集成電路分析與設計范文

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【關鍵詞】數字電路分析與制作 精品課程建設 教學內容 設計 教學模式

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）03B-0041-02

課程是培養學生知識、能力、素質的重要載體，是實現教育教學目標的最基本保障，是教學活動的基本依據。精品課程建設是中職學校課程改革的主要內容和重要舉措，是提高人才培養質量的重要工作。課程教學內容設計與教學模式改革是精品課程建設的兩個主要方面內容，本文對中職學校電子技術應用專業數字電路分析與制作精品課程的教學內容設計和教學改革進行探索。

一、底值緶販治鲇脛譜骺緯探萄目標

精品課程建設的核心是要解決好課程目標定位。數字電路分析與制作是中職學校電子技術應用專業的一門專業基礎核心課程，是從事維修電工工作和電子產品裝配、銷售、維修工作等崗位工作的必修課程。課程建設的三維目標是：

（一）理論基礎知識目標。掌握數字電路的基本知識，熟悉常用數字集成電路的邏輯功能和典型應用，掌握元器件檢測、電路焊接安裝、測量調試、故障排除維修的基本方法，能描述項目電路的基本組成及工作原理、工作過程，了解數字電路分析與制作課程涉及的新技術、新工藝和新材料。

（二）能力教學目標。能按項目電路安裝原理圖正確選用半導體元器件和集成電路組件，熟練使用焊接工具進行電路焊接，按照電路原理圖正確裝配電子產品，根據產品功能進行產品調試，具備簡單的故障判斷和維修能力。

（三）情感態度素質教育目標。熱愛所學的專業，具有正確的學習態度和實事求是、規范操作的工作態度，培養良好的團隊協作精神，樹立安全、能源、環保和質量等現代生產意識和創新意識。

二、數字電路分析與制作課程的教學內容設計

課程教學內容設計的依據是課程標準。圍繞課程目標，按“必需、夠用”的原則選擇課程教學內容。遵循“項目導向、任務驅動、理實一體”的課程建設思想，按“以學為主”教學設計思路，由淺入深、由單一到整體，知識和技能并重的原則開發理實一體化項目教材，構建由“單元電路實驗― 電子產品制作實訓”專項訓練與綜合訓練融合的課程實踐教學體系。課程教學內容設計分為三個層次：第一層次是課程必須掌握的基本理論知識，第二層次是基本技能操作，第三層次是理論知識和基本技能的綜合運用。其中，第一、第二層次的教學內容通過任務驅動教學方式完成，學生在完成任務中掌握基本理論知識和操作技能；第三層次的教學內容是通過項目教學完成，學生在實施項目，安裝、調試常用的電子小產品的過程中，將所學理論知識和基本技能綜合運用到實際的電子產品中，進一步掌握知識和技能。數字電路分析與制作課程教學內容設計具體見表 1。

三、教學模式改革探索

（一）“項目導向―任務驅動”教學模式。“項目導向―任務驅動”教學模式是一種探究式的教學模式，每個項目下設若干個子任務，每個項目或任務都有明確的教學目標。教學過程中，以具體項目為載體、以典型的任務為驅動，引導學生在任務中做、任務中學、項目中用，由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”，再自主探索完成具體的項目。“項目導向―任務驅動”教學有別于傳統教學，它以項目為主線、教師為引導、學生為主體，教師組織教學活動，引導學生在任務實施中合作探究、完成任務、展示成果、接受評價，獲得相關的知識，培養和提高學生的分析問題、解決問題的能力和專業操作技能，改變傳統教學“教師講、學生被動聽”的情況，充分發揮學生的主體作用。

（二）“項目導向―任務驅動”教學模式的實施。數字電路分析與制作課程的主要特點是具有較強的理論性、實用性和實踐性，適合應用集“教、學、做、評”于一體的項目導向――任務驅動教學模式。在課程教學中，以具體項目（電子小產品安裝與調試）為主線，將項目分解的若干個任務（單元電路），將教學內容（知識點）融入每個任務中，引導學生自主探索、邊學邊練、協同合作， 最終完成相應的學習任務，在完成項目的過程中體會解決實際問題的全過程，項目各階段任務流程如圖 1 所示。

（三）利用數字電路分析與制作課程網絡教學資源輔助教學。根據“學以致用”的教學原則和實用性原則，開發了數字電路分析與制作網絡課程教學網站。網絡教學資源豐富，主要由課程標準、電子教材、多媒體課件庫、積件學習、單元電路實訓、三維虛擬仿真項目實訓、教學視頻、在線測試、討論區等模塊組成，其中三維虛擬仿真項目實訓系統與教材的電子小產品安裝與調試項目完全配套。在教學中，鼓勵和要求學生在課堂外利用數字電路分析與制作網絡教學資源進行學習，為學生深入學習提供條件，滿足不同學生的個性化需求，教師使用網絡教學資源，把某些抽象的專業知識更生動形象地表現出來，使學生更容易和深刻地理解教學內容，激發學生的學習興趣，提高教學效果。

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【關鍵詞】城市道路；特色；設計；要點

1 道路的線形設計

城市道路的性能以及質量在很大程度上受到道路線形設計的影響。一般來說，優秀的道路線形設計，在確保城市交通通暢以及安全的同時也兼顧了道路兩邊的自然景觀，使二者形成有機的整體，使司機和乘客在道路上能夠保持心情愉悅，減少駕駛和乘車的疲勞和乏味。道路線形設計過程當中首先要考慮交通的安全因素，其次就是道路景觀，應該確保主干道盡量減少彎道，從而保證較好的通過性，而對于非主干道路可以使用比較舒緩的曲線，使道路兩邊的城市景觀不斷的發生變化，減少乘車過程當中由于單一的景觀而造成的枯燥和疲勞，可以有效的防治司機因為長期駕駛而造成的疲勞，確保交通的安全。

2 道路特色設計

城市道路作為城市景觀的重要組成部分，在設計的過程當中一定要充分的考察當地的風俗習慣以及自然環境，使道路在設計風格上能夠融入當地的景觀環境之中，而不會出現突兀和不協調的感覺，使城市道路能夠反映城市的特色，突出城市的個性，成為一道靚麗的風景線。城市道路在設計的過程當中要充分兼顧其原本的交通運輸作用，同時也不能忽視其生活性以及游覽性。

3 道路橫斷面設計

3.1 城市道路橫斷面布置形式

由于道路的功能不同，在規定的道路紅線寬度下布置道路橫斷面，其形式也是多種多樣。一幅路是所有車輛都集中在同一個車行道上混合行駛，車行道布置在道路中央，可以采用劃分中央車道線及快慢車道線、只劃分中央車道線和不劃線三種方式靈活組織交通，適應于機動車與自行車流量較小或其中一類流量較大但兩者高峰時間錯開的道路，還可以應用在“潮汐式”交通特征明顯的道路。由于其造價較低，組織方便，故流量不大的次干道及支路較多采用。兩幅路是利用中央分隔帶（或分隔墩、欄桿）將一幅路的車行道一分為二，使車輛對向分開行駛。它可以采用劃分快慢車道線或不劃線兩種方式組織交通，一般用于快速路、主干道、機動車流量相對較大但自行車流量不大的次干道。近年來隨著自行車流量的逐年減少和機動車流量的迅速增加，機非混行的影響已很微弱，取消了自行車道（即不劃線方式）的兩幅路將逐漸成為城市采用最為廣泛的橫斷面布置形式。三幅路是在道路兩側用分隔帶 （或分隔墩、欄桿）將一幅路的車行道一分為三，中間雙向行駛機動車，兩側均單向行駛自行車。它主要用于機動車和非機動車流量都較大的主、次干道，隨著自行車的減少與消亡，其原本機非互不影響的最大優勢已成為過去，而且其利用分隔帶單獨建設的自行車道對道路用地的資源浪費和機動車道的拓寬處理方式也成為道路橫斷面改造的首要問題。四幅路是在三幅路基礎上，再利用中央分隔帶將中間的機動車道分隔為二， 分向行駛。它原主要適用于寬度較大機非流量都較大的主干道路，但與三幅路原因相同，四幅路不再適合城市交通的發展需要，最終將被兩幅路所取代。

