集成電路課程設計
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集成電路課程設計范文第1篇
關鍵詞：高職教育；項目化教學；形成性考核
作者簡介：張麗（1981-），女，江蘇南通人，南通農業職業技術學院機電系，講師。（江蘇 南通 226007）
中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0051-02
“數字電路與邏輯設計”是機電專業中的一門專業基礎課，它的特點是邏輯性、實踐操作性強。它的先導課程有“電路分析”、“模擬電子技術”和“protel99SE”，后續課程有“單片機技術”、“家電原理”和“電子測量技術”，在整個學科體系中起著承前啟后的重要作用。
一、“數字電路與邏輯設計”課程設計的理念
以職業能力培養為出發點，應遵循“手腦并用”、“做學合一”、“理論與實際并行”、“知識與技能并重”的教學原則，突出以“能力為本位”的課程模式，以應用和就業為導向，以培養職業技能為目的。以學生為主體，教師為主導，才能充分發揮學生的自主學習積極性。把握學生的認知過程和接受能力的規律，注重對學生創新意識和創新能力、綜合意識與綜合能力、實踐意識與實踐能力的培養。以理論聯系實際為指導，重點提升學生運用知識的能力，使之養成良好的學習習慣，把握行為引導法促進學生能力提升的發展性教育理念。
二、高職教育及高職學生的特點
高職學生的特點是基礎知識薄弱、理論學習困難、學習情緒化、對感興趣的事物接受能力強。
高職教育的特點是面向崗位群，機電專業面向的崗位主要有：
生產現場操作及維修崗位：要求具有機電產品生產現場的工藝實施能力；機電工具設備的使用與操作能力；對機電產品進行裝配、檢測與調試的能力；要求儀表的使用、計算機測試、系統分析或產品故障分析的技術能力要強。
機電產品、設備安裝及調試崗位：能夠對機電設備進行安裝、調試、運行管理與設備維護，并能對一般控制系統進行維護與改造。
機電產品、設備技術管理及服務崗位：要求技術管理人員具備看懂機械圖紙和電氣圖紙的能力；具有機電一體化設備的使用、維護、管理能力，具有一定的生產管理、技術管理等知識。機電設備銷售與售后服務技術人員具有機電設備的原理、裝配工藝等知識，具有機電設備的檢測與維修能力。
三、“數字電路與邏輯設計”項目化教學的必要性
傳統的教學法是從知識點的掌握到電路的分析再到電路的設計，由局部到整體，自下而上。它以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心，忽視了學生積極性、主動性的發揮，實踐以模仿為主，突出技能性訓練，缺少設計性、創新性，教學效果不是很理想。
因此，必須根據不同的崗位職業能力要求，確定課程的職業能力目標：會用各種表示方法描述數字電路邏輯功能，會分析常用電路的功能；能完成數字電路的設計，能分析和排除電路中出現的故障；能通過對數字集成電路芯片資料的閱讀，了解數字集成電路的邏輯功能和使用方法；能熟練掌握數字電路中常用儀器儀表的使用；能畫出所設計的數字邏輯集成電路的電原理圖，能列出所設計的電路的元器件清單，會撰寫所設計電路的測試說明。
根據課程的職業能力要求確定課程的知識目標：掌握邏輯代數基礎知識；了解集成邏輯門電路內部構造；掌握組合、時序邏輯電路的分析設計；理解觸發器的工作特性；掌握脈沖波形的產生和整形；A/D及D/A轉換。
在此基礎上采用項目教學法，它是從實際問題出發來講電路的構造、元器件的選擇，再到知識的運用，由整體到局部，自上而下，宏觀把握，以學生為中心，以項目為中心，以實際經驗為中心，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的聯系，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識，增強課程內容與崗位職業能力要求的相關性，大大提高了學生的就業能力。
四、“數字電路與邏輯設計”課程設計思路
為落實以培養學生職業能力為目標的課程實施，給出課程總體設計思路：堅持以高職教育培養目標為依據，遵循“以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強化應用、培養技能”為重點，力圖做到“精選內容、降低理論、加強基礎、突出應用”。
課程設計以電子產品的制作為載體，以便于與企業共同開發該課程：項目一，聲光控制燈電路制作；項目二，競賽搶答器制作；項目三，電子生日蠟燭制作；項目四，流水彩燈制作；項目五，31/2位直流數字電壓表的制作。
項目的選擇以課程標準中的教學內容為依據，既與數字電路知識緊密結合，又能夠充分體現當前的工程實際情況，同時具有一定的創新空間，學生可以運用學過的知識進行創造發揮。
