開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子學論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

電子學論文:成人教育電子學籍檔案管理論文

一、電子檔案的含義

電子檔案是指通過計算機磁盤等設(shè)備進行存儲，與紙質(zhì)檔案相對應(yīng)，相互關(guān)聯(lián)的通用電子圖像文件集合，通常以案卷為單位。電子檔案與傳統(tǒng)的紙質(zhì)檔案有相同的本質(zhì):都是文件存在的一種方式、都具有物理實態(tài)的特征、都是形成者真實活動的記錄，有參考利用價值，需要存檔備查。但相比之下電子檔案在記錄方式上有許多獨特的特性:即電子檔案依賴于計算機軟、硬件和數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其信息存儲量大大高于過去的各種信息介質(zhì)。而且便于存放、方便快捷，極大地提高了工作效率，信息可以實現(xiàn)共享且不受地域的限制。

二、成人教育電子學籍檔案管理的作用

首先，計算機內(nèi)存容量滿足大，可以滿足由于招生規(guī)模擴大而導致的學籍檔案數(shù)量迅速增加的需要。一臺配備電子檔案管理軟件的計算機就可以存儲歷年歷屆學生的學籍檔案，這樣就能夠安全高效地完成各級學生學籍檔案的日常管理。同時電子檔案管理通常情況下實行專人管理，檔案的保密性強，工作效率高。其次，由于電子檔案管理軟件具有搜索和查詢功能，管理人員可以隨時輸入查詢條件僅需幾分鐘甚至更短的時間就可以調(diào)取任何一個考生的信息。如果是傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式進行查詢往往需要數(shù)小時甚至更長時間才能找到，為管理人員節(jié)約了大量的時間和精力，既減少了檔案管理的成本，也大大提高了工作的效率。再次，利用計算機中某些軟件，可以對相關(guān)學籍信息進行分析處理，對每個學生的信息進行綜合處理，為學生加深對自身的了解、高校提高管理水平、用人單位找到更合適的員工和制定合理的用人計劃提供方便。

三、目前成人教育學籍電子檔案管理工作中存在的問題

1、成人電子檔案管理重視程度不夠。

一部分成教管理工作人員對學籍管理工作認識模糊，思想上只把成教當成普教的附屬品;還有少數(shù)分管成教工作的校領(lǐng)導和工作人員僅將它看成創(chuàng)收的渠道。這種思想導致許多軟件和硬件的配備都不能滿足電子檔案的管理需要，硬件設(shè)施不夠完善，不能按崗配備專門人才及檔案管理混亂等。

2、成人電子檔案管理仍然存在手段落后和模式陳舊現(xiàn)象。

雖然目前很多成人教育都采用了電子檔案管理方法，但實踐中還有許多高校的成人教育學籍電子檔案管理仍然采用的是傳統(tǒng)手工操作，沒有采用電子檔案管理，沒有配備專門的電子檔案管理軟件。有一些學校的學籍管理的常規(guī)性工作雖然也一部分使用了計算機，但也僅僅是采用單機操作，計算機的價值只是打印的工具而已。這些手段明顯落后于形勢，跟不上時展的需要，從而必然阻礙了工作效率的提高和成人教育事業(yè)的發(fā)展。

3、電子檔案管理存在忽視學籍檔案管理隊伍建設(shè)和人員培訓的現(xiàn)象。

成教學籍檔案管理工作是一項復雜的系統(tǒng)工程，要求成人電子檔案管理人員不僅要有過硬的專業(yè)素養(yǎng)，而且要把握工作中的準確性和原則性。隨著計算機系統(tǒng)軟件的不斷升級，要求電子檔案管理人員要不定期的參加系統(tǒng)培訓。但是實踐中，許多地方高校普遍存在著忽視學籍管理隊伍的建設(shè)的現(xiàn)狀，學籍管理人員存在著綜合素質(zhì)偏低、專業(yè)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)不合理等現(xiàn)象。高校只有緊緊圍繞當前時展對成人高等教育的新要求，徹底摒棄陳舊和落后的管理理念，將科學、先進、高效的管理理念引進到學籍電子檔案管理領(lǐng)域，才能有效地加強和完善學籍管理隊伍建設(shè)工作。

4、成人電子檔案管理存在著信息技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一些難題

如學籍管理密鑰升級過于繁復、網(wǎng)上黑客與病毒的客觀存在。而且電子檔案管理有其自己的特點，它是無形的東西，裝載在某種介質(zhì)上，并且必須通過計算機或其他“懂”得其組成規(guī)則的工具才能看得到它，沒有傳統(tǒng)檔案的直觀性等等?？梢哉f，保證電子文件的真實性和原始性的技術(shù)難題很多，這些因素都制約著學籍電子檔案管理水平。當然，電子檔案當前還處于發(fā)展的初級階段，需要不斷的改進和完善。