3.2 城市道路橫斷面布置原則

第一，充分堅持以為為本，在進行設計規劃的過程當中本著對人的關注來進行設計。在設計的過程中要對道路兩側的建筑物以及其它的城市景觀進行考察，使設計能夠融入到城市景觀之中，使二者能夠協調共存，防止出現不和諧的情況。

第二，在進行設計的過程當中，將交通安全放在首要地位，在此基礎之上確保交通暢通。盡可能的將行人和車輛進行分離，保護行人的安全，防止行人對車輛的干擾，可以使車輛暢通無阻。

第三，在設計的過程當中應該充分的考慮路線的實際情況，了解各種管道、線纜的埋設情況，盡可能的避開地下有埋設物的路線，防止對各種管道合適和線纜造成破壞。

第四，大力發展公交事業，保證公交暢通，從而方便人們出行，減少小汽車的使用量，緩解交通壓力。在此基礎之上，為小汽車的暢通提供便利。在道路的重要設置隔離帶，確保自行車過馬路的安全。

第五，做好道路兩邊綠化帶的綠化工作，盡可能的提高綠化率。通過綠化帶的設立可以有效的減少噪音和灰塵，同時也可以緩解司機駕駛疲勞。

4 道路交通工程設計方面

4.1 交通性道路

交通性道路主要是為了確保車行暢通無阻，因此在進行設計的過程當中應該以簡潔明快為主。在一些特殊的地段之前應該提前設置一定的交通標志，使司機能夠及時的發現提示，并做出相應的反應。整個道路的設計應該充分的突出其使用性能，將行車安全放在首位。

4.2生活性街道

生活性道路中行人以及非機動車的數量比較多，為了確保其安全，可以將路線設計成多彎道，使進入的機動車需要降低速度，同時也可以有效的減少機動車的數量，確保道路的安全性。同時對于行人和非機動車輛來說，彎曲的道路更適合欣賞兩邊的景觀，更具情趣。在道路的邊緣或中間左右交錯種植樹木，產生不應進入的氛圍，以減少不必要車輛的駛入；同時，道路上種植的樹木改善了道路景觀，美化了居住區的環境。在道路交叉口處將道路設計成凹凸狀，將路面部分地抬高或降低，使車輛駛過時產生振動感，給駕駛者以警示。在確保車輛可以通過的前提下，間斷性地縮小車行道的寬度，造成不易通過的視覺效果。在道路鋪設上采用不同顏色和材質的材料，在視覺上形成印象駝峰、印象槽化島，既為了引起駕駛者的注意減速行駛，也使生活性的道路更富趣味。通過在交叉口設置斜路障，路端上設置通行路障來限制車輛的轉彎和前行。在居住區入口或道路交叉口設置形象的交通標志傳達限速和禁轉等交通信息。

5 道路設施設計方面

對于現代化的道路設施而言，街道設施的規劃設計原則要體現出以人為本，注重對人的關懷，集功能與環境景觀于一體，關注人在其中的生理需求和心理感受，使人們活動起來都能體會到舒適、方便、自然、和諧且美好的感受，如在人流集中的步行商業街周圍，設置足夠的停車場使人們出行更方便；休息座椅與高大喬木或花壇相結合，使人在休息時既親近了自然又可以避免夏日的暴曬；林蔭小道、座椅、路燈及電話亭等， 提供人們小憩休閑的空間。以人為本不僅要考慮到正常人的需求，還要考慮到傷殘人、老人和兒童等弱勢群體的特殊要求，努力創造一個公平、平等的社會環境。如在街道必要的地方設置殘疾人坡道和盲道；提供兒童專用的坐具、場地和設施；為老年人和殘疾人設置廁所蹲位等。從城市道路建設的細節處，更多地體現對人的關懷、關心、幫助和方便。

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Hu Yinghong

（綿陽職業技術學院，綿陽 621000）

（Mianyang Vocational & Technical College，Mianyang 621000，China）

摘要： 高職教育改革的重點是使課程建設與崗位職業能力培養有效結合，并以就業為導向，圍繞市場需求，培養適應社會、適應地方經濟發展的實用型人才，為適應高職教育特色，提出了對“電子電路分析與實踐”課程的項目化教學設計意義、理念和設計思想、并對項目化教學情境的設計、項目分析和教學方法探討作了詳細說明，通過近2年得教學實踐，取得了良好的效果。

Abstract: The key of higher vocational education reform is to effectively combine curriculum construction and post vocational ability training and take the employment as the guidance, around the market demand, train talents that adapt to the society and the development of local economy. To adapt the characteristics of higher vocational education, the paper puts forward the design meaning, idea and thought of project teaching of Electronic Circuit Analysis and Practice course, and introduces the design of the project teaching context, project analysis and teaching methods in detail. For nearly 2 years of teaching practice, it has obtained good effect.

關鍵詞： 項目化建設 電子技術工程 教學情景 實踐教學

Key words: project construction；electronic technology project；teaching situation；practice teaching

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）27-0195-02

0引言

“電子電路分析與實踐”是我院創建國家示范高職院校重點建設專業――電子信息工程技術及專業群（通信技術、電氣工程技術、建筑智能化等）的優質核心課程之一，是電子信息工程技術專業的專業必修基礎課，具有很強的理論性和實踐性。項目化教學是學生在教師的指導下，通過完成一個完整的"項目"工作而進行的教學活動模式，其特點是以項目為主線、學生為主體、教師為主導，根據崗位工作要求選擇教學內容、根據工作過程選擇教學內容、根據職業發展和人才發展的需要選擇教學內容、根據專業課程體系建設的需要選擇教學內容；項目化教學是一種全面提高學生綜合素質能力的新型教學模式，其目標是使學生能夠掌握所學專業必需的基礎知識，具備各單元電路操作技能，具有分析問題、解決問題的能力，為后續專業課程的學習打下良好的基礎。經過課程組成員的不斷努力探究，該課程已成為我院院級精品課程，準備申報省級精品課程。

1“電子電路分析與實踐”課程建設的意義

我院電子信息工程專業開辦于1996年，2002年確定為省級教改試點專業，2008年成為國家示范高職建設院校中央財政支持重點建設專業。

由于受傳統教學模式的束縛，課程內容的設計與組織未完全跳出學科體系的藩籬，還不能更好適應職業崗位需要。比如先期的《模擬電子技術》、《數字電子技術》課程，采取相對獨立、“重理論、輕實踐”的教學方式，教學效果不理想。

高職教育改革的重點是使課程建設與崗位職業能力培養更有效地結合。本著“課程教育目標服從于專業培養目標，課程教學內容符合課程教育目標”和“加強基礎、注重實踐、強調能力”的原則，2008年10月開始，我們就組織專家、學者和工程技術人員通過行業調研和職業崗位能力分析，并多次召開專業綜合能力與專項技能分析研討會，經過反復、深入分析研究，我們認為構建一門以項目為主線的、全新的電子技術課程能更好的符合高職教育教學特色要求， 課題組通過企業調研和實踐專家現場討論會等多種方式，剖析企業中對從事電子信息技術、通信技術、電力技術、機電技術等行業相關職業崗位人員的技能需求和素質要求，將《模擬電子技術》、《數字電子技術》課程進行整合，構建了《電子電路分析與實踐》綜合性課程體系，該課程從實用角度出發，集“模擬”與“數字”于一體，在課程內容上強調“實踐與理論并重”；將更有利于對學生進行職業素質教育和職業技能的培養。