通過任務引領的項目活動將必備的知識、技能、行為、態度內化融合，使學生具備本專業的高素質勞動者和高級技術應用人才所必須的數字集成電路設計、制作與測試的基本知識和基本技能，同時培養學生愛崗敬業、團結協作的職業精神。
五、“數字電路與邏輯設計”教學內容的設計
該課程的總體目標：使學生具備本專業的高素質勞動者和高級技術應用型人才所必需的電子設計基本知識，具備靈活運用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能；為學生全面掌握電子設計技術和技能，提高綜合素質，增強職業變化的適應能力和繼續學習能力打下一定基礎；通過問題的解決，培養學生團結協作、敬業愛崗、吃苦耐勞的品德和良好的職業道德觀。
1.內容的選取
以項目二競賽搶答器的制作為例來說明：
根據總體目標確定該項目的知識目標、技能目標、素質目標。
知識目標：掌握編譯碼器知識、觸發器知識、計數器知識、脈沖波形的產生和整形知識、單穩態觸發器知識、復習邏輯代數知識。
技能目標：掌握編譯碼器、計數器功能、選擇連接及使用；掌握555定時器的連接及使用；運用仿真軟件畫仿真圖；具備查閱集成芯片產品手冊的能力。
素質目標：培養耐心細致的工作態度，培養嚴謹扎實的工作作風，培養學生競爭與合作意識。
2.教學內容的序化
（1）任務下達。將項目分解為五個子任務：譯碼電路的設計與制作、搶答電路的設計與制作、倒計時電路的設計與制作、聲響電路的設計與制作、控制電路的設計與制作。
以子任務搶答電路設計與制作為例。知識目標：學習掌握二進制編碼器、二進制優先編碼器、BCD編碼器、BCD優先編碼器。能力目標：掌握編碼器功能、選擇連接及使用、運用仿真軟件畫仿真圖、具備查閱集成芯片產品手冊的職業能力。素質目標：培養耐心細致的工作態度、嚴謹扎實的工作作風、競爭與合作的意識。
對該子任務進行分析：選手搶答情形即選手A首先按下按鈕，顯示屏上顯示A搶答成功，其他選手再按按鈕無效，選手A松開按鈕后，顯示屏上A搶答成功的狀態保持不變，直到主持人清零，進行下一輪搶答。搶答電路的重要功能：鎖存功能。既要能“鎖”，也要能“存”。“鎖”——其他選手，“存”——搶答成功的選手信息。通過類比的方式引入編碼的概念，對該任務進行仿真后下達任務卡。
（2）資訊。讓學生回顧以往解決相關問題的方法，給出用門電路實現的方法；讓學生檢索常用編碼器的數據手冊，通過手冊了解芯片的功能和基本使用，掌握編碼器的測試方法，通過測試加深對芯片的功能和使用方法的了解。
教學重點：二進制編碼器與優先編碼器的異同點。教學難點：編碼器的使用。對芯片進行測試后進行芯片用法分析。
（3）計劃決策。通過類似電路分析，啟發學生思路；引導學生討論該任務中編碼器的選型，分析采用二進制編碼器設計的缺陷；重點討論如何解決優先編碼器的硬件電路已經固定好的優先級；深入各小組聽取學生決策意見；根據任務要求，各小組討論出任務實施方案，設計出系統框圖，指導老師確認方案的可行性。
（4）任務實施。任務的實施過程主要以學生為主體，學生三人一組，將學習能力較好、中等、較弱的學生合理分配到各組，教師指導、答疑。
（5）檢查評估。根據各小組的演示給出綜合評價（部分實現、全部實現、有創新功能）；抽取設計較佳和較差電路進行點評；教師給出優化電路，要求學生課后進行分析。
3.教學手段、方法
項目二的教學方法：基于問題教學法 （從實際問題搶答競賽出發）；基于興趣的教學法 （向學生進行任務的虛擬仿真flash演示）；理論實踐二位一體教學法 （編碼器功能知識的掌握與電路搭建）；可視化教學法（芯片功能的測試將傳統測試方法與專用的數字芯片測試儀結合）；小組討論法（3人分組）；啟發式教學法（任務分析部分）；類比教學法（編碼概念引入部分）；探究法（任務實施過程中）。
本門課程教學手段、方法：任務驅動法、行為導向項目教學法；工學結合，現場教學法（項目中每個任務的綜合）；傳統教學手段（講解法、示范法、模仿法、練習法）；多媒體教學手段（PPT課件、flash仿真、網絡教學及互動平臺）。
六、“數字電路與邏輯設計”考核評價方式
建立終結性評價和過程性評價相結合的評價方式。終結性評價中知識考核占30%，綜合考核占70%。過程性評價以項目為單位，其中教師評價占40%，學習檔案占30%，小組評價和自我評價各占15%。
七、總結
以職業崗位活動調研為前提進行職業能力需求分析；以職業能力需求分析為導向確定課程職業能力目標；根據職業能力目標的需求確定知識目標；根據崗位工作過程和認識規律構建教學模塊；以職業能力訓練項目作為課程目標和教學內容的載體；以真實的職業活動實例作為訓練素材；通過項目教學真正實現“教、學、做”三者的融合；建立以形成性考核為主的課程考核體系。
參考文獻：
[1]胡錦.數字電路與邏輯設計[M].第2版.北京：高等教育出版社，2002.
