集成电路设计实验教学改革初探

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　　摘 要
　　为培养应用型集成电路设计人才，对集成电路设计实验教学改革进行了探讨，提出了改革的目的，并提出了具体的实施方案，从而进一步完善集成电路设计实验的教学体系，使得先修的理论知识与实践知识相互融合，加深对理论知识的理解，提高学生的创新能力和实践能力。
　　关键词
　　集成电路;实践教学;创新能力
　　中图分类号： G642                      文献标识码： A
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.18
　　0 引言
　　现阶段，集成电路是通信、多媒体以及计算机技术的核心之一，技术密集、竞争力强以及产值巨大是集成电路产业的优势。集成电路产业持续保持高速增长，技术创新能力不断提高，集成电路相关技术迎来了空前的发展机遇。集成电路设计是与最前沿科技紧密相连的一个方向，高校相关的课程也应与前沿科技紧密相连，更要注重理论联系实际，培养学生的科学思维能力和分析问题解决问题的能力，培养学生的创造力[1-2]。
　　集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。全国集成电路设计相关企业对于人才的需求也越来越严格，越来越需要应用型的、具有创造力的人才。因此，集成电路设计实验作为一门重要的专业实验课，在传统的实践教学内容基础上，对教学内容在“理论与实践相结合”方面进行探讨和实践，将理论课的知识从浅入深引入到实践教学中，让学生在实践中进一步加深理论知识的学习，同时利用理论知识指导实践结果的分析和改进，旨在培养学生创造性地运用知识、自主的发现问题、研究问题，并解决问题的能力[3-4]。
　　1 教学改革目标
　　集成电路设计实验是一门专业实验课，是为微电子专业学生在完成集成电路设计理论课程的基础上开设的一门实践课，培养学生运用Candece等EDA软件进行集成电路设计，熟悉集成电路设计流程，能进行电路级和版图级的设计工作，并能进行必要的检查和验证工作。针对目前实验内容与理论课程的知识联系不够紧密，项目组将根据集成电路设计的本身特点以及学生学习能力和兴趣的分析，提出“理论与实践相结合”的课程内容设置方案，并加以探讨与实践。具体的项目研究目标为：
　　（1）从课程自身的特点出发，优化实验内容，加强实验内容中基础理论知识的巩固和分析，实验内容可以来自先前理论课的电路雏形，鼓励学生积极思考，将理论知识通过实践教学加以复现并得以深化;
　　（2）通过有趣的实验内容，和丰富的课堂讨论形式，培养学生對集成电路设计实验的兴趣，逐步提高学生的专业技能和动手能力;
　　（3）通过具体集成电路的设计、仿真操作，培养学生发现问题，思考问题，解决问题的能力，提高学生的创新能力和实践能力。
　　2 研究内容
　　2.1 课程内容优化
　　在教学大纲指导下精心设计每一个实验的具体内容，以理论课程为指导，从浅入深，对实验内容进行适当调整和完善，尽量采用理论课堂讲解的电路进行设计仿真，使课程体系更全面更科学，更能贴近行业发展，更能体现学生的主动性。
　　2.2 采用课堂讨论进行专题研讨的教学方法
　　在实践教学模式中，师生互动有助于学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。每次实验之前，先就实验内容和学生展开讨论，一方面指导学生掌握当天的课程内容和要求，另一方面也带领学生复习了理论知识，只有理论知识清晰，才能高效开展实验任务。
　　2.3 指导学生撰写专题论文（报告）
　　在实践教学过程中，我们将传统意义的实验报告优化为“专题论文”，指导学生开展专题电路讨论，我们将最后一次实验定位综合型自由设计实验，由学生根据自己感兴趣的课题来查找文献资料，选择电路，进行研究，完成电路设计和仿真，最后完成专题论文的撰写，既学会了查阅科技论文，也学会了正规论文的书写方式，对今后毕业论文的撰写，甚至进一步的研究生学习，都有一定的帮助。
　　3 具体实施方案
　　为实现上述的教学体系改革目标，提出了以下实践教学体系改革方案：
　　（1）在实验课程开始之前，教师认真探讨教学大纲，对实验内容进行适当调整和完善，精心制定教学内容，选举最适合的实验电路，更能贴近行业发展，更能体现学生的主动性;将一部分实验内容设置为熟悉软件操作，一部分实验内容设置为集成电路基本理论的实验联系，一部分实验内容设置为具有一定创新意义的设计类实验，一步一步指导学生发现问题、解决问题;
　　（2）在实践课程的第一节，指导学生接触各类资料，指导学生查阅各类文献的方法，介绍每次实验内容，强化理论与实践相结合的重要意义;让学生明确课程改革的意义、目标、作用和操作步骤与方法，并制定合理的考核标准作为直接的激励机制，让学生真正认识到要从被动接受现成的知识转变为主动探索新知识，学生本人必须成为新知识的创造者;
　　（3）根据集成电路设计实验自身的特点，设立难度适当的创新性实验项目，改变以往教学中过多的软件熟悉内容以及模仿性的实验，而真正达到集成电路设计的目的;指导学生在完成创新性实验项目的基础上，撰写规范的设计报告。
　　4 结束语
　　集成电路设计实验课程主要提供学生一个实践平台，采用先进的集成电路仿真软件，将书本上的知识采用模拟的方法进行加深理解。该门课程既是电路、模拟电子技术、数字电子技术以及课程设计中所学知识的应用，又是与最前沿科技紧密联系的一门课程。以上对集成电路设计实验教学改革的探索，改变了以理论性教学为主的传统教学方法，加入了生动的理论联系实际的环节，不仅激发了学生的学习兴趣，更有助于提高学生的工程能力和创新能力。
　　参考文献
　　[1]李卫，方玉明，等.集成电路系列课程虚拟仿真实验教学研究，实验科学与技术，2017，Apr.2017，Vol15 No.2，73-75.
　　[2]余逸男.集成电路设计课程实验教学优化探讨，电子制作，2016，p29.
　　[3]陈东.开放性实验在数字电路教学改革中的应用研究[J].西安邮电学院学报，2011（16）：74-76.
　　[4]高大伟.集成电路设计与集成系统专业导论课的教学改革与实践，科技视界，2017（16）：117-11.
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