色的教材，所以一般都選擇本科院校教材的壓縮版，課程內(nèi)容不適應(yīng)高職教育的特點(diǎn)，加上大部分高職生（特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)）的學(xué)科基礎(chǔ)差、底子較薄，在學(xué)習(xí)的過程中存在著一些不適應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)效果較差。根據(jù)高職教育教學(xué)“基本理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度”的基本原則要求，就必須從“廣而深”的知識(shí)中選擇、重構(gòu)“少而精”的教學(xué)體系。在教學(xué)內(nèi)容的選擇上就必須考慮實(shí)際工程需要，突出基本理論、基本分析方法和知識(shí)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)方法像代數(shù)法、卡諾圖法只需要簡(jiǎn)單分析介紹一下，回避繁瑣的集成電路內(nèi)部分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，著重介紹器件(或集成元器件)的作用、主要參數(shù)、使用方法。如在講授TTL與非門電路原理時(shí)，可結(jié)合原理圖作簡(jiǎn)單分析如此：TTL與非門利用T1的多個(gè)發(fā)射級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“與邏輯”功能，中間級(jí)從T2的集電極和發(fā)射極分別輸出兩個(gè)相位相反的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)T3、T4；當(dāng)輸入信號(hào)中有任何一個(gè)為低電平時(shí)，都將使T1飽和，T2、T4截止，T3導(dǎo)通，輸出端Y為高電平，當(dāng)輸入信號(hào)全是高電平時(shí)，則T1倒置工作狀態(tài)，其集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)反偏，使T2、T4飽和，而T3導(dǎo)通，輸出端Y為低電平。而對(duì)于電路中各個(gè)三極管的導(dǎo)通或截止，電路的輸入、輸出特性，拉電流和灌電流的概念等，不進(jìn)行詳細(xì)的分析和計(jì)算，只要求學(xué)生記住TTL與非門的電壓傳輸特性和噪聲容限等主要結(jié)論、多余輸入端的處理方法和使用中的注意事項(xiàng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以會(huì)用為最大目標(biāo)。另外，適當(dāng)采用清晰的最新的電子元器件實(shí)物照片，努力減小與現(xiàn)實(shí)實(shí)際工程應(yīng)用差距并爭(zhēng)取同步，增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)和進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。這樣的處理，既可以讓這些基本素質(zhì)較差的學(xué)生理解基本原理，又可以從少學(xué)時(shí)中留出足夠的技能訓(xùn)練時(shí)間。
三、以EDA技術(shù)為支撐，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體 轉(zhuǎn)貼于
《數(shù)字電子技術(shù)》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其基本理論與實(shí)踐技能是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)，理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，在本門課程中顯得尤為重要。高職教材大多在每章都有演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或綜合設(shè)計(jì)，根據(jù)我校實(shí)習(xí)設(shè)備的配備情況，在技能實(shí)訓(xùn)中往往2-5人一組，這樣，經(jīng)常有學(xué)生光看不做，學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性。又由于電子技術(shù)教學(xué)中所涉及的電路圖、電子元件、操作方法和工序都很細(xì)微，設(shè)備或元件故障多等問題，在操作過程中，學(xué)生會(huì)碰到各種不同的問題，教師忙于協(xié)助解決，上課效率無法提高，從而影響了整個(gè)教學(xué)計(jì)劃。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，我們把EDA技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采用EWB仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成互補(bǔ)，以解決上述問題。即在課堂教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用EDA技術(shù)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真，動(dòng)態(tài)配合課堂教學(xué)和做虛擬數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感到如同置身于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境中安裝調(diào)試一樣，形象逼真，讓學(xué)生在不知不覺中學(xué)習(xí)，同時(shí)可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元件少的不足以及避免儀器、元器件的損壞，還可以避免因?qū)嶒?yàn)儀器、元件不足以及儀器、元器件的損壞因素造成實(shí)驗(yàn)失敗給學(xué)生帶來挫折感，保證實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诙虝r(shí)間內(nèi)成功演示或驗(yàn)證。為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐能力，開設(shè)了全天開放的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以利用課余時(shí)間結(jié)合硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和EWB虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)等親自完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)等，有些學(xué)生還結(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作。此舉既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)手能力，又可以為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)優(yōu)秀人才。
