高職院校《數字集成電路設計》課程改革的探索

錢香

摘 ?要：《數字集成電路設計》這門課程是微電子技術專業的一門綜合性的專業課，它的基本理論是許多后續課程和企業崗位的基礎。該文從課程定位出發，講述了課程內容和教學方法方面的改革。國家十三五發展規劃指出，集成電路產業是信息技術產業的核心，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業，啟動集成電路重大生產力布局規劃工程，將實施一批帶動作用強的項目，推動產業能力實現快速躍升。無錫地區微電子行業在國內起步早，發展水平高，已經被公認為是中國的“硅谷”。產業的迅速成長必然帶來專業人才的缺失，因此培養微電子技術產業緊缺人才也就促成了筆者學校微電子技術專業的建立。

關鍵詞：數字集成電路 ?教學改革 ?雨課堂

中圖分類號：G642.0 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）05（b）-0101-02

1 ?課程定位

《數字集成電路設計》這門課程是微電子技術專業的一門綜合性的專業課，系統地講述了微電子方面的知識，對學生專業知識培養至關重要，為日后的學習和工作打下良好的基礎。根據市場調研和企業人才需求分析，高職院校中微電子技術專業畢業生所從事的工作崗位主要是技術員、設計員等，懂得電路的基本原理是學生勝任這些崗位所需要的最基礎和最重要的職業能力。《數字集成電路設計》課程的主要功能正是培養學生電路分析能力、應用能力、設計能力，因此該課程在微電子技術專業中處于非常重要的地位。

該課程所涉及的知識面廣，需要綜合運用多門專業基礎課程的知識，其先修課程有《半導體物理》《數字電子技術》《模擬電子技術》和《集成電路制造工藝技術》等，通過該課程的學習，讓學生掌握數字集成電路的基本原理與設計，從MOS晶體管的基本原理講起，分析數字集成電路的結構特點、工作原理，分析各種典型的電路，為后續課程《模擬集成電路設計》《集成電路EDA》等課程的學習打下良好的基礎。

2 ?課程改革

該課程包含基礎理論較多、涉及知識面較廣，理論內容講起來比較枯燥單調，為了提高學生學習興趣、增加學生參與實踐的機會，需要對課程進行改革，具體從以下幾個方面實現。

2.1 整合課程資源，調整課程結構

在傳統教學中，該門課設置64學時的純理論課程，高職學生對一些理論課程、邏輯性比較強的知識學習起來相對比較困難，因此學習積極性不高，課程學習效果不理想。俗話說：實踐出真知。從教學內容中提取合適的實驗項目，在新的教學計劃中課程設置為48學時理論教學+16學時實踐教學，讓學生通過上機模擬仿真加深對知識點的理解，同時提高學生使用軟件和設計基本電路的能力。學生在上機過程中建立對課程的學習興趣和對專業知識的理解，從而培養了學生的自信。實驗項目也需考慮到學生的實際水平，因此選取了4個相對簡單的項目及1個綜合性的電路設計，實驗項目如表1所示，每個實驗項目都有對應的理論教學，學生學習完理論后，通過實驗項目加深對知識的理解。

如在講解MOS晶體管時，利用電路仿真工具進行輸入輸出特性仿真，學生自己做實驗，一是加深對MOS晶體管知識的理解，二是提高了使用軟件的能力，為后續課程的學習打下基礎，用軟件設計的電路圖及仿真結果如圖1所示。

2.2 進行數字化課程資源深度開發

教學實踐表明，利用好數字化教學資源，可以激發學生的學習興趣，對學生學習能力的培養具有重要作用。該門課程中目前開發的數字化課程資源較少，在課題研究過程中，對知識點進行課件制作、微課制作，對實驗內容、課堂練習、課后習題等資源進行開發，形成一套完整的數字化課程資源，資源列表如表2所示。

2.3 運用雨課堂智慧教學工具改革教學手段和方法

隨著科技的發展，手機的功能越來越多，部分學生在上課過程中控制不住地去看手機，我們在教學過程中也可以利用好手機的功能。此次教學改革使用了雨課堂智慧教學工具，雨課堂平臺是將信息技術手段融入到PowerPoint和微信，在課前預習、課堂教學與課后作業都聯系起來，讓課堂互動永不下線，如圖2所示。

上課前，教師可以把帶有視頻、語音和習題的預習課件發到學生的手機，實時查看學生的預習情況，圖3為該課程上傳到雨課堂的部分資料;上課過程中學生通過掃描二維碼進入課堂學習，讓學生自然地融入課堂中，提高了學習興趣;下課后雨課堂會自動生成的報表，教師一目了然地清楚學生對本節課的掌握情況，如圖4所示;課后也可以通過平臺發布課后作業及測試題。

2.4 加強校企合作，共同培養學生

利用無錫眾多企業的優勢，積極聯系相關設計和生產企業，聽取企業對當前學生的建議，同時請工程師給學生做講座，讓學生了解到行業的前沿技術。該學院與SK海力士半導體有限公司合作多年并組建冠名班，學生進入大學后便組織到公司進行參觀，讓學生在畢業后能早日適應到企業的實際工作中。

3 ?結語

《數字集成電路設計》課程在教學中不斷豐富教學資源，按照以上方式改革實施一輪后，學生對知識的掌握有了明顯提高。特別是雨課堂的授課方式創建了新的教學方式，使課程不再是由單一教學系統構成，而是多種教學形式綜合。隨著國家對集成電路的大力支持和無錫地區集成電路產業的蓬勃發展，希望通過各方面的共同努力，我們能培養出一批高素質、技能型人才，也為國家集成電路產業的發展做出應有的貢獻。

參考文獻

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