四、成人教育學籍電子檔案管理的具體措施

1.成人教育學籍管理需要引進一套規(guī)范、標準的學籍檔案管理軟件。

目前大部分高校使用的學籍檔案管理軟件是購買軟件公司開發(fā)的通用的檔案管理軟件，比較有實力的高校也可能根據(jù)本校的實際情況自行開發(fā)管理軟件。軟件公司開發(fā)的檔案管理軟件雖然設(shè)計的原理遵循了國家檔案實體分類法的規(guī)定，能夠基本適應(yīng)高校學籍檔案管理的需要，但是這類軟件更適用于文書檔案的管理。將其用于高校的學籍檔案管理比較牽強。而部分學校自行開發(fā)的軟件由于根據(jù)本校實際進行設(shè)計，所以比較適合本單位檔案管理工作。但自行開發(fā)的軟件分類標準卻欠規(guī)范。兩種類型都各有利弊，如何揚長避短?實踐中購買軟件的高?？梢栽谝M軟件時與軟件公司進行約定，要求開發(fā)人員根據(jù)本校實際，在原有通用軟件的基礎(chǔ)上做適當?shù)男薷?。而有條件自行開發(fā)軟件的高校，可以在基于本校工作實際的基礎(chǔ)上，嚴格按照國家檔案實體分類法的規(guī)定制定分類標準，使其在適應(yīng)自身學籍檔案管理需要的同時，更加標準和規(guī)范。

2.配備專職的成人學籍檔案管理人員，并加強管理人員的培訓。

首先，先進的學籍管理軟件需要掌握信息技術(shù)知識并能熟練操作使用這些管理軟件的專職管理隊伍才能實現(xiàn)發(fā)揮作用。要保障成人學籍檔案管理的現(xiàn)代化和信息化，不僅要大力提高學籍管理人員的知識水平及管理能力，尤其要管理人員具有熟練使用現(xiàn)代化辦公設(shè)施的能力。所以配備專職的成人學籍檔案管理人員至關(guān)重要。其次由于信息技術(shù)是不斷更新的，所以重視和加強對檔案管理人員的培訓和繼續(xù)教育也不容忽視。學籍管理人員必須及時學習新技能和新知識以提高他們的信息管理意識和水平，這樣才能更好地為本職工作服務(wù)。

3.成人電子學籍檔案管理需要建立網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)平臺以實現(xiàn)信息共享。

成人教育的學籍管理不僅部門自身需要查閱，各級教育主管部門也要在需要時對成人教育學籍檔案的相關(guān)信息進行查詢。如何提高辦事效率，減少重復勞動和查閱紙質(zhì)檔案的時間?這就需要建立網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)平臺以實現(xiàn)信息共享，實現(xiàn)成人教育學籍檔案相關(guān)管理模塊與教育主管部門的對接。各部門可以根據(jù)工作需要直接調(diào)用學籍檔案中的信息。

4.成人電子學籍檔案管理要注意學籍檔案的安全性和保密性。

成人電子學籍檔案由于教育系統(tǒng)分布廣泛，多個校區(qū)和工作站或總校與各分校及各分校之間都要進行相關(guān)信息的交流和傳遞，所以不可避免的具有一定的開放性。但是學籍檔案中又包含了很多如身份證號碼、聯(lián)系方式及家庭住址等涉及學生個人隱私的信息，這些信息的泄露會影響學生個人正常生活，為了避免學生的隱私信息不被不法分子利用，保護學生的合法權(quán)益，成人的電子學籍信息是需要保密的。這就要求管理軟件首先要具有一定的學籍信息安全與保密功能。另一方面學籍管理工作還要嚴格審查網(wǎng)上公布的信息，避免涉及學生隱私的信息泄露以保障成人教育學籍檔案信息的安全。