四、注重課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)完成后進(jìn)行的一次綜合性訓(xùn)練，以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、獨(dú)立設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品和對(duì)電子產(chǎn)品實(shí)際安裝、調(diào)試的能力。學(xué)生經(jīng)過本課程的理論學(xué)習(xí)和技能實(shí)踐后，對(duì)于一些中、小規(guī)模集成電路的工作原理、邏輯功能、使用方法、等基礎(chǔ)知識(shí)已有一定的理解，掌握了電路的基本分析方法和基本設(shè)計(jì)方法，具備了一定的動(dòng)手能力，在期末便可結(jié)合專業(yè)發(fā)展實(shí)際、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，有針對(duì)性地進(jìn)行相應(yīng)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由指導(dǎo)教師根據(jù)難易分成不同的課題，也可以讓學(xué)生自行選題，由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的掌握情況指定由學(xué)習(xí)較好的學(xué)生擔(dān)任課題負(fù)責(zé)人，其它學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇加入，指導(dǎo)教師要對(duì)課題組成員做宏觀調(diào)配，一般同一小組中應(yīng)該有不同層次的學(xué)生，以達(dá)到優(yōu)秀的學(xué)生帶動(dòng)較差的學(xué)生共同進(jìn)步的目標(biāo)。
在課程設(shè)計(jì)中，在確定設(shè)計(jì)方案、電路邏輯功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、主要參數(shù)和芯片等元器件的選擇、電路仿真、安裝調(diào)試、故障排除等，遇到問題時(shí)，除了本組成員之間相互討論外，各小組之間也可以參與其中，相互交流，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)審查，作好啟發(fā)、引導(dǎo)工作并幫助學(xué)生解決疑難問題。對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，加強(qiáng)輔導(dǎo)與檢查；對(duì)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，適當(dāng)提高要求，結(jié)合工程實(shí)際，增大設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性，以充分挖掘?qū)W生的潛力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
通過開展課程設(shè)計(jì)，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗(yàn)技能以及綜合分析、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，使學(xué)生具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
五、開展多樣化教學(xué)，繼續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量
可以開展諸如項(xiàng)目課程，該教學(xué)過程需要不斷地變換教學(xué)組織形式，比如完成工作任務(wù)時(shí)需要采用小組形式，集體講授時(shí)需要采用班級(jí)形式，討論問題時(shí)又需要采用小組形式。在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，相當(dāng)多的需要模擬企業(yè)組織活動(dòng)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)習(xí)者“身臨其境”。為了適應(yīng)這種不斷變化的教學(xué)組織形式的要求，學(xué)校的教學(xué)場(chǎng)所，包括課堂桌椅都要做相應(yīng)變化。
項(xiàng)目化教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，分析問題、解決問題、自我探究、自主學(xué)習(xí)和口頭表達(dá)等能力得到很好的發(fā)展，并形成了良好學(xué)習(xí)品質(zhì)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中互相幫助，加強(qiáng)了團(tuán)結(jié)合作意識(shí)，增進(jìn)了同學(xué)間的相互了解。這樣既學(xué)到了知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力得到很好的培養(yǎng)和鍛煉，還增強(qiáng)了探索創(chuàng)新精神。
最后，數(shù)字電子技術(shù)課程的電子課程標(biāo)準(zhǔn)、電子教案、多媒體課件都放在校園網(wǎng)上，學(xué)生能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，我們還通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生提供各種試題庫和單元測(cè)試資源，給學(xué)生布置作業(yè)，進(jìn)行網(wǎng)上作業(yè)的批閱、網(wǎng)上教學(xué)答疑，師生互評(píng)等教學(xué)活動(dòng)，有效延伸學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。這種學(xué)習(xí)模式充分發(fā)揮信息網(wǎng)絡(luò)的開放性、交互性、共享性、超媒體、大容量等優(yōu)勢(shì)，國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要也提出要強(qiáng)化信息技術(shù)的應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題能力。