集成電路課程設計范文第2篇
關鍵詞：數字電路與邏輯設計；教學方法；教學質量
1 課程的現狀
在高速發展的電子產業中數字電路具有較簡單又容易集成的特點，是集成電路設計的基礎。數字電路又是現代電子技術、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術的基礎。因此，《數字電路與邏輯設計》是電子、通信、計算機、自動化等專業的重要基礎課程，其理論性和實踐性很強。
在當今信息數字化時代，隨著CMOS工藝的發展，式子電子技術中TTL的主導地位被撼動。在工程實踐中，數字電路的文本描述已逐漸取代圖形描述。FPGA/CPLD器件的大量應用，也改變了數字系統的設計理念、設計方法，使數字電子技術開創了新局面，不僅規模大，而且將硬件與軟件結合，使器件的功能更加完善，使用更靈活。因而，數字電路的教學內容也需要不斷更新與改進，已適應人才培養的需要。
對以電工基礎及電子電路為基本的理論基礎知識，由于其邏輯性極強、極具抽象性、并枯燥無味，對該門課程有極大興趣的學生不多，大部分學生都感到難學、學不懂、不會學，對各種電子產品的結構特別是在電路結構、電路工作原理分析方面，更是覺得困難重重。由于缺乏學習興趣，學生的學習純粹是―種被動學習，也就是為了應付考試，最終的教學目的很難達到。
目前，大部分年輕老師都是直接從學生轉變為老師的。在講授這門課之前完全沒有任何教學經驗，更談不上實踐經驗了。所以在教學過程中只是在簡單完成教學任務，照搬書上的內容，沒有將這門課程與當今科研技術結合起來，對激發學生的學習興趣也并未起到積極的作用。在學校，數字電路與邏輯設計分為兩部分教學，分別為理論知識與實驗操作。大部分老師只承擔某一部分的教學工作，很少同時從事兩部分的教學工作。這樣的話，會使理論與實踐脫節，老師各講各的，學生的學習效率也會相應降低。因此，教師應該重視這一狀況。教師是否了解當前學科技術的前沿，能否更多地將當前新工藝、新電子元件、新儀器產品的使用等內容融入課堂教學是至關重要的。
考慮到上述現狀，針對學校專業特點和有關課程設置，改革數字電路與邏輯設計課程體系已經成為大家的共識。
2 提高教學質量和效果的策略
2.1 學生學習興趣的培養與提高
課堂教學是學校教育的基本途徑，面對有些學生注意力不夠集中，自律能力較弱的狀況，怎么樣使自己的講課更有吸引力，激發學生的學習興趣，這是很多教師關心的問題。針對以上問題，具體實施方案如下：
調研。采用無記名答卷調查以及課間交談等方式，及時了解學生心理狀態和學習狀態信息，對學生的電路基礎知識、學習興趣、知識獲得取向等進行統計和分析，為制定合適的教學計劃、選取恰當的教學內容和教學方式打下基礎。充分了解學生的心理狀態和學習狀態、現有的教學條件和實驗條件，為課程教學質量的提高提供理論依據。
激發動機，學以致用。具體內容的授課過程中，盡量將理論內容和實際結合，尋找與人們實際生活息息相關的數字電路，讓學生有種數字電路就在身邊的感覺，拉近與數字電路的距離，而不是將數字電路作為一門距離很遠的知識來學。
營造生動活潑的學習氣氛。不論是在課堂教學中還是課后與同學們的交流中，盡量從學生的角度出發，走到學生身邊，拉近與學生的距離，在教學過程中穿插一些幽默的語氣，適當的讓學生放松。
創設問題情境，讓學生廣開思路。在教學過程中，不是老師一味的講，適當的時候可以引導學生，讓學生自己思考。
關注學習過程，讓學生品嘗成功。積極關注學生參與學習的程度是教學成功的重要因素。沒有學生積極參與的教學應該是失敗的。教師在關注學生的同時，要積極創設機會讓學生體驗成功的。
2.2 教學過程中教學相長的互動性教學模式研究
這其實是一個在教學過程中以誰為主的問題，也是很多教師一直在探索的問題，大學專業課程基礎較寬、內容較豐富，要完全實施互動式教學模式會與課堂人數眾多以及課時的限制之間發生矛盾。目前一般數字電路基礎及專業基礎課程的教學，基本仍采用教師詳細講解每個知識點和例題的模式，這是解決上述矛盾的最方便直接但卻不是最好的方法。鑒于課時的限制，挑選合適的內容和時間逐步進行互動式教學還是切實可行的。除此之外，最大限度地將重要知識點、特別是在工程實際和深造過程中應用較多的知識點以應用實例體現出來，解決學生“有沒有用”和“怎樣用”的疑問，也調動起學生的學習積極性；條件允許還可進行實物演示，或提供多媒體材料（如教學錄像、flash等）、書面參考資料及電子資源，引導學生掌握科學的學習方法和嚴謹的科研思維方式，達到互教互學、學有所用、輕松愉快的學習效果。
在“教”環節，充分借鑒現有教改科研成果，形成本課程特色的教學方式，并在內容上恰當加入相關專業領域的科研成果、科研思想來豐富理論內容、拓寬知識面以掌握本專業領域發展現狀與趨勢，力求把枯燥無味的理論公式、物理概念和科研思路通過具體的數字電路實例表現出來；在“學”環節，積極引導學生在掌握好理論知識前提下，發展分析和設計數字電路的能力，形成“學有所用、學以致用”的科研思維方式，選取合適的內容在合適的時機采取學生分組討論并鼓勵他們走上講臺講述各自的理解，教師則加以肯定和補充，從而增強學生的學習積極性，逐步形成互動式教學模式。
對這門課程的知識體系、教學方法作進一步的研究，充分利用網絡資料，掌握數字電路領域發展現狀和趨勢，了解并借鑒相關學科的現有科研成果，并恰當運用于本課程教學過程、課后習題布置以及課程考核過程中，使其跟得上科學發展的步伐。借鑒國內外高校的先進教學模式，充分調動學生的學習積極性，選擇內容進行分組討論并鼓勵學生走上講臺、輔以教師補充，建立教學相長的互動性教學模式。
2.3 課程設計強化實踐能力的研究