2課程“項目化建設”教學設計

2.1 設計理念“電子電路分析與實踐”課程設計的基本理念是針對生產一線的電子產品裝接工、電子產品維修工崗位的職業能力為培養目標，從實際工作任務出發，以典型電子產品為載體，進行基于工作過程系統化的課程教學設計；強調以工作過程作為學生的主要學習手段，采用項目教學法，融“教、學、做”為一體，讓學生“在學中做，在做中學”，通過實際分析、設計、制作和調試實用電子電路，使學生真正掌握現代電子技術專業技能，以滿足社會對高技能人才的要求。

在課程開發的整個過程中，始終堅持以下幾個基本原則：

以專業培養目標為依據――確定課程的教學目標；

通過對教學目標進行解析――獲得能力目標解析表；

以職業能力為依據――確定課程的教學內容；

以典型產品為載體――設計學習活動；

以業界現行技術規范為參照――制定考核方案。

2.2 設計思想“電子電路分析與實踐”課程設計的核心是課程標準設計、課程內容設計、教學模式設計、實施方案設計和評價體系設計。 課程開發組依據行業、企業發展，結合本地區產業布局和職業崗位需求，針對課程目標與特點，從專業規劃、課程設置等環節開始，全程與相關企業密切合作，進行課程內容、教學方法、實施方案和評價體系的設計。

2.3 項目化分析項目教學法的前提是“項目”，是一個人人參與的集學習、創作于一體的過程。項目教學法就是在教學中，組織學生真實地參加項目設計、實施和管理的全過程，在項目實施過程中完成教學任務。項目教學法更多采用小組工作的方式，共同制定計劃、共同或分工完成整個項目。

“電子電路分析與實踐”課程是一門理論與實踐關聯性較強的學科，是我院電子信息工程技術專業學生的優質核心課程之一。學習本課程，在實際中有何用途，如何應用所學的電子技術知識解決生產和生活中的一些問題；針對高職學生的特點和高職教育的特色要求，在課程建設中精心設計教學內容，改進并設計教學方法，以加強學生實踐技能的培養。“電子電路分析與實踐”項目化課程中每一個子項目的實施過程分四個階段：

資訊：先由教師進行必要的課堂教學和實驗演示，使學生掌握必要的基礎知識，然后按3～5人一個小組，把全班分成若干個小組，布置項目任務。學生分別對項目進行討論、查找資料。

計劃、決策：由學生制定項目工作計劃，并寫出各自的設計思想與方法，畫出方框圖，設計原理圖、選擇元器件、必要時利用電路仿真軟件進行仿真試驗，再在教師的指導下，學生相互交流，最后確定項目實施方案。

實施：學生確定各自在小組中的分工以及小組成員的合作形式，學校提供器材由學生正式實施項目。

檢查、評估：項目評價采用自我評價、小組互評和教師點評相結合，以學生自我評價為主，學生互評為輔，教師在評價過程中起引導調控作用。要求學生首先以ppt等形式充分展示設計成果和項目的學習心得，然后以五級評分制從學習準備和計劃實施的學習效果、作業步驟、項目完成結果等方面進行自我評分，小組根據其講述情況和項目完成結果，小組成員討論后從表達能力、團隊協作和溝通能力、項目完成結果等方面給出評價和評分，教師根據具體情況給予點評。

2.4 項目化情景教學設計分析傳統電子電路分析與實踐技術教學內容，融合現代電子電路分析最新發展，以工學結合的理念為課程建設的指導思想，將課程的全部內容設計為若干個學習情境, 學習情境盡量體現工作任務、工作流程，教學氛圍盡量模擬企業環境。對“電子電路分析與實踐”課程進行重構，體現了完整性、趣味性、擴展性和適應性的原則。“電子電路分析與實踐”課程選取OCL音頻功率放大器、直流穩壓電源和限時搶答器三個項目為主要載體，構建了3個教學情境，10個子學習情境，如圖1所示，以實現對電子信息工程技術類學生的職業崗位能力培養和社會能力養成的教育功能。在項目實施過程中，教師就每一個學習子情景對學生進行必要的技能訓練、知識傳授和實際應用，讓他們對工作的整個程序有所了解，為他們獨立完成項目創造條件。通過每個學習情境和子情境（子學習情境）的訓練，使學生掌握對應的知識點，培養學生相應的能力和素質，同時為學生后續課程的學習和職業發展奠定良好的基礎。

3結束語

高職教育承擔著培養和造就專門人才的重任，它是面向基層、面向生產、面向服務和管理第一線培養實用人才，以突出能力為本位，著力培養學生的綜合能力，以達到培養復合型、應用型、創新型人才的職教培養目標。高職教育著眼點是以就業為導向，圍繞市場需求，培養適應社會、適應地方經濟發展的實用型人才。基于高職教育的特色和人才培養要求，通過近2年的教學實踐，我們不斷的優化課程項目、優化項目實施水平，為培養實用型人才崗位需求取得了良好的效果。“電子電路分析與實踐”課程已被評為院級精品課程，其配套教材已由武漢工業大學出版社出版發行。

參考文獻：

[1]童乃誠.高職課程教學內容建設探討[J].中國職業技術教育，2010，（14）.

[2]鐘新躍.基于工作過程導向的課程改革實踐――以高職《模擬電子技術》課程為例[J].中國校外教育，2010，（01）.

[3]李仲秋.《電子電路分析與實踐》課程內容的選擇與序化[J].機械職業教育，2010，（05）.

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關鍵詞：電子信息；專業課程；模擬電子技術

1 模擬電子技術基礎課程的特點

模擬電子技術基礎，又稱為電子技術基礎模擬部分，與數字電子技術一起統稱為電子技術基礎。是面向電子信息學科的專業基礎必修課。該課程的特點包括：重要性，模擬電子技術是現代化重中之重的技術；非線性，電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似等）；工程性，在足夠精確的情況下，為了計算方便，常用近似來化簡；微觀性，深入到原子電子級分析問題；實踐性很強，動手性很強，需要很好的實踐，不實踐學不好；復雜性，易受多種因素影響，如溫度，隨機性，光照等等影響，參數宜變，參數分散等增加了該課程內容的復雜程度；基礎性，是后續電子類課程的基礎，也是電子信息類專業考研的課程之一；主干性，是電子信息類本科專業的主干專業課程。本課核心是電子放大器，該課程主要就是講放大。

模擬電子技術基礎課程的基本概念、基本分析方法已經滲透到了各行各業各個領域。包括廣播通信：發射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機等；互聯網絡：路由器、ATM交換機、收發器、調制解調器等；工業領域：鋼鐵、石油化工、機加工、數控機床等；交通方面：飛機、火車、輪船、汽車等；軍事領域：雷達、電子導航等；航空航天領域：衛星定位、監測；醫學領域：γ刀、CT、B超、微創手術等；消費類電子領域：家電（空調、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表）、電子玩具、各類報警器、保安系統等。電子技術的發展，推動計算機技術的發展，使之“無孔不入”，應用廣泛。