作者：徐松 單位：營口職業(yè)技術(shù)學院

電子學論文:醫(yī)用電子學與醫(yī)療論文

一、醫(yī)用電子學與醫(yī)療器械的關(guān)系

隨著社會進步，有些便攜式醫(yī)療器械進入家庭，使人們隨時了解自己身體的健康情況。人口老齡化的增多，醫(yī)療器械市場需求不斷增長，人們健康意識不斷增強，促進醫(yī)用電子學的發(fā)展和進步。血壓計、血糖計等早已進入家庭，使人們及時發(fā)現(xiàn)血壓動態(tài)變化。如發(fā)現(xiàn)血壓出現(xiàn)不正常，及時調(diào)節(jié)飲食和生活，減少不必要的病痛。同時血糖計可以提前預防糖尿病，及時發(fā)現(xiàn)血糖是否增高，減少去醫(yī)院的次數(shù)和時間。電子是由原子組成的，導體之所以能夠?qū)щ姡怯捎趯w中存在著大量可以自由移動的電荷。各種醫(yī)療器械都是醫(yī)用電子學發(fā)展的產(chǎn)物。如CT機、彩超等大型醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部芯片的制作原理，必須有一定的醫(yī)用電子學基礎(chǔ)理論才能解釋。隨著醫(yī)用電子行業(yè)的進步，一些醫(yī)用電子行業(yè)的最新研究結(jié)果將運用于醫(yī)療器械，使醫(yī)療器械行業(yè)得到發(fā)展?，F(xiàn)實中我們每個人都希望有一個健康的身體，這就需要隨時觀察自己的身體狀況，就要用到醫(yī)療器械。要想弄清醫(yī)療器械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，就需要有足夠的醫(yī)用電子學理論知識。因為，醫(yī)療器械內(nèi)部由很多電子器件和集成塊組成的，每個電子器件和集成塊都需要醫(yī)用電子學知識才能知道它是如何正常工作的?？茖W家們不斷研究更新醫(yī)療器械，如血壓計由機械式發(fā)展到電子數(shù)字式，體重計也由指針式發(fā)展到電子數(shù)字式，體現(xiàn)了全球科技的進步。

二、電子學是一門以應(yīng)用為主要目的的科學

電子是一種極其微觀的粒子，在物理領(lǐng)域?qū)ζ溲芯勘容^深入，它的性質(zhì)決定了應(yīng)用的廣泛，自由電子能夠在導體的原子之間輕易移動，利用這個原理我們通過導線可以控制引導電子的定向移動，進而為人類服務(wù)。電子學是研究導體及半導體如何導電的，電子學課程包括低頻電子電路、數(shù)字電路，這些都是以應(yīng)用為主要目的的科學技術(shù)。如醫(yī)療器械維修專業(yè)，所開課程必須有電子學。沒有電子學知識，醫(yī)療器械內(nèi)部電路原理無法解釋。有些醫(yī)療器械為什么只能用，不會修，就是因為沒有豐富的電子學知識，充分證明電子學在醫(yī)學學科中的重要性。要想維修好醫(yī)療器械，必須有豐富的電子學知識和醫(yī)學知識。低頻電子線路主要講半導體電子如何導電，單級、多級放大器的工作原理、差動放大器原理、多諧振蕩器原理、直流穩(wěn)壓電源等知識，掌握這些基本知識，才能學習電子學高深的內(nèi)容。高頻電子電路，闡述頻率高的電子學知識，數(shù)字脈沖電路，闡述電路輸入不同的脈沖電路的工作原理，有了這些電子學的基本知識，才能初步了解電子儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理。電子技術(shù)是一門實用技術(shù)，是一門綜合科學。要想學好電子學，必須學好高等數(shù)學和物理。因為高頻電路涉及高等數(shù)學，物理涉及電學和磁學，它們都是相互聯(lián)系的共同體，所以，電子學是一門實用的科學?，F(xiàn)代的電腦、手機這些實用電子設(shè)備，機芯都是由若干集成電路組成的，集成電路是根據(jù)電子電路原理制成的，集成塊各有不同的原理和作用。任何電子器件都是在電子學原理基礎(chǔ)上研制成的。電子學這門學科已經(jīng)普及，在飛速發(fā)展的年代起到了重要作用。在現(xiàn)實生活中，電子學這門科學運用到各個領(lǐng)域。電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得電子儀器在醫(yī)學領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如基礎(chǔ)醫(yī)學研究、臨床診斷和治療、病房監(jiān)護以及預防保健。在這些應(yīng)用過程中，電子技術(shù)不斷吸取生物醫(yī)學領(lǐng)域中其他學科的知識，從而逐步形成一門新興學科——醫(yī)用電子學。目前，醫(yī)用電子學已成為醫(yī)學影像、生物醫(yī)學工程，其目的是解決醫(yī)學中的有關(guān)問題，保障人類健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務(wù)。