本課程的突出特點是其應用性和工程實踐性，因此需要通過各種實踐教學手段和措施提高學生的認知和應用能力。在課程快結束時可安排課程設計環節，培養學生運用課程中所學到的理論知識與實踐技能，獨立地解決實際問題。可以設計傳統的一些數字電路，例如：聲控器、溫控器、交通控制燈、序列碼發生器和頻分計等。學生也可以發揮自己的創造力對這些題目進行改進，擴展它們的功能，或者學生可以對自己感興趣的數字電路進行研究以及利用所學知識設計某種功能的數字電路。通過課程設計，提高學生獨立進行電路調試和分析能力，培養學生接受新事物的能力，開發學生運用所學知識解決實際問題的技能。
根據教學大綱要求，課程配套實驗屬于驗證性實驗，這對學生科研動手能力和知識掌握程度的要求并不高，而學生對不同知識點或實驗的掌握理解和興趣不盡相同，對課程中物理概念的理解以及是否需要更深入探索的需求也不一樣，因此按照學生的上課情況及基礎掌握程度進行分組課程設計，并針對各組按情況給出難度適中的課程設計題目或要求，通過團隊合作來設計數字電路系統并對實驗現象進行解釋和解決，這樣非常有助于學生加深理論知識理解和鍛煉理論聯系實踐、團隊協作的能力。
大量引入實際范例以激發學生的學習興趣，從而讓學生從被動學向主動學轉變，鼓勵學生積極思考、勇于探索、勤于實踐，利用所學理論知識，能對實際應用進行分析和解釋，從而加深對課堂理論知識的理解，達到“在課堂上學理論，在實踐中習真知”的效果；通過增加課程設計環節培養學生設計特定功能器件的能力。
2.4 合理靈活的考試機制探索
歷年的考核方法教師沿用了期末結合平時成績的形式，期中成績占30%，期末成績占70%。從歷年的教學經驗來看，這種考核機制存在嚴重的弊端。許多學生為了能拿到高的平時分，相互抄襲現象非常嚴重，但是老師在認定抄襲上相當困難，所以不能單純從作業情況來評定一個學生的平時成績。很多學生平時不認真預習，上課不認真聽講，課后不認真復習，為了應付期末考試，到考前臨時抱佛腳，把過多的時間和精力放在套題和猜題上。集中考前幾天時間把歷年試卷看下，有的甚至直接背下答案。這樣的話，這門課的學習以及教學目的并未真正達到。而且這種考試機制下，會導致老師在教學過程中想到的只是怎么提高學生的期末成績，素質教育已拋到腦后。基于上述情況，教師改變這種傳統的考核機制，結合多種考核形式，綜合評定學生，具體方案如下：擴到平時成績的比例，可適當擴到50%，平時成績包括平時作業、課堂測驗、設計作業以及附加分。不單純的以作業情況計算平時成績，而是在教學過程中，隨機的進行課堂測驗，當場交，將每次測驗成績計入平時分；在結束這門課程之后，學生利用所學知識對某個實際數字電路進行分析或者設計某個數字電路，以大作業的形式上交，并計入平時成績；最后，還可以在課堂練習的時候，給優先得到正確結果的學生相應獎勵，比如平時分加5分。在期末考試出卷上，可以邀請外校相關學科的老師出卷，這樣避免每年試卷題目都相似，也遏制學生背題、猜題的想法。
集成電路課程設計范文第3篇
2001年我國新增“集成電路設計與集成系統”本科專業，2003年至2009年，我國在清華大學、北京大學、復旦大學等高校分三批設立了20個大學集成電路人才培養基地，加上原有的“微電子科學與工程”專業，目前，國內已有近百所高校開設了微電子相關專業和實訓基地，由此可見，國家對集成電路行業人才培養的高度重視。在新形勢下，集成電路相關專業的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學輕互動”的傳統人才培養模式已不再適用。因此，探索新的人才培養方式，改革集成電路設計類課程體系顯得尤為重要。傳統人才培養模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學學時安排上略見一斑。例如：某高校“模擬集成電路設計”課程，總學時為80，其中理論為64學時，實驗為16學時，理論與實驗學時比高達4∶1。由于受學時限制，實驗內容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結構，且實驗所涉及的電路結構、器件尺寸和參數只能由授課教師直接給出，學生在有限的實驗學時內僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據所學理論動手設計電路結構，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優化設計等環節，使得眾多應屆畢業生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設計的能力。“重教授、輕自學、輕互動”的傳統教學方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關注知識的傳授，忽略了發揮學生主動學習的主觀能動性，導致教師教得很累，學生學得無趣。
2集成電路設計類課程體系改革探索和教學模式的改進
2014年“數字集成電路設計”課程被列入我校卓越課程的建設項目，以此為契機，卓越課程建設小組對集成電路設計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學改革，運用多元化的教學組織形式，通過合作學習、小組討論、項目學習、課外實訓等方式，營造開放、協作、自主的學習氛圍和批判性的學習環境。
2．1新型集成電路設計課程體系探索
