“射頻集成電路設(shè)計”課程教學(xué)改革初探

李金鳳 王健 劉歡

摘要： 文章從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面對“射頻集成電路設(shè)計”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了討論。實(shí)踐表明，這些改革措施提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，提高了就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞： 《射頻集成電路設(shè)計》課程教學(xué)改革理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

當(dāng)前無線通信、全球定位及雷達(dá)等行業(yè)的爆炸性增長推動射頻（RF）電路設(shè)計領(lǐng)域再次興起，對射頻集成電路設(shè)計工程師的需求巨大。不少高校已將《射頻集成電路設(shè)計》課程作為電子信息類學(xué)生的專業(yè)必修課。射頻集成電路設(shè)計與低頻模擬集成電路設(shè)計及分立射頻電路設(shè)計是完全不同的工作。本課程涉及多方面的基礎(chǔ)知識、信息量大、實(shí)踐性強(qiáng)，因此搞好射頻集成電路的教學(xué)工作對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識、提高就業(yè)競爭力等方面均具有重要意義［１］。

一、理論教學(xué)方面

1.兼顧基礎(chǔ)性與工程性確定授課內(nèi)容。

目前，“射頻集成電路設(shè)計”課程有大量的國內(nèi)外優(yōu)秀教材可選，如Thomas H. Lee著的“The design of CMOS radio frequency integrated circuits”，Reinhold Ludwig及Pavel Bretchko著的“RF circuit design：Theory and applications”，W. Alan Davis及Krishna K. Agarwal著的“Radio frequency circuit design”，等等。不同的教材針對的讀者各不相同，有的針對具有堅實(shí)理論基礎(chǔ)的研究生，有的針對工程技術(shù)人員。針對本科生的教學(xué)，前期應(yīng)講授基本理論知識，使學(xué)生快速進(jìn)入射頻領(lǐng)域，接著轉(zhuǎn)向更實(shí)用的射頻集成電路設(shè)計，避開冗長的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。講授內(nèi)容包括傳輸線分析、Smith圓圖、多端口網(wǎng)絡(luò)、濾波器設(shè)計、放大器設(shè)計及振蕩器、混頻器設(shè)計等。

建立并完善彈性教學(xué)制度。在教學(xué)目標(biāo)不變的情況下，教學(xué)計劃根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從提高就業(yè)競爭力的角度使學(xué)生得到專業(yè)化訓(xùn)練，綜合培養(yǎng)職業(yè)技能與職業(yè)意識。

2.利用生動形象的課件輔助教學(xué)。

多媒體課件是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的重要手段。制作課程的電子課件，反映教師的授課思想，體現(xiàn)授課內(nèi)容精華，使學(xué)生提綱挈領(lǐng)地掌握知識要點(diǎn)。課件中穿插圖片、動畫、視頻等媒體素材［2］，力求生動形象，使學(xué)生印象深刻。課件與板書相互補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，避免枯燥的課堂講解，很好地完成教學(xué)目標(biāo)。在多媒體課件的教學(xué)過程中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，注重與同類課件之間的交流，取其所長，不斷完善。教師應(yīng)不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力，使多媒體課件真正發(fā)揮集中性和交互性的作用，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的感官效能，加快知識點(diǎn)的接收、理解和記憶，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。

3.以教師為主導(dǎo)和以學(xué)生為主體相結(jié)合。

教學(xué)過程中，教師起主導(dǎo)作用。教師不僅要有豐富扎實(shí)的理論知識和實(shí)踐操作能力，而且要有豐富的教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)。要利用教學(xué)、科研、產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的新型模式，將科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢，用科研、產(chǎn)業(yè)的成果豐富和完善射頻集成電路的理論與實(shí)踐教學(xué)。要通過課程項(xiàng)目研究開發(fā)、項(xiàng)目教學(xué)與成果轉(zhuǎn)化，做到與行業(yè)接軌。在課程項(xiàng)目化過程中要與企業(yè)建立密切的聯(lián)系，在課程內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)置上不斷調(diào)整，力求帶給學(xué)生最新的知識與技能，保證讓學(xué)生學(xué)有所用［3］。應(yīng)追蹤國內(nèi)外專業(yè)動向，對近幾年射頻集成電路領(lǐng)域所取得的成果和有待深入研究的問題進(jìn)行介紹，保證課程內(nèi)容的時效性與先進(jìn)性，讓學(xué)生了解射頻集成電路行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得較好的教學(xué)效果。

高質(zhì)量的課堂教學(xué)不僅與教師的專業(yè)知識、教學(xué)能力有關(guān)，學(xué)生的專業(yè)背景、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度對課堂教學(xué)的有效性也有一定的影響。教師在授課過程中要活躍課堂教學(xué)氣氛，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)交流能力，營造快樂學(xué)習(xí)的氛圍。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

1.從基礎(chǔ)性、全面性、工程性三個方面完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

射頻集成電路的問題較多地表現(xiàn)在電路匹配、靈敏度、器件參數(shù)一致性等問題，解決這些問題需要有強(qiáng)大的工具支持。ADS（Advanced Design System，先進(jìn)設(shè)計系統(tǒng)）是一種功能強(qiáng)大的射頻電路設(shè)計工具［4］。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置包括基礎(chǔ)部分和工程部分，并兼顧全面性的要求。基礎(chǔ)部分包括DC仿真、AC仿真、S參數(shù)仿真、瞬態(tài)仿真等，工程部分包括射頻濾波器、低噪聲放大器、混頻器設(shè)計等。

2.建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在時間和空間上對課堂教學(xué)進(jìn)行了擴(kuò)展。下載中心有大量的與課程相關(guān)的資料，包括國內(nèi)外優(yōu)秀教材推薦，國內(nèi)外射頻領(lǐng)域的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)及最近研究進(jìn)展，實(shí)用軟件學(xué)習(xí)指南，典型的工程實(shí)例，等等，為感興趣的學(xué)生進(jìn)行更深入的研究提供了捷徑。學(xué)生可在網(wǎng)上與教師進(jìn)行交流、挖掘潛在人才。

三、結(jié)語

本文從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面對“射頻集成電路設(shè)計”課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探討。經(jīng)過近幾年的研究及建設(shè)，本課程的教學(xué)取得了較好的效果，深受學(xué)生好評。

參考文獻(xiàn)：

［1］Reinhold Ludwig.射頻電路設(shè)計——理論與應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.

［2］王云，褚慶昕，涂治紅.射頻電路與天線立體化實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)［J］.中國現(xiàn)代教育設(shè)備，2011，11：124-126.

［3］梁飛媛.教學(xué)方法的思變［J］.教育學(xué)術(shù)月刊，2011，9：105-107.

［4］陳艷華，李朝輝，夏瑋編著.ADS應(yīng)用詳解——射頻電路設(shè)計與仿真［M］.北京：人民郵電出版社，2008.