集成電路教學(xué)全文(5篇)

摘要：為了培養(yǎng)率集成電路技術(shù)人才，在集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，提出采用PBL模式開展集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以問題為導(dǎo)向，分析電路原理、綜合CMOS工藝流程、完成集成電路設(shè)計(jì)任務(wù)。在集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制定問題，應(yīng)用PBL模式使學(xué)生加深理解CMOS工藝和集成電路功能實(shí)現(xiàn)之間的聯(lián)系，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，具有良好的教學(xué)實(shí)踐價(jià)值。

關(guān)鍵詞：集成電路；PBL；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新能力

引言

在電子信息化時(shí)代，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用、并直接影響日常生活、生產(chǎn)制造、和軍工國(guó)防，半導(dǎo)體集成電路已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的重要生產(chǎn)力之一，為此需要大力發(fā)展半導(dǎo)體集成電路工業(yè)，大力培育半導(dǎo)體集成電路技術(shù)人才。高校實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力重要基地，開展實(shí)踐與創(chuàng)新相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能更多、更有效地培養(yǎng)滿足社會(huì)急需的微電子技術(shù)人才[1]。集成電路是一種技術(shù)更新周期非常短的行業(yè)，教學(xué)中傳統(tǒng)課程內(nèi)容不符合實(shí)際工作需要，過多的偏重于數(shù)字系統(tǒng)和模擬電路設(shè)計(jì)理論[2]，缺乏綜合性[3]，實(shí)踐性內(nèi)容較多、難度較大，對(duì)學(xué)生理論基礎(chǔ)要求高，學(xué)生積極性不高[4]，達(dá)不到實(shí)際的教學(xué)效果。為此把問題導(dǎo)向教學(xué)模式（ProjectBasedLearning，PBL）引入集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，用問題引導(dǎo)學(xué)生將集成電路工藝和半導(dǎo)體器件的集成電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)合起來，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，實(shí)踐證明，采用PBL模式開展集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，具有良好的教學(xué)實(shí)踐意義。

1PBL教學(xué)模式

PBL是讓學(xué)生以小組的形式，自發(fā)地解決課程學(xué)習(xí)中的實(shí)際問題以及問題背后的科學(xué)真理，將學(xué)習(xí)過程置身于解決復(fù)雜問題的情景中，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性[5]。PBL有三大基本要素：?jiǎn)栴}情境、學(xué)生和教師。首先從問題出發(fā)，問題情境是課程的組織核心，學(xué)生根據(jù)這一個(gè)問題情境，分析，尋找解決問題的最優(yōu)方法，理解問題在現(xiàn)實(shí)中的意義；學(xué)生是問題的求解者，學(xué)生經(jīng)過思考，在老師的指導(dǎo)下，通過小組合作，確定問題如何解決，通過這種途徑的學(xué)習(xí)，把新舊知識(shí)整合；教師是學(xué)生的解決問題的伙伴和指導(dǎo)者，在學(xué)生碰到困難時(shí)，進(jìn)行解疑答惑，為學(xué)生解決問題營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍[6]。在集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于集成電路加工設(shè)備非常昂貴，加工周期很長(zhǎng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無法實(shí)現(xiàn)，為此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要完成的教學(xué)目標(biāo)是：學(xué)生根據(jù)CMOS工藝要求設(shè)計(jì)集成電路，而且設(shè)計(jì)的集成電路必須符合CMOS工藝流程和設(shè)計(jì)規(guī)則。在這個(gè)情景問題中，學(xué)生把CMOS工藝每一個(gè)步驟的具體內(nèi)容、CMOS工藝流程、電路原理、電路功能的學(xué)習(xí)內(nèi)容綜合起來，才能讓設(shè)計(jì)的集成電路在加工完成后實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。

2PBL教學(xué)模式在集成電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施

0引言

高校專業(yè)及課程的設(shè)置應(yīng)該與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，才能更好地發(fā)揮學(xué)校的功能，源源不斷地為相關(guān)產(chǎn)業(yè)輸送所需的人才，推動(dòng)社會(huì)快速地發(fā)展。《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》明確指出：“集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前和今后一段時(shí)期是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期和攻堅(jiān)期?！币虼耍咝Ｓ斜匾哟蠹呻娐废嚓P(guān)專業(yè)及課程的改革力度，以滿足國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

