时间：2022-07-25 10:46:54
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇eda技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.模拟电子技术传统教学中的问题
将eda仿真软件应用于模拟电子技术理论和实践教学，提出一种基于EDA仿真平台的理论分析与仿真分析相辅相成、虚拟仿真实验和实际实践相结合的教学模式。通过仿真电路和波形显示，加深学生对理论的理解，有效解决模拟电子技术理论概念抽象，电路分析复杂的难题。同时通过EDA技术的引入，引导学生进行基本电路的分析和设计，为实际电路的设计应用打下基础。
2.EDA技术在模拟电子技术理论教学中的应用
EDA即电子设计自动化，以计算机和仿真软件为工具，可以完成整个电路从系统级到物理级的设计与分析。常用仿真软件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等，考虑到Multisim先进的电路仿真和设计功能且一年级时曾作为学生的自修课程，本次教学研究采用Multisim软件。在模拟电子技术的理论教学中，对于那些概念分析抽象、不易理解的部分，利用Multisim，教师可以构建电子电路模型进行仿真演示，通过波形图和数据直观展示各种参数变化和虚拟故障对电路静态动态性能的影响，具体而又生动，不仅可以加强学生对理论知识的理解，还可以激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。例如在模拟电子教学中第一次讲解共射放大电路时，很多同学对放大线路中各个节点的波形分不清楚，不知道直流信号和交流信号如何叠加在同一个电路中，电路中各节点信号的相位关系如何觉得难以理解。传统教学中，仅仅靠在黑板上画图讲解，教师难讲，学生难懂，费事费力效果却不好。现在针对这个问题，教师可以通过Multisim搭建基本共射放大电路模型，设置模型参数，观察仿真波形。共射电路输入信号（节点2波形）和输出信号（节点5波形）的反相关系，并且根据波形的峰值可以直接算出电路的电压放大倍数。节点2和节点4波形是静态工作点电压和交流信号叠加信号，c1和c2两个电容起到隔直作用。通过Multisim软件的演示过程，直接把抽象的理论转化成直观的视觉感受，电路各点波形在学生的脑海里留下深刻的印象，教学效果事半功倍。教学过程的前期，可以在课堂上现场建立电路模型，演示如何进行仿真，让学生逐渐掌握Multisim的使用。在教学过程的中后期，随着学生对Multisim软件的熟悉，为了节约课堂时间，可以事先把教材中需要讲解的电路模型搭建好，用到时直接调用即可。通过这种理论教学和软件演示相辅相成的教学方式，使得学生把电路原理、工作波形和数学关系等紧密结合在一起，全面掌握模拟电路的基础理论，更好地理解这门课程。
3.EDA技术在模拟电子技术实践教学中的应用
模拟电子技术在传统的教学过程中，实践教学基本都是基于实验平台操作。实验平台的特点是安全、便于操作，但是平台电路有限，只能覆盖课程教学中一部分基础电路，基于实验平台的实验基本都是验证型实验，且操作过程中平台电路元件易损坏，不能很好地达到锻炼学生动手能力的目的。这就使得学校教学比工程实际滞后，不利于工科应用型人才的培养，造成学生眼高手低，进一步影响学生的就业和发展。因此，模拟电子技术实践教学中引入仿真软件，将平台实验和软件虚拟实验结合，先采用软件对实验进行设计仿真，后平台实验进行实际电路搭建，既加强了学生对理论的理解，又突出了学生的动手能力。实践教学分成两部分，第一部分是基本电路的验证和演示实验，加深学生对书本基础理论的理解。该部分实验相对比较简单，学生主要在实验平台上进行操作，同时以Multisim仿真为辅，对一些在实验平台上难以操作的部分进行仿真验证。如研究静态工作点对电路动态性能的影响，实验平台操作只能观察电路中的一个电阻参数改变对电路输出波形的影响，而在虚拟仿真平台上，可以对电路中所有涉及到静态工作点的元件参数进行更改，进而观察电路波形的变化，并且还可以连续改变元件参数对波形的变化进行实时观测。第二部分是模拟电子技术课程设计，要求学生自己分析设计一个较大规模复杂模拟电路，给出严格的设计思路、理论推导和元件选型依据，在仿真软件平台上搭建出具体电路模型并通过仿真实验验证，然后进行实际电路焊接，充分发挥学生的主体作用，调动学生对该课程学习的主动性、积极性和创造性，提高学生对模拟电路的认识分析能力和创造能力。
4.结论
本文在模拟电子技术教学中引入EDA技术，探索教学改革创新的新手段，将仿真演示融入理论教学，把平台实验和虚拟实验相结合，为课程教学提供了一种新的思路和模式，达到了较好的教学效果。
作者：王冬菊 单位：安徽师范大学自动化系
关键词：模拟电子技术，多媒体课件，EDA，教学网站
《电子技术》是我院机电与电子专业的一门重要的专业基础必修课,也是较能整合新科学、新技术、新知识的一门重要的技术性综合课程, 是与实践联系紧密, 培养创新能力和实施创新教育的重要课程。在课程教学中发现, 学员往往陷入繁杂而较抽象的理论中不能自拔, 在课程学习的理解上存在较大的偏差, 即不知道学什么, 怎么学, 如何做到理论应用于实践，更谈不上理论与实践的有机结合。随着电子时代的快速发展, 以多媒体计算机辅助教学、EDA 技术为主的现代教学方法应运而生, 正如火如荼地应用于教育教学之中,《电子技术》的教学也不例外。这些教学形式的应用是对传统教学的挑战, 也是对传统教学的革新, 更是对传统教学的继承和发展。
1 多媒体课件在教学中的应用多媒体课件是计算机辅助教学应用最广泛的形式之一。教学中遇到学员难以理解的概念、规律等重点知识或不便攻克的难点,利用多媒体技术的优势，通过图形、动画、视频、文本、声音等方式加以表现。教师边演示边讲解，将抽象问题形象化，复杂问题简单化，既缩短了教学时间，又使得教学过程生动有趣、易于理解，这是传统的教学方法所无法比拟的。论文参考。论文参考。例如讲PN 结的形成过程和三极管电流分配和放大规律时, 都用到载流子的定向移动, 学员对载流子没有感性认识。若利用动画课件, 自由电子用黑色, 空穴用红色, 像小蝌蚪游动, 相遇时消失表示复合运动等, 这样既能把枯燥无味、难以理解的规律形象化, 也培养了学员的学习兴趣, 提高了课堂教学效果。再如放大电路的图解分析，一直是学员学习中的难点，教员费很大劲讲解，学员还是感觉抽象，难以理解。通过动画方式加以表现，使学员对放大电路中工作点的变化及输入对输出的控制过程都有了清楚的认识，花费较少的时间即可将此难点问题学懂。
2 EDA技术在教学中的应用近年来，随着计算机技术的发展，电子设计自动化( EDA) 技术越来越成为电子业的重要开发工具，使得电子线路的设计、开发、制造过程更快更好。论文参考。EWB是90年代初推出的专用于电子线路仿真的虚拟“电子工作台”。 它可以对模拟、数字和混合电路进行电路的性能仿真和分析。它采用图形界面，创建电路、选用元器件和测试仪器均可直接从屏幕图形中选取，且测试仪器的图形与实物外型基本相似，与其它电路仿真软件相比较，具有界面直观，操作方便等优点。利用EWB作为电子技术课程的辅助教学手段，不仅解决了场地、设备、经费等因素的限制，避免了因误操作而对仪器造成的损坏，而且对于某些实验中不易观察到的现象，也可以仿真得出。另外，通过仿真，还能加深学员对课程内容的理解，帮助他们掌握常用仪器的使用方法和测量方法，提高学习兴趣，培养分析问题、解决问题的能力。
实例 工作点稳定问题
在讲解工作点稳定问题时，我们只能通过原理分析温度变化对工作点产生的影响，要从实验中观察此现象，就比较困难了。而在EWB中，则非常容易办到。方法如下：
(1)输入固定偏置电路，调节RB的参数，使Ic=1mA。方法为：
在Analysis栏中选择Parameter Sweep（参数扫描）选项，输入各参数如下:
元件:R1起始值:100KΩ终止值:2000KΩ
扫描类型:线性步长:10KΩ输出节点:3
并选择对 DC Operating Point 进行扫描 。
按下Simulate按钮，得到集电极电压与基极电阻之间的关系曲线。见图1。分析可知，Ic=1mA时，Vc=9V。选取Toggle Cursors 按钮，弹出电压窗口，用鼠标拖动曲线上的竖条光标，并调整光标位置使Y1=9V，则对应的X1值就是Ic=1mA时的RB值，RB=1.14×103 KΩ。
关键词：集成电路EDA 教学方法 拓展 培养
所谓“集成电路EDA”是通过设计、建模、仿真等手段搭建集成电路框架，优化集成电路性能的一门技术，也是一名优秀的集成电路工程师除了掌握扎实的集成电路理论基础外，所必须掌握的集成电路设计方法。只有熟练掌握集成电路EDA技术，具备丰富的集成电路EDA设计实践经历，才能设计出性能优越、良品率高的集成电路芯片。可以说，集成电路EDA是纤维物理学、微电子学等专业的一门非常重要的专业课程。然而，目前集成电路EDA课程的教学效果并不理想，究其根本原因在于该课程存在内容陈旧、知识点离散、概念抽象、目标不明确等不足。因此，通过课程建设和教学改革，在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，改善集成电路EDA课程的教学效果是必要的。