三、現(xiàn)代醫(yī)療器械在病理診斷中的重要性

醫(yī)學發(fā)展到現(xiàn)代，已經(jīng)是一個應(yīng)用高端電子技術(shù)以及材料科學的學科。醫(yī)學的重要方面就是診斷。于是，就要有現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備，不斷發(fā)展檢測手段?！霸\斷”包括診察和判斷兩方面。所謂診斷，指的是對病性、病因的判斷。在此過程中，醫(yī)生對疾病規(guī)律比較全面的掌握非常重要。具備了比較全面的知識和經(jīng)驗就能作出比較準確的判斷，從而為病癥施治提供依據(jù)。為了高效準確診斷病癥，我們不得不依賴科技發(fā)展。例如運用現(xiàn)代檢測設(shè)備，我們可以快速采集到病理標本，并通過電子設(shè)備使用電子學的各種原理變換、傳輸、交換、處理信息，從而直觀再現(xiàn)出來，使我們對病癥診斷有一個科學精確的分析。不僅是病理診斷使用到，就是我們未發(fā)病的時候也能經(jīng)常使用簡單而又準確的檢測儀器自檢。醫(yī)療器械在人們生活中起到重要作用，為醫(yī)生診斷病情提供了一定的依據(jù)，提高了診斷病癥的準確率，使醫(yī)療水平得以提高。在高節(jié)奏、高強度的競爭時代，需要強壯健康的體魄，更好地工作學習生活，要不斷學習專業(yè)知識，才能跟上快節(jié)奏的時代。尤其電子學這門學科，更要努力學好，只有掌握電子學專業(yè)知識，才能維護醫(yī)療器械。現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，醫(yī)療器械的不斷更新與換代，使醫(yī)生對病癥的診斷精確率越來越高，從而使人們的壽命不斷增長，現(xiàn)代醫(yī)療器械充分發(fā)揮了有效的作用，為全世界人們服務(wù)?？茖W家們不斷創(chuàng)新研究醫(yī)療器械，加之醫(yī)生專業(yè)水平的提高，使難疑病癥得到醫(yī)治。

四、傳感器與電子學的關(guān)系

傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)一起構(gòu)成了現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)，分別被喻為五官、神經(jīng)和大腦，分別完成信息的采集、傳輸和處理。隨著信息處理技術(shù)以及微處理器和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳感器的作用越來越重要。傳感器是一種能把非電學量轉(zhuǎn)變成便于測量的電信號的器件。傳感器的種類很多，常用的有光電門、聲、電、光強、溫度、電位、位移、壓力、電壓等傳感器。它們的主要功能是將諸如力、熱、光、溫度等非電學量的信號轉(zhuǎn)化成電信號并通過接口電路與微機相連，實現(xiàn)實時監(jiān)控。還有電磁傳感器、紅外傳感器、光纖傳感器。磁傳感器是最古老的傳感器，指南針是磁傳感器最早的應(yīng)用。紅外技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。光纖傳感器是最近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)，可以用來測量多種物理量，比如聲場、電場、壓力、溫度。人體的血壓、血流、呼吸、溫度、生物電、化學物質(zhì)和生物物質(zhì)，細微的變化，我們自身無法及時體驗，有時一些輕微的變化也會引起生理疾病，我們運用各種物質(zhì)傳感器就能及時感知到這些變化。各種傳感器都是依賴電子學中電路處理、計算機整合等原理，通過極敏感的感知效應(yīng)和強大的放大效應(yīng)將生物信號轉(zhuǎn)化為直觀可見的圖像信號。于是我們便能及時獲得人體的生理健康信息。診斷結(jié)果出來我們更需要考慮治療方案，嚴重的可能需要置換人造或組織器官，這就涉及到了材料科學。而電子學在改造現(xiàn)有材料、創(chuàng)造新型材料方面發(fā)揮著積極的作用。

五、結(jié)束語

由此可見，盡管電子和醫(yī)學屬于不同的領(lǐng)域，但在科技發(fā)達的現(xiàn)代社會，兩者有著密切的關(guān)系，人類對電子的研究不斷進步應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域，為我們的醫(yī)學事業(yè)發(fā)展提供強大的支持。

作者：林鳳云 單位：內(nèi)蒙古醫(yī)科大學計算機信息學院

電子學論文:電子學系統(tǒng)電路設(shè)計論文

1.輔助電子學系統(tǒng)電路設(shè)計實現(xiàn)

1.1ARM處理部分

針對ARM內(nèi)核的高速可順序執(zhí)行特性，更適合處理復雜協(xié)議信息。ARM處理部分在設(shè)計中主要負責協(xié)議層處理工作，包括通信信息、人機交互設(shè)定、系統(tǒng)工作參數(shù)監(jiān)測、報警數(shù)據(jù)設(shè)定、監(jiān)測以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理等多方面的工作，整體采用搶占式進行多任務(wù)分配，提高CPU利用率以及系統(tǒng)魯棒性。

