“微電子學(xué)”課程教學(xué)改革方案

吳麗娟 朱琳 黃也

摘 要 “微電子學(xué)”是電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課程，各高校都清楚“微電子學(xué)”這門課程的重要性，但如果以傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，不能讓學(xué)生真正掌握其精髓，提高學(xué)生的實踐能力，從而無法使學(xué)生畢業(yè)后滿足社會對專業(yè)人才的需求。因此本論文總結(jié)出了“微電子學(xué)”教學(xué)過程中存在的一系列問題，并針對這些問題提出了教學(xué)改革的一些方法和途徑。

關(guān)鍵詞 微電子學(xué) 實踐能力 傳統(tǒng)教學(xué)方式 教學(xué)改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.09.051

Abstract "Microelectronics" is an important professional required course for the major of electronic information science and technology. Colleges and universities are all aware of the importance of the "microelectronics" course. However， if the teacher teaches with traditional teaching methods， students cannot really master the textbook knowledge， nor can they improve their practical ability. Then， they cannot meet the demand of the society for professional talents after graduation. Therefore， this paper summarizes a series of problems existing in the teaching process of "microelectronics"， and proposes some methods and approaches for teaching reform in response to these problems.

Keywords microelectronics； practical ability； traditional teaching methods； teaching reform

0 緒論

“微電子學(xué)”是電子學(xué)的一門分支學(xué)科，是電子科學(xué)與信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，主要教學(xué)內(nèi)容包括電磁學(xué)；固體物理學(xué)；集成電路的制造、封裝與測試等。[1]通過對這門課程的理論學(xué)習(xí)，使電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生對微電子與集成電路技術(shù)有一個全面的了解。也是所有從事微電子或電子信息技術(shù)方面技術(shù)工程師所必須掌握的重要知識。

各高校都清楚“微電子學(xué)”這門課程的重要性，但如果以傳統(tǒng)的教學(xué)方式授課，不能讓學(xué)生真正掌握其精髓。傳統(tǒng)的“微電子學(xué)”授課方式以老師講授為主，而全新的教學(xué)理念應(yīng)該是“以學(xué)生為主體、以能力為本位、以問題為載體”，采用全新的教學(xué)方式才能培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代社會的人才。

因此本論文總結(jié)出了“微電子學(xué)”教學(xué)過程中存在的一系列問題，并針對這些問題提出了教學(xué)改革的一些方法和途徑。

1 教學(xué)過程中存在的問題

目前，國內(nèi)各大高?！拔㈦娮訉W(xué)”的教學(xué)情況隨著教學(xué)不斷改革已經(jīng)有所好轉(zhuǎn)，但仍然存在一定的問題。筆者根據(jù)調(diào)查研究，總結(jié)出以下幾點(diǎn)存在的問題：

（1）教材中存在的問題。教材中的內(nèi)容主要以文字為主，無法吸引學(xué)生閱讀的興趣，而且有些學(xué)校采用的教材沒有課后題答案，有些在網(wǎng)上都找不到參考答案，導(dǎo)致學(xué)生自學(xué)時對出現(xiàn)的問題束手無策。

（2）課堂出勤率問題。課堂出勤率是保證提高教學(xué)質(zhì)量的前提。由于學(xué)生對專業(yè)課不感興趣、老師要求的不夠嚴(yán)格等原因，就會導(dǎo)致課堂存在著曠課、代替上課等現(xiàn)象。

（3）講課方式存在問題。在以往的教學(xué)中，都是老師在課堂上講，學(xué)生在座位上聽。而且大多數(shù)老師按照已經(jīng)做好的教學(xué)PPT講，無法吸引學(xué)生的注意力。很多老師在上課時總是處于給自己講課的狀態(tài)。偶爾提問一個問題，答題效果卻不盡如人意。這樣，學(xué)生很難一整節(jié)課45分鐘都集中注意力。

（4）缺少課下交流的平臺。學(xué)生除了課堂上和老師的接觸外，其余時間基本沒機(jī)會與老師交流，也很少能主動找老師討論問題等。同時，課下學(xué)生之間也很少主動交流專業(yè)知識。