1集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)的重要性

雖然改革開放以來，我們國(guó)家在幾乎各個(gè)領(lǐng)域都取得了舉世矚目的成就，甚至很多高技術(shù)電子產(chǎn)品也都可以自主研發(fā)。但是事實(shí)上，由于我們自己不能自主設(shè)計(jì)制造作為核心技術(shù)的集成電路，必須從國(guó)外購買，所以一方面給我們的國(guó)防、關(guān)鍵基礎(chǔ)行業(yè)等增加了不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面也使我們相關(guān)產(chǎn)業(yè)的公司利潤(rùn)極低，極大地制約了其發(fā)展?？陀^地講，我國(guó)在集成電路技術(shù)研究方面的起步不算太晚，但是由于各種原因，前期進(jìn)展緩慢，相反歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家卻抓住契機(jī)飛速發(fā)展，因此導(dǎo)致我們與這些發(fā)達(dá)國(guó)家的差距越來越大。1999年從德國(guó)學(xué)成歸來的王志功教授起草了《關(guān)于國(guó)家設(shè)立集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)專項(xiàng)基金，開展中國(guó)芯片工程的建議》，呈送給中央相關(guān)部委，得到了李嵐清副總理等中央領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，進(jìn)而制定了正確的發(fā)展戰(zhàn)略，從而使我國(guó)在集成電路領(lǐng)域掀起一輪研究熱潮。經(jīng)過十余年的發(fā)展、積累，我國(guó)集成電路相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，且培養(yǎng)了大批具有相關(guān)知識(shí)背景的高素質(zhì)人才。隨后，國(guó)家也在政策資金等方面，不失時(shí)機(jī)地給以引導(dǎo)培育。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》《、電子信息制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》《、集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》等重要文件中強(qiáng)調(diào)了要大力發(fā)展集成電路。尤其，在2014年6月工業(yè)和信息化部公布了《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，并隨后設(shè)立了“國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金”。高校肩負(fù)著為社會(huì)輸送所需的高素質(zhì)人才的使命，因此為了配合國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大戰(zhàn)略，高校應(yīng)該及時(shí)了解集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才素質(zhì)的需求變化，不斷審查、完善、革新集成電路相關(guān)的課程及教學(xué)。

2集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程配置的協(xié)調(diào)性

無生產(chǎn)線設(shè)計(jì)模式稱為大陸集成電路產(chǎn)業(yè)的基本模式，更具體地講，當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)主要分為設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，相應(yīng)地，高校就應(yīng)該設(shè)立相應(yīng)的專業(yè)方向及課程，使學(xué)生能夠掌握相應(yīng)的專業(yè)技能，以便于畢業(yè)后能夠勝任相關(guān)領(lǐng)域的工作。然而，作為一個(gè)大學(xué)生來講，由于大學(xué)期間課程學(xué)時(shí)有限，不可能僅僅通過課堂的學(xué)習(xí)掌握所有知識(shí)，所以應(yīng)該有針對(duì)性地、系統(tǒng)地協(xié)調(diào)相關(guān)課程的學(xué)期安排及課程類型安排，一方面要保證每一方向課程體系的完整連貫性，另一方面又能給學(xué)生以足夠的自由選修其它的相關(guān)方向的課程。比如，大一可以安排認(rèn)知實(shí)習(xí)或相關(guān)課程，通過深入淺出的講解，可以讓學(xué)生對(duì)整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈及技術(shù)鏈有一個(gè)宏觀的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也利于學(xué)生有目的性地選擇感興趣的、想深入學(xué)習(xí)研究的專業(yè)方向及其所需的相應(yīng)課程；大二、大三則應(yīng)該安排一些專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)選修課，一方面要考慮到覆蓋面、保證每個(gè)方向的課程完整性，另一方面要確保課程安排的順序正確，課程類型合適；大四可以安排方向性更強(qiáng)的專業(yè)限選課及畢業(yè)設(shè)計(jì)。集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試又是密不可分的，王志功教授認(rèn)為一個(gè)合格的集成電路設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備系統(tǒng)、電路、器件、工藝及工具幾個(gè)方面的知識(shí)。下面我們主要從具有代表性的集成電路設(shè)計(jì)角度來討論。具體到特定高校，特別是集成電路相關(guān)專業(yè)開設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)的高校，由于學(xué)科及課程設(shè)置的歷史原因以及集成電路相關(guān)師資力量、實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)需要時(shí)間周期較長(zhǎng)，所以不可能一蹴而就地開設(shè)所有相關(guān)的課程。通常，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)專業(yè)比較強(qiáng)的院系課程會(huì)偏重系統(tǒng)、電路以及工具等，而傳統(tǒng)微電子專業(yè)比較強(qiáng)的院系則課程會(huì)更偏重工藝、器件、電路及工具等?？偠灾?，電路及其設(shè)計(jì)工具是集成電路設(shè)計(jì)的核心知識(shí)，因此我們也將以其為核心來討論，兼顧一下其它相關(guān)的課程。