模擬電子技術基礎課程的學習使學生牢固掌握模擬電子電路系統的分析能力和集成電路的創新設計能力，掌握模擬電子信號和系統的基本原理及基本分析方法，深入理解模擬電子電路系統的各個組成部分的基本原理，掌握應用所學典型模擬電子系統解決信號分析問題的方法，掌握集成電路的設計原理和實現方法。為學生進一步學習有關信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎。

2 模擬電子技術基礎課程的先修課程

模擬電子技術基礎課程的先修課程有《高等數學》、《大學物理》和《電路分析基礎》，其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎》。簡單來說可以將電路分析基礎和模擬電子技術基礎歸為同一類專業課程，從內容上看，《電路分析基礎》主要讓學生掌握電子電路分析的基本能力，而《模擬電子技術基礎》課程則是學習對模擬信號的處理分析，從模擬電子系統的各個組成部分出發，分別學習各種典型的模擬電子電路，給學生建立起模擬系統的基本構架，為后續深入學習信號與系統的分析能力打好基礎。

模擬電子技術基礎課程在《電路分析基礎》學習的基礎上，分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統的各個方面。微觀深入到電子原子級，討論半導體材料的神奇，進而分析二極管、三極管和場效應管在微觀領域，內部載流子運動的情況，從而讓學生深入體會半導體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發，理解集成電路的奧妙，小到微觀電子原子級，大到模擬系統及大型集成電路的設計。學習模擬電子技術基礎課程之后，學生有了系統的概念，信號處理的概念，在此基礎上再進行數字電子技術的學習，學生更能理解和接受，電路分析基礎和模擬電子技術基礎兩門課雖然內容不同，各有側重點，但很多分析方法、理論公式都環環相扣，所以可以進行對比學習，提高學習效率。

3 模擬電子技術基礎課程設置知識要求

模擬電子技術基礎課程是電子信息專業本科生的專業基礎主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實踐性都很強的課程，是學習很多后續專業課的基礎。為今后深入學習電子技術在專業中的應用（例如在《信號與系統》、《數字信號處理》、《通信與系統》、《通信原理》、《嵌入式系統理論及實踐》等后續專業課程中的應用）打好基礎，為學生建立系統分析的概念，培養學生自主分析問題和解決問題的能力，幫助學生成功的從中學階段對電壓電流的具體求解，過渡到本科階段自主進行信號與系統的分析能力的培養。

4 模擬電子技術基礎課程設置能力要求

模擬電子技術基礎課程設置能力要求以理論基礎和實踐操作相結合，既保證嚴謹的理論體系，又結合工程實踐的特點。通過模擬電子技術基礎課程的學習，應能具備模擬電子電路的系統分析能力、大型集成電路系統的分析計算能力、簡單的集成電路設計能力，以及電子技術系統相關專業知識的自學能力。

5 模擬電子技術基礎課程達成目標要求

通過模擬電子技術基礎課程的學習，掌握模擬電子系統的各個部分，包括電子電路系統與信號、半導體二極管及其基本電路、半導體三極管及放大電路基礎、場效應管放大電路及其應用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號的運算與處理電路、信號產生電路、直流穩壓電源等典型模擬電子電路系統的分析計算能力及基本集成電路系統的設計能力，培養學生分析問題和解決問題的自主學習能力；學會用所學的典型模擬電子電路系統自主創新設計完整的模擬集成電路系統，輔助實現模擬電子電路系統的各種基本功能；能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬仿真，實現不同類型模擬電路系統的功能，通過實驗環節操作訓練具備處理實際工作問題的相關專業技能，理論與實踐相結合，更好的理解模擬電子技術這門學科的專業知識，為后續專業課程打好基礎。

6 教學方法建議

和眾多電子信息類專業基礎課一樣，模擬電子技術基礎課程以理論講授與實踐操作相結合，理論部分也是以教師講授為主，課程內容繁多，有時候為了在有限的學時內完成全部的課程內容講授，很多教師會全程進行講授，學生被動的接受知識，猶如過眼云煙，沒有足夠的消化理解相關知識點的時間，真正理解領會的知識點非常有限，不懂的內容還需要教師花更多的時間來反復講解，其實這樣的教學模式，教師辛苦不說，教學效果還會極差。理論部分的講授應該著重抓課前預習及課后復習，上課前十分鐘用來對前一次課的內容及要求預習的內容做提問，以這種方式督促學生進行課前預習和課后復習，對知識點進行鞏固。

綜上所述，《模擬電子技術基礎》這門課程對電子信息類專業的本科生非常重要，另外電子信息類本科專業基礎課程還有很多，不僅僅是模擬電子技術基礎，每門不同的專業課程都有其特點和用途，學生只要從宏觀的角度，理解其中的關聯性和銜接性，教師也可適當讓學生了解每門課程設置的知識要求、課程設置的能力要求，以及課程的達成目標要求等，只為每一位學生能學好每一門專業課，真正具備電子信息的相關專業技能。

參考文獻

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第四版）[M].高等教育出版社.

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摘 要：由于化合物半導體材料自身優良的特性，化合物半導體超高速集成電路成為引領超高頻、大功率領域的一支重要的力量。但隨著工作頻率的升高和輸出功率的不斷增大，電路和系統的電磁耦合與熱問題越來越突出。只有正確理解電、磁、熱傳輸機理和耦合機制，解決信號完整性和電磁熱兼容問題，才能突破超高頻、大功率模塊的瓶頸。該研究以超高頻數混合電路信號完整性分析以及熱效應的電磁場分析方法為研究重點，從超高頻化合物數模混合電路的分析方法、設計方法和電路驗證等方面入手，研究了化合物超高速電路信號完整性問題和系統的電磁兼容問題，提出了優化設計的理論與方法，建立了電路、電磁場、熱場一體化的設計平臺；提出了超高速數模混合電路“自頂而下”的設計流程，開發了超高速數模混合電路的體系結構，總結了時鐘分布電路等關鍵路徑及關鍵電路模塊的物理分析和實現方法，設計實現了具有國際先進水平的超高速數模混合集成電路實例；研究了化合物半導體超高速器件和電路的輻照損傷機理和抗輻照性能，建立了可用于器件和電路分析的實用化模型。這些成果標志著我國化合物超高速半導體集成電路在本研究中實現了重要的突破，同時為我國相關領域的進一步發展提供了重要的理論指導和技術支持。

關鍵詞：化合物半導體 數模混合集成電路 信號完整性

Abstract：In recent years， compound semiconductor ultra-high speed integrated circuits have emerged and been highlighted in ultra-high frequency， high-power field due to their superior material properties of high carrier mobility， high saturation drift velocity and low critical saturation electric field. But with the increase of the operating frequency and output power， circuit and system electromagnetic coupling and thermal issues become increasingly prominent. The correct understanding of heat transfer mechanism and electromagnetic coupling mechanisms are the key points to break through the bottleneck of ultra-high frequency， high-power circuits and module.In this project， particular emphasis is put on signal integrity analysis of UHF hybrid circuits and thermal effects of electromagnetic field analysis methods. The signal integrity problems and system electromagnetic compatibility problem of compound semiconductor ultra-high speed integrated circuits are investigated. An optimal design theory and methods are developed and a circuit， electromagnetic field， thermal field integrated design platform is established A "top- down" design flow for ultra- high-speed digital-analog hybrid circuit is proposed and the clock distribution circuit critical path is extracted. Based on the physical analysis and implementation methods， high level ultra-high speed integrated circuits are designed and implemented The mechanism of irradiation damage and radiation tolerance of compound semiconductor devices and circuits are studied. Novel device models are established for design and analysis of circuits which will be used in extreme environment. These results indicate the achievement of that high-speed compound semiconductor integrated in this project， which will provide an important theoretical guidance and technical support to the further development of related fields.

