陳紅梅 王曉蕾 尹勇生 孟煦

關(guān)鍵詞：模電;新時代;人才培養(yǎng);教學改革

一、緒論

集成電路作為現(xiàn)代信息社會的基礎(chǔ)以及電子系統(tǒng)的核心，對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展具有重要作用。但是，我國集成電路產(chǎn)業(yè)起步晚，核心關(guān)鍵器件和高端電路設(shè)計技術(shù)與國際先進水平有明顯差異。模擬電子線路課程作為電子信息、通信、電氣及自動化等信息類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，重要性不言而喻。為適應(yīng)當前國家集成電路設(shè)計人才的需要，聚焦國家發(fā)展戰(zhàn)略，模擬電子線路課程需要進行改革，以適應(yīng)新時代人才培養(yǎng)需求。目前的教學改革方法，很多教學方法是從進行改革人手，通過更加豐富的教學手段來提升教學效果的，比如圍繞一個電路問題開展的問題驅(qū)動方法，以完成一個教學任務(wù)為驅(qū)動方式的任務(wù)驅(qū)動教學法，以完成一個完整項目設(shè)計的項目教學法等。通過教學方法的改革，在幫助同學們掌握這門課程的同時，希望激發(fā)同學們的學習興趣，為未來從事這個專業(yè)的工作打好基礎(chǔ);但僅僅進行教學方法改革還不夠，教學內(nèi)容也需要結(jié)合當代技術(shù)發(fā)展進行革新;當代大學生獲取知識的渠道非常多，對新知識的渴望和接受程度比以往多大，因此現(xiàn)有的課程教學內(nèi)容已經(jīng)無法滿足學生的學習需求;同時，現(xiàn)代大學生對新知識的理解和接收程度也更之前的學生不太一樣，對模電知識的學習不再僅限課堂，這些變化都給模擬電子線路課程的教學帶來新的挑戰(zhàn)。同時，為了順應(yīng)國內(nèi)集成電路的發(fā)展，我國急需的集成電路人才不僅需要扎實的專業(yè)知識，更需要一定實踐能力和創(chuàng)新能力。因此課程需要建立一種多層次多手段的教學體系，以培養(yǎng)適合國家未來發(fā)展需要的新型高素質(zhì)人才。為此，很多學者提出產(chǎn)教融合、多維度考核等。本人從事模擬電子學線路教學五六年，在教學過程中發(fā)現(xiàn)了很多問題，比如學生反映知識抽象難懂，沒有學習興趣，不知道這門課程學習的意義在哪，不知道如何學習這門課程等諸多問題。針對這些問題，我們也在積極的思考和改變，現(xiàn)從教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學考核三個方面探討如何充分提高學生學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，同時又能夠發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，以適合新時代需要的集成電路創(chuàng)新人才的教育需求。

二、教學改革思路要點

（一）構(gòu)建“知識、能力和恩政”一體的教學目標

作為整個教學活動的綱領(lǐng)，教學目標的設(shè)定必須與培養(yǎng)人才的規(guī)格匹配，要培養(yǎng)什么類型的人才，必然要求什么樣的教學目標與之對應(yīng)。合肥工業(yè)大學以培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才為總目標，當前全球集成電路產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)變革時期，信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，如何培養(yǎng)適應(yīng)當前社會需要的高素質(zhì)人才是教學目標需要考慮的重點?，F(xiàn)有模擬電子技術(shù)課程的傳統(tǒng)教學中，教學目標的設(shè)定側(cè)重于培養(yǎng)基礎(chǔ)電路線路知識，但是由于課程理論知識抽象，教學內(nèi)容多，電路分析復雜，導致很多學生的學習興趣很弱，更不談主動學習，導致教學效果差。因此，需要探索研究面向高素質(zhì)應(yīng)用型人才的教學培養(yǎng)目標，即是，既需要有扎實的理論基礎(chǔ)知識，同時也需要對學生進行興趣引導。本文提出課程教學目標可以分為三方面，一是課程知識目標，需要掌握半導體器件的特性，掌握基本放大電路分析方法，學會對實際應(yīng)用單元電路的測試、調(diào)試及排除故障的方法，系統(tǒng)地學習電子電路設(shè)計方面的知識;二是課程能力目標，能熟練識別和檢測電子器件，并掌握基本電子器件的使用方法，能分析一般電子線路的工作過程，具有一定的電子線路設(shè)計能力;三是課程思政目標，通過課程知識的學習，一方面激發(fā)大家的學習興趣，另一方面也引導同學們積極思考、努力創(chuàng)新。以直流電源教學內(nèi)容為例，知識目標為掌握直流穩(wěn)壓電源的組成和技術(shù)指標，掌握三端集成穩(wěn)壓器的選型及應(yīng)用電路;能力目標為能夠讀懂和繪制幾種典型直流穩(wěn)壓電路圖，能對直流穩(wěn)壓電路常見故障做出正確判斷維修。為了讓大家很好掌握直流電源的結(jié)構(gòu)和工作原理，我們可以采取任務(wù)驅(qū)動式的小組討論學習模式，讓同學們在實驗室搭建直流電源電路，并利用示波器直觀的觀察信號的變化過程，激發(fā)同學們主動思考和團隊合作的意識。同時，幫助學生建立科技改變生活，科技改變世界的人生價值觀，利用技術(shù)，誠實勞動，為社會做貢獻。