为了提高集成电路EDA课程的教学质量，改善教学环境，为国家培养具备高质量的超大规模集成电路EDA技术的人才，笔者从本校的实际情况出发，结合众多兄弟院校的改革经验，针对教学过程中存在的问题，进行了课程建设目标与内容的研究。
课程建设目标的改革
拓展学科领域，激发学生自主学习兴趣 本校集成电路EDA课程开设于纤维物理学专业，但是其内容包括物理、化学、电子等多个学科，教师可根据教学内容，讲述多个学科领域的专业知识，尤其是不同学科领域的创新和应用，引导学生走出本专业领域，拓展学生视野，提高科技创新意识。与学生经常进行互动，启发式和引导式地提出一些问题，让学生课后通过资料的查找和收集，在下一次课堂中参与讨论。激发学生思考问题和解决问题的兴趣。这样课内联系课外、师生全面互动、尊重自我评价的新型教学方法可以培养学生创新精神，激励自主学习，由被动式学习转为主动式学习，拓宽学生的知识面。
完善平台建设，培养学生创新实践能力 在已有的实验设备基础上，打造软件、硬件、网络等多位一体的集成电路EDA平台，完善集成电路EDA实验。通过集成电路EDA平台的实践环节，既培养了学生的仿真设计能力，加深了对集成电路EDA知识的掌握，又使学生掌握了科学的分析问题和解决问题的方法。引导学生参加项目研发，鼓励学生参与大学生创新创业和挑战杯活动，以本课程的考核方式激励学生写出创新性论文，通过软件仿真、实验建模等方式设计出自己的创新性产品，利用集成电路EDA平台验证自己的设计，然后以项目的形式联系企业，将产品转化为生产力，将“产学研”一体化的理念进行实践，培养学生创新实践能力。
课程教学内容的改革
精选原版教材 教材是教学的主要依据，教材选取的好坏直接影响着教学质量。传统集成电路EDA课程的教材都以中文教材为主，内容陈旧，即使是外文翻译版教材，也由于翻译质量及时间的原因，仍然无法跟得上集成电路的革新。因此，在教材选取时应当以一本英文原版教材为主，多本中文教材辅助。英文原版教材大多是国外资深集成电路EDA方面的专家以自己的实践经验和教学体会为基础，结合集成电路EDA的相关理论来进行编写，既有丰富的理论知识，又包含了大量的设计实例，使学生更容易地掌握集成电路EDA技术。但是只选择外文教材，由于语言的差异，学生对外文的理解和接受仍然存在一定的问题，为了帮助学生更好地学习，需要辅助中文教材，引导学生更好地理解外文教材的真谛。
更新教学内容 著名的摩尔定律早在几十年前就指出了当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18个月至24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。这条定律指引着集成电路产业飞速的发展，集成电路EDA课程是学生掌握集成电路设计的重点课程，因此必须紧跟时展，不断更新教学内容。现有的集成电路EDA教材涉及集成电路新技术的内容很少，大部分都以阐述基本原理为主，致使学生无法接触到最新的内容，影响学生在研究生面试、找工作等众多环节的发挥。在走入工作岗位后，学生感觉工作内容与学校所学的知识严重脱节，需要较长的时间补充新知识，来适应新工作。为了改善这种状况，需要以纸质教材为主，辅助电子PPT内容来进行教学。纸质教材主要提供理论知识，电子PPT紧跟集成电路的发展，随时更新和补充教学内容，及时将目前主流的EDA技术融入课程教学中。还可以进行校企结合，把企业的专家引进来，把学校的学生推荐到企业，将课程教学和企业实际相结合，才能激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果。
参考文献
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论文摘要：本文从高职教育的特点出发，阐述了传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在的缺陷，引出如何让高职院校的学生能够通过实践的方法掌握电子专业基础课中必备的一些抽象的理论知识的问题。列举了几种常用的EDA软件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特点、适用范围，最后，通过具体的应用实例提出高职教育中EDA教学与电子专业基础课的相互渗透的方法，使得二者有机结合，达到更好的教学效果。
引言
职业技术学院以培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才为根本任务。一贯以来培养目标是以专业技术知识为基础，以实践为核心，注重理论联系实际，培养学生创新能力。让学生掌握一门扎实的专业基础知识和技能，使学生有较强的知识转化能力。
1.传统的专业基础课教学存在的主要问题
电子类职业学校的专业课都开设了专业基础课，这些专业基础课涉及的知识面广，基本概念、基本原理、分析方法多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，学完之后，又不知道如何运用知识。问题的症结是学生刚刚接触专业的知识，没有基础，而且传统的教学用单一的方法从理论上阐述，学生学起来感到抽象，难以理解和掌握，所以学生难以学好专业课。但专业基础课学好后，对学生的后续专业课的学习起着至关重要的作用。高等职业院校的电子专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点，比如《电工技术基础》的公式多、定理多、计算量大，《电子技术基础》概念多，单元电路分析计算难，电子专业基础课理论性，实践性强，与学生在高中学习的基础知识联系不多，每次课的新知识多，信息量大，抽象且枯燥无味，往往学生进入专业基础课的学习都会感到难以适应，久而久之导致恶性循环，以至于失去学习专业课的兴趣和信心。
2.传统的EDA课程教学存在的主要问题
随着EDA技术的普及，职业技术学院也相继开设了相关的课程比如《EDA电子设计自动化》，《Protel电路设计》，《可编程控制技术》等，涉及的主要软件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名为Altium）推出的EDA软件，是电子设计者的首选软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。转贴于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。但是，一般这些课程会被安排在专业基础课学习完毕以后，在第三或第四学期，学生在学习到这些仿真软件时往往已经忘却了许多重要的基本知识。除此以外，传统的教学方法在EDA应用软件的教学中只注重命令的介绍，或者说强调命令的操作步骤，而不重视命令以外的东西。由于教师本身的学业水平及其素质问题，功能性教学方法被广泛采用。采用这种方法学生不可能在教学规定的时间内宏观地、整体地去把握事物的内涵，所学的知识缺乏连贯性，独立操作软件的水平不高，只能简单模仿和死记硬背。同时该方法往往是以教师为中心，课堂上教师讲得多，学生参与少，不能适应培养高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在明显的缺陷。在具体实施过程中教师应积极参加教研教改项目，以教改促进课程教学整体质量的提高。比如，在专业基础课的教学中不能照搬传统的一套教学方法，从数学推导或理论分析来得到相关的结论。一方面，应该借助电子仿真软件EDA开展教学，直观的形象显示有助于培养学生的观察能力和分析问题的能力，有助于教学重点和难点的讲解，可培养学生的学习兴趣，激发学习动机。另一方面结合其它课程设计的方法来提高EDA软件的使用，如《电路基础》、《数字电路》、《模拟电路》、《高频电子线路》等课程的设计以前都是手工完成设计部分的工作，现在都安排在EDA技术中心利用EDA软件来完成。通过大量实际训练，使学生掌握EDA在本专业各项设计与电路制作中的应用。在接触各种实际的和模拟的设计电路课题的过程中，提高分析、解决问题的能力。最后，推广职业认证考试高职教育应该依照国家职业分类标准及对学生就业有实际帮助的相关职业证书的要求，
调整教学内容和课程体系，把职业资格证书涉及的相关课程纳入教学计划之中，将证书考试大纲与专业教学大纲相衔接，创新人才培养模式，强化学生技能训练，使学生在获得学历证书的同时，顺利获得相应的职业资格证书，增强学生就业竞争能力。通过比赛提高学生的学习积极性，促进课程改革建设的深入。
结束语
实践证明，职业技术学院的专业基础课程和EDA教学方式的改革是势在必行的，只有通过改革才能把这两门课程教学实施得更好，才能达到高职高专院校培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才的目标。当然，笔者提出的把两种课程糅合在一起贯穿执行的教学方式还不够细致和完善，这当中还存在很多方面的问题需要在以后的教学环节去检验和解决。
参考文献
[1]俞文英.关于电子专业基础课的教学探讨[J].洛阳师范学院学报，2003(5).