1.2FPGA控制部分

總體來看，F(xiàn)PGA主要負責外圍硬件設(shè)備底層驅(qū)動的讀寫，作為ARM的一個外部擴展RAM進行外設(shè)數(shù)據(jù)交換，所有FPGA采集、輸出的數(shù)據(jù)均可通過ARM的可變靜態(tài)存儲控制器(FlexibleStaticMemoryController，F(xiàn)SMC)總線讀寫。在設(shè)計中運用FPGA獨特的可多任務(wù)并行執(zhí)行的特性，F(xiàn)PGA控制部分主要負責外部通信模式的選擇；外部模擬信號的采集、輸出溫度的控制、時鐘同步、時鐘移相、數(shù)碼管計數(shù)顯示等多項功能的處理。在外部模擬量、氫原子鐘內(nèi)爐溫度采集部分，由FPGA內(nèi)部硬件采用狀態(tài)機形式通過兩片AD7490D對外部32路模擬量采集，并直接用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行控制處理；另一個狀態(tài)機通過熱敏電阻對內(nèi)爐頂，上，底等三部分溫度進行采集；在溫度輸出控制部分，通過三路PWM控制方式，以外部溫控器作為驅(qū)動信號，調(diào)節(jié)加熱功率。在模數(shù)轉(zhuǎn)換部分由專用基準電壓芯片REF192產(chǎn)生參考電壓，溫度轉(zhuǎn)換經(jīng)過帶有前置運算放大器（Operationalamplifier，OP）的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行采樣，并同時具有抑制50Hz抑制功能，以抵消測量中所產(chǎn)生的工頻干擾。在通信電路的設(shè)計部分由FPGA來選擇所采用的通信方式，其中串口通信采用隔離式電平變換芯片，避免電平不兼容或是不同設(shè)備間的靜電釋放（Electro-Staticdischarge，ESD）所帶來的放電損壞；以太網(wǎng)部分采用專用以太網(wǎng)接口模塊，可同時兼容TCP/IPv4、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol，UDP）等。

1.串口通信接口的電路設(shè)計

原本的串口通信設(shè)計為了滿足兩路串口通信的技術(shù)指標，采用AT89C52結(jié)合通用同步異步接收發(fā)送器8251A實現(xiàn)雙串口的擴展。本文采用ADM3251E[3]來解決多路串口的通信功能。ADM3251E是一款高速、2.5kV完全隔離、單通道RS-232/V.28收發(fā)器、具有isoPower隔離電源的雙通道數(shù)字隔離器，設(shè)計中無需使用單獨的隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器。由于RIN和TOUT引腳提供高壓ESD保護，因此該器件非常適合在惡劣的電氣環(huán)境中工作，或頻繁插拔RS-232電纜的場合。ADM3251E采用ADI公司的芯片級變壓器iCoupler技術(shù)，能夠同時用于隔離邏輯信號和集成式DC-DC轉(zhuǎn)換器，因此該器件可提供整體隔離解決方案。

2.ADC模擬量采樣電路設(shè)計改進

原本的ADC采樣電路使用兩片ADC0816。ADC0816是逐次比較式16路8位A/D轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部包含有一個8位A/D轉(zhuǎn)換器和16路的單端模擬信號多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換精度為1/2LSB，轉(zhuǎn)換時間為100us（時鐘頻率為640KHz）。改進設(shè)計中采用AD7490，它是一款12位高速、低功耗逐次逼近型ADC。同時AD7490采用單電源工作，電源電壓為2.7V至5.25V，最高吞吐量可達1MSPS；其內(nèi)置一個低噪聲、寬帶寬采樣/保持放大器，可處理1MHz以上的輸入頻率；轉(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)采集過程通過CS和串行時鐘進行控制，從而為器件與微處理器接口創(chuàng)造了條件。