3集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)的實(shí)施建議

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(guó)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(guó)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)?；旌霞呻娐吩O(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)?？赏ㄟ^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)?；旌霞呻娐吩O(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)

【摘要】為解決以往“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中出現(xiàn)的學(xué)生課堂學(xué)習(xí)沒動(dòng)力、課外作業(yè)忙應(yīng)付、考核方式不合理等問題，本文提出了一種該設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)方法改革方案與措施?；趯W(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，該教學(xué)方法主要從課程內(nèi)容新穎化、學(xué)習(xí)時(shí)間平時(shí)化、設(shè)計(jì)能力綜合化、教學(xué)手段多樣化、考核方式多元化等方面進(jìn)行改革。該教學(xué)方法的特點(diǎn)主要為根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)設(shè)置、注重平時(shí)的學(xué)習(xí)過程、課內(nèi)課外學(xué)習(xí)相結(jié)合。教學(xué)改革方案實(shí)施四年以來，受益學(xué)生約200人，教學(xué)效果良好，獲得了學(xué)生很高的評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】模擬集成電路設(shè)計(jì)；課內(nèi)外結(jié)合；綜合評(píng)價(jià)

0引言

“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程是大學(xué)本科階段電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，在整個(gè)專業(yè)中起到承上啟下的作用。該課程以前期“電路原理”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“微電子基礎(chǔ)”等專業(yè)課程為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的模擬集成電路設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，為后續(xù)“ASIC設(shè)計(jì)”等課程培養(yǎng)學(xué)生較完整的硬件設(shè)計(jì)能力提供基礎(chǔ)和知識(shí)儲(chǔ)備。通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在使學(xué)生了解和掌握各種模擬集成電路的基本概念和原理；分析和設(shè)計(jì)各種模擬集成電路的基本方法；了解模擬集成電路設(shè)計(jì)中遇到的新問題及電路技術(shù)的新發(fā)展；能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)簡(jiǎn)單模擬集成電路進(jìn)行電路分析、仿真和設(shè)計(jì)[1-2]。

1課程教學(xué)過程中存在的問題

以往該類課程教學(xué)中主要存在以下一些問題：（1）課堂學(xué)習(xí)沒動(dòng)力以往的課堂教學(xué)，上課主要以教師講授為主，以介紹理論知識(shí)為多，比較注重知識(shí)的理論推導(dǎo)和證明，推導(dǎo)過程枯燥、復(fù)雜，課程內(nèi)容不形象。在這種“灌輸式“的授課形式下，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，課程學(xué)習(xí)枯燥，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)動(dòng)力嚴(yán)重不足。（2）課外作業(yè)忙應(yīng)付在以往教學(xué)過程中，課外學(xué)習(xí)主要以書面作業(yè)為主，大部分同學(xué)作業(yè)馬虎、不認(rèn)真，只為應(yīng)付老師而做，而且還存在抄襲的現(xiàn)象，作業(yè)的完成情況不能反映出學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的真實(shí)掌握水平。（3）考核方式不合理以往的考核方式主要以考試為主，期末考試成績(jī)所占比例很大，平時(shí)成績(jī)比例較小，這樣導(dǎo)致學(xué)生不重視平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，考試前“押寶”、記題，考試“壓力山大”，所學(xué)的知識(shí)記憶也不深刻，仍然沒有牢固地掌握。綜合以上幾點(diǎn)學(xué)情，我們需要從課堂授課、課外學(xué)習(xí)以及考核方式這三方面對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行改革。把從“老師教為主”的課堂授課形式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)為主”的形式，從“課堂教學(xué)為主”學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n內(nèi)課外結(jié)合”的模式，從“注重結(jié)果”的評(píng)價(jià)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖Y(jié)果與過程相結(jié)合“的綜合評(píng)價(jià)方式。