[2]李曙峰，冀云.EDA课程教学改革实践探索[J].科技致富向导，2011(23).
[3]孙怀东.EDA技术在电子技术课程教学中的应用[J].三明学院学报，2007(04).
关键词：EDA；实践教学改革；应用型人才培养；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0052-03
一、引言
进入20世纪90年代以后，电子设计自动化（EDA，Electronic Design Automation）技术得到了飞速发展，电子系统的设计观念、设计方法发生了革命性的变化，传统的设计方法正逐步退出历史舞台，而基于EDA技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流[1]。国内EDA技术的应用和教学工作起步较晚，近年部分大专院校才开始着手有关EDA的教学工作，因此我国在这方面的设计、研发人才十分匮乏。摆在我们面前亟待解决的任务是，在深入进行高等院校教育改革的大好形势下，应抓住良好的发展机遇，使学生掌握现代电子设计方法，培养适应电子信息技术快速发展的专业技术人才[2]。EDA是一门实用性很强的课程，学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力，因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识，并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力[3]。EDA技术自身的特点也决定了它的学习内容和方式相比于其他课程具有自身的规律和独特性，在教学中合理把握其特点、加强实践教学改革，有助于培养学生的综合实践能力和创新能力。实践的主体是学生，实践的手段和方法是利用EDA技术，与具体项目相结合是实践性要求的另一个方向[4]。应按照“加强基础、培养能力、提高素质、突出创新”的原则，加强实践性体系结构的建设，增加综合性、设计性强的内容，鼓励学生积极参与到产践中去，培养学生的科学实践能力和创新思维能力[5，6]。
二、EDA传统实验教学存在的问题
EDA是一种新兴的设计技术，教学观念不能单停留于教会学生使用软件工具上，更主要的是对个人或小组的设计能力的培养与加强。在EDA传统实验教学中，教师先讲解实验原理和要求，给出示例程序，学生参照程序在QuartusⅡ软件平台上完成编译、仿真，然后下载到EDA/SOPC实验箱上进行硬件测试。这种实验教学方法存在很多的不足。
1.实验灵活性不够，忽视了学生的作用。传统实验教学中，教师给出相应的参考程序，让学生验证。每个实验操作过程都一样，实验方法单一，实验内容比较固定，不能完全满足实验设计的要求，不能突出实验中EDA技术的实用性。导致学生兴趣降低，被动应付实验，影响了实验效果。另外，学生在做完实验后只是掌握了软件设计和调试的技巧，对FPGA电路部分的设计和调试方法却一无所知，缺少了硬件实现方面的锻炼，阻碍了实践创新能力的提高。达不到面向工程实际的电子设计的自主创新性；达不到学生设计能力、自主创新能力的培养和与工程实际相结合的动手能力的培养；达不到培养学生独立分析问题、解决问题的能力。不能发挥学生的能动性，学习的积极性和实践能力得不到提高。
2.综合设计性实验难开展，阻碍了实践创新能力的提高。传统的EDA实验教学主要是利用系统软件QuartusⅡ和EDA/SOPC实验箱进行模拟仿真，学生做的只是按照给定程序进行编译、仿真、引脚锁定和下载测试，这种实验方法不能很好地将硬件电路和软件编程有机结合起来，导致实验教学效果不理想，学生学习积极性不高。同时，采用实验箱进行的实验多为验证性实验，综合设计性实验较少，即使是综合设计性实验，它与应用型人才培养的目标所要求的硬件实现、软件编程过程也相差甚远。课程结束后，学生虽然对EDA的原理、概念有所了解，但对EDA技术还是缺乏整体的掌握，与社会需求的差距较大。
三、EDA实践教学改革
1.更新EDA设计理念，倡导启发性实践教学。引导学生建立自顶向下的现代数字系统设计理念，从传统搭积木式的自底向上设计转向基于可编程逻辑器件的数字系统设计，培养学生的调研分析、创新能力、系统设计、工程实现方面的能力与素质。对实践教学中的疑难点，加大教师在实践教学中的指导、监督、启发的作用。这样充分发挥学生的主观能动性和创造性，避免学生在实验中“照葫芦画瓢”、“囫囵吞枣”。
2.改革实验教学内容，提高学生的综合设计能力。传统的EDA实验教学以验证性实验为主，能够培养学生综合能力和创新能力的综合性设计性实验开设较少，因此应在EDA实验教学中增加综合性设计性实验的比重。在保证学生能起步操作软件的基础上，给学生更多的自主学习和研究的机会，来完成不同的实验。综合设计性实验选题采取广泛选题方式，对来自教师课题、创新项目、竞赛项目、企业开发项目等途径来的题目，在提交明确的设计背景、目标、任务和方法，经教师审核后可以作为课程综合设计性实验题目。这些实验项目与学生日常生活联系比较紧密，使学生可以接受更为实际、更加系统的训练。综合设计性实验最大的特点是没有现成的模式可循，学生需独立完成软硬件设计和调试。在调试过程中，学生要自己分析解决实验中出现的问题，在解决问题的过程中进一步加深对EDA系统软硬件设计的理解。综合设计性实验项目的开设虽然对学生来讲有一定难度，但因与现实生活联系比较紧密，学生的兴趣比较高，能使学生从被动应付实验变成主动实验，更好地培养学生学习的自主能力和创造能力。
3.改革实验教学方法，提高学生的学习兴趣和自主实验的能力。为了达到学生设计能力和自主创新能力的培养，在实验教学改革中采用“工程导向”的教学模式。首先，教师给出设计任务，让学生明白设计要求。其次，学生自己分析设计要求，写出设计方案。在这个过程中小组成员之间、教师都可以对方案的可行性提出质疑，并加以指导解决，实现了“教”与“做”的结合，充分发挥学生的主观能动性和团队合作精神。再次，学生根据方案自己编译程序，仿真下载测试。在这个过程中学生可以充分发挥电路设计能力和自主创新能力。可以培养学生分析问题和解决问题的能力。最后，教师验收。检查该设计是否达到设计要求，并与学生讨论该设计是否有优化的可能，是否有其他的设计方案等，加深对知识的理解并且可以锻炼学生的思维广阔性和创新性。
4.课外EDA实践训炼，提高学生的创新实践能力。（1）学生成立EDA创新学习小组，利用实验室的资源，开展EDA软件编程和硬件设计实践训练。给学生提供一个完善自我、表达自我的空间和舞台，能使学生的想法在实验室变成产品、变成论文，有利于学生的个性发展和特长发挥，培养学生的实践创新能力和分析问题、解决问题的能力。（2）鼓励学生参与教师的科研项目，引导学生将FPGA/CPLD的新技术应用到科研项目的设计中去。让学生辅助教师进行设计、分析、实现，并制定测试方案，在实践中充分发挥学生的创造性、想象力和主观能动性，培养学生的知识应用能力、信息获取和选择能力、创新能力、实践能力。按照“兴趣感知学习探索创新设计研究开发”这样一个循序渐进的过程来培养学生的综合创新素质和研究能力。（3）在课程设计、毕业设计等环节中给学生推出数量较多的EDA应用题目，从而让学生利用已有知识对EDA技术进行更深层次的设计，启发学生思维，开发学生创新意识，从而将实验教学、课程设计、毕业设计等多个实践教学环节紧密连接起来，形成一种从单元到模块、从模块到系统，从仿真到实验、从实验到设计，从简单到复杂的层层推进、环环相扣的实践教学模式。这种多层次的实践教学，充分调动了学生自主实践的积极性，并且培养了学生解决问题的能力，从而切实提高学生实践活动的效果。（4）组织学生参与各种形式的学科专业竞赛，大大提高学生的综合设计能力和创新能力。如2009年“NEC杯”全国大学生电子设计竞赛中，获省级一等奖3项，二等奖4项，三等奖2项，2010年“高教社&XILINX杯”山东省大学生电子设计竞赛中，获山东省一等奖7项，二等奖3项，三等奖3项；2011年“瑞萨”杯全国大学生电子设计竞赛中，获全国二等奖3项，省级一等奖5项，二等奖5项，获奖层次和数量居省内高校前列。
