黃瑋

摘 要： 啟發(fā)式教學(xué)是注重提高學(xué)生思考能力的一種教學(xué)方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問題的能力。在《半導(dǎo)體集成電路原理與實(shí)踐》課中開展啟發(fā)式教學(xué)，有利于學(xué)生更好地掌握該專業(yè)課程。

關(guān)鍵詞： 啟發(fā)式教學(xué) 學(xué)習(xí)能力 《半導(dǎo)體集體電路原理與實(shí)踐》課程教學(xué)

《半導(dǎo)體集成電路原理與實(shí)踐》是微電子技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，與前后課程聯(lián)系緊密。學(xué)好這門課程對(duì)于學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)來(lái)說(shuō)非常重要。

從學(xué)生的情況來(lái)說(shuō)，有些學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱，特別是理科方面的基礎(chǔ)。對(duì)于基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)計(jì)算和電路分析方法有一定的了解，卻不能熟練掌握應(yīng)用。

從課程來(lái)說(shuō)，這門課程本身有一定的難度，理論性比較強(qiáng)，包含了很多分析。這就使得學(xué)生在理解和掌握上往往存在困難。傳統(tǒng)教學(xué)方法是教師單向地講授，這種單向的講授只是枯燥地向?qū)W生灌輸，重點(diǎn)在于老師而不是學(xué)生，缺乏讓學(xué)生自己思考研究的過程，最終獲得的學(xué)習(xí)效果肯定不是很理想。

因此在目前的授課過程中，普遍采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，這種教學(xué)方法更注重教與學(xué)的雙向溝通，重點(diǎn)在于學(xué)生。在教學(xué)中，通過老師開其意，實(shí)現(xiàn)學(xué)生達(dá)其辭的目的，重視學(xué)生受啟而發(fā)的過程。教學(xué)中，通過啟發(fā)讓學(xué)生展開研討，使學(xué)生在教學(xué)的過程中能更多地發(fā)表自己的觀點(diǎn)，更多地提出疑問。讓學(xué)生能夠主動(dòng)思考，反復(fù)思考，加深理解。

課程中每個(gè)單元的教學(xué)過程都可以分為以下幾個(gè)步驟。

（1）明確教學(xué)目的。

（2）教師講授（啟）。

（3）學(xué)生討論，并自己完成相應(yīng)的練習(xí)。（發(fā)）

（4）總結(jié)練習(xí)過程中存在的問題，并讓學(xué)生再次通過討論完成更深入的練習(xí)。（加深）

（5）最終由學(xué)生自己得出相應(yīng)的結(jié)論，總結(jié)出適合自己的分析方法。

如在講授COMS邏輯門電路這個(gè)單元的時(shí)候，首先明確這個(gè)單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握CMOS邏輯門電路的一般電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)分析方法。然后教師先講授關(guān)于CMOS邏輯門電路的一些理論知識(shí)。如復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過的關(guān)于CMOS互補(bǔ)對(duì)的知識(shí)，并根據(jù)CMOS互補(bǔ)對(duì)的特點(diǎn)提出CMOS邏輯門設(shè)計(jì)的一般方法。

圖1 MOS邏輯規(guī)則

*對(duì)每個(gè)輸入使用一個(gè)NMOS/PMOS互補(bǔ)對(duì)

*將輸出節(jié)點(diǎn)通過PMOS與電源VDD相連

*將輸出節(jié)點(diǎn)通過NMOS與地（0V）相連

*確保輸出總是一個(gè)正確定義的高電平或低電平

根據(jù)這個(gè)方法，給學(xué)生演示常用的二輸入與非門電路基本結(jié)構(gòu)是如何得到的，并根據(jù)電路中器件的工作狀態(tài)分析電路的功能與器件間連接方式之間的關(guān)系，進(jìn)行驗(yàn)證。

圖2 CMOS與非門

針對(duì)CMOS與非門電路，除了討論其電路工作原理外，另外還在簡(jiǎn)單地討論其開關(guān)特性。結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的CMOS反相器，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)為了保證良好的開關(guān)特性，二輸入與非門中NMOS的尺寸應(yīng)該對(duì)應(yīng)CMOS反相器中NMOS尺寸的兩倍。并進(jìn)一步得到結(jié)論：為保證開關(guān)特性，多個(gè)晶體管串聯(lián)時(shí)，晶體管的尺寸變大，芯片占用面積增加，因此電路設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免多個(gè)晶體管串聯(lián)，特別是多個(gè)PMOS管串聯(lián)。

教師對(duì)二輸入與非門電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析過程的演示，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)分析一些其他的CMOS邏輯門。

圖3 CMOS或非門

這個(gè)可讓學(xué)生自己畫圖得到，可以叫一個(gè)同學(xué)在黑板上演示，并讓大家一起分析得到的電路有沒有錯(cuò)誤。并根據(jù)巡查的結(jié)果，由教師總結(jié)存在的問題。

為了加深印象和理解，另外再給出相對(duì)更復(fù)雜一些的例子，如，讓學(xué)生首先討論如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯，是否需要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的邏輯轉(zhuǎn)換，其次讓學(xué)生自己嘗試設(shè)計(jì)，檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，最后請(qǐng)同學(xué)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖分析電路的工作過程，并分析電路的開關(guān)特性。

通過采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，在教師講授分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考問題、解決問題，將講和學(xué)結(jié)合在一起，改善學(xué)生對(duì)重點(diǎn)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)情況。