3.溫度控制部分的設(shè)計改進

溫度對于氫原子鐘來說是個很重要的因素，溫度控制不好會引起氫原子鐘穩(wěn)定度變差；溫度失控會直接導致氫原子鐘沒有中頻信號輸出。因此在溫度控制的設(shè)計中首先要做到可靠、穩(wěn)定。原先的溫度控制系統(tǒng)采用模擬控制多塊電路板各溫度區(qū)域獨立控制模式，其缺點是變?nèi)荻O管參數(shù)數(shù)值不在正常工作范圍內(nèi)之后，需要人為調(diào)整電路板的電位器，即通過人為改變電阻的模式來達到調(diào)整溫度的目的。在數(shù)字化智能溫控設(shè)計中采用AD7792[4]，AD7792具有兩個高精度的可編程恒流激勵源，內(nèi)置有可編程的儀表放大器，可以對不同的輸入信號選擇相對應(yīng)的放大倍數(shù)，實現(xiàn)信號的匹配。它內(nèi)置16位ADC，采用SPI串行接口，容易實現(xiàn)光耦隔離，有三路差分模擬輸入，可以滿足設(shè)計中分別對內(nèi)爐頂，上，底三部分溫度進行采集的設(shè)計要求。AD7792為適應(yīng)高精度測量應(yīng)用的低功耗、低噪聲、完整模擬前端，內(nèi)置一個低噪聲、帶有三個差分模擬輸入的16位Σ-Δ型ADC。它還集成了片內(nèi)低噪聲儀表放大器，因而可直接輸入小信號；內(nèi)置一個精密低噪聲、低漂移內(nèi)部帶隙基準電壓源，而且也可采用一個外部差分基準電壓。圖2中所示CHAN表示溫度區(qū)域，其中CH1代表內(nèi)爐頂，CH2代表內(nèi)爐上，CH3代表內(nèi)爐底；ACTU代表采樣溫度數(shù)值，SET代表設(shè)定溫度數(shù)值，OUT代表了輸出功率的大小。

4.移相同步精度設(shè)計改進

傳統(tǒng)控制板同步精度為100ns±邏輯門延時（約幾個ns），移相分辨率為0.1us。經(jīng)過設(shè)計改進后，采用獨特的先倍頻后同步技術(shù)，可大大提高移相同步分辨率。在本次應(yīng)用中，先對外部輸入的10MHz方波信號，經(jīng)過FPGA內(nèi)部的鎖相環(huán)（PhaseLockedLoop，PLL）的配置進行零度移相五倍頻，得到和輸入信號零相位差的50MHz信號。上一幅為10MHz信號波形，下一幅為倍頻后的50MHz方波信號波形。

5.DDS電路設(shè)計部分

之前控制板在綜合器設(shè)計輸出時，采用AT89C52驅(qū)動三片74LS595串入并出輸出6位8421碼共24位數(shù)據(jù)信息經(jīng)25芯彎角插座（DR-25）將數(shù)據(jù)傳輸至接收機控制板，再由CPLD處理后輸出所需的頻率信號。而目前設(shè)計中選取AD9956[5]，使用直接數(shù)字式頻率合成器（DirectDigitalSynthesizer，DDS）技術(shù)直接從監(jiān)控板輸出所需的頻率信號，AD9956是由美國AnalogDevice公司推出的高性能的DDS芯片，提供速度高達400MHz的內(nèi)部時鐘，可合成頻率高達160MHz，支持2.7GHz的時鐘輸入(可選2，4或8分頻)、內(nèi)部集成14位的D／A轉(zhuǎn)換器，具備快速頻率轉(zhuǎn)換、精細頻率分辨率和低相位噪聲輸出的性能，適用于快速跳頻頻率合成器的設(shè)計，本設(shè)計DDS輸出頻率信號可以根據(jù)鍵盤鍵入的頻率值不同而輸出不同的頻率值。

6.存儲器設(shè)計改進

氫原子鐘必需具有對時間以及對所監(jiān)測數(shù)據(jù)實時保存的功能。然而外部存儲器的選擇也是多種多樣的，目前應(yīng)用最多的仍是SRAM、EEPROM及NVRAM這三種方案。我們目前使用的存儲器就是采用SRAM加后備電池的模式，型號62256，它是組織結(jié)構(gòu)為32K*8位字長的高性能CMOS靜態(tài)RAM。在設(shè)備掉電的情況下，存儲數(shù)據(jù)易丟失。同時SRAM加后備電池的方法增加了硬件設(shè)計的復雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性；EEPROM方式可擦寫次數(shù)較少(約10萬次)，且寫操作時間較長(約10ms)；而NVRAM的價格問題又限制了它的普遍應(yīng)用。因此越來越多的設(shè)計者將目光投向了新型的非易失性鐵電存儲器(FRAM)。鐵電存儲器具有以下幾個優(yōu)點：可以總線速度寫入數(shù)據(jù)，而且在寫入后不需要任何延時等待；有近乎無限次擦寫壽命；數(shù)據(jù)保持45年不丟失；具有較低的功耗。設(shè)計中采用的FM25L16是串行FRAM。其內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)形式為2k×8位，地址范圍為0000H~07FFH，F(xiàn)M25L16支持SPI方式0和方式3。具有先進的寫保護設(shè)計，包括硬件保護和軟件保護雙重保護功能。FM25L16的數(shù)據(jù)讀寫速度能達到18MHz，可與當前高速的RAM相媲美。結(jié)束語從設(shè)計的測試結(jié)果來看，全新的設(shè)計模式對電路的性能，可靠性，穩(wěn)定性等多方面都有很大的提高，具體表現(xiàn)如下所示：