四、结束语
实践教学在EDA课程教学中占有非常重要的地位，应结合学校和学生的实际情况，进行EDA实践教学改革。通过改革，学生在动手和实践应用方面的能力大大提高了，也给学生提供了极大的创造空间，强化了学生在教学活动中的主体地位，有利于学生创新思维和创新能力的培养，有利于学生个性和才能的全面发展，为社会主义现代化建设培养应用型人才。
参考文献：
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关键词：集成电路版图CAD；实践教学；课程实验；课程设计
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei
Nantong University， Nantong， 226019， China
Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum
目前，高速发展的集成电路产业使IC设计人才炙手可热，而集成电路版图CAD技术是IC设计人才必须具备的重要技能之一。集成电路版图CAD课程是我校电子科学与技术专业和集成电路设计与集成系统专业重要的专业主干课，开设在大三第二学期，并列入我校第一批重点课程建设项目。本课程的实践教学是教学活动的重要组成部分，它是对理论教学的验证、补充和拓展，具有较强的直观性和操作性，旨在培养学生的实践动手能力、组织管理能力、创新能力和服务社会能力。结合几年来的教学实践，笔者从本课程实验、课程设计、课外科技竞赛等实践环节的设计工具、教学内容设计、教学方法和教学手段、师资队伍建设以及考核管理等方面进行总结。探讨本课程实践教学模式可加强学生应用理论知识解决实际问题的能力，提升就业竞争力，对他们成为IC设计人才具有十分重要的意义。
1 版图设计工具
集成电路CAD技术贯穿于集成电路整个产业链（设计、制造、封装和测试），集成电路版图设计环节同样离不开CAD工具支持。目前业内主流版图设计工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京华大九天公司的Aether等。这些版图设计工具的使用流程大同小异，但在自动化程度、验证规模、验证速度等方面有所差异，在售价方面，国外版图设计工具贵得惊人，不过近年来这些公司相继推出大学销售计划，降低了版图设计工具的价格。高校选择哪种版图设计工具进行教学，则视条件而定。我校电子信息学院有2个省级实验教学示范中心和1个省部共建实验室，利用这些经费，我们购买了部分业内一流的EDA工具进行教学和科研。目前，我校版图设计工具有北京华大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 两种相辅相成的实验教学模式
我校集成电路版图CAD课程共48学时（理论讲授24学时、实验24学时），实验环节是本课程教学的重要部分，在有限的实验教学时间内既要完成教学内容，又要培养学生创新能力，需要对实验教学模式进行改革和创新。本课程实验教学的目的与要求：与理论教学相衔接，熟练使用版图设计工具，学会基本元器件、基本数字门电路、基本模拟单元的版图设计，为本课程后续的课程设计环节做准备。紧紧围绕“一个规则（版图几何设计规则）、两个流程（版图编辑流程和验证流程）、四个问题”这条主线设计实验内容[1，2]。要解决的4个问题分别是：（1）版图设计前需要做哪些准备工作？（2）如何理解一个元器件（晶体管、电阻、电容、电感）的版图含义[3，4]？（3）如何修改版图中的几何设计规则检查错误？（4）如何修改版图和电路图一致性错误？表1为本课程实验内容、对应学时及对应知识点。笔者设计了两种相辅相成的实验教学模式：系统化实验教学模式和实例化实验教学模式。系统化实验教学从有系统的、完整的角度出发设计了实验教学内容，如设计实验3（数字基本门电路版图阅读）时，安排了5学时，采用3种版图阅读方式：读现有版图库中的单元电路版图、显微镜下读版图和读已解剖的芯片版图照片。针对同一内容，采用不同形式，彼此类比，加深印象，既有实物，又有动手操作，增强了直观性和感性认识。又如设计实验5（模拟单元MOS差分对管版图设计）时，安排了5学时，从器件匹配的重要性入手，给出MOS差分对管的电路图，讲解具体器件的形状、方向、连接对匹配的影响，特别是工艺过程引入器件的失配和误差，对MOS差分对管的3种版图分布形式（管子方向不对称形式、垂直对称水平栅极形式、垂直对称垂直栅极形式）进行逐一分析，指出支路电流大小对金属线的宽度要求，对较大尺寸的对管，采用“同心布局”结构。实例化实验教学先提出目标实例，围绕该实例，设计具体步骤，教师先示范，学生再模仿，如设计实验7（集成无源器件版图设计）时，由于集成电阻、电容和电感种类很多，不能面面俱到，要求只对多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件进行版图分析和设计。课堂实验的内容和课时是有限的，为此我们设置了课外实验项目，感兴趣的学生选取一些实验项目自己完成，指导教师定期检查。学院开放了EDA实验中心（2007年该中心被遴选为省级实验教学示范中心建设点，2009年12月通过省级验收），学生对本课程很感兴趣，课外使用EDA实验室进行自主实验相当踊跃。通过上述的实验教学方法，特别是课外实验项目的训练，学生分析问题、解决问题的能力和科研素养得到了提高。
表1 课程实验内容、对应学时及对应知识点
表1（续）
4 基于0.6μmCMOS工艺的数字门电路版图设计 5 理解上华华润0.6 μm硅栅CMOS几何设计规则；学会CMOS反相器、传输门、与非、或非等基本门电路版图设计；DRC检查。
5 基于0.6 μmCMOS工艺的MOS差分对管版图设计 4 MOS差分对管版图设计，包括匹配原则、同心布局等，DRC检查。
6 版图电路图一致性检查 3 掌握LVS流程、LVS错误修改。
7 集成无源器件版图设计 3 多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件版图设计。
3 改革课程设计环节
课程设计是本课程培养学生工程应用能力的综合性实践教学环节，时间2周，集中指导，提前1个月发给学生任务书和指导书，每个班配备2名指导教师，注重过程控制。笔者在教学内容、考核等方面进行了改革和创新：在教学内容设计上，给出了必做题和选做题，在选做题中要求每位学生完成数字电路版图1题和模拟电路版图1题，具体题目由抽签决定，做到1人1题，避免学生抄袭。考核成绩由课程设计成果（占50%）、小论文（占30%）、答辩（占20%）三方面综合给出。以往的课程设计报告改为撰写科技小论文，包括中英文题目、中英文摘要及关键词、引言、电路原理与分析、版图设计过程、分析与讨论、结束语和参考文献，让学生学习如何撰写科技论文。精选优质小论文放在本课程网上学习资料库里，供学生相互传阅和学习。课程设计答辩具体要求参照毕业设计（论文）答辩要求，包括准备PPT讲稿、讲解5分钟、指导教师点评等过程，每位学生至少需要10分钟时间。学生对课程设计答辩反映相当好，锻炼了语言组织和口头表达能力，而且相互间可以直接交流和学习。我们还挑选课程设计成绩优秀的学生参加校内集成电路版图设计大赛。虽然课程设计的改革和实践需要教师付出很多精力和时间，但我们无怨无悔，学生的认可和进步是我们最大的收获。
4 精心指导学生参加课外科技竞赛
目前我校学生参加的集成电路版图设计竞赛有校级版图设计大赛以及行业协会和企业组织的版图设计竞赛等。由校教务处主办，电子信息学院承办的南通大学版图设计大赛是校级三大电子设计竞赛之一，每年8月底举行，邀请集成电路设计公司一线设计人员和半导体协会专业人士担任评委，增加了竞赛的专业性和公正性，目前已经举办了6届，反响不错。从校级版图设计大赛获奖者中挑选一部分学生参加行业协会和企业组织的版图设计竞赛，如苏州半导体协会主办的集成电路版图设计技能竞赛、北京华大九天公司主办的“华大九天杯”集成电路设计大赛，其中“华大九天杯”集成电路设计大赛将挑选优秀获奖学生参加华润上华的免费流片，学生经历从电路设计、版图设计及验证、流片到测试各个环节，提高了综合训练能力。