Key Words：Compound semiconductor；Mixed analog-digital circuit；Signal integrity analysis

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篇6

關鍵詞：集成電路工藝 教學探索

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）09-0001.01

隨著經濟和信息技術的發展，信息技術已經滲透到了國民經濟的各個領域。信息技術的基礎是微電子技術，集成電路作為微電子技術的核心，是整個信息產業和信息社會最根本的技術基礎，也是一個國家參與國際化政治、經濟競爭的戰略產業。同時我國集成電路發展水平離歐美日等發達國家有很大的差距，尤其是在自主知識產權的集成電路產品方面。要扭轉這一局面，高素質的專業技術人才是關鍵，要改變這種狀況，應從本科教育做起。《集成電路工藝》是微電子學專業重要的必修專業課，授課教師必須在充分熟悉半導體物理和半導體集成電路等課程的基礎上，結合教學實際中存在的問題，優化整合教學內容，豐富教學手段，探索教學改革措施，培養學生的學習興趣，提高《集成電路工藝》課程的教學質量。

一、教學內容

微電子科技是高速發展的產業推動型學科，微電子產品制造技術更是日新月異，隨著工藝技術的不斷發展，《集成電路工藝》課程的教學內容需要不斷更新。微電子專業前期開設了半導體物理、半導體器件物理、電路分析基礎、數字邏輯電路等電路課程，因而在《集成電路工藝》課程內容設置時將著重培養學生的制造工藝能力，減少器件設計和原理內容的比重，著重講解制造工藝的內容。

根據教學大綱，《集成電路工藝》課程的教學內容可分五個部分：第一部分介紹硅襯底，主要單晶硅錠的拉制及硅片的制造工藝及相關理論；第二部分氧化與摻雜，介紹熱氧化生長二氧化硅工藝，以及通過熱擴散和離子注入與退火相結合的在硅片特定區域的定量摻雜工藝；第三部分薄膜制備，介紹化學氣相淀積和物理氣相淀積兩類薄膜制備方法及工藝流程；第四部分介紹光刻工藝，現代光刻技術和刻蝕工藝；第五部分介紹工藝集成與封裝測試工藝。課程共設置48學時，選用王蔚等人主編，電子工業出版社出版《集成電路制造技術――工藝與原理》（修訂版）一書作為教學教材。在授課過程中，根據重慶郵電大學微電子專業實際情況酌情刪減及增加相關知識，重點培養學生對硅芯片制造基本單項工藝的實際動手能力，激發學生對集成電路工藝的興趣。

二、教學方法和教學手段

《集成電路工藝》這門課程本身強調實驗基礎，需要結合實驗設備，而實驗流程不夠直觀，一味采取灌輸式教學，學生勢必感到枯燥，甚至厭煩。長期以往，學習積極性必然受挫，學習效果自然大打折扣。采用有效的教學方法并結合先進的教學手段，不僅有利于培養學生獲取知識的能動性，而且有利于培養學生獨立發現問題、分析問題以及解決問題的能力，實現以教為中心到以學為中心的轉變，突出學生在學習過程中的主動性，從而取得好的教學成果。基于《集成電路工藝》課程的特點，在教學手段上以多媒體教學為主，傳統黑板板書為輔，同時在課堂上以動畫、視頻的形式展現半導體集成基本單項工藝和器件工藝制作過程，從而達到提高課堂教學質量的目的。

三、考核方式的改革

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關鍵詞：課程體系改革；教學內容優化；集成電路設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術產業是國家戰略性新興產業中的重要基礎性和先導性支柱產業。國家高度重視集成電路產業的發展，2000年，國務院頒發了《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務院了《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業和信息化部印發了《集成電路產業“十二五”發展規劃》，我國集成電路產業有了突飛猛進的發展。然而，我國的集成電路設計水平還遠遠落后于產業發展水平。2013年，全國進口產品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產業，明確指出，要設立新興產業創業創新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數據、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領未來產業發展。2014年6月，國務院頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》，加快推進我國集成電路產業發展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設計人才是集成電路產業發展的重要保障。2010年，我國芯片設計人員達不到需求的10%，集成電路設計人才的培養已成為當前國內高等院校的一個迫切任務[1]。為滿足市場對集成電路設計人才的需求，2001年，教育部開始批準設置“集成電路設計與集成系統”本科專業[2]。

我校2002年開設電子科學與技術本科專業，期間，由于專業調整，暫停招生。2012年，電子科學與技術專業恢復本科招生，主要專業方向為集成電路設計。為提高人才培養質量，提出了集成電路設計專業創新型人才培養模式[3]。本文根據培養模式要求，從課程體系設置、課程內容優化兩個方面對集成電路設計方向的專業課程體系進行改革和優化。

一、專業課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業基礎課的教學。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設計的專業基礎課，為后續更好地學習專業方向課提供理論基礎。如果基礎不打扎實，將導致學生在學習專業課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結構、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內某些高校將這些課程設置為選修課，開設較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術專業就沒有開設“晶體管原理”這門課程，而是將其內容合并到“模擬集成電路原理與設計”這門課程中去。

2.課程開設順序不合理。專業基礎課、專業方向課和寬口徑專業課之間存在環環相扣的關系，前者是后者的基礎，后者是前者理論知識的具體應用。并且，在各類專業課的內部也存在這樣的關系。如果在前面的知識沒學好的基礎上，開設后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養計劃中，沒有開設“半導體物理”，直接開設“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎，很難進入狀態，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態時，如果沒有半導體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關。

3.課程內容理論性太強，嚴重打擊學生積極性。“專業物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業基礎課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數學基礎。而我們有些教師在授課時，過分強調公式推導以及電路各性能參數的推導，而不是側重于對結構原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數學基礎較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業課程體系。形成“4+3+2”專業課程體系模式：“4”是專業基礎課“專業物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業方向課“集成電路原理與設計”、“集成電路工藝”和“集成電路設計CAD”；“2”是寬口徑專業課“集成電路應用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優化和循序漸進的原則，根據學習每門專業課所需掌握的基礎知識，環環相扣，合理設置各專業課的開課先后順序，形成先專業基礎課，再專業方向課，然后寬口徑專業課程的開設模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養模式，也就是三個本科專業大學一年級、二年級統一開設課程，主要開設高等數學、線性代數、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數學、物理等基礎知識，為各專業后續專業基礎課、專業方向課的學習打下很好的理論基礎。從大學三年級開始，分專業開設專業課程。為了均衡電子科學與技術專業學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業基礎課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務，其目的是既能讓學生掌握后續專業方向課學習所需要的基礎知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設“電子器件基礎”、“集成電路原理與設計”、“集成電路設計CAD”和“微電子工藝學”等專業課程。由于“電子器件基礎”是其他三門課程學習的基礎，為了保證學習的延續性，擬將“電子器件基礎”這門課程的開設時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設計”課程設置96學時，由2位教師承擔教學任務。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為6～17周；再講授“CMOS數字集成電路原理與設計”的內容，課時量為48學時，開設時間為8～19周。大學四年級第一學期開設“集成電路應用”和“集成電路封裝與測試技術”等寬口徑專業課程，并設置其為選修課，這樣設置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業方面知識，為找到好工作提供有力保障。

2.優化專業課程的教學內容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養模式，專業課程要在大學三年級才能開始開設，時間緊湊。為實現我校集成電路設計人才培養目標，培養緊跟集成電路發展前沿、具有較強實用性和創新性的集成電路設計人才，需要對集成電路設計方向專業課程的教學內容進行優化。其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業基礎課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設計的基礎，因此，在“晶體管原理”中應當詳細講授MOS器件的結構、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業方向課程，教師不但要講授集成電路設計方面的知識，也要側重于集成電路設計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關內容的教學。實驗實踐教學是培養學生的知識應用能力、實際動手能力、創新能力和社會適應能力的重要環節。因此，在專業方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關電路等多種電路結構。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發學生的學習興趣。

三、結論

集成電路產業是我國國民經濟發展與社會信息化的重要基礎，而集成電路設計人才是集成電路產業發展的關鍵。本文根據調研結果，分析目前集成電路設計本科專業課程體系存在的主要問題，結合我校實際情況，對我校電子科學與技術專業集成電路設計方向的專業課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業課程體系，并對專業課程講授內容進行優化。從而滿足我校集成電路設計專業創新型人才培養模式的要求，為培養實用創新型集成電路設計人才提供有力保障。

參考文獻：

[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設計人才培養課程體系改革[J].電氣電子教學學報，2010，（5）.

