基于“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”的微課輔助教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)踐

邵海寶 王志亮 張振娟 黃靜 鄧洪海

摘 要：本文從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，借助微課輔助教學(xué)，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，探討微課內(nèi)容的組織與在線(xiàn)資源設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，該模式適應(yīng)”CMOS集成電路設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)，能有效提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)；微課堂；教學(xué)實(shí)踐

“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”作為微電子學(xué)科的專(zhuān)業(yè)課程，對(duì)學(xué)生的理論和實(shí)踐能力培養(yǎng)有著重要的作用。由于該課程涉及基礎(chǔ)知識(shí)較多，要求學(xué)生具備良好的先期課程基礎(chǔ)。另外，目前“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課時(shí)比較有限，特別是實(shí)驗(yàn)仿真，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常需要針對(duì)同樣的問(wèn)題反復(fù)一對(duì)一解答?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”是一門(mén)對(duì)“教”和“學(xué)”都具有較高要求的課程。微課堂具有微視頻的可重現(xiàn)性以及靈活互動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，作為傳統(tǒng)課堂的有效補(bǔ)充，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

一、基于“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”的微課教學(xué)內(nèi)容組織

“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程涉及的知識(shí)較廣，主要以基本MOS管為基礎(chǔ)，構(gòu)建的單級(jí)放大器、差動(dòng)放大器、電流鏡和運(yùn)放，并分析其頻率特性。在分析器件特性和各類(lèi)放大器性能的過(guò)程中，一方面會(huì)涉及前期課程如模擬電路和信號(hào)等知識(shí)，學(xué)生往往會(huì)因?yàn)檫z忘知識(shí)點(diǎn)感到困難。另一方面由于課程偏工程應(yīng)用，有一些理論難以理解透徹。因此，在制作微課內(nèi)容之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容做全面的分析梳理，保證微課內(nèi)容有效覆蓋相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

1.微課資源分析

微課資源主要包含以下幾個(gè)方面內(nèi)容：一是教材當(dāng)中的重難點(diǎn)內(nèi)容，應(yīng)盡可能將知識(shí)點(diǎn)細(xì)化，做成索引方便學(xué)生查找。二是與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的先期基礎(chǔ)知識(shí)，如前所述，該課程要求學(xué)生具有相應(yīng)的先期基礎(chǔ)，補(bǔ)充相關(guān)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)有助于學(xué)生理解。第三是知識(shí)點(diǎn)的延伸，課程中有涉及一些復(fù)雜的分析過(guò)程，詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程可以激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。第四是前沿內(nèi)容，以科普性的內(nèi)容讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展前沿，激發(fā)學(xué)生興趣。

2.在線(xiàn)教學(xué)資源

根據(jù)“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容和微課資源設(shè)計(jì)，可以將其分為三種形式的在線(xiàn)資源。一是微視頻，微視頻主要采取錄像或者PPT；仿真實(shí)踐可以采取錄屏配音的形式展現(xiàn)。二是微動(dòng)畫(huà)，微動(dòng)畫(huà)可以與微視頻結(jié)合，也可以單獨(dú)用來(lái)描述某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)的播放調(diào)整引導(dǎo)學(xué)生思路。第三種是圖文結(jié)合的知識(shí)點(diǎn)描述，這部分內(nèi)容主要是相對(duì)容易理解的基本概念，可以結(jié)合詳細(xì)的索引方便學(xué)生查找。

3.在線(xiàn)評(píng)價(jià)與反饋

在線(xiàn)評(píng)價(jià)可以從多層次進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先是知識(shí)點(diǎn)的掌握，針對(duì)某一具體的知識(shí)點(diǎn)，可設(shè)計(jì)相應(yīng)的習(xí)題，這部分內(nèi)容以簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)題為主，主要是加深和鞏固學(xué)生的理解。其次可以安排一到兩次階段測(cè)試，促進(jìn)學(xué)生及時(shí)對(duì)照檢查和復(fù)習(xí)。作業(yè)和測(cè)試結(jié)果可以作為課程總體評(píng)價(jià)的一個(gè)重要組成部分。另外，教師還可以設(shè)計(jì)討論題，供學(xué)生在線(xiàn)討論。

二、基于“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”的微課教學(xué)研究與實(shí)踐

“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”涉及的原理、參數(shù)和分析計(jì)算，都有一定的理解難度。采用微課輔助教學(xué)可以讓學(xué)生在課前了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。微課的目的不是替代課堂教學(xué)，而是作為課堂教學(xué)的有效輔助和補(bǔ)充。課后，針對(duì)課堂講解的重點(diǎn)難點(diǎn)，學(xué)生可以結(jié)合微課內(nèi)容進(jìn)一步消化吸收。在微課輔助的教學(xué)開(kāi)始階段，教師應(yīng)當(dāng)在課堂中提問(wèn)微課內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合微課學(xué)習(xí)的習(xí)慣。在線(xiàn)習(xí)題可以讓學(xué)生檢查自己在線(xiàn)學(xué)習(xí)的效果，可以適當(dāng)增加在線(xiàn)作業(yè)和在線(xiàn)考核在課程考核中所占的比重，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

微課輔助教學(xué)的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是便捷的反饋體系，一方面在線(xiàn)平臺(tái)可以滿(mǎn)足學(xué)生之間和師生之間的互動(dòng)交流，這就很大程度上活躍了師生互動(dòng)環(huán)節(jié)。另一方面，對(duì)教師本身而言，根據(jù)課堂交流和課后在線(xiàn)討論，以及學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)完成的情況，可以進(jìn)行教學(xué)反思。

三、結(jié)論

筆者在“CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程中，基于“微課”思路，通過(guò)分解教學(xué)內(nèi)容，對(duì)“微課”教學(xué)資源的組織進(jìn)行了仔細(xì)分析，進(jìn)一步設(shè)計(jì)在線(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)反饋體系?！拔⒄n”輔助教學(xué)實(shí)踐表明，大部分學(xué)生可以適應(yīng)該教學(xué)模式。“微課”輔助教學(xué)豐富了教學(xué)內(nèi)容，注重互動(dòng)環(huán)節(jié)，有效提高了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論和工程知識(shí)的掌握。

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注：本文系南通大學(xué)教學(xué)改革課題（課題編號(hào)：2016B34）；江蘇省高校品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PPZYZ2015B135）。