5 加强师资队伍建设
要提高课程实践环节的教学质量，关键是指导教师要思想素质好，专业理论知识强，科研水平高，因此我们着力建立一支年龄结构、职称合理的实践教学队伍。目前很多年轻教师是从校园走向校园，毕业后直接上岗指导学习实践，缺少工程实践经历和经验。为了提高教师自身的业务水平，加强对年轻教师的培养，近十年来，我院每年暑假举行集成电路CAD技术实践培训班，由经验丰富的教学、科研一线教师主讲；不定期地邀请一流IC设计公司一线设计人员来院开设讲座；同时挑选年轻骨干教师到一流IC设计公司学习和实践，时间至少半年以上；现已聘请IC设计公司一线设计人员6人为兼职教师，指导课程设计和毕业设计。集成电路CAD技术日新月异，课程实践环节师资队伍建设必须与时俱进。
6 结束语
我校电子科学与技术专业、集成电路设计与集成系统专业2012年被评为省重点建设专业，也是江苏省首批培养卓越工程师的专业。集成电路版图设计是这两个专业卓越工程师培养计划的重要内容之一，总结和探讨集成电路版图CAD课程实践教学意义重大，今后我们要继续推进该课程实践环节的建设与改革，不断探索，为我国集成电路设计人才的培养而努力奋斗。
参考文献
[1] 施敏，孙玲，景为平.浅谈“集成电路版图CAD”课程建设[J].中国集成电路，2007（12）：59-62.
[2] 施敏，徐晨.基于九天EDA系统的集成电路版图设计[J].南通工学院学报：自然科学版，2004，3（4）：101-103.
集成电路作为关系国民经济和社会发展全局的基础性和先导性产业，是现代电子信息科技的核心技术，是国家综合实力的重要标志。鉴于我国集成电路市场持续快速的增长，对集成电路设计领域的人员需求也日益增加。集成电路是知识密集型的高技术产业，但人才缺失的问题是影响集成电路产业发展的主要问题之一。据统计，2012年我国对集成电路设计人才的需求是30万人 [1-2]。为加大集成电路专业人才的培养力度，更好地满足集成电路产业的人才需求，2003年教育部实施了“国家集成电路人才培养基地”计划，同时增设了“集成电路设计和集成系统”的本科专业，很多高校都相继开设了相关专业，大力培养集成电路领域高水平的骨干专业技术人才[3]。
黑龙江大学的集成电路设计与集成系统专业自2005年成立以来，从本科教学体系的建立、本科教学内容的制定与实施、师资力量的培养与发展等方面进行不断的探索与完善。本文将结合多年集成电路设计与集成系统专业的本科教学实践经验，以及对相关院校集成电路设计专业本科教学的多方面调研，针对黑龙江大学该专业的本科教学现状进行分析和研究探索，以期提高本科教学水平，切实做好本科专业人才的培养工作。
一、完善课程设置
合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。
首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。
其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。
第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。
二、变革教学理念与模式
CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。
在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。
三、加强EDA实践教学
首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009―2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要[5]。
其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。
第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。
四、搭建校企合作平台
一、完善课程设置
合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。
二、变革教学理念与模式
CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（SARADC）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。
三、加强EDA实践教学
首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要[5]。其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。
四、搭建校企合作平台
近年来，北京电子协会着手主办了“全国大学生集成电路设计大赛”，为各高校的在校大学生提供了一个集成电路设计专业竞赛的良好平台。通过大赛的举办，不仅提高了本科教学工作的积极性和教学质量，更加有利了提高学生的实践能力和创新能力。同时，大赛以集成电路产业为背景，联合各高校与企业参与其中，促进了高校间和校企间的交流与合作，并且通过大赛可以帮助企业发掘有潜力的优秀专业人才，而对于参赛学生而言亦是为其就业拓宽了渠道。2012—2015年期间，黑龙江大学连续参加多届“全国大学生集成电路设计大赛”，本科生及研究生组都分别取得过特等奖和一、二、三等奖的好成绩，并获得了华润上华0.35umCMOS工艺的多次流片机会，这对于本科阶段的学生来说是弥足珍贵的学习和积累经验的机会。通过参加大赛，学生不仅积累了实践操作经验，完善了知识结构，更对竞技精神有了一种新的认识与体会，增强了创新创业的意识和能力。同时，在竞赛过程中，令学生对自身的优势和劣势有了明确的认识，对于其专业能力和发展潜质也是一次很好的发掘。在今后的赛事中，我们会借鉴以往的大赛经验，对参赛的本科生和研究生进行合理的培训和实践训练，成员以高年级带低年级、老队员带新队员、理论型学生与实践性学生相结合的模式组队，以实现经验传承、知识共享与交流、创新实践、团队合作等优势，有利于专业的发展以及各届学生专业能力和创新能力的提高。
作者：卜丹 邱成军 窦雁巍 单位：黑龙江大学
关键词 电力电子学 教学改革 教学手段
Abstract The teaching reform of power electronic technology is explored in the following aspects as classroom instruction， tutorship after school， experiment and practice， examination and effect after teaching practice in this paper．
Key words power electronic technology teaching reform teaching method
一、前言
《电力电子学》是电气工程及自动化、工业自动化和其他相关专业的一门重要的专业基础课，属必修课。该课程的特点是基础性强，体现了弱电对强电的控制；又具有很强的实践性，和生产生活联系紧密。
二、教学改革
随着现代电力电子学的日新月异，《电力电子学》课程的内容也不断更新、发展，越来越丰富。但由于专业课程的不断增加，电力电子学课程的教学学时却越来越少。这一矛盾对课程的教学质量和教师的教学水平提出了严峻的考验。为解决这一问题，实现把大学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才这一教学目标，我们《电力电子学》课程组在以下几个方面进行了教学改革实践。
1、课堂教学。课堂教学是整个教学活动的主体部分，也是我们教学改革的重点。为了高质量、高水平地完成教学任务，我们从教学内容、教学手段、课堂教学组织几个方面入手，借鉴其它学科的先进经验，大胆革新，形成了自己内容丰富形式灵活的教学特色。
