半導(dǎo)體集成電路課程體系的改革與實(shí)踐

◆常程康

半導(dǎo)體集成電路課程體系的改革與實(shí)踐

◆常程康

教學(xué)改革的核心是教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革，為了對(duì)基礎(chǔ)教學(xué)形式進(jìn)行分析，必須在現(xiàn)有發(fā)展基礎(chǔ)上對(duì)課堂體系進(jìn)行分析，滿足教學(xué)體系的本質(zhì)性要求。半導(dǎo)體集成課程體系的教學(xué)形式比較特殊，涉及的影響因素比較多，其中以實(shí)踐教學(xué)為主，在干預(yù)過(guò)程中必須對(duì)改革形勢(shì)進(jìn)行分析，確定最佳改革形勢(shì)，促進(jìn)半導(dǎo)體集成電路課堂體系的有序進(jìn)行。在本次研究中將以半導(dǎo)體集成電路課程教學(xué)存在的問(wèn)題為基準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況，就如何變革教學(xué)形式進(jìn)行分析。

半導(dǎo)體集成電路；課堂體系；實(shí)踐方式

在信息社會(huì)時(shí)代，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人員的需求比較高，但是高校集成電路設(shè)計(jì)人員數(shù)量比較少，無(wú)法滿足社會(huì)需求，因此必須從教學(xué)實(shí)際情況入手，對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?，在現(xiàn)有干預(yù)過(guò)程中，及時(shí)對(duì)實(shí)踐方式進(jìn)行變革，滿足電路設(shè)計(jì)形式的后續(xù)要求，達(dá)到理想的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐過(guò)程中要從當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀入手，明確改革形勢(shì)的要求，進(jìn)而滿足課程發(fā)展的趨勢(shì)，使其適應(yīng)教學(xué)體系的要求。

一、當(dāng)前半導(dǎo)體集成電路課程體系存在的問(wèn)題

針對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)形式的特殊性，在后續(xù)干預(yù)過(guò)程中需要滿足課堂體系和變革機(jī)制的要求，從后續(xù)控制現(xiàn)狀入手，及時(shí)對(duì)教學(xué)體系和實(shí)踐方式進(jìn)行分析，滿足半導(dǎo)體教學(xué)機(jī)制的最大化作用。以下對(duì)當(dāng)前半導(dǎo)體集成電路課程體系存在的問(wèn)題進(jìn)行分析：

1.專業(yè)基礎(chǔ)弱

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力有重要的影響，在后續(xù)干預(yù)過(guò)程中必須對(duì)教學(xué)形式進(jìn)行分析。但在具體教學(xué)過(guò)程中存在的學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)弱的情況，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課中存在比較大的難度。此外，基于工作形式的特殊性，學(xué)生在學(xué)習(xí)階段存在很多盲區(qū)，不能全面深入地學(xué)習(xí)。有些院校甚至于不開(kāi)設(shè)相關(guān)課程，限制了學(xué)生的全方面發(fā)展。

2.課程開(kāi)設(shè)不合理

課程開(kāi)設(shè)形式對(duì)實(shí)踐教學(xué)有重要的影響，在實(shí)踐過(guò)程中需要學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)踐過(guò)程有一定的了解。但是基于課堂改革形式的特殊性，在后續(xù)干預(yù)過(guò)程中必須及時(shí)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，掌握改革形勢(shì)的具體要求。但在具體教學(xué)階段存在課程開(kāi)設(shè)不合理的情況，直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂，嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。很多學(xué)生很難進(jìn)入狀態(tài)，學(xué)習(xí)效果比較差。

3.課程理論性比較強(qiáng)

基于現(xiàn)有教學(xué)機(jī)制的特殊性，在后續(xù)干預(yù)過(guò)程中必須及時(shí)對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行分析，確定最佳控制形式。但在具體教學(xué)階段存在教學(xué)改革機(jī)制不合理的情況，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有一定的影響。由于半導(dǎo)體實(shí)踐教學(xué)理論性比較強(qiáng)，在干預(yù)階段需要及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)原理和形式進(jìn)行分析，減少消極因素的影響，提升教學(xué)效果。部分教師采用灌輸性教學(xué)，由于學(xué)生的個(gè)性化差異比較大，對(duì)理論知識(shí)的理解存在偏差，長(zhǎng)此以往，教學(xué)效果不容樂(lè)觀，必須及時(shí)對(duì)教學(xué)形式進(jìn)行解析，明確改革形勢(shì)和實(shí)踐教學(xué)體系。

4.忽視了實(shí)踐過(guò)程

在 “集成電路”教學(xué)階段，需要學(xué)生對(duì)電路課堂指標(biāo)有一定的了解，并及時(shí)對(duì)應(yīng)用體系和實(shí)踐方式進(jìn)行分析，從集成電路的控制節(jié)奏入手，掌握課程標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。但在具體教學(xué)過(guò)程中存在忽視實(shí)踐教學(xué)的情況，過(guò)分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)，而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握，進(jìn)而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、半導(dǎo)體集成電路課程體系的實(shí)踐形式

