关于集成电路原理与应用教学改进的若干探讨
【摘要】围绕应用型、创新型集成电路相关人才培养目标,本文详细阐述了“集成电路原理与应用”课程理论教学所存在的主要问题,并结合自身实践,介绍了该课程教学内容和教学方法的改革措施。实践证明,通过选优选新课程内容,加强科技前沿知识介绍,采用互动式双语教学等措施,能够有效地提高学生的知识理解能力、专业兴趣和创新能力。
【关键词】集成电路 理论教学 改革探索
【基金项目】湖南省自然科学基金项目(14JJ6040);湖南工程学院博士启动基金。
本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际,详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题,介绍了该课程的教学改革措施,旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣,培养学生的创新意识。
1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题
1.1理论性强,课时较少
对于集成电路来说,在讲解之前,学生应该已经学习了以下课程,如:“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是,由于这些课程的理论性较强,公式较多,要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说,就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好,在我们学校,电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生,使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此,目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式,这就导致一些跟集成电路相关的课程,如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了,而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时,理论课46课时,实验课10课时。只讲授教材上的内容,没有基础知识的积累,就像空中架房,没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话,课时又远远不够。这就导致老师讲不透,学生听不懂,效果很不好。
利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说,由于其更新换代的速度非常快,故在进行教学时,除了采用经典案例来夯实基础外,还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时,学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授,对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。
1.3不因校施教,因材施教
2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革
2.1选优选新课程内容,夯实基础
由于我校电子科学与技术专业的学生,没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程,因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容,如表1所示。因此,在教学实践中,本着“基础、够用”的'原则,采取选优选新的思路,尽量选择适合我校专业实际的教材。目前,使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义,理顺了理论教学,实现了因校施教,因材施教。
2.2提取科技前沿作为教学内容,激发专业兴趣
为了提高学生的专业兴趣,让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在,在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如:从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容,并将这些内容按照门类进行分类和总结,穿插至传统的理论知识讲授中,让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣,还可以提高学生的创新能力。
2.3开展双语教学互动,提高综合能力
目前,我国的集成电路产业相对于国外来说,还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三:一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家,软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此,集成电路课程对学生的英语能力要求很高,在课堂上适当开展双语教学互动,无论是对于学生继续深造,还是就业都是非常必要的。
3.结语
集成电路自二十世纪五十年代被提出以来,经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模,目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异,但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此,对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此,本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发,详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题,并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施,这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。
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