在教学内容上，我们按照教学大纲的要求进行了梳理、精选和更新。根据各位授课老师多年的教学经验，在教学目标分类法的指导下，我们将课程分为八个教学单元，每个单元确定一两个重点内容授课时，以重点内容把所学单元中的基本概念、原理、方法和过程讲清讲透，强调基本概念和分析问题的思路，非重点内容则在此基础上进一步扩展。这样既避免了重复讲述，又体现了知识的层次性和扩展性。精讲必须多练。我们从能力培养着眼，对每一个重点单元精选例题和习题，注重讲、练结合，保证练的比重，加强综合训练，培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。在教学大纲以外，授课老师增加了电力电子电路的部分仿真技术内容。实践证明，这部分内容的引入对促进学生主动学习，更好地理解基本原理、概念，提高设计应用能力起到事半功倍的作用。在实际授课时，我们还注重教学内容的不断更新，及时将本学科领域的最新科技成果引入教学，保证了课程内容的基础性和先进性。
在教学手段上，我们采用了电化教学和多媒体教学的方式，并配合教材开发了一套多媒体 CAI课件。动画和多媒体方式的引入，使电力电子电路中比较抽象的电特性变得直观，使得原本难以理解的问题，如电路在不同时刻的不同等效形式，输入输出波形的产生等，变得比较容易。学生容易建立起相关电路的清晰概念。此外，电化教学和多媒体教学可以在有限的时间内立体化、直观化地展现大量的教学信息，避免授课老师将大量时间用到在黑板绘图上，提高了课堂教学的效率和质量。同时，多媒体课件的开放式结构也方便把最新技术不断加入到课程的教学中来，以满足学生对新技术的追求。
在教学内容和手段上进行改革后，课堂教学信息量增大，要求学生更加认真积极地参与教学活动，否则可能出现“坐飞机”的情况。因此授课教师的课堂教学组织能力非常重要。为提高这一能力，我们授课组的教师一方面努力提高语言表达能力，采用生动幽默的语言激发学生兴趣，另一方面精心组织教学，设计出提问，讨论，课堂调查、小测验，写小论文等多种形式，及时掌握学生学习情况，调动每个学生都参与到教学中来，让整个教学过程既充实又有趣。
2、实践教学。实验教学侧重于对思维方式和动手能力的培养，是理论教学的主要补充，它在整个教学环节中具有重要地位。因此实验教学改革是教学改革这一系统工程中的重要一环。我们把实践教学分为基础实验、选做实验、仿真实验、课程设计等多个层次，结合课外科研训练实践、四川省和全国大学生电子设计竞赛等高水平的实践环节，从而将综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力的培养贯穿于整个教学过程，形成多层次、立体化的实践教学特色。
为了开好基础实验和选作实验，电气信息学院投入实验建设经费，购买了十套浙江天煌公司的“电力电子与自动控制系统”实验平台，同时增加了一些新的器件样品，使学生有更好的硬件条件开展实验。另外我们还自己动手开发出一个模拟实验的软件平台。学生可以自由地调用仿真环境中的各种电力电子器件搭建各种电路，模拟实际装置的全程动作情况。通过该仿真软件平台，我们可以实现EDA教学。 对于实践教学，我们始终坚持理论与实践的统一，一方面在学时安排上，实验课与理论课紧密衔接，实验内容与教学内容互相渗透，另一方面采用台阶式教学，教学目的层次分明，即采用验证型、设计型、综合型三个层次的实验教学，这样不仅延伸了教学内容，而且培养了学生的创新能力和综合应用能力。
在教学过程中，我们把课堂教学、实验教学和EDA教学相互融合起来。课堂教学突出课程的基础性，实验教学强调课程的实践性、应用性， EDA教学贯穿于课程的各个环节，体现课程的先进性。不同的教学环节各司其职，相辅相成，相互交融，有机结合，实现 “加强基础，注重实践，促进创新”的同一个目标。
为了进一步提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合性实践能力，作为立体化实践教学的扩展，课程组把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，建立了《电力电子学》系列课程本科生导师体系，在学生中建立学研小组，由授课教师指导学研小组。注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动，积极组织学生参与校级、四川省和全国大学生电子设计大赛，取得了良好效果。
3、课外辅导。为进一步提高教学质量，我们开展了一系列有效的课外辅导活动。这些活动主要有：利用校园网进行网上讨论、网上答疑、网上批改作业等；指导学生课外阅读与电力电子学有关的学术期刊，鼓励学生写小论文；开展与课程知识内容相关的设计及创新活动；在适当的时候，组织学生到校外参观实习等。通过这些活动引导学生进入一种有意识的主动学习状态中，提高学习兴趣，调动学习积极性，使学生的学习效率大大提高。
4、考核方式。为克服应试教育带来的弊端，我们也改革了考试制度。考题除了深度、广度和难度符合教学大纲要求外，我们更着重对分析问题和解决问题的能力进行考核。近年来我们在《电力电子学》课程的笔试考试中，采用半开卷考试，即学生可以带一张A4纸正反面笔录，便于学生在复习中进行自我总结，考试时不用死记硬背公式。笔试考试的组织严密、规范，试卷规范，评分客观、公正，并建立了对考试结果进行教学质量分析的制度。成绩中，除了笔试成绩外，将作业、实验、小论文和答疑情况也记入总成绩，使成绩考核更全面、客观。
三、教学改革成效
《电力电子学》课程教学改革得到了上至学院领导下至选课学生的大力支持。学院鼓励和支持课程组的教师以各种形式参加科研开发项目或进行理论研究，以便及时了解和掌握与本课程相关的科技发展最新动态和成果，并且将其融汇到课堂教学中去，使我们的教学工作既源自大纲，又不局限于大纲。以高水准的科研能力保证了教学质量的提高。同学们也提出了很多非常中肯的建议。在大家共同努力下，《电力电子学》课程自开始进行教学改革以来，课程组教师先后主持和参与完成4项教学改革项目，发表了数十篇教学改革论文，取得了四川省和学校的教学成果奖励。
课程组教师改革工作取得了较好的教学效果，得到了广大学生和同行的好评。在每学期课程结束前，请听课同学提的意见中，都能看到感谢的话语和鼓励支持；督导教师的多次听课也表示了对我们教学方法和效果的肯定；每学期的教学检查和学生评教，我们的课程均得到高出平均值的得分。近三年学生对本课程评教的无记名投票结果为：优占71.5%，良占28.5%。学生的实践能力和创新能力也得到了较大的提升，在第三、第四、第五、第六届全国大学生电子竞赛中连续获得国家一、二等奖。学生在相关后续课程的学习、课程设计和毕业设计中也表现出较好的能力。随着综合素质的提高，毕业生的一次就业率也得到提高。一些进入研究生阶段学习的学生也表示《电力电子学》课程给他们打下了较好的基础，有助于他们进一步深造。校外专家也认为，尽管我校是四川省属高校，但《电力电子学》课程在省内的学术地位和教学质量是靠前的。
四、课程后续建设
今后两年课程建设着重于两方面内容。一是总结多年来《电力电子学》课程教学改革和教学研究课题的经验，不断深化教学改革，进一步提高教师的英语水平，扩大双语教学的学生比例。二是在学校适当增加电力电子与电力传动实验装置的基础上，全面实行开放性实验，增加设计性和综合性实验的比例，进一步提高学生实验技能和工程实践能力。同时，建立以《电力电子学》课程为基础的电工技术实习基地，开展学研小组的设计和创新活动。
我们今后会继续努力，本着保持特色，扩大范围，深化内涵，提高质量的原则，争取把课程建设成省级精品课程，迈上更高层次，以适应21世纪高素质工程技术人才培养的需要。
参考文献
1.王兆安，黄俊．电力电子学[M]．第四版．机械工业出版社，2000