基于半導(dǎo)體教學(xué)形式的特殊性，在后續(xù)干預(yù)過(guò)程中需要及時(shí)對(duì)控制形式進(jìn)行分析，掌握最佳控制節(jié)奏，達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。以下將對(duì)半導(dǎo)體集成電路課程體系的實(shí)踐形式進(jìn)行分析：

1.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)半導(dǎo)體集成電路課程教學(xué)的特殊性，需要及時(shí)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行分析，掌握集成電路教學(xué)機(jī)制的影響因素。在后續(xù)設(shè)計(jì)階段，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。例如，在掌握硅的晶體結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程中，需要對(duì)其中存在的缺陷和雜質(zhì)進(jìn)行分析，了解晶體生長(zhǎng)技術(shù)的類別，最終對(duì)環(huán)境、水及其他等物質(zhì)要求進(jìn)行分析，適應(yīng)專業(yè)教學(xué)的要求。由于教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜，要注重采用實(shí)踐學(xué)習(xí)的形式，在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)基礎(chǔ)上，對(duì)冗雜的公式進(jìn)行解析，明確教學(xué)內(nèi)容的具體要求，最終確定實(shí)踐機(jī)制。

2.側(cè)重于集成電路工具的應(yīng)用

基于雙向教學(xué)形式的特殊性，在后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中，要合理應(yīng)用電路設(shè)計(jì)工具，滿足現(xiàn)有電路版圖的要求，及時(shí)對(duì)CMOS系統(tǒng)進(jìn)行分析，掌握最佳控制形式，進(jìn)而對(duì)實(shí)踐方式進(jìn)行解析。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力有重要的影響，必須適應(yīng)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)的要求，及時(shí)對(duì)應(yīng)用形式進(jìn)行分析，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。例如，在CMOS系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，涉及單級(jí)形式，要及時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)和電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，了解EDA工具的具體標(biāo)準(zhǔn)，滿足電路設(shè)計(jì)的整體性要求，進(jìn)而達(dá)到理想的教學(xué)效果。

3.劃分課程體系

由于半導(dǎo)體集成電路課程教學(xué)涉及的內(nèi)容比較多，在實(shí)踐過(guò)程中要明確專業(yè)課的發(fā)展方向，對(duì)集成電路的原理和設(shè)計(jì)形式有一定的了解，并及時(shí)對(duì)工藝形式進(jìn)行分析，確定最佳教學(xué)方法。不同專業(yè)課教學(xué)機(jī)制存在比較大差異性，要利用循序漸進(jìn)和整體優(yōu)化的原則，根據(jù)專業(yè)課設(shè)計(jì)形式的要求，合理設(shè)置專業(yè)課的形式。由于學(xué)習(xí)內(nèi)容比較多，可分為集成電路設(shè)計(jì)和測(cè)試技術(shù)等，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置選修課和必修課。對(duì)于有學(xué)習(xí)意向的學(xué)生，要開(kāi)設(shè)更多的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解專業(yè)方面的知識(shí)，為后續(xù)工作提供保證。此外，教師要及時(shí)對(duì)編制系統(tǒng)進(jìn)行拆開(kāi)分析，明確課程劃分機(jī)制和實(shí)踐機(jī)制的要求，不斷促進(jìn)電路課程變化機(jī)制的變化，使其適應(yīng)實(shí)踐教學(xué)機(jī)制的要求。

4.合理開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)

在教學(xué)體系變革階段要及時(shí)對(duì)變革機(jī)制進(jìn)行解析，在現(xiàn)有劃分基礎(chǔ)上滿足后續(xù)控制結(jié)構(gòu)的最大化要求。教師除了更新自己的新課程體系基本理論，還必須熟悉實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)手段對(duì)課程理論進(jìn)行分析。此外，在課程后續(xù)教學(xué)過(guò)程中可以應(yīng)用Matlab仿真工具，對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)采用多媒體的形式進(jìn)行演繹，讓學(xué)生對(duì)實(shí)踐過(guò)程有全面的了解。通過(guò)教學(xué)和科研的有機(jī)結(jié)合，對(duì)新課標(biāo)形式進(jìn)行有效的分析，不僅促進(jìn)了新課標(biāo)教學(xué)的順利進(jìn)行，同時(shí)更推動(dòng)了教師自身的研究工作。

在當(dāng)前半導(dǎo)體集成電路課程教學(xué)過(guò)程中，由于教學(xué)體系和變革形式存在較大聯(lián)系，在系統(tǒng)后續(xù)應(yīng)用階段要及時(shí)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，了解影響教學(xué)效果的因素，明確最佳控制形式和干預(yù)機(jī)制。由于電路設(shè)計(jì)形式存在較大差異性，教師要發(fā)揮引導(dǎo)性的作用，從學(xué)生的實(shí)際情況入手，致力于電路教學(xué)變革，對(duì)實(shí)踐教學(xué)形式進(jìn)行解析。讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有一定的了解，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升自身學(xué)習(xí)能力。

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（編輯：秦俊嫄）

常程康，男，博士，上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院教授，副院長(zhǎng)。研究方向：材料科學(xué)與工程。

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1671-0568（2015）32-0039-02