[2]方卓紅，曲英杰.關于集成電路設計與集成系統本科專業課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設計專業創新型人才培養模式探索[J].電力教育，2013，（28）.

[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J].教育與教學研究，2008，（22）.

篇8

“模擬電子技術”是電子信息類專業的重要學科基礎課程。該課程內容豐富,既有模擬電子技術的理論分析,又強調模擬電路的工程性和實踐性;既要掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路及其分析方法,又要求對電路進行定性分析和近似分析,學會辯證、全面地分析問題和解決問題。通過本課程的學習,培養學生繼續深入學習和接受電子技術專業知識的能力,培養學生系統的觀念、工程的觀念、科技進步的觀念和創新意識,學習科學的思維方法。因此,普遍認為該課程“入門難”,在教學過程中各個知識點的銜接以及各個教學環節的配合十分重要。

二、課程結構與基本教學要求

“模擬電子技術”是電子信息類專業及其重要的學科基礎課程之一,“電路分析基礎”是與其直接相關的先修課程,此外還包括“高等教學”和“普通物理學”等相關課程。“數字電子技術”、“電子線路課程設計”、“高頻電子電路”、“半導體集成電路基礎”等后續課程與本課程密切相關,傳感器原理、嵌入式系統以及畢業設計等也與本課程的聯系比較緊密。結合電子科學與技術、微電子科學與工程的專業特點,在本課程教學過程中,我們注意本課程與后續課程的內容銜接,盡量避免復雜的公式推導,注重分析問題能力的培養。

1.課程的基本結構。為使學生對電子電路建立起系統的觀念、工程的觀念和創新意識。首先,要培養學生分析問題的能力,使其“會”讀圖,能對電路進行性定性分析,其次,要求能夠進行定量計算。以我院電子科學與技術,微電子科學與工程兩個專業為例,“模擬電子技術”教學計劃共64學時,其中56學時為課堂理論教學,8學時為實驗教學。為進一步培養學生的動手能力,隨后安排2周的電子電路課程設計,作為實踐環節的補充。經過比較甄別,采用文獻[1]作為基礎教材。教材遵循“先器件后電路,先小信號后大信號,先基礎后應用”的規律編排內容,為相關課程的學習打下較好基礎。在應用方面,是圍繞信號的放大、運算、處理、轉換和產生來介紹。

2.本課程的教學內容。在教學內容安排上,除去緒論部分,筆者將課程內容分成4個單元,如表1所示。第一單元講述常用半導體原理,及其與分立元件組成的放大電路的原理;二、三單元分別為集成運算放大電路的原理及其應用;關于直流穩壓電源的內容為第四單元。其中每個單元安排2學時的實驗課程,分別為三極管放大電路(單級、差分)、運算電路、反饋放大電路和直流電源,考慮與實踐環節“電子線路課程設計”的銜接,僅安排驗證性實驗。

三、教學模式的改革思路

1.優化教學內容。我們以所選用教材為根本,考慮教學學時有限,以及相關知識點的銜接,對教學內容做了一些優化。如表1所示,第一單元內容包括半導體器件及其基本放大電路,以雙極性器件為主,單極性器件的學習做好與后續課程銜接即可。其中多級放大電路部分主要講述差分放大電路;考慮知識點的連貫性,特別是把教材第9章關于功率放大電路的內容作為分立元件放大電路的應用,與多級放大器的輸出級部分一起講授。在此,要特別注意本課程“入門難”在該部分教學內容中充分體現;例如關于PN結單向導電特點,應避免復雜的理論和公式推導,在教學時可先由線性電阻的雙向導電性對比PN結的單向導電性,比較其伏安特性曲線,使其特點一目了然。隨著信息技術的發展,集成放大電路的應用越來越廣泛。學習第二單元集成放大電路的原理及特點,特別要注意與后續課程“半導體集成電路基礎”的銜接,關于集成放大電路的原理此處應重視其外特性,重點分析集成放大電路的頻率響應和放大電路中的反饋。第三單元,集成運算放大電路的應用,包括基于集成運算放大器的信號運算與處理以及波形發生與轉換電路。此處應注意與“高頻電子線路”課程的銜接,波形發生電路重點講述RC正弦波振蕩電路即可,在內容上要避免不必要的重復。第四單元,直流穩壓電源,講述小功率整流濾波電路和串聯反饋式穩壓電路,并安排2學時的實驗。考慮到在本課程的教學過程中,已將關于電子線路讀圖的方法穿插到相關章節;沒有單獨安排第11章“模擬電子電路的讀圖”的教學內容。

2.合理安排相關知識點的教學順序。為培養學生綜合應用所學知識解決問題的能力,要明確“學以致用”的道理;即學習器件原理的目的是為了組成功能電路。遵循這個理念,合理安排相關知識點的教學順序,深刻領會知識點的內涵是教學過程中一個重要環節。首先,針對第一單元知識點的教學順序做了一些調整。在學習三極管基本原理后,接下來便是三極管基本放大電路的學習;其次,考慮為CMOS集成電路的學習打下基礎,關于場效應管原理其基本放大電路的學習雖非重點內容,但卻是必不可少的。另外,關于差分放大電路以及互補輸出電路的學習,需注意與集成運算放大電路的關系。第三單元分析非正弦波發生電路是一個難點,在教學過程中應引導學生應用“電路分析基礎”課程“RC電路三要素法”定理分析非正弦波發生電路工作原理,則問題可迎刃而解。“電路分析基礎”課程中所學“電流節點定律”、“電壓回路定律”、“線性電路疊加原理”、“戴維寧定理”和“諾頓定理”等理論是從事模擬電子線路分析的基本定理,必須牢記。

3.完善多媒體教學課件,做好板書與多媒體教學相結合。多媒體教學以信息量大、圖文并茂等優點,在當前電子信息類專業課的教學已普遍采用,很多教材配套多媒體課件,甚至出現在課教學過程中完全丟棄板書的現象。但必須注意多媒體教學節奏快,學生很難有時間做課堂筆記,容易產生“夾生飯”。對此,我們首先完善了與教材配套的多媒體教學課件,根據上文3.1和3.2所述優化教學內容和知識點順序,特別參考相關文獻對一些知識難點分解、細化,經過近3年的不斷完善基本形成具有特色的“模擬電子技術基礎”多媒體課件。同時,對一些比較適合板書講解的知識點,注意做好傳統板書與多媒體相結合;例如二極管整流濾波、放大電路圖解分析法、放大電路交流等效電路、非正弦波發生電路的過程分析等,在講解過程中通過板書一步步地畫出相關波形有利于充分理解其內涵,培養學生的學習興趣、增強學生的自主學習和實踐動手能力。