无论进行何种教学改革，应该明确，课程教学仍是教学的主线，在教学过程中，必须树立课程的重要地位，加大学生学习的主动性。坚持经常的学习价值观的教育来启发学生的认知内驱力。正确地引导学生的求知欲,适时激发他们的学习动机和兴趣,势必产生学习的原动力。在第一次课堂上要明确“通信电子电路”在通信工程专业以及工作中的重要地位。介绍与“通信电子电路”相关的广播、电视、导航、雷达等相关专业,强调该课程对于这些相关专业的重要性；然后从应用角度出发介绍该课程在社会工作中的广泛应用,激发学生学习“通信电子电路”的强烈愿望；最后以实际电路为例,以信号传输为主线,简单介绍其工作原理。使学生对通信电子电路的认识由抽象变为形象,由原理转化为实际应用。
2教学方法改革
2.1以多媒体技术进行辅助教学，以形象代替抽象
近年来，射频电路应用的频率越来越高，为适应现代通信技术发展的需要，让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。教学过程中，使用多媒体手段进行辅助教学，将教材中的图形、文字、公式及推导过程形象的展示在课堂上，以取得更好的教学效果，同时，对重点、难点部分设计生动的Flas演示，便于学生对内容的理解和提高学习兴趣。在课堂上使用ADS等软件，对相关章节涉及的实验进行现场演示，直观地反映电路的工作原理，让学生更加形象地掌握电路的工作原理和工作过程，使学生对整个电路有更加深刻的认识。以形象代替抽象，提高了传统教学方法及手段难以达到的教学效果。
2.2通信电子电路课程设计
课程设计是继理论教学和实验教学之后的又一个重要的实践性教学环节，它的任务是在学生掌握电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，利用Multisim、ADS等EDA软件让学生综合应用通信电子电路知识进行高频通信系统电路的仿真设计、安装和调测，提高综合应用知识的能力。在理论课程教学期中考试完成以后，引导学生在教师的指导下，自主选题、自主设计来完成，设计过程中要进行数据分析处理和撰写总结报告等工作，不断提高同学的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力。具体做法是：（1）自主选题（3名学生自由组合为小组），利用Multisim、ADS等EDA软件对选题进行调研、分析和设计，并利用软件仿真得出较为合理的参数和结果；并用实验完成选题的设计要求，形成创新性作品。（2）学生根据选题任务书撰写论文。（3）教师根据创新性作品完成情况、论文评定给出成绩，成绩计入学期总成绩。（4）选拔部分能力较强的学生设计制作实际电路，为参加课外科技创新活动做准备。
3理论课程中软件实验环节建设
通信电子电路理论课程配有相应的硬件实验课程，该课程传统开设的实验内容以单元电路的验证为主，且实验条件有限，学生的主观能动性没有充分发挥。鉴于目前射频电路的应用越来越广泛，我们对课程进行改革，加入软件实验环节，让学生利用ADS等软件完成射频通信电路的设计、仿真和测试，对一些新技术、新器件，及硬件实验无法进行的实验内容，可以利用仿真软件及时的跟踪、了解、学习使用。提高其综合应用和动手实践的能力。如软件实验之一“射频宽带放大器的设计与仿真”，我们进行了直流分析、设计偏置电路、电路稳定性设计、输入匹配设计、匹配网络的实现和原理图仿真等内容。在2.45GHz处，增益为14dB，噪声系数小于0.7dB，整个电路无条件稳定，实现射频宽带放大器的设计。通过射频宽带放大器的实验，使学生对理论知识有了更深刻的认识，并锻炼学生的实践动手能力，达到了预期的效果。
4促进教学团队的建设
通过“通信电子电路”课程改革与实践教改项目的实施，不断吸引教师加入，形成教师团队，建设一支结构合理、学术水平高、教学能力强的教师梯队。在完成“通信电子电路”、“通信电子电路实验”课程的教学、指导电子设计竞赛，形成团队互动，优势互补、资源共享，提高指导教师的综合实践能力，提升竞赛成绩。
5结语
关键词:专用集成电路设计;创新;教学;探讨
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。
由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。
1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标
电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。
根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。
2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标
集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。
选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。
3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标
我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。
在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。
4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标
一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。
作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。
5 结束语
《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。
参考文献:
[1] Michael John Sebastian Smith.专用集成电路[M].虞惠华,等,译.北京:电子工业出版社,2004.
[2] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化[M].北京:清华大学出版社,2004.
[3] 廖裕评,陆瑞强.集成电路设计与布局实战指导[M].北京:科学出版社,2004.
论文关键词：数字电子技术；教学方法；高职教育
《数字电子技术》是电子类专业的专业基础课程，是一门必修课。它是培养学生具备电子技术的基本知识和技能，和《模拟电子技术》课程共同构成电子类专业的基础核心课程，是学生必须打下的专业基本功。它以电路基础课程学习为基础，是后续单片机、PLC、传感器、电子测量等专业课程学习的基础，也为无线电装接工、调试工等考级考证打下基础。
高职数字电子技术教学的目标确立是为了更好地指导该课程的教学方向，对有效落实教学体系起到了指导性的作用。围绕着这个目标建立教材的筛选处理，再依托EDA的技术，强化理论和实践的教学，最后通过课程的设计创新来形成独具教学质量的体系。
一、高职数字电子技术教学的目标
实践教学和理论教学是高职数字电子技术教学综合体系，通过实验、实习、课程设计等内容，完成基本操作技能、综合能力和应用能力的三级能力培养要求，培养学生观察、分析和解决实际问题的能力及创新思维的综合能力。
（一）基本操作技能的培养
实验是整个实践教学环节的基础，可以分为验证性实验和设计性实验。验证性实验可以使学生了解器件功能和使用要求，掌握基本测量方法与仪器仪表的使用技能，熟悉实验操作规范以及学习实验报告的书写要求等基本技能，为进一步深入学习理论知识和能力培养奠定基础。对于初学的学生，必要的验证性实验是培养基本操作技能的主要途径，是素质教育的基础。
（二）综合能力的培养
验证性实验过多会使学生失去对实验的“神秘”感和探索欲望，思维缺乏灵活性和创造性。开设综合性、设计性、实践性实验，可以增加实验的灵活性、创造性，激发学生的求知欲和学习的兴趣，使学生能初步地将所学的基本理论知识独立应用于实践中。在观察和探索的基础上，通过教师的引导激发他们积极思维，逐步提高学生分析问题和解决问题的能力，并使学生的基本技能得到进一步提高。
