摘 要:數(shù)字集成電路課程是電子科學與技術(shù)專業(yè)最重要的專業(yè)主干課程之一。該課程教學難度較大,要求學生理論基礎(chǔ)扎實,動手實踐能力強,學生通過學習該課程后必須通過課后實驗,課程設(shè)計以及實踐實習來提高自己的電路設(shè)計水平和設(shè)計技能。本文在基于電子科學與技術(shù)相關(guān)專業(yè)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,認真分析了目前數(shù)字集成電路實踐教學過程中存在的一些弊端,對存在的實際問題進行了認真分析,總結(jié)以前的實驗弊端,懲前毖后,從實驗條件,實驗技能,實驗體系方面進行改革。
關(guān)鍵詞:實踐教學;改革;數(shù)字集成電路
基金項目:邵陽學院教改項目(2016JG43)
1 引言
數(shù)字集成電路課程是微電子與集成電路專業(yè)本科乃至研究生階段最重要的專業(yè)主干課程之一,它與模擬集成電路堪稱集成電路的基石。該課程教學難度較大,要求學生理論基礎(chǔ)扎實,動手實踐能力強,學生通過學習該課程后必須通過課后實驗,課程設(shè)計以及實踐實習來提高自己的電路設(shè)計水平和設(shè)計技能。作為數(shù)字集成電路課程理論教學和實踐者,該課程實踐教學還存在如下問題:實驗設(shè)備陳舊,不足以滿足學生的實驗需求,也跟不上社會對集成電路專業(yè)知識的需求;學生在實驗中處于被動,安全按照實驗指導書在操作,根本沒有自己思考、設(shè)計自己的實驗;實驗項目大多為驗證性的實驗,學生一進實驗室就是安全按照指導書的思想在操作,根本發(fā)揮不了學生的主觀能動性,從而不利于學生獨立思考與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。為了彌補以上實踐教學中的不足,滿足社會對集成電路設(shè)計人才的需求的要求,為社會培養(yǎng)杰出的集成電路設(shè)計人才,所以對數(shù)字集成電路實踐教學改革有非常重要的意義。
2 數(shù)字集成電路實踐教學現(xiàn)狀分析
在數(shù)字集成電路實驗教學過程中,我發(fā)現(xiàn)電子科學與技術(shù)專業(yè)的學生實驗?zāi)芰η啡钡膯栴}沒有解決??偨Y(jié)問題形成原因,現(xiàn)狀如下幾點:
2.1 學生的學習能力下降
在普通高校全國擴招的影響下,學生學習質(zhì)量有所下降,學生的自控力和自覺學習能力也普遍減弱了。再者,學生剛從枯燥的高三解放出來,自然對學習有所放松,這些因素影響后續(xù)課程的學習。
2.2 實驗教學內(nèi)容單一
理工專業(yè)的專業(yè)必修課都有與專業(yè)相關(guān)的實驗,但一直以來,由于教師對專業(yè)實驗教學重視度不高,因此專業(yè)實驗一直以來作為理論教學的佐證,而且實驗課程內(nèi)容一般是驗證性的實驗,且學生完全按照指導書一一驗證,沒有將實驗課的開設(shè)與培養(yǎng)學生自己動手實踐創(chuàng)新能力融合在一起。
2.3 實驗教學體系不完整
學生在實驗中處于被動,安全按照實驗指導書在操作,根本沒有自己思考、設(shè)計自己的實驗,且實驗項目大多為驗證性的實驗,學生一進實驗室就是安全按照指導書的思想在操作,根本發(fā)揮不了學生的主觀能動性,從而不利于學生獨立思考與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.4 實驗考核機制不完善
實驗考核依賴于學生實驗報告格式和出勤率,這樣就使得學生不重視實驗過程,只看重實驗結(jié)果。有些學生在做實驗時只顧記錄按照指導書操作得到的實驗數(shù)據(jù),自己很少親自設(shè)計實驗步驟,更沒有帶著疑問去做實驗,根本談不上設(shè)計實驗;另外有一些學生在實驗過程中,沒有認真分析實驗出現(xiàn)的問題,不想辦法解決問題,還是趕時間抄寫上次未抄完的實驗報告。實驗考核只看重實驗報告,這樣就完全喪失了實驗的最終目的。而數(shù)字集成電路課程理論性較強、對學生工程實踐能力要求很高,集成電路的高速發(fā)展使得實驗教學內(nèi)容必須得到不斷更新。另一方面,有些實驗教師只擅長某一科實驗,很少進行其他學科的交流,從而使得知識面狹窄,不能勝任開設(shè)設(shè)計性實驗,并且在很大程度上阻礙了學生專業(yè)素質(zhì)的全面發(fā)展,影響了高校專業(yè)教學定位的提高[2]。
3 改革措施