2教學(xué)實(shí)施策略及方法

1傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式剖析

2001年我國(guó)新增“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)，2003年至2009年，我國(guó)在清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校分三批設(shè)立了20個(gè)大學(xué)集成電路人才培養(yǎng)基地，加上原有的“微電子科學(xué)與工程”專業(yè)，目前，國(guó)內(nèi)已有近百所高校開設(shè)了微電子相關(guān)專業(yè)和實(shí)訓(xùn)基地，由此可見，國(guó)家對(duì)集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)的高度重視。在新形勢(shì)下，集成電路相關(guān)專業(yè)的“重理論輕實(shí)踐”、“重教授輕自學(xué)輕互動(dòng)”的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式已不再適用。因此，探索新的人才培養(yǎng)方式，改革集成電路設(shè)計(jì)類課程體系顯得尤為重要。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的“重理論、輕實(shí)踐”方面，可從課程教學(xué)學(xué)時(shí)安排上略見一斑。例如：某高?！澳M集成電路設(shè)計(jì)”課程，總學(xué)時(shí)為80，其中理論為64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)為16學(xué)時(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比高達(dá)4∶1。由于受學(xué)時(shí)限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結(jié)構(gòu)，且實(shí)驗(yàn)所涉及的電路結(jié)構(gòu)、器件尺寸和參數(shù)只能由授課教師直接給出，學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)僅完成電路的仿真驗(yàn)證工作。由于缺失了根據(jù)所學(xué)理論動(dòng)手設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算器件尺寸，以及通過仿真迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，使得眾多應(yīng)屆畢業(yè)生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設(shè)計(jì)的能力?！爸亟淌?、輕自學(xué)、輕互動(dòng)”的傳統(tǒng)教學(xué)方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關(guān)注知識(shí)的傳授，忽略了發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，導(dǎo)致教師教得很累，學(xué)生學(xué)得無趣。

2集成電路設(shè)計(jì)類課程體系改革探索和教學(xué)模式的改進(jìn)

2014年“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程被列入我校卓越課程的建設(shè)項(xiàng)目，以此為契機(jī)，卓越課程建設(shè)小組對(duì)集成電路設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行了探索性的“多維一體”的教學(xué)改革，運(yùn)用多元化的教學(xué)組織形式，通過合作學(xué)習(xí)、小組討論、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、課外實(shí)訓(xùn)等方式，營(yíng)造開放、協(xié)作、自主的學(xué)習(xí)氛圍和批判性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2．1新型集成電路設(shè)計(jì)課程體系探索

由于統(tǒng)一的人才培養(yǎng)方案，造成了學(xué)生“學(xué)而不精”局面，培養(yǎng)出來的學(xué)生很難快速適應(yīng)企業(yè)的需求，往往企業(yè)還需追加6～12個(gè)月的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生才能逐漸掌握專業(yè)技能，適應(yīng)工作崗位。因此，本卓越課程建設(shè)小組試圖根據(jù)差異化的人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索新型集成電路設(shè)計(jì)類課程體系，重新規(guī)劃課程體系，突出課程的差異化設(shè)置。集成電路設(shè)計(jì)類課程的差異化，即根據(jù)不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)，開設(shè)不同的專業(yè)課程。比如，一些班級(jí)側(cè)重培養(yǎng)集成電路前端設(shè)計(jì)的高端人才，其開設(shè)的集成電路設(shè)計(jì)類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、集成電路系統(tǒng)與芯片設(shè)計(jì)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、射頻電路基礎(chǔ)、硬件描述語言與FPGA設(shè)計(jì)、集成電路EDA技術(shù)、集成電路工藝原理等；另外的幾個(gè)班級(jí)，則側(cè)重于集成電路后端設(shè)計(jì)的高端人才培養(yǎng)，其開設(shè)的集成電路設(shè)計(jì)類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)技術(shù)、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測(cè)試等。在多元化的培養(yǎng)模式中，加入實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，為期一年，設(shè)置在第七、八學(xué)期。學(xué)生可自由選擇，或留在學(xué)校參與教師團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，或進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，以此來提高學(xué)生的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)。

2．2理論課課堂教學(xué)方式的改進(jìn)