（三）应用能力的培养
运用虚拟、仿真等技术手段，采用较为先进的EDA技术，一方面可以使实验更加接近工程实际，激发学生的参与性；另一方面通过接近工程实际的课题，使学生多方位多角度地观察、思考、探索和想象，提出多种设想和解决问题的方案。在此基础上，再引导学生进行收敛思维，确定解决问题的最佳方案，完成方案拟订、实施方案的设计、电路制作、安装调试等环节，达到在实践中学、在实践中练的目的，使理论与设计融为一体。从工程角度出发促使学生了解科研活动的全过程，增强学生的求知欲和科研意识，体会理论设计与实际中的距离。这不仅能训练学生思维的逻辑性和独创性，培养严谨的科学态度、科学的思维方式、创新意识和创新能力，还能培养学生的工程观念，训练学生工程应用技能，达到培养应用能力的目的。
二、对教材进行适当处理，把握理论上的度
“数字电子技术”是计算机、机电、自动化类专业的一门重要的专业基础课.当前，随着以培养技术应用型人才为目标的高职教育的日益发展，以及高职对特色的强烈渴望，迫切需要形成与高职教育培养目标相适应的课程体系。
《数字电子技术》的主要任务是培养学生掌握数字电子方面的基本知识和基本分析、设计方法，训练学生数字电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。它共有五大模块，包括数字逻辑基础模块、逻辑门电路模块、组合逻辑电路模块、时序逻辑电路模块和综合模块，主要作用就是要求学生能看懂基本电子电路图，学会使用电子元器件手册，能制作、调试、软件仿真、实验验证相关电路，了解数字电子技术在实际生活中的应用，培养学生的职业岗位基本能力和职业素质。由于许多中专升格的高职院校目标定位还不够明确，在办学上仍处于探索阶段，没有系统的、适合自身办学特色的教材，所以一般都选择本科院校教材的压缩版，课程内容不适应高职教育的特点，加上大部分高职生（特别是偏远地区）的学科基础差、底子较薄，在学习的过程中存在着一些不适应现象，学习效果较差。根据高职教育教学“基本理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度”的基本原则要求，就必须从“广而深”的知识中选择、重构“少而精”的教学体系。在教学内容的选择上就必须考虑实际工程需要，突出基本理论、基本分析方法和知识的应用，传统的逻辑函数化简方法像代数法、卡诺图法只需要简单分析介绍一下，回避繁琐的集成电路内部分析和数学推导过程，着重介绍器件(或集成元器件)的作用、主要参数、使用方法。如在讲授TTL与非门电路原理时，可结合原理图作简单分析如此：TTL与非门利用T1的多个发射级结构实现“与逻辑”功能，中间级从T2的集电极和发射极分别输出两个相位相反的信号，以驱动T3、T4；当输入信号中有任何一个为低电平时，都将使T1饱和，T2、T4截止，T3导通，输出端Y为高电平，当输入信号全是高电平时，则T1倒置工作状态，其集电结正偏，发射结反偏，使T2、T4饱和，而T3导通，输出端Y为低电平。而对于电路中各个三极管的导通或截止，电路的输入、输出特性，拉电流和灌电流的概念等，不进行详细的分析和计算，只要求学生记住TTL与非门的电压传输特性和噪声容限等主要结论、多余输入端的处理方法和使用中的注意事项，注重理论联系实际，以会用为最大目标。另外，适当采用清晰的最新的电子元器件实物照片，努力减小与现实实际工程应用差距并争取同步，增加学生感性认识和进一步提高学生学习兴趣。这样的处理，既可以让这些基本素质较差的学生理解基本原理，又可以从少学时中留出足够的技能训练时间。
三、以EDA技术为支撑，将理论教学与实践教学融为一体 转贴于
《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。高职教材大多在每章都有演示实验、验证性实验或综合设计，根据我校实习设备的配备情况，在技能实训中往往2-5人一组，这样，经常有学生光看不做，学习缺乏主动性。又由于电子技术教学中所涉及的电路图、电子元件、操作方法和工序都很细微，设备或元件故障多等问题，在操作过程中，学生会碰到各种不同的问题，教师忙于协助解决，上课效率无法提高，从而影响了整个教学计划。根据多年的教学实践，我们把EDA技术引入实验教学，采用EWB仿真实验与传统实验教学形成互补，以解决上述问题。即在课堂教学中，结合教学内容，运用EDA技术对这些实验进行仿真，动态配合课堂教学和做虚拟数字电路实验，让学生感到如同置身于真实的实验实训环境中安装调试一样，形象逼真，让学生在不知不觉中学习，同时可以弥补实验仪器、元件少的不足以及避免仪器、元器件的损坏，还可以避免因实验仪器、元件不足以及仪器、元器件的损坏因素造成实验失败给学生带来挫折感，保证实验能在短时间内成功演示或验证。为了加强学生的实际实践能力，开设了全天开放的创新实验室，学生可以利用课余时间结合硬件实验平台和EWB虚拟电子实验台等亲自完成验证性实验、综合设计等，有些学生还结合全国大学生电子设计竞赛，进行创新设计和制作。此举既提高了学生学习的兴趣和动手能力，又可以为大学生电子设计竞赛培养优秀人才。
四、注重课程设计和创新设计
电子技术课程设计是数字电子技术理论教学完成后进行的一次综合性训练，以进一步培养学生综合运用所学理论知识、独立设计电子产品和对电子产品实际安装、调试的能力。学生经过本课程的理论学习和技能实践后，对于一些中、小规模集成电路的工作原理、逻辑功能、使用方法、等基础知识已有一定的理解，掌握了电路的基本分析方法和基本设计方法，具备了一定的动手能力，在期末便可结合专业发展实际、现有实验条件和电子设计竞赛、创新设计竞赛等，有针对性地进行相应课程设计。课程设计内容由指导教师根据难易分成不同的课题，也可以让学生自行选题，由指导教师根据学生的掌握情况指定由学习较好的学生担任课题负责人，其它学生可根据自己的实际情况选择加入，指导教师要对课题组成员做宏观调配，一般同一小组中应该有不同层次的学生，以达到优秀的学生带动较差的学生共同进步的目标。
在课程设计中，在确定设计方案、电路逻辑功能的设计实现、主要参数和芯片等元器件的选择、电路仿真、安装调试、故障排除等，遇到问题时，除了本组成员之间相互讨论外，各小组之间也可以参与其中，相互交流，指导教师负责审查，作好启发、引导工作并帮助学生解决疑难问题。对学习基础较差的学生，加强辅导与检查；对学习能力较强的学生，适当提高要求，结合工程实际，增大设计方案的创新性，以充分挖掘学生的潜力，激发学生的创新思维。
通过开展课程设计，全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力，使学生具有创新、创业精神和实践能力，促进学生知识、能力、素质协调发展。
五、开展多样化教学，继续提高教学质量
可以开展诸如项目课程，该教学过程需要不断地变换教学组织形式，比如完成工作任务时需要采用小组形式，集体讲授时需要采用班级形式，讨论问题时又需要采用小组形式。在实施项目教学时，相当多的需要模拟企业组织活动结构，让学习者“身临其境”。为了适应这种不断变化的教学组织形式的要求，学校的教学场所，包括课堂桌椅都要做相应变化。
项目化教学提高了学生学习的积极性，分析问题、解决问题、自我探究、自主学习和口头表达等能力得到很好的发展，并形成了良好学习品质。学生在学习的过程中互相帮助，加强了团结合作意识，增进了同学间的相互了解。这样既学到了知识，提高了学习兴趣，使学生的实际应用能力得到很好的培养和锻炼，还增强了探索创新精神。
最后，数字电子技术课程的电子课程标准、电子教案、多媒体课件都放在校园网上，学生能通过网络进行自主学习，我们还通过网络教学平台向学生提供各种试题库和单元测试资源，给学生布置作业，进行网上作业的批阅、网上教学答疑，师生互评等教学活动，有效延伸学生学习的时间和空间。这种学习模式充分发挥信息网络的开放性、交互性、共享性、超媒体、大容量等优势，国家中长期教育改革和发展规划纲要也提出要强化信息技术的应用，鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。