由于統一的人才培養方案，造成了學生“學而不精”局面，培養出來的學生很難快速適應企業的需求，往往企業還需追加6～12個月的實訓，學生才能逐漸掌握專業技能，適應工作崗位。因此，本卓越課程建設小組試圖根據差異化的人才培養目標，探索新型集成電路設計類課程體系，重新規劃課程體系，突出課程的差異化設置。集成電路設計類課程的差異化，即根據不同的人才培養目標，開設不同的專業課程。比如，一些班級側重培養集成電路前端設計的高端人才，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、集成電路系統與芯片設計、模擬集成電路設計、射頻電路基礎、硬件描述語言與FPGA設計、集成電路EDA技術、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側重于集成電路后端設計的高端人才培養，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、CMOS模擬集成電路設計、版圖設計技術、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養模式中，加入實訓環節，為期一年，設置在第七、八學期。學生可自由選擇，或留在學校參與教師團隊的項目進行實訓，或進入企業實習，以此來提高學生的專業技能與綜合素質。
2．2理論課課堂教學方式的改進
傳統的課堂理論教學方式主要“以教為主”，缺少了“以學為主”的互動環節和自主學習環節。通過增加以學生為主導的學習環節，提高學生學習的興趣和學習效果。改進措施如下：
（1）適當降低精講學時。精講學時從以往的占課程總學時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環節重在使學生掌握扎實的理論基礎。
（2）增加課堂互動和自學學時。其學時由原來的占理論學時不到5％增至40％～50％。
（3）采用多樣化課堂教學手段，包括團隊合作學習、課堂小組討論和自主學習等，激發學生自主學習的興趣。比如，教師結合當前本專業國內外發展趨勢、研究熱點和實踐應用等，將課程內容凝練成幾個專題供學生進行小組討論，每小組人數控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學時的30％［3］。專題內容由學生通過自主學習的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學方式的改進，充分調動了學生的學習熱情和積極性，使學生從被動接受變為主動學習，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學習氛圍。
2．3課程實驗環節的改進
為使學生盡快掌握集成電路設計經驗，提高動手實踐能力，探索一種內容合適、難度適中的集成電路設計實驗教學方法勢在必行。本課程建設小組將從以下幾個方面對課程實驗環節進行改進：
（1）適當提高教學實驗課時占課程總學時的比例，使理論和實驗學時的比例不高于2∶1。
（2）增加課外實驗任務。除實驗學時內必須完成的實驗外，教師可增設多個備選實驗供學生選擇。學生可在開放實驗室完成相關實驗內容，為學生提供更多的自主思考和探索空間。
（3）提升集成電路設計實驗室的軟、硬件環境。本專業通過申請實驗室改造經費，已完成多個相關實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設計軟件，該系列軟件均為業界認可且使用率較高的軟件。
（4）統籌安排集成電路設計類課程群的教學實驗環節，力爭使課程群的實驗內容覆蓋設計全流程。由于集成電路設計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統一。本課程建設小組為了提高學生的動手能力和就業競爭力，全面規劃、統籌安排課程群內的所有實驗，使學生對集成電路設計的全流程都有所了解。
3工程案例教學法的應用
為提升學生的工程實踐經驗，我們將工程案例教學法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業環節。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設計為例，對該教學方法在課程中的應用進行詳細介紹。
3．1精講環節
運算放大器是模擬系統和混合信號系統中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產生到高速放大或濾波，都離不開不同復雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學生畢業后從事模擬集成電路設計的基礎。雖然多級運算放大器的電路規模不是很大，但是在設計過程中，需根據性能指標，謹慎挑選運放結構，合理設計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導著設計的各個環節和幾個比較重要的設計參數，如開環增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉換速率等。由于運算放大器的設計指標多，設計過程相對復雜，因此其工作原理、電路結構和器件尺寸的計算方法等，這部分內容需要由主講教師精講，其教學內容可以放在“模擬集成電路設計”課程的理論學時里。
3．2作業環節
