摘要: 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,本文從如何讓學(xué)生走進(jìn)課堂、如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、如何讓學(xué)生成為課堂的主人、讓學(xué)生走上講臺(tái)、實(shí)踐教學(xué)、鼓勵(lì)學(xué)生參與及申請(qǐng)科研項(xiàng)目等幾方面討論了《CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)》本科教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)。教學(xué)實(shí)踐證明,這些措施可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:CMOS射頻;集成電路設(shè)計(jì);本科教學(xué)
隨著無(wú)線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展,以及物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大勢(shì)所趨,市場(chǎng)的巨大需求極大地推動(dòng)了射頻集成電路的發(fā)展。為了適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,培養(yǎng)和造就具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新能力的新一代射頻集成電路技術(shù)人才,積極推進(jìn)高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)改革,已顯得十分迫切和必要。為了培育適應(yīng)時(shí)代需求的新一代射頻集成電路技術(shù)人才,《CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)》 已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外高校集成電路專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程。該課程以無(wú)線通信領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用背景,在講述射頻集成電路中的基本概念及器件模型的基礎(chǔ)上,從電路設(shè)計(jì)的角度講述與射頻接收機(jī)和發(fā)射機(jī)密切相關(guān)的關(guān)鍵電路模塊的設(shè)計(jì)。該課程所包含的知識(shí)面比較廣,需要學(xué)生具備半導(dǎo)體物理、電路分析、電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高頻電路線路、微波通信等諸多知識(shí)作為基礎(chǔ),因此該門(mén)課程面向的授課對(duì)象通常為高年級(jí)本科生及研究生。
一、 如何讓學(xué)生走進(jìn)課堂
課堂是教學(xué)過(guò)程中教師和學(xué)生互動(dòng)的一個(gè)重要平臺(tái)。因此,學(xué)生是否愿意走進(jìn)課堂是衡量一門(mén)課程成敗的首要因素。目前,課堂出勤率不高在很多高校的課堂上都很普遍。這來(lái)源于多方面的原因,主要表現(xiàn)為:由于該門(mén)課程大多設(shè)置在本科高年級(jí),此時(shí)有些同學(xué)往往為了考研、找工作、實(shí)習(xí)等原因經(jīng)常曠課或遲到;還有些學(xué)生僅僅是為了湊學(xué)分而選課,對(duì)課程不感興趣,也是經(jīng)常曠課或遲到。因此,必須采取有效的方法吸引和約束學(xué)生回到課堂,這里我主要強(qiáng)調(diào)的是第一堂課的重要性。在我的教學(xué)過(guò)程中,第一節(jié)課會(huì)向?qū)W生講明課程的考核方式,盡量通過(guò)提高平時(shí)出勤和課堂表現(xiàn)的分?jǐn)?shù)比重來(lái)約束學(xué)生的出勤。此外,可以通過(guò)將課程內(nèi)容的安排與學(xué)生密切相關(guān)的考研和就業(yè)等聯(lián)系起來(lái),比如在每次講授完課堂內(nèi)容的前提下,可以拿出幾分鐘時(shí)間或利用課間時(shí)間向?qū)W生介紹不同高校集成電路專(zhuān)業(yè)比較資深的研究生導(dǎo)師及其研究方向,也可以給學(xué)生進(jìn)行一些就業(yè)方面的指導(dǎo)。這樣可以讓學(xué)生體會(huì)到通過(guò)來(lái)到課堂能學(xué)到切實(shí)有用的知識(shí),使學(xué)生主動(dòng)接受該門(mén)課程的學(xué)習(xí)。
二、如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
在學(xué)生愿意主動(dòng)來(lái)到課堂學(xué)習(xí)的前提下,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為重要。為了可以讓學(xué)生興趣盎然地參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái),教師在能講述知識(shí)的前提下,還要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),喚起學(xué)生的求知欲望。在這方面,教師可以結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,講述一些射頻集成電路在日常生活中的應(yīng)用。比如,美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)總裁兼執(zhí)行長(zhǎng)Brian Toohey曾指出:“從物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車(chē)、智能家居等市場(chǎng)都可以看出,半導(dǎo)體普遍出現(xiàn)在每一種產(chǎn)品類(lèi)型中,而且正變得無(wú)處不在?!眱H僅在我們每天使用的智能手機(jī)中就包含RF收發(fā)器、功率放大器、天線開(kāi)關(guān)模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關(guān)鍵射頻元件。而且有報(bào)告指出,2011年這些射頻器件的市場(chǎng)規(guī)模為36億美元,預(yù)計(jì)2011~2015年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.6%,到2016年主要的射頻器件市場(chǎng)將達(dá)47億美元。此外,目前應(yīng)用比較廣泛的WiFi及物聯(lián)網(wǎng)都與射頻集成電路有著密切的關(guān)系。這些切實(shí)應(yīng)用由于與學(xué)生的生活以及將來(lái)的就業(yè)息息相關(guān),因此,相關(guān)內(nèi)容的講述能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
三、如何讓學(xué)生成為課堂的主人