（5）考核方式存在問題。由于以上原因，學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識量不夠。大多數(shù)老師出于為學(xué)生著想，就會在期末考試之前進(jìn)行講題押題等課堂輔導(dǎo)。這樣一來，學(xué)生對這門課程的重視程度自然下降。從而產(chǎn)生了“就算平時不學(xué)，考試也能及格”的心理。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

2.1 教材內(nèi)容的處理

在保持通用教材的系統(tǒng)性，根據(jù)各高校的實際情況適當(dāng)改變教材的內(nèi)容。作為研究“微電子學(xué)”的專家、老師對于“微電子學(xué)”理解的境界比學(xué)生要高出很多，因此老師和學(xué)生看待問題的觀念也大相徑庭。許多問題也許老師認(rèn)為簡單，但是對于學(xué)生就是天書。因此筆者建議編寫教材的老師可以站在學(xué)生的角度盡量以學(xué)生的思維方式來對教材進(jìn)行排版整合。

2.2 教材內(nèi)容可以作如下改動

（1）可以像英語等學(xué)科學(xué)習(xí)，在教科書最后附一張光盤，光盤的內(nèi)容最好是各高校“微電子學(xué)”老師的教學(xué)視頻以及對教材相關(guān)內(nèi)容的Flash動畫等內(nèi)容；

（2）各大高校應(yīng)該盡量在教材中附上課后參考答案以便學(xué)生參考；

（3）編寫實驗課講義，根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同，有效地把實驗教學(xué)的成果融入到理論知識之中。

3 教學(xué)方式的改革

（1）充分備課提高學(xué)生的興趣。在教學(xué)中貫徹“徹教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的原則。[2]可以在開課前邀請同專業(yè)的師哥師姐與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，讓學(xué)生認(rèn)識到他們所學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢與就業(yè)前景，認(rèn)識到微電子學(xué)課程的重要性。

（2）課堂開啟指紋或打卡簽到模式。單純用上課點(diǎn)名、查人數(shù)的方式已經(jīng)不能提高學(xué)生對課堂出席率的重視程度。隨便找人代替上課，簽到已經(jīng)是普遍現(xiàn)象。應(yīng)該進(jìn)行指紋或打卡簽到，沒上課的學(xué)生名單直接聯(lián)網(wǎng)面向全校公布（因事請假者除外），并對其進(jìn)行警告處分。

（3）充分利用多媒體教學(xué)。如何利用現(xiàn)代的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣是教學(xué)的首要任務(wù)。教學(xué)者應(yīng)開啟視頻、動畫等多種教學(xué)模式，將微觀過程實施宏觀模擬，使得課堂教學(xué)更加生動且容易理解。但也不能一味地使用多媒體而忽略了以往的板書教學(xué)方式，在面對一些高難度需要老師講解的公式推導(dǎo)的時候，板書教學(xué)更能夠加深我們的理解。

（4）加強(qiáng)課堂與課外互動環(huán)節(jié)。教學(xué)過程中可以給學(xué)生預(yù)留一些問題，讓學(xué)生嘗試以小組合作的方式課下進(jìn)行推導(dǎo)，在下次的課堂上進(jìn)行交流，引導(dǎo)學(xué)生自主思考問題。也可舉行分組講課比賽，通過小組成員合作的方式共同完成?？梢杂蓪W(xué)生自己講自己制作的視頻和PPT，老師提出與講課內(nèi)容有關(guān)的問題，讓學(xué)生展開小組討論，最后課堂上老師對討論進(jìn)行總結(jié)和評價，針對學(xué)生存在的問題和思維上的誤區(qū)進(jìn)行引導(dǎo)糾正。

4 加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合

教學(xué)方式的改革主要針對的是學(xué)生理論知識的提高，在學(xué)生真正學(xué)到理論知識的基礎(chǔ)上，應(yīng)該著重考慮提高學(xué)生的實踐能力，避免以后走上工作崗位的時候只會紙上談兵。

（1）提高對“微電子學(xué)”相關(guān)實驗課的要求力度，確定整體學(xué)生能力的實踐教學(xué)內(nèi)容。微電子學(xué)專業(yè)實驗課程主要分為物理類和電子技術(shù)類。對于電子技術(shù)類的實驗課程，比如模擬電子技術(shù)、通信電子線路等課程不必重復(fù)設(shè)置實驗室來教學(xué)，都可以在相關(guān)實驗中心開展。[3]而物理類的實驗學(xué)校可根據(jù)自己的硬件條件，有重點(diǎn)地開展相關(guān)實驗，比如超大規(guī)模集成電路設(shè)計實驗可開展集成電路的電路設(shè)計和版圖設(shè)計、封裝、測試等。