課后作業不僅僅是課堂教學的鞏固，還應是課程實驗的準備環節。為了彌補缺失的學生自主設計環節，我們將電路結構的設計和器件尺寸、相關參數的手工計算過程放在作業環節中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學時，又提高了學生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設計和仿真實驗，運放的設計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設計指標布置在作業中，學生根據教師指定的設計參數完成兩級運放結構選型及器件尺寸、參數的手工計算工作，仿真驗證和電路優化工作在實驗學時或課外實訓環節中完成。
3．3實驗環節
在課程實驗中，學生使用EDA軟件平臺將作業中設計好的電路輸入并搭建相關仿真環境，進行仿真驗證工作。學生根據仿真結果不斷優化電路結構和器件尺寸，直至所設計的運算放大器滿足所有預設指標。其教學內容可放在“模擬集成電路設計”或“集成電路EDA技術”課程里［4］。
3．4版圖設計環節
版圖是電路系統和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設計不可或缺的重要環節。通過集成電路的版圖設計，可將立體的電路系統變為一個二維的平面圖形，再經過工藝加工還原為基于硅材料的立體結構。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設計不僅要滿足工藝廠商提供的設計規則，還應考慮到模擬集成電路版圖設計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設計等。其教學內容可放在課程群中“版圖設計技術”的實驗環節完成。通過理論環節、作業環節以及實驗的迭代仿真和版圖設計環節，使學生掌握模擬集成電路的前端設計到后端設計流程，以及相關EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設計的能力。
4結語
集成電路課程設計范文第4篇
關鍵詞:計算機電路基礎；課程建設；教學方法；專業基礎課；高職
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)11-2544-02
Exploration on Course Construction of Computer Circuit Foundation
JIANG Xiao-yan
(Nanjing Technical College of Spacial Education, Nanjing 210038, China)
Abstract: "Computer Circuit Foundation" as an important professional basic course of computer specialty, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire students’thinking, improve the ability of innovation will play an important role. Taking computer specialty of Nanjing Technical College of Special Education as example, this paper analyze problems in "Computer Circuit Foundation" course teaching. Also, it elaborates the course construction thinking" Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking." Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking. from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and so on.
Key words: computer circuit foundation; course construction; teaching method; specialized basic course; vocational collegeVocational school
“計算機電路基礎”課程是高職院校計算機類專業一門重要的技術基礎課程,是學生學好后續專業課的基礎。通過該門課程的教學，培養學生嚴謹科學地分析問題、解決問題的能力以及理工科學生的科學素養。可見，該門課程的教學意義重大，作用明顯。因此，如何提高此門課程的教學質量，合理地進行課程建設是一個十分有意義的課題。
1課程教學中存在的問題
作者對南京特殊教育職業技術學院計算機應用技術和計算機網絡技術這兩個專業進行了教學研究，從近幾年學生“計算機電路基礎”課程考核結果來看，成績很不理想，不及格率不僅要比其他專業基礎課程高，而且學生的平均分也不高。分析其原因主要有以下幾個方面：
1.1學生自主學習意識不夠、自信心不足
學生普遍反映“計算機電路基礎”課程的內容很抽象、難學，缺乏一定的學習興趣，甚至有一些在中學畏懼物理課的學生一看到課程名就產生了恐懼感，更不用說興趣了，也有一些學生不清楚其重要的專業基礎地位，沒有意識到學習該門課程的重要性，學習該門課程時缺乏主動性。以上這些原因增加了教師的教學難度。
1.2課時少與教學內容多的一對矛盾