“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)新時(shí)代的需求。如果教師僅根據(jù)教材對(duì)內(nèi)容進(jìn)行枯燥的講解,無(wú)法抓住學(xué)生的注意力,學(xué)生很容易溜號(hào),影響課堂教學(xué)質(zhì)量。因此可以通過(guò)引進(jìn)研究型教學(xué)模式、師生互動(dòng)來(lái)活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學(xué)模式”即將教師由知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者,將學(xué)生由被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí)。如何使學(xué)生成為課堂的主人,在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)是課堂教學(xué)的有效手段,教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)開(kāi)放的問(wèn)題情景,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入主動(dòng)探求知識(shí)的過(guò)程,使學(xué)生圍繞某類(lèi)主體調(diào)查搜索、加工、處理應(yīng)用相關(guān)信息,回答或解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。比如,以射頻技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用為開(kāi)放課題,學(xué)生通過(guò)查資料,分析整理,更深刻體會(huì)了射頻技術(shù)在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應(yīng)用,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)把“自我”融入到課程中,敢于承擔(dān)責(zé)任,善于解決問(wèn)題。
四、讓學(xué)生走上講臺(tái)
學(xué)生是課堂的主人,因此,可以改變以往教師在講臺(tái)上講、學(xué)生坐在下面聽(tīng)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。讓學(xué)生走上講臺(tái)可以將傳統(tǒng)的講授方式轉(zhuǎn)換為專(zhuān)題研討的教學(xué)模式。教師可以提前布置專(zhuān)題內(nèi)容,如射頻器件模型、射頻電路設(shè)計(jì)、射頻技術(shù)發(fā)展、射頻技術(shù)的應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等。有個(gè)專(zhuān)題內(nèi)容作為核心,學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下通過(guò)檢索資料,組織分析資料,最終走上講臺(tái)向老師和其他學(xué)生講述相關(guān)的內(nèi)容。通過(guò)幾年的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)這樣可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性、同時(shí)也能使學(xué)生對(duì)相關(guān)的問(wèn)題發(fā)表各自的觀點(diǎn),形成對(duì)問(wèn)題各抒己見(jiàn)、取長(zhǎng)補(bǔ)短的研討學(xué)習(xí)方式,大大拓寬學(xué)生的知識(shí)面以及綜合表述能力。
五、通過(guò)實(shí)踐教學(xué)加深理解理論教學(xué)內(nèi)容
理論教學(xué)是掌握一門(mén)技術(shù)的基礎(chǔ),但實(shí)踐教學(xué)也是必不可少的。學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)理論的同時(shí),須要通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐來(lái)強(qiáng)化鞏固。實(shí)踐教學(xué)的引入,不僅能夠加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深入理解,洞悉細(xì)節(jié),提高學(xué)生的動(dòng)手能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及科研能力。
因此,教師可以通過(guò)設(shè)置幾個(gè)開(kāi)放的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容來(lái)讓學(xué)生主動(dòng)研究探索。在本課程的教學(xué)中,本人已經(jīng)有計(jì)劃地進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),例如,在實(shí)踐教學(xué)中,曾經(jīng)給學(xué)生布置了“用于GPS的低噪放電路設(shè)計(jì)”的實(shí)踐設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)過(guò)程中,學(xué)生須要深入理解多方面知識(shí),比如明確GPS的頻段、確定低噪放的電路結(jié)構(gòu),并有效評(píng)估電路性能等。為了課程設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行,學(xué)生須要進(jìn)行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學(xué)習(xí)、電路設(shè)計(jì)、課程論文撰寫(xiě)等幾個(gè)環(huán)節(jié)的分析設(shè)計(jì)工作,并最終在實(shí)踐中系統(tǒng)深刻地理解掌握課程的理論內(nèi)容,為以后的工作及深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
六、鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目
《CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)》已經(jīng)屬于高年級(jí)的本科課程,學(xué)生已經(jīng)具備了數(shù)字、模擬、數(shù)?;旌?、射頻集成電路設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容,完全可以參與到老師的項(xiàng)目中去,做到學(xué)以致用。同時(shí),也鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課程感興趣的內(nèi)容進(jìn)行提煉成一個(gè)具體的科研觀點(diǎn),積極參加各種創(chuàng)新項(xiàng)目的申請(qǐng)。這將對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思想、科研能力有很大的幫助。
以上是本人在幾年的《CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)實(shí)踐中的一些體會(huì)。在教學(xué)過(guò)程中,我逐漸探索和完善教學(xué)方法,始終遵循教師是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、學(xué)生是課堂的主體等幾條原則,取得了較好的效果。
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