集成電路原理與應用教學(xué)改進(jìn)的若干探討

關(guān)于集成電路原理與應用教學(xué)改進(jìn)的若干探討

　　【摘要】圍繞應用型、創(chuàng )新型集成電路相關(guān)人才培養目標，本文詳細闡述了“集成電路原理與應用”課程理論教學(xué)所存在的主要問(wèn)題，并結合自身實(shí)踐，介紹了該課程教學(xué)內容和教學(xué)方法的改革措施。實(shí)踐證明，通過(guò)選優(yōu)選新課程內容，加強科技前沿知識介紹，采用互動(dòng)式雙語(yǔ)教學(xué)等措施，能夠有效地提高學(xué)生的知識理解能力、專(zhuān)業(yè)興趣和創(chuàng )新能力。

　　【關(guān)鍵詞】集成電路 理論教學(xué) 改革探索

　　【基金項目】湖南省自然科學(xué)基金項目（14JJ6040）;湖南工程學(xué)院博士啟動(dòng)基金。

　　本文結合湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際，詳細闡述了本校當前“集成電路原理與應用”課程理論教學(xué)中存在的問(wèn)題，介紹了該課程的教學(xué)改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣，培養學(xué)生的創(chuàng )新意識。

　　1.“集成電路原理與應用”課程理論教學(xué)存在的主要問(wèn)題

　　1.1理論性強，課時(shí)較少

　　對于集成電路來(lái)說(shuō)，在講解之前，學(xué)生應該已經(jīng)學(xué)習了以下課程，如：“固體物理”、“半導體物理”、“晶體管原理”等。但是，由于這些課程的理論性較強，公式較多，要求學(xué)生的數學(xué)功底要好。這對于數學(xué)不是很好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，就直接導致了其學(xué)習興趣降低。由于目前嵌入式就業(yè)前景比較好，在我們學(xué)校，電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更喜歡嵌入式方面的相關(guān)課程。而集成電路相關(guān)企業(yè)更喜歡研究生或者實(shí)驗條件更好的985、211高校的畢業(yè)生，使得我校集成電路方向的本科畢業(yè)生找到相關(guān)的較好工作比較困難。因此，目前我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向定位為嵌入式，這就導致一些跟集成電路相關(guān)的課程，如“微電子工藝”、“晶體管原理”、“半導體物理”等課程都取消掉了，而僅僅保留了“模擬電子技術(shù)”和“數字電子技術(shù)”這兩門(mén)基礎課程。這對于集成電路課程的講授更增加了難度�！凹�成電路原理與應用”課程只有56課時(shí)，理論課46課時(shí)，實(shí)驗課10課時(shí)。只講授教材上的內容，沒(méi)有基礎知識的積累，就像空中架房，沒(méi)有根基。在教材的基礎上額外再講授基礎知識的話(huà)，課時(shí)又遠遠不夠。這就導致老師講不透，學(xué)生聽(tīng)不懂，效果很不好。

　　利用經(jīng)典案例來(lái)進(jìn)行課程教學(xué)是夯實(shí)集成電路基礎的有效手段。但是對于集成電路來(lái)說(shuō)，由于其更新?lián)Q代的速度非�？�，故在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，除了采用經(jīng)典案例來(lái)夯實(shí)基礎外，還需緊扣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿。只有這樣才能保證人才培養不過(guò)時(shí)，學(xué)校培養的學(xué)生與社會(huì )需求不脫節。但目前在授課內容上還只是注重傳統知識的講授，對于集成電路的發(fā)展動(dòng)態(tài)和科技前沿則很少涉及。

　　1.3不因校施教，因材施教

　　2.“集成電路原理與應用”課程理論教學(xué)改革

　　2.1選優(yōu)選新課程內容，夯實(shí)基礎

　　由于我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，沒(méi)有開(kāi)設“半導體物理”、“晶體管原理”、“微電子工藝”等相關(guān)基礎課程，因此理想的、適用于我校學(xué)生實(shí)際的教材應該包括半導體器件原理、模擬集成電路設計、雙極型數字集成電路設計、CMOS數字集成電路設計、集成電路的設計方法、集成電路的制作工藝、集成電路的版圖設計等內容，如表1所示。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，本著(zhù)“基礎、夠用”的原則，采取選優(yōu)選新的思路，盡量選擇適合我校專(zhuān)業(yè)實(shí)際的教材。目前，使用筆者編寫(xiě)的適合于我校學(xué)生實(shí)際的理論教學(xué)講義，理順了理論教學(xué)，實(shí)現了因校施教，因材施教。

　　2.2提取科技前沿作為教學(xué)內容，激發(fā)專(zhuān)業(yè)興趣

　　為了提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)興趣，讓他們了解“集成電路原理與應用”課程的價(jià)值所在，在授課的過(guò)程中穿插介紹集成電路設計的前沿動(dòng)態(tài)。如：從IEEE國際固體電路會(huì )議的論文集中提取模塊、電路、仿真、工藝等最新的內容，并將這些內容按照門(mén)類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)和總結，穿插至傳統的理論知識講授中，讓學(xué)生及時(shí)了解當前集成電路設計的核心問(wèn)題。這樣不但可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習興趣，還可以提高學(xué)生的創(chuàng )新能力。

　　2.3開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)互動(dòng)，提高綜合能力

　　目前，我國的集成電路產(chǎn)業(yè)相對于國外來(lái)說(shuō)，還存在著(zhù)相當的差距。要開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的原因有三：一是集成電路課程的一些基本專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)都是由英文翻譯過(guò)來(lái)的;二是集成電路的研究前沿都是以英文發(fā)表在期刊上的;三是世界上主流的EDA軟件供應商都集中在歐美國家，軟件的操作語(yǔ)言與使用說(shuō)明書(shū)都是英文的。因此，集成電路課程對學(xué)生的英語(yǔ)能力要求很高，在課堂上適當開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)互動(dòng)，無(wú)論是對于學(xué)生繼續深造，還是就業(yè)都是非常必要的。

　　3.結語(yǔ)

　　集成電路自二十世紀五十年代被提出以來(lái)，經(jīng)歷了小規模、中規模、大規模、超大規模、甚大規模，目前已經(jīng)進(jìn)入到了片上系統階段。雖然集成電路的發(fā)展日新月異，但目前集成電路相關(guān)人才的學(xué)校培養與社會(huì )需求存在很大的差距。因此，對集成電路相關(guān)課程的教學(xué)改革刻不容緩�；�于此，本文從“集成電路原理與應用”課程理論教學(xué)出發(fā)，詳細闡述了“集成電路原理與應用”課程教學(xué)所存在的主要問(wèn)題，并有針對性的提出了該課程教學(xué)內容和教學(xué)方法的改革措施，這對培養應用型、創(chuàng )新型的集成電路相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科畢業(yè)生具有積極的指導意義。