“計算機電路基礎”課程具有很強的理論性和工程實踐性，其內容包含了模擬電子、數字電子、電路原理等方面的知識。在電類專業學科里，這三部分知識一般是分為三門課程專門學習的，然而限于培養目標、教學課時等客觀因素，我院計算機類專業將這三部分知識提煉融合為一門課程學習，課時僅有72學時，其中理論學時54，實驗學時18。因此，要想讓學生在有限的課時里掌握三部分知識，確實對教師和學生均提出了很高的要求。
1.3主講教師針對高職學生特征不夠，教學目標不夠明晰
總體來說，高職學生的形象思維一般強于邏輯思維，動手能力強于思辨能力，教師很難將較深的內容傳授給學生。因此，如果教師在教學過程中忽略了學生的這些特征，按照本科院校學生教學的話，則容易影響教學效果，導致學生的學習信心不足，教學目標也未能突出應有的職業能力和職業素養。所以，我們需要在對高職院校學生特征了解的基礎上，明晰教學目標，合理地進行課程建設。
2課程建設思路
2.1課程建設目標要適應人才培養目標
課程建設首先要明確其建設的目標。根據高職教育規律，突出實踐環節教學以及計算機類專業的培養目標、崗位需求、后續課程等，“計算機電路基礎”課程定位為專業基礎課，該課程為后續課程的學習打下堅實的基礎。因此，“計算機電路基礎”課程的一切建設與改革要按照計算機類專業應用型人才的培養目標，在保證學生掌握基本理論知識的前提下，以學生理解與應用知識為目標，理論教學與實踐教學相結合，側重培養學生綜合應用電路知識的能力。
2.2課程內容安排要符合高職教育特點
根據高職學生的一般特征，學生的基礎知識、就業崗位、和學習時間，以及專業人才培養目標，“計算機電路基礎”課程的教學內容要以應用為目的、以夠用為尺度。適當刪除內部結構、內部工作原理等理論性過強的內容以及一些陳舊的內容，減少模擬電路內容，增加數字集成電路和實用電路分析，增加實驗實訓內容等，這樣既使教學內容反映了學科的系統性，又適應了高職高專的教育特點，既提高了學生的實踐能力，又拓寬了知識面。
2.3注重教材建設
教材建設是課程建設的重要組成部分，在教材建設工作中，要合理選用符合高職高專教學內容的教材，對于重點及難點的內容要多補充給學生輔導材料。此外，由于各高職院校計算機類專業培養目標的不同，計算機電路基礎的教學內容也有所差異，教師可以將教材編寫納入課程建設，編寫適合所在院校專業培養目標的教材。
2.4教學方法與手段靈活多樣
“計算機電路基礎”的教學內容包括理論教學、實踐教學等環節，針對高職教育的特點，使學生在掌握基本理論知識的基礎上，重點加強實踐性環節的培養，突出動手能力，將教學內容優化組合的同時，也要采取一定的教學方法與手段以提高教學效果。
2.4.1運用多媒體輔助課堂教學
主講教師充分發揮課堂教學主渠道作用，充分運用多媒體輔助教學手段進行課程教學。制作多媒體課件，運用EWB、multisim電路仿真軟件仿真，使得課堂教學變得豐富多彩，有效地提高了學生的學習興趣，使難懂、理論性很強的課程變為生動形象的實踐性為主的課程，同時還大大提高了教學效率。
2.4.2采用多種教學形式
在課堂教學中，可以采用多種教學形式，提高課堂學習氛圍。如對于一些以記憶和應用為主的知識單元，采用以學生自學、練習為主，教師精講相結合的教學方法。比如，對于“邏輯函數的代數化簡”這部分內容，學生完全可以通過自學掌握內容，老師僅需稍加指點和講解即可。這樣，就使得這門課程課時少、內容多的矛盾得到一定程度的緩解，同時也培養了學生獨立學習的能力和積極性。在課堂上適當增設討論課、習題課，充分發揮學生的主動性和積極性，對熱點、難點問題進行深入的討論，讓學生將學習中遇到的問題及時提出來，不讓問題積累。通過習題課加強對所學理論知識的理解。
2.4.3構建網絡教學資源共享平臺
充分利用網絡，構建網絡教學資源共享平臺，建立網絡教學和課堂教學相結合的教學模式。教師制作多媒體教學資料，包括教學大綱、電子教案、電子習題集、電子計算機行業的新技術的介紹等，進一步向學生提供更加豐富實用的課后輔導、習題庫等內容，為學生自學提供完全的解決方案。
2.5加強實踐教學環節
實踐性教學是“計算機電路基礎”教學內容的重要部分，是培養學生綜合素質與能力的課堂。教師在實踐教學中要注重突出創新、技能培養，把理論知識融入到實踐教學中，使得實驗已不再僅僅是驗證性的一種形式，而是學生通過實驗，自主學習理解其理論。此外，在實踐中把技能培養作為核心，從萬用表的使用開始，到復雜的電路設計，使學生的技能逐漸提高。
2.6加強教師隊伍建設
在課程建設中，建設高素質的教師隊伍是關鍵，一支高素質的教師隊伍直接影響著課程建設任務的實現。只有教師具有先進的教學理念、合理的知識結構、較好的能力素養,才能促進課程建設。同樣，“計算機電路基礎”課程建設必須重視教師隊伍建設，要引導和鼓勵教師積極參加教學研究、科學研究，特別要注重教師的工程實踐鍛煉，進一步提高教學水平和科研能力。同時也要加強與其他高校科研合作交流，學習吸取先進經驗，進一步提高課程建設的水平。
3結束語
“計算機電路基礎”課程建設促進了計算機類各專業建設，其內容除了文章提到的幾個方面外，還包含很多方面，它是一個長期、不斷探索的過程，需要我們不斷探索。（下轉第2548頁）
參考文獻:
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集成電路課程設計范文第5篇
關鍵詞: 電路基礎網絡課程教學設計 設計步驟 總體框架
一、引言
隨著多媒體技術和網絡技術的迅速發展,現代網絡教育出現并日趨普及,現代教學在觀念、內容和手段上都發生了變化。學生在現代網絡教育中的角色,已經不僅僅是學習過程中的“聽眾”,而應該成為學習過程的“參與者”。這一點在具有很強的實踐性的電路課程學習中顯得尤為重要。
