李金鳳 王健 劉歡
摘要: 文章從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面對(duì)“射頻集成電路設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了討論。實(shí)踐表明,這些改革措施提高了教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,提高了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞: 《射頻集成電路設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
當(dāng)前無(wú)線(xiàn)通信、全球定位及雷達(dá)等行業(yè)的爆炸性增長(zhǎng)推動(dòng)射頻(RF)電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域再次興起,對(duì)射頻集成電路設(shè)計(jì)工程師的需求巨大。不少高校已將《射頻集成電路設(shè)計(jì)》課程作為電子信息類(lèi)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)必修課。射頻集成電路設(shè)計(jì)與低頻模擬集成電路設(shè)計(jì)及分立射頻電路設(shè)計(jì)是完全不同的工作。本課程涉及多方面的基礎(chǔ)知識(shí)、信息量大、實(shí)踐性強(qiáng),因此搞好射頻集成電路的教學(xué)工作對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)、提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面均具有重要意義[1]。
一、理論教學(xué)方面
1.兼顧基礎(chǔ)性與工程性確定授課內(nèi)容。
目前,“射頻集成電路設(shè)計(jì)”課程有大量的國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材可選,如Thomas H. Lee著的“The design of CMOS radio frequency integrated circuits”,Reinhold Ludwig及Pavel Bretchko著的“RF circuit design:Theory and applications”,W. Alan Davis及Krishna K. Agarwal著的“Radio frequency circuit design”,等等。不同的教材針對(duì)的讀者各不相同,有的針對(duì)具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的研究生,有的針對(duì)工程技術(shù)人員。針對(duì)本科生的教學(xué),前期應(yīng)講授基本理論知識(shí),使學(xué)生快速進(jìn)入射頻領(lǐng)域,接著轉(zhuǎn)向更實(shí)用的射頻集成電路設(shè)計(jì),避開(kāi)冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。講授內(nèi)容包括傳輸線(xiàn)分析、Smith圓圖、多端口網(wǎng)絡(luò)、濾波器設(shè)計(jì)、放大器設(shè)計(jì)及振蕩器、混頻器設(shè)計(jì)等。
建立并完善彈性教學(xué)制度。在教學(xué)目標(biāo)不變的情況下,教學(xué)計(jì)劃根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,從提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的角度使學(xué)生得到專(zhuān)業(yè)化訓(xùn)練,綜合培養(yǎng)職業(yè)技能與職業(yè)意識(shí)。
2.利用生動(dòng)形象的課件輔助教學(xué)。
多媒體課件是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的重要手段。制作課程的電子課件,反映教師的授課思想,體現(xiàn)授課內(nèi)容精華,使學(xué)生提綱挈領(lǐng)地掌握知識(shí)要點(diǎn)。課件中穿插圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等媒體素材[2],力求生動(dòng)形象,使學(xué)生印象深刻。課件與板書(shū)相互補(bǔ)充,取長(zhǎng)補(bǔ)短,避免枯燥的課堂講解,很好地完成教學(xué)目標(biāo)。在多媒體課件的教學(xué)過(guò)程中,不斷積累經(jīng)驗(yàn),注重與同類(lèi)課件之間的交流,取其所長(zhǎng),不斷完善。教師應(yīng)不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力,使多媒體課件真正發(fā)揮集中性和交互性的作用,活躍課堂氣氛,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的感官效能,加快知識(shí)點(diǎn)的接收、理解和記憶,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高教學(xué)效率。
3.以教師為主導(dǎo)和以學(xué)生為主體相結(jié)合。
教學(xué)過(guò)程中,教師起主導(dǎo)作用。教師不僅要有豐富扎實(shí)的理論知識(shí)和實(shí)踐操作能力,而且要有豐富的教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)。要利用教學(xué)、科研、產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的新型模式,將科研優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢(shì),用科研、產(chǎn)業(yè)的成果豐富和完善射頻集成電路的理論與實(shí)踐教學(xué)。要通過(guò)課程項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目教學(xué)與成果轉(zhuǎn)化,做到與行業(yè)接軌。在課程項(xiàng)目化過(guò)程中要與企業(yè)建立密切的聯(lián)系,在課程內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)置上不斷調(diào)整,力求帶給學(xué)生最新的知識(shí)與技能,保證讓學(xué)生學(xué)有所用[3]。應(yīng)追蹤國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)動(dòng)向,對(duì)近幾年射頻集成電路領(lǐng)域所取得的成果和有待深入研究的問(wèn)題進(jìn)行介紹,保證課程內(nèi)容的時(shí)效性與先進(jìn)性,讓學(xué)生了解射頻集成電路行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,取得較好的教學(xué)效果。
高質(zhì)量的課堂教學(xué)不僅與教師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、教學(xué)能力有關(guān),學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)課堂教學(xué)的有效性也有一定的影響。教師在授課過(guò)程中要活躍課堂教學(xué)氣氛,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)交流能力,營(yíng)造快樂(lè)學(xué)習(xí)的氛圍。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面
1.從基礎(chǔ)性、全面性、工程性三個(gè)方面完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
射頻集成電路的問(wèn)題較多地表現(xiàn)在電路匹配、靈敏度、器件參數(shù)一致性等問(wèn)題,解決這些問(wèn)題需要有強(qiáng)大的工具支持。ADS(Advanced Design System,先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng))是一種功能強(qiáng)大的射頻電路設(shè)計(jì)工具[4]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置包括基礎(chǔ)部分和工程部分,并兼顧全面性的要求?;A(chǔ)部分包括DC仿真、AC仿真、S參數(shù)仿真、瞬態(tài)仿真等,工程部分包括射頻濾波器、低噪聲放大器、混頻器設(shè)計(jì)等。
2.建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在時(shí)間和空間上對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行了擴(kuò)展。下載中心有大量的與課程相關(guān)的資料,包括國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材推薦,國(guó)內(nèi)外射頻領(lǐng)域的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)及最近研究進(jìn)展,實(shí)用軟件學(xué)習(xí)指南,典型的工程實(shí)例,等等,為感興趣的學(xué)生進(jìn)行更深入的研究提供了捷徑。學(xué)生可在網(wǎng)上與教師進(jìn)行交流、挖掘潛在人才。
三、結(jié)語(yǔ)
本文從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面對(duì)“射頻集成電路設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探討。經(jīng)過(guò)近幾年的研究及建設(shè),本課程的教學(xué)取得了較好的效果,深受學(xué)生好評(píng)。
參考文獻(xiàn):
[1]Reinhold Ludwig.射頻電路設(shè)計(jì)——理論與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.
[2]王云,褚慶昕,涂治紅.射頻電路與天線(xiàn)立體化實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育設(shè)備,2011,11:124-126.
[3]梁飛媛.教學(xué)方法的思變[J].教育學(xué)術(shù)月刊,2011,9:105-107.
[4]陳艷華,李朝輝,夏瑋編著.ADS應(yīng)用詳解——射頻電路設(shè)計(jì)與仿真[M].北京:人民郵電出版社,2008.