4.以能力培養為導向,充分調動學習主動性。以能力培養為導向,注重學生的綜合素質與創新能力的提高。探索師生互動的課堂教學模式,提倡和鼓勵學生自主學習,讓學生真正參與教學。以應用為背景,采用提問的方式,激發學生學習興趣,破解本課程“入門難”的問題。在一輪教學過程,按照“回顧要點—提出問題—分析問題—當堂小結”的順序組織授課內容,除了要求完成相應的作業題目,每個知識點均設計1~2題小結性質的問題進行提問,并引導學生當堂解答,或作為課后作業在下次課隨機抽取學生講述該題目的解答,鼓勵學生發表見解,大膽質疑。以此使學生充分參與教學,激發學習興趣,調動其學習積極性。

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關鍵詞： 電路仿真；Protel；實驗教學

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0720039-02

隨著計算機仿真技術的迅速發展和不斷完善，電子線路的設計由原來的人工手段步入電子設計自動化的（EDA）的時代。采用虛擬仿真手段，使電子線路設計人員能在計算機上完成電路的功能設計、性能分析和測試，直至印刷電路板的自動設計，已成為一種發展的必然趨勢。如何將實物實驗和理論教學有機結合，一直是個難題。在計算機輔助教學廣泛推廣的今天，這個問題得到了解決。本人結合多年的教學工作，在這些方面進行了一些探討，現介紹如下：

1 計算機輔助設計

目前，電子設計自動化（EDA）軟件呈現多樣化，功能越來越強大完善。流行的通用EDA軟件主要有ORCAD、EWB、Protel等，其中ORCAD仿真技術出現早，功能強大，適合于對復雜電路進行全面的分析優化；EWB電子工作臺短小精悍，直觀易用；Protel綜合性好，使用范圍最大，普及率高，非常適合作為電路設計和電子線路教學的輔助教學仿真軟件。而且，掌握好Protel軟件的使用，使學生能為將來的學習和工作打下扎實的基礎。實踐證明，使用Protel 99SE進行電子線路仿真，使得電子技術實驗更加直觀，極大的提高教學效果和學生的實驗興趣。

借助計算機輔助設計CAD（computer aided design），可將人的創造能力和計算機的高速運算能力、巨大存儲能力和邏輯判斷能力很好地結合起來，在開發工程、產品設計中，有許多復雜的數學分析和數值計算任務，需要提出多種設計方案，并進行綜合分析比較與優化，還要給出工程圖樣及生產管理信息等，這些均可以交給計算機完成。設計人員則可對計算、處理的中間結果做出判斷、修改，以便更有效地完成設計工作。計算機輔助設計能極大地提高設計質量，減輕設計人員的勞動，縮短設計周期，降低產品成本，為開發新產品和新工藝創造了有利條件。

2 Protel 99SE電路仿真工具

Protel 99SE是目前非常流行的電子線路EDA軟件，它不但在繪制原理圖、PCB印刷板布線等方面功能完備，而且它為用戶提供了功能強大、使用方便的電路仿真工具。它可以對當前所畫的電路原理圖進行即時仿真，在設計電路的整個過程中都可以仿真查看和分析其性能指標，能及時發現設計中存在的問題并加以改正，從而更好地完成電路設計任務。還能在電子線路教學仿真實驗中，將抽象的理論公式和直觀實驗觀察有機結合，極大的提高教學效果。在Protel 99SE中，集成了一個功能強大、支持模數混合信號仿真的工具軟件SIM99，它同SCH99緊密結合，使得電路設計者能夠在電路原理圖上直接進行仿真操作，觀察電路工作情況，如檢查電路中的錯誤，修改元件的參數值等，觀察欲了解的電路節點信號，最終達到理解電路工作原理的目的，設計出性能優越，功能完善的電路原理圖。

Protel 99SE電路仿真軟件具有豐富元器件庫，包含有各種各樣的分立元件和集成電路元件。這些器件庫有常用的電阻、電容、二極管、三極管、MOS管、單結晶體管、晶振、開關和變壓器等分立元器件，同時還有大量的數字器件和其它集成電路器件，如74系列、CMOS系列、運算放大器、比較器和數/模和模/數轉換器（ADC，DAC）等。在Protel 99SE中，使用者可以在圖紙的任意位置上放人元器件。元器件的放置方向是任意可調的，其屬性是可以編輯的，元器件的屬性包括元器件的封裝、標號、管腳號定義等只要確定起始點和終止點，Protel99SE就會自動地在原理圖上連線，連線可以任意角度切換，使得設計者在設計時更加輕松自如。同時該軟件具有豐富的信號源，包括基本信號源、直流源、正弦源、脈沖源、指數源、單頻調頻源、分段線性源，同時還提供了齊全的線性和非線性受控源。具有足夠的仿真模型庫，這些器件庫有常用的電阻、電容、二極管、三極管、MOS管、單結晶體管、晶振、開關和變壓器等分立元器件，同時還有大量的數字器件和其它集成電路器件，如74系列、CMOS系列、運算放大器、比較器和數/模和模/數轉換器（ADC，DAC）等。這些元器件可滿足用戶的一般需求，同時它還提供了一個開放的庫維護環境，用戶不但可以方便地修改原有器件模型，而且還可以創建新器件模型，以滿足設計與實驗的需求。Protel 99SE還提供了電氣法則測試，在原理圖全部設計完成后，為了確定原理圖的正確無誤，可以執行電氣法則測試操作。該操作可以測試用戶設計的電路是否存在錯誤，程序自動進入文本編輯器并生成相應的測試錯誤報表，系統會在原理圖中發生錯誤的位置設置紅色符號，提示錯誤的位置，方便用戶進行修改。改正錯誤后，再進行電氣法則測試，直到報告文件中不出現錯誤的標記，這樣我們完成了初步的電路原理圖的設計工作。

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關鍵詞：電路與模擬電子技術；教學實踐；心得體會

作者簡介：王玉菡（1981-），女，河北衡水人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，講師；楊奕（1970-），男，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，副教授。（重慶400050）

基金項目：本文系重慶市教委高等教育改革重點項目（項目編號：112003）的研究成果。

中國分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）12-0091-02

“電路與模擬電子技術”是高等工業學校本科計算機及其應用專業和電子類相關專業必修的一門技術基礎課，是把“電路”和“模擬電路”兩門課程合成一門的課程，同時調整了教學要求，教學學時也相應進行了壓縮。課程的主要任務是通過講授電路理論和電路分析方法、電子電路的分析和初步設計方法，使學生獲得必要的電路分析和模擬電子技術的基本理論、基本方法和基本技能，了解電子技術發展的概況，初步掌握電子電路的分析、設計方法，為學習后續課程打下基礎。為提高教學質量，本文主要結合課堂教學實踐，闡述了筆者對教學方法改革的認識和一些具體做法。

一、“電路與模擬電子技術”教學中存在的難點分析

1.如何合理分配學時

“電路與模擬電子技術”課程分電路基礎和模擬電子技術兩部分，教材編寫通常是按80學時左右編寫，重慶理工大學選定的教材是由西安電子科技大學出版社出版，江曉安老師編寫的，本科教學理論學時數為64學時。如何針對僅有的學時，合理分配教學內容，使學生準確理解并掌握課程的內容，是本課程教學需解決的一大問題。