二、電路基礎網絡課程教學設計總體框架
網絡課程開發的關鍵是認真做好網絡課程的教學設計。在電路基礎網絡課程中,學生首次接觸到電路基本物理量、歐姆定律、電壓源和電流源等專業概念,這些概念較為抽象,如果學生對這些概念的理解不夠深入,將會對后續知識的學習造成困難。本課程的教學內容中既有電路基礎的基本理論、基本定律、基本概念,又有工程技術上的一些分析思想和方法,學生在學習這門課程時存在著一個逐步適應的過程。由于電學科迅速發展,該課程內容繁多,同時又要培養學生的思維能力和創造能力,因此在本課程的教學設計中教師必須遵循最優原則。教學設計由學習需要分析、教學內容分析、學習目標確立、教學策略制定、教學媒體的選擇、教學效果評價、反饋修改這七個步驟有機整合構成,如圖1所示。
三、設計思路介紹
1.學習需要分析
學習需要是指學習者學習方面目前的狀況與所期望達到的狀況之間的差距,也就是學習者目前水平與期望學習達到的狀況之間的差距。我院是高職高專類高校,在制訂教學計劃時把這門課程放到了一年級新生班,新生通過高中的知識儲備,具備了一定的基礎知識和專業知識。對于電路網絡課程來講,期望學生達到的狀況是進一步深化學習,全面掌握電路基礎知識,如電路的基本分析方法、幾種典型電路和電路的暫態分析,然后在此基礎上,熟練掌握電機與控制部分,最后了解電工的測量與供用電等實用技術。
2.教學內容分析
教學內容就是指為實現教學目標,學習者系統學習知識、技能和行為經驗的綜合。我們在網絡課程中采用“雙證融通”的教學模式,把教學內容與中級維修電工的國家職業技能(電路部分)要求相融通,便于學生在課程學習的同時取得相應的技能證書。本課程對照維修電工的典型工作環境來設計課程的每一個項目,通過每一個項目的學習,學生可以完成職業的一個典型的綜合性任務;通過若干個相互關聯的所有子項目的學習,使學生由淺入深、由易到難、由理論到實際應用地循序漸進地學習,同時各個內容之間相對獨立,方便學生任意選擇學習內容。
3.學習目標確立
通過本課程的學習,學生能使用常用電工儀器儀表對電氣線路進行測量,對交直流電氣線路進行分析,初步具備中級維修電工(電路部分)的職業技能,具備提出和解決問題的能力,逐步培養辯證思維和嚴格的科學作風,具有創新思維、創新能力和團隊合作精神,具備一定的電氣技術從業人員的職業素養,為后續的專業職業能力培養打下扎實基礎。
4.教學策略制訂
教學策略一般定義為對完成特定的教學目標而采用的教學活動的程度、方法、形式和媒體等因素的總體考慮。本課程的教學策略以工程實例為主,以工作過程為中心,采用任務驅動的理實一體化教學。所以我們應把本課程的教學內容分幾個項目模塊,每個項目下設若干子項目。教師應以項目作為載體,在完成每一個實訓環節的過程中幫助學生獲取經驗性知識,并滲透理論知識的講授,在完成數個任務的基礎上,再拓展相關技術理論知識,最后以技術理論知識指導各項目的完成。教師應通過資訊(教師布置工程項目任務、學生收集資料)決策(師生共同分析案例、討論解決方案)計劃(設計工作過程、確定工作步驟、擬定檢查與評價標準)實施(學生完成工作任務、共同分析并解決問題)檢查(工作完成后學生按照評價標準自檢)評估(學生演示并介紹完成過程,教師檢查并提出建議)等六個環節組織教學,拉近理論與應用的距離,注重學生職業能力的培養,以利于拓展學生的創新思路。
5.教學媒體的選擇
媒體是指信息在傳遞過程中,從信息源到受信者之間承載并傳遞信息的載體或工具。教學媒體是承載和傳播教學信息的載體和工具。教學設計中決定教學媒體選擇的因素有:教學目標、教學內容、教學方式等,它們對選擇什么樣的教學媒體來傳遞學習經驗具有重大影響,有些媒體激發學生的記憶,有些適合用來演示某種技能,有些適合理性經驗,有些適合感性經驗,學習者的感知、接受能力、知識狀況、智力水平、認知風格、先前的經驗、興趣、愛好、年齡等,都對媒體的選擇有一定影響。教師在教學過程中選擇與運用教學媒體考慮媒體與教學內容的統一性、媒體與教學方法的協調性、媒體與認知水平的相容性。本網絡課程主要采用文本、圖像和動畫三類教學媒體,以文本為主要教學信息表達形式。
6.教學效果評價
教學設計效果評價主要采用過程性評價和總結性評價兩種形式。過程性評價是在某項教學活動的過程中,為使活動效果更好而不斷進行的評價,教師通過它能及時了解階段教學的效果和學生學習的進展情況、存在問題等,以便及時反饋、及時調整和改進教學工作。
本課程不僅關注學生的學習結果,而且關注完成學習任務的全過程,注重過程評價。在教學組織過程中,教師和學生應共同對項目實施中的工作態度、協作精神、創新發揮、完成結果等進行成績評定。教師對教學評價應做到過程性評價與總結性評價相結合,并更多地關注學生自身的發展,激發學生潛在的學習動力。在此設計中采用學習完電路基礎網絡課程后,安排過程性測驗和總測驗兩種形式,以測試學生對教學內容的掌握情況。
7.反饋修改
反饋修改是教學設計過程中的重要內容,也是教學設計成果趨向完善的調控環節。通過反饋渠道,教師能及時了解階段教學的效果和學生學習的進展情況、存在問題等,從而不斷優化教學的內容和方法。
四、結語
一個良好的教學設計是網絡課程成功開發的一半。本文詳細介紹了電路基礎網絡課程的設計步驟:學習需要分析、教學內容分析、學習目標確立、教學策略制定、教學媒體的選擇、教學效果評價和反饋修改,并對這七個步驟進行逐一分析與設計,然后把它們有機地整合在一起,確立電路基礎網絡課程的教學設計內容,為網絡課程的制作提供指導意義。
參考文獻:
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