（二）“基礎(chǔ)與應(yīng)用相融合”的教學內(nèi)容

模擬電子線路課程主要內(nèi)容包括半導體二極管、半導體三極管、基本放大電路、負反饋放大電路、集成運算放大器等基礎(chǔ)知識，然后過渡到信號產(chǎn)生與變換電路、直流穩(wěn)壓電源、模擬電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計。從內(nèi)容安排來看，遵循“先器件后電路，先小信號后信號，先基礎(chǔ)后應(yīng)用”的規(guī)律。因此對于初學者來講，打好基礎(chǔ)顯得尤為重要。具體來講，如果是簡單基礎(chǔ)應(yīng)用，會涉及器件的了解，則需要了解器件的基本構(gòu)造和原理;如果是中級的硬件系統(tǒng)應(yīng)用，則會涉及器件的選擇，就需要了解器件的參數(shù)和工作狀態(tài);如果更高級的片上系統(tǒng)應(yīng)用，需要根據(jù)設(shè)計需求，選擇合適的器件和設(shè)計合適的電路結(jié)構(gòu)。集成電路知識發(fā)展日新月異，因此本課程既是專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時教學內(nèi)容也是要隨著專業(yè)技術(shù)地快速發(fā)展，需要注入新的血液來滿足培養(yǎng)創(chuàng)新人才要求的課程。在教學活動中，我們根據(jù)集成電路技術(shù)的特點，秉持“基礎(chǔ)與應(yīng)用融合”的理念，針對課程中的教學重點，都會列舉案例來幫助同學們理解和掌握。以高性能運算放大器為例，運算放大器幾乎是所有電子系統(tǒng)都需要的電子器件，早期，運放主要用來完成模擬信號的各種運算，而現(xiàn)在運放在各類混合信號系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。以傳感器應(yīng)用為例，在數(shù)據(jù)采集前端，最重要的模塊就是運算放大器構(gòu)成的調(diào)理電路，它需要將采集的微弱信號進行分辨和放大，然后輸出給后端的模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路進行數(shù)字化處理，因此它需要滿足低噪聲、低失調(diào)、高增益等要求。同時，在學習過程中，也需要根據(jù)學生的反饋情況對教學內(nèi)容進行適當調(diào)整，并把教學內(nèi)容進行歸納分類，說明需要重點掌握的知識和一般掌握的知識。例如晶體管的電容特性學習中，因此只需要同學們定性分析電容的形成原理，并不需要進行定量的分析計算;復雜的公式推導過程不做重點要求，只需要掌握公式的意義及其應(yīng)用，通過對知識進行梳理，可以幫助初學者盡快了解知識框架，為有針對性的復習做好準備。也可以針對課程內(nèi)容，讓同學們平時復習有很好的方向。最后，將課程知識與生活實際相結(jié)合，解決學生不知道為什么而學的困惑，達到提升學生對課程的學習興趣。