為適應(yīng)目前集成電路技術(shù)高速發(fā)展的需求,培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型集成電路技術(shù)人才,數(shù)字集成電路實驗教學改革勢在必行。在具體實施中主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
①實際動手能力
目前部分實驗還采用實驗箱模式,它主要缺點就是沒有讓學生在應(yīng)用電路的自主設(shè)計、布局布線和焊接等技能上得到較好的鍛煉,而學生在實驗過程中只對照指導書完成導線插孔、部分電路測試這些工作。長期以往,學生實驗時完全沒有發(fā)揮自己的思維,打擊了學生學習興趣,根本沒有技術(shù)水平含量,自己實踐能力得不到施展。另外,實驗箱電路的參數(shù)在實驗前就已經(jīng)設(shè)置好,不要事先進行調(diào)試,所以學生得到的實驗結(jié)果不管是否正確,多數(shù)同學都處于毫不知情的情況,這種模式根本得不到實驗要想的效果。經(jīng)過教學改革增加實際動手的機會,提高實踐操作能力[3]。
②整機設(shè)計能力
傳統(tǒng)的實踐模式下,學生整機設(shè)計能力都非常低,不能達到當代社會對應(yīng)用型本科生的要求。現(xiàn)在是生產(chǎn)社會,這就要求每個學生必須具備良好的專業(yè)知識和實踐能力,必須熟悉電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,從元器件的選擇,電路的初步設(shè)計,布局布線、版圖設(shè)計,焊接等,都必須清楚。采用傳統(tǒng)的實驗?zāi)J街荒軐W習按部就班的測試技能,而忽略了其他的專業(yè)技術(shù)的重要性[4]。這樣模式培養(yǎng)出來的本科生沒有系統(tǒng)性的知識,將來在社會生產(chǎn)中很難占據(jù)一席之地。通過教學改革培養(yǎng)學生電子系統(tǒng)整機設(shè)計的基本思路,掌握基本的設(shè)計方法。
③綜合調(diào)試能力
調(diào)試的目的就是檢查電路工作狀態(tài)是否正常。如果工作出現(xiàn)異常,就必須對整個電路進行系統(tǒng)調(diào)試,從而使電路工作狀態(tài)良好。因此電路調(diào)試是每個學習集成電路的學生都必須熟悉掌握的一門技術(shù)。但在實驗過程中,學生的電路調(diào)試技能沒有得到充分的練習,試驗箱里的電路都是事先安排好的,只要連接外設(shè)就可以正常實驗,且實驗結(jié)果一致性較好,電路基本上不需調(diào)試,所以很多學生缺乏調(diào)試技能[5]。通過教學改革使學生掌握整機調(diào)試的方法,提高電子電路綜合調(diào)試的實踐技能。
④自主學習能力
實驗教學改革中,要以學生為主體,采用適當方法提高整體教學效果。采用任務(wù)分解式教學,將實驗內(nèi)容分解成一個個小任務(wù),再給每組學生分配小任務(wù),以任務(wù)完成情況來給分;采用課堂相互討論教學,先由老師將實驗內(nèi)容以提問的形式讓大家談?wù)?,鼓勵學生說出自己的想法,然后按照自己的思維進行實驗驗證;實驗前讓學生來說明實驗原理、操作事項,再由實驗老師強調(diào)說明;驗證性實驗以老師講解為主,而綜合性和設(shè)計性實踐內(nèi)容以學生自己為主,提高學生自主學習的能力。
4 結(jié)束語
數(shù)字集成電路是集成電路領(lǐng)域最重要的一門專業(yè)課,集成電路發(fā)展對國民經(jīng)濟乃至人類社會生產(chǎn)都產(chǎn)生了重要的影響。數(shù)字集成電路課程是微電子與集成電路專業(yè)本科乃至研究生階段最重要的專業(yè)主干課程之一,它與模擬集成電路堪稱集成電路的基石。該課程教學難度較大,要求學生理論基礎(chǔ)扎實,動手實踐能力強,學生通過學習該課程后必須通過課后實驗,課程設(shè)計以及實踐實習來提高自己的電路設(shè)計水平和設(shè)計技能。本文在基于電子科學與技術(shù)相關(guān)專業(yè)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,認真分析了目前數(shù)字集成電路實踐教學過程中存在的一些弊端,對存在的實際問題進行了認真分析,總結(jié)以前的實驗弊端,懲前毖后,從實驗條件,實驗技能,實驗體系方面進行改革,力爭在培養(yǎng)現(xiàn)代化應(yīng)用型集成電路人才方面貢獻自己的一份力量。
參考文獻
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作者簡介
彭森,邵陽學院信息工程學院教師。endprint