2.如何突出把握重點

“電路與模擬電子技術”課程內容多，要讓學生在短時間內掌握知識，就要求教師在講授課程過程中，突出重點內容，便于學生課下自學和復習。

3.如何緊跟時代步伐

“電路與模擬電子技術”課程教材體系滯后，不能夠與時俱進。在電子技術飛速發展的當今，現有教材沒有任何關于EWB仿真的內容，沒有把計算機輔助分析融合到教學中。

4.如何提高學生興趣

俗話說：興趣是最好的老師。就算是再難的課程，只要有興趣，肯堅持學習，就一定能學好。關鍵是如何調動學生的學習興趣？這就要求教師上課要靈活，不能上死課，要多聯系實際，把抽象問題具體化，把復雜問題簡單化，把理論問題生活化，給學生體會知識的機會，只有感同身受，才能印象深刻。

二、改進教學方法

1.綜合教學，化難為易，合理分配學時

課堂時間是短暫的，要在短時間內讓學生明白一些概念和問題就需要教師抓住所講內容的內在聯系，以點帶面，舉一反三，綜合運用相關的知識進行講解。因為這些知識點之間是有聯系的，通過多角度、多視角聯系和講授知識，可以使學生印象深刻，進而掌握知識點。經過筆者多次課程實踐教學發現學時數最好的分配是：電路部分24學時，模擬部分40學時。因為電路部分的內容，包括電路基本概念和定律以及電路的分析方法、電路的暫態分析以及正弦穩態電路分析，學習起來并不費力，很多內容學生在“大學物理”、“高等數學”、“復變函數”等課程中都有所接觸，是有基礎的，即使自學也可以很好的掌握。而模擬電路部分內容，由于涉及到微觀粒子的運動、特性曲線以及工程中的近似等效等內容，對學生來說比較生疏，需要多花時間慢慢講解，很多學生自學也是完全不懂得。因此實踐證明講授這門課程，采用“前緊后松”的教學節奏，要把前面的進度稍稍加快，進入模擬電路部分后，就要慢慢講授。

2.善于引導，因材施教，突出把握重點

教師在臺上固然是授課者，但是學生也不應只是被動接受者。授課是個交流的過程，教師要會講，善于講，善于觀察學生的反映，適時調動起學生的積極性。筆者在教學實踐過程中，講每一章內容時，都會先告訴學生本章的重點。并以“了解”、“理解”和“掌握”三個詞來區分一章內容的輕重。在講課的時候，只需了解的內容讓學生自學即可，重點講授需要理解和掌握的，突出重點，這樣學生學習起來就有了層次感。例如講授第六章放大電路分析基礎時，因為時間有限，通常只著重介紹三極管放大電路及其分析，場效應管放大電路的分析作為了解和自學的內容，這樣學生學習起來就會把主要精力放在三極管及其放大電路的學習上了。只要把三極管及其放大電路學習好了，就會運用同樣的分析方法去分析場效應管及其放大電路。

3.鼓勵學生，自己學習，建立良好課堂氣氛

由于課時有限，教師在教授過程中不可能面面俱到，所以適時安排一些內容自學，一方面可以更大限度地完成多一點的教學任務，另一方面也可以提高學生學習的積極性，變被動學習為主動學習，提高教學質量，是絕對的雙贏。例如在講第3章動態電路分析時，就只需要介紹電容元件的一階零輸入響應、零狀態響應以及全響應的求解過程，對于電感元件的類似電路就交由學生課下自學，讓學生上課講給大家聽，一個學生講完了，其余的學生還可以補充，大家一起學習，使得印象深刻，學習氣氛濃厚了，教學質量也就跟著提高了。

4.每章小結，重視作業，不斷深化知識

每章節的小結是為了回顧、總結這一章節的主要內容和知識重點，這樣做可以幫助學生掌握其內在聯系，理清所學知識的層次結構，形成知識框架；能夠促進學生掌握知識，總結規律，從總體上把握知識；能夠為學生下一步的學習架設橋梁，為下一節課做好鋪墊。所以說章節回顧在教學中有著舉足輕重的作用。對于教師，為了檢驗教學效果是否達到預期目的，為了強化和檢查學生對所學內容的理解、掌握程度，每當講解完一個新的知識點都應布置相應的習題，這也是對學生的一個督促。作為教師，也應該認真批閱學生的作業，分析作業的完成質量，進而了解學生理解的弱點，進行有針對性地備課準備，進一步改進自己的教學方法。

5.結合多媒體增加教學的直觀性和趣味性

多媒體課件在現在的教學中已經是不可缺少的了。“電路與模擬電子技術”作為一門重要專業技術基礎課，其特點是：理論性強，原理抽象，定理、定律、公式和概念多。如果只用傳統教學方法和手段，很難解決該課程中的“圖形、電路、圖表、原理圖、結構”等問題，必然導致知識傳授的枯燥無味，會使學生在學習過程中感覺困難，使學生積極性受挫，久而久之會使學生失去學習興趣，產生厭學情緒，不能按時完成教學任務，也難有好的教學效果。為此，除采用演示、實驗手段和語言鼓勵之外，還采用多媒體技術手段，通過新穎的、多樣的、生動有趣的畫面、圖像、聲音來展現教學內容，可增強課堂教學的形象性、生動性和趣味性，使學生激發起濃厚的學習興趣和積極性，產生強烈的求知欲望，加強教學效果。

6.增加EDA教學內容，與時俱進

EDA技術是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。現今，EDA技術日益成熟，已滲透到電子系統和集成電路設計的各個環節。為了讓學生了解電子技術的新發展，了解現代電路設計方法，了解日益發展的電路設計技術，跟上時代的步伐，掌握最基本的EDA技術，特增加這一部分的內容，拿出一個課時專門介紹EDA技術基礎、EWB軟件、可編程模擬器件及應用，將計算機輔助分析融合到具體的教學內容中。

7.加強實踐教學，培養學生的動手能力

理論需聯系實際才會有意義，學生學習的最終目的也是學以致用。所以需要加強實踐教學，培養學生的動手能力，增加綜合實驗內容，將有內在聯系的實驗內容組合到一起，以加強綜合能力的培養；同時注意在訓練的過程上增加梯度，由淺入深，增加中大規模集成電路的實驗內容。隨著電子技術的發展，中大規模集成電路的應用越來越廣泛，如課堂上只講授器件基本原理，難以解決實際器件的使用問題。因此，在實驗中加強了這方面的訓練，其目的是使學生從看懂芯片管腳圖功能表，理解電路原理圖，一直到電路的實現，以培養解決實際問題的能力。

三、教學成效

在教學過程中，結合傳統的教學方法，適當的引入多媒體教學，極大地調動了學生的學習積極性，避免了學生學習過程中的枯燥感，加深了學生對知識的理解和掌握程度。教師的教學過程也改變了以前的只教不學的模式，以學生為主體，充分地發揮了他們的主觀能動性，從被教授到主動學習，同時也增進了師生之間的交流。各種綜合性的實驗項目，很好地將理論和實踐結合起來，加強了學生的動手能力。實踐證明，在學生的后續學習中，學生的積極性和主動性都有所增強，學習成績也得到明顯的提升。良好的學習習慣和扎實的基礎使他們有足夠的能力去主動學習他們感興趣的知識，參加各種電子設計大賽。這既培養了他們的綜合能力，也為以后的工作積累了一定的經驗。

四、總結

總的來說，教學中存在的問題，主要還是教師這個Leader，要帶領好學生，掌控好教學的節奏，做到張弛有度，讓學生感受到知識的重要性，自發的學習，而不是為了考試而學習。筆者在“電路與模擬電子技術”課程的教學中不斷總結和探索，實踐證明了通過以上改革可有效提高教學效果，激發學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]高玉良.電路與模擬電子技術課程教學改革的實踐[J].長江大學學報,2008,(3).

[2]李心廣,王金礦,馬文華,等.計算機專業《電路與電子技術基礎》課程教學改革研究與實踐[J].湘潭師范學院學報,2008,(2).