（三）適合“新時代人才特點”的教學方法

在教學改革過程中，教師應(yīng)該思考如何通過教學方法的改變，提高學生的學習興趣、提升學生的自動學習精神、提高學生的創(chuàng)新能力。針對00后大學生的所需求呈現(xiàn)出的個性化、多維度、易變化的特點，我們首先要做好學習知識的興趣引導采取多樣有效的教學方式方法，提供更多的教學互動機會讓同學們參與到教學過程中。同時，在模電課程的學習過程中，電路實驗是一個非常重要的教學環(huán)節(jié)?？梢园l(fā)現(xiàn)，同學們對教學實驗是非常感興趣的，但是現(xiàn)有很多實驗中，學生多數(shù)都是依照已有的實驗步驟進行實驗，留給學生主動思考的空間比較少，而且實驗課時也非常有限，導致很多學生認為做實驗根本不重要，也學不到什么知識，實驗效果大打折扣。因此，教師應(yīng)當改變這種傳統(tǒng)方式，給學生創(chuàng)造單獨思考的空間，鼓勵學生多去嘗試。同時，課程學習的知識是非常有限的，為了開闊學生的視野，可以在重點知識引入環(huán)節(jié)引入打造了“課程思政之我見”等一系列活動并融入課程考核內(nèi)容。通過具體的案例來幫助同學們理解和掌握知識點，比如集成電路工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，高端ADC模擬器件國內(nèi)外差距等。對于通用性的集成運放，例如uA741，LM324等，目前我們已經(jīng)有設(shè)計和制造的能力，但是對于高速應(yīng)用領(lǐng)域，我們的設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)跟國外還是有一些差距的，因此需要同學們努力學好課堂知識。同時，鑒于電子專業(yè)實踐性強的特點，我們鼓勵科技競賽活動學生積極參加各種競賽活動，將課堂所學知識應(yīng)用到實際設(shè)計中，在提升學生能力的同時，也會進一步促進學生對學科知識的理解和興趣。最后，還可以聘請一批國內(nèi)有經(jīng)驗、有實力的企業(yè)專家為學生帶來集成電路發(fā)展的專題報告，組織學生了解優(yōu)秀企業(yè)文化。讓學生清晰認識到我們國家集成電路發(fā)展的現(xiàn)狀，激發(fā)同學們努力學習的熱情和決心，真正發(fā)揮教師既教書又育人的雙重職責。當然，針對不同學生的不同特點，不斷改進教學方式，調(diào)整教學內(nèi)容，幫助學生揚長避短，激發(fā)學習興趣，能夠更加全面深刻地掌握所學知識。

（四）構(gòu)建“多元化”的教學考核方式

教學考核是作為課程教學的重要環(huán)節(jié)，可以反映學生的學習情況和老師的教學情況。傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)課程傳統(tǒng)的考核比較單一，主要以期末考試成績?yōu)橹?，而且注重筆試忽略實踐操作。這樣的后果是，很多同學靠記憶完成考試，學完就把知識給忘了，碰到實際應(yīng)用仍然不懂也不會。為了讓學生重視課程學習的每個環(huán)節(jié)，我們提出探索多種考核手段相結(jié)合的方法，比如課堂討論，設(shè)計小實驗，撰寫調(diào)研報告，鼓勵參加各種創(chuàng)新設(shè)計大賽等多種方式，來提升同學們參與課程的主動性和積極性。在考核評價上體現(xiàn)多元化，除了期中和期末考試，還包括課堂互動，課程項目答辯，課程創(chuàng)新實驗等，并有效地引入思政元素，充分調(diào)動學生的積極性，激勵他們快樂有效地學習。同時，結(jié)合“模擬電子技術(shù)與實踐”課程的專業(yè)教學內(nèi)容和特點，合理實施項目化教學，讓同學們積極主動參與知識的學習過程中，不再采用傳統(tǒng)的死記硬背的方式來應(yīng)付考試。同時，也可以讓同學們更加近距離地去了解和掌握如何講知識學以致用。當代社會，對人才素質(zhì)的要求是多方面，特別對于大學生，提升自己的各項技能以適應(yīng)社會的發(fā)展需求是極其重要的。因此，我們課程考核也需要與社會對人才需求考核接軌，通過多角度來挖掘?qū)W生的潛力，提升學生的整體素質(zhì)。

三、結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬電子線路課程教學模式已不能滿足要求。本文在當前社會對高端集成電路應(yīng)用型人才極度需求的大背景下，對模擬電子線路的教學方法、教學內(nèi)容、教學方法、教學考核方式四個方面進行了積極有益的探索，提出了模擬電子線路教學改革的幾點思路與方法以適應(yīng)新時代集成電路人才培養(yǎng)。