（2）重視實驗室建設(shè)，實現(xiàn)有效共享專業(yè)實驗室資源。各學(xué)校應(yīng)按照自己辦學(xué)要求，以微電子發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)，積極爭取中央及地方政府和學(xué)校對實驗室進(jìn)行經(jīng)費(fèi)支持，堅持引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，緊跟微電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。堅決反對降低水平，重復(fù)浪費(fèi)的解決方案。建設(shè)“硬件”設(shè)施強(qiáng)硬，“軟件”技術(shù)理論先進(jìn)的創(chuàng)新性實驗室。[3]

（3）建立良好的校企合作關(guān)系。因?qū)嶒灄l件的制約，很多高校對于集成電路制造工藝和測試方面的實驗都而不能正常開展。因此高校應(yīng)該積極采取措施，例如開設(shè)校內(nèi)的實驗、實習(xí)基地。應(yīng)該積極主動適應(yīng)各地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)對微電子人才發(fā)展的需求，加強(qiáng)學(xué)校和企業(yè)的合作，了解企業(yè)對人才類型的需要，培育適應(yīng)社會的優(yōu)秀人才。[3]

5 考核方式的改革

現(xiàn)在教育不僅僅是要求學(xué)生學(xué)習(xí)到理論知識，對學(xué)生創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)也是重要部分，為了提高學(xué)習(xí)效果，微電子學(xué)這門課程的考核可以不僅僅局限于閉卷考試。以往的閉卷考試，“上課死勁抄，考試死勁背”等現(xiàn)象普遍存在。如何不讓“分?jǐn)?shù)”成為唯一促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的杠桿，就需要在教學(xué)中解開單一的繼承理論知識的枷鎖。[4]

可以將微電子學(xué)的考核分成不同的部分，閉卷考試成績占總成績的一個部分。對于期末考試，要提前打消學(xué)生考前突擊的心理，開課前就必須強(qiáng)調(diào)要閉卷考試，讓他們意識到考試不是目的，主要是為了讓他們掌握專業(yè)知識。同時增設(shè)一個課題探究部分，以考察學(xué)生對微電子學(xué)相關(guān)課題的探索能力，[4]例如可以把學(xué)生分成若干小組，每個小組布置一個與微電子學(xué)課程緊密相關(guān)的課題。課后讓學(xué)生自己去查資料、學(xué)會自己動手解決問題，最后通過PPT或FLASH動畫的形式講給班級同學(xué)聽。

最后，將期末閉卷考試成績結(jié)合平時的到課率情況、完成作業(yè)情況、分組討論情況以及課題探究情況評判出學(xué)生的最終考核成績。

6 總結(jié)

科學(xué)技術(shù)日新月異，固有的教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求，教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量的必要手段。上述的一些教學(xué)改革方法，是針對目前微電子學(xué)課程學(xué)習(xí)中存在的問題而提出的，可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研探索精神，使學(xué)生開始重視專業(yè)課程，同時還能有效地提高學(xué)生的實踐能力以適應(yīng)社會需求。

總之，“微電子學(xué)”教學(xué)要采用理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重的教學(xué)思想，努力完善適合各高校的教學(xué)模式，努力創(chuàng)造適合學(xué)生全面發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境。努力培育基礎(chǔ)扎實，專業(yè)性強(qiáng)，實踐過硬的微電子專業(yè)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖丙剛，王秀敏，趙吉祥.研究性教學(xué)在“微電子學(xué)導(dǎo)論”課程中的探索與實踐.中國電力教育，2009（19）.

[2] 趙增茹，王高峰.固體物理教學(xué)改革的探索.高校講壇，2013.

[3] 徐躍，微電子學(xué)專業(yè)實驗課的教學(xué)改革和實踐.南京郵電大學(xué)，2014.

[4] 馬俊成，張佳芬.基于CDIO 的微電子學(xué)導(dǎo)論課程改革與教學(xué)研究.科技世界，2014.