（1）設(shè)計中采用AD7490替代ADC0816，從而使得ADC精度提高8bit升級到12bit，精度提高了16倍，并且無需經(jīng)過外接模擬開關(guān)，減少了信號經(jīng)過多個模擬芯片引起誤差。

（2）溫度控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)計模式，提高測量精度，降低干擾，可避免處理運放電路所造成的對溫度飄移的影響以及多級模擬帶來的累計誤差，最重要的一點就是不用再人為的通過改變電阻模式來達到調(diào)整溫度的目的。

（3）綜合器設(shè)計部分采用DDS處理技術(shù)，直接從監(jiān)控板輸出所需頻率信號，從而大大減少設(shè)計中潛在的故障點，大大提高了設(shè)計的可靠性，穩(wěn)定性。

（4）通信電路采用的ADM3251E是ADI公司推出的基于其專利iCoupler和isoPower磁隔離技術(shù)的RS-232隔離器，在性能、功耗、體積等各方面都有傳統(tǒng)光電隔離器（光耦）無法比擬的優(yōu)勢。它的功耗僅為光電耦合器的1/10～1/6，具有比光電耦合器更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、時序精度和瞬態(tài)共模抑制能力，大大提高了通信的質(zhì)量和正確性。

作者：李錫瑞 單位：中國科學院上海天文臺

電子學論文:硅微電子學研討論文

摘要本文展望了21世紀微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢。認為：21世紀初的微電子技術(shù)仍將以硅基CMOS電路為主流工藝，但將突破目前所謂的物理“限制”，繼續(xù)快速發(fā)展；集成電路將逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)；微電子技術(shù)將與其它技術(shù)結(jié)合形成一系列新的增長點，例如微機電系統(tǒng)（MEMS）、DNA芯片等。具體地講，SOC設(shè)計技術(shù)、超微細光刻技術(shù)、虛擬工廠技術(shù)、銅互連及低K互連絕緣介質(zhì)、高K柵絕緣介質(zhì)和柵工程技術(shù)、SOI技術(shù)等將在近幾年內(nèi)得到快速發(fā)展。21世紀將是我國微電子產(chǎn)業(yè)的黃金時代。

關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機電系統(tǒng)DNA芯片

1引言

綜觀人類社會發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學技術(shù)作為革命的力量，推動著人類社會向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個信息社會的基礎(chǔ)和優(yōu)秀的發(fā)展歷史充分證明了“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運動特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會的重要資源，但對它的利用卻僅僅是開始。當前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對信息的利用，更好地滿足了人們對信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個地球成為一個“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟形態(tài)和社會、政治、文化等各個領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有微電子技術(shù)的進步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個信息社會發(fā)展的基石。

50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個孤立的精心設(shè)計的實驗，而是一系列固體物理、半導體物理、材料科學等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導體隨機存儲器、CPU、非揮發(fā)存儲器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時，每一項重大發(fā)明又都開拓出一個新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場，對我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學術(shù)論文，所以有人認為，1968年以后人類進入了繼石器、青銅器、鐵器時代之后硅石時代（siliconage）〖1〗。因此可以說社會發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟發(fā)展的改革動力往往會給社會帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。

在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個很關(guān)鍵的時期，21世紀上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學；與其他學科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點，如MEMS，DNAChip等。

221世紀上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術(shù)發(fā)展的目標是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導體器件特征尺寸的動力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長度縮小可以提高集成電路的速度；同時縮小溝道長度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價格大幅度下降。由于片內(nèi)信號的延遲總小于芯片間的信號延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預測這種發(fā)展趨勢將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實了Moore的預言[2]。而且根據(jù)我們的預測，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢還將在21世紀繼續(xù)一段時期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。

現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實驗室中制備成功，研究工作已進入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預計到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。

21世紀，起碼是21世紀上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時間。另外，全世界數(shù)以萬億美元計的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強大的產(chǎn)業(yè)能力；同時，長期的科研投入已使人們對硅及其衍生物各種屬性的了解達到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會輕易放棄。

目前很多人認為當微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時代的結(jié)束，這實際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學家也預測，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?

隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對其中的物理規(guī)律等科學問題的認識還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級的微電子器件，但對空間尺度為納米量級、空間尺度為飛秒量級的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要創(chuàng)新和重點發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導體器件的輸運理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進光刻、13nmEUV光刻、超細線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。

3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學將帶來嶄新的領(lǐng)域

在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱之為“scalingdown”，與此同時我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領(lǐng)域有二個方面：

(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機理控制一個或幾個電子運動，由于系統(tǒng)能量的改變和庫侖作用，一個電子進入到一個勢阱，則將阻止其它電子的進入。在單電子存儲器中量子阱替代了通常存儲器中的浮柵。它的主要優(yōu)點是集成度高；由于只有一個或幾個電子活動所以功耗極低；由于相對小的電容和電阻以及短的隧道穿透時間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時要求電容極小（αF），要求量子點大小在幾個納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此，目前可以認為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學。這里包括量子點陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。

量子點陣列由量子點組成，至少由四個量子點,它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達到陣列的高密度、低功耗和實現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強，可支持高密度電流，而熱導性能類似于金剛石，能在高集成度時大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個。這些都使碳納米管（CNT）成為當前科研熱點，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長有序的符合設(shè)計性能的CNT器件，更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會帶來突破性的進展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實際應(yīng)用還需較長時日！但這終究是一個誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個新的天地。

4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀微電子技術(shù)發(fā)展的重點

在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計都從器件的物理版圖設(shè)計入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計從器件級進入邏輯級，這樣的設(shè)計思路使大批電路和邏輯設(shè)計師可以直接參與集成電路設(shè)計，極大地推動了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板（PCB）等技術(shù)實現(xiàn)整機系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動化的發(fā)展，系統(tǒng)對電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機系統(tǒng)的要求。同時，由于IC設(shè)計與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個系統(tǒng)集成為一個芯片。目前已經(jīng)可以在一個芯片上集成108－109個晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀的微電子技術(shù)將從目前的3G時代逐步發(fā)展到3T時代（即存儲容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。

正是在需求牽引和技術(shù)推動的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個系統(tǒng)集成在一個微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡稱SOC）概念。

系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計思想是不同的，它是微電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命，它和集成電路的關(guān)系與當時集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對微電子技術(shù)的推動作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。

SOC是從整個系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計緊密結(jié)合起來，在單個（或少數(shù)幾個）芯片上完成整個系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計必須是從系統(tǒng)行為級開始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計能夠綜合并全盤考慮整個系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復雜度和處理速率下，能夠相當于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計的芯片相比,采用SOC設(shè)計方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個數(shù)量級。

對于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個關(guān)鍵的支持技術(shù)。

（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計算機系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。

（2）IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗證過的。其中以硬核使用價值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價值?，F(xiàn)在,美國硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（Chipless）的公司,專門銷售IP模塊。

（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實現(xiàn)技術(shù)等。

微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時期。

在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點突破的創(chuàng)新點主要包括實現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會引起一場變革，例如維特比算法、小波變換等均對集成電路設(shè)計技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動一個新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點學科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。

5微電子與其他學科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點

微電子技術(shù)的強大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學科相結(jié)合,便會誕生出一系列嶄新的學科和重大的經(jīng)濟增長點，這方面的典型例子便是MEMS（微機電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機械、光學等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

微電子機械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機械加工技術(shù)相互融合，實現(xiàn)了微電子與機械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運動、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號，把這些信號轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認識的電信號，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機械技術(shù)、光學、物理學、化學、生物醫(yī)學、材料科學、能源科學等〖3〗。

MEMS的發(fā)展開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測量組合能應(yīng)用于制導、衛(wèi)星控制、汽車自動駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進、傷員救護；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等。現(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個紅細胞的微型鑷子，可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機等。

MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時期，再過若干年將會迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時期。2000年，全世界MEMS的市場達到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場達到1000億美元。

目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進行大量投資，促進了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進步,加快了計算機更新?lián)Q代的速度，對CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進了集成電路的發(fā)展。集成電路和計算機在發(fā)展中相互推動，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場信息革命?，F(xiàn)階段的微機電系統(tǒng)專用性很強，單個系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機電系統(tǒng)的進步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對人們的社會生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。

當前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準應(yīng)用突破口，揚長避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域為目標進行研究,取得突破，從而帶動微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：MEMS建模與設(shè)計方法學研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學和熱學研究；MEMS的表征與計量方法學；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。

微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀微電子領(lǐng)域的另一個熱點和新的經(jīng)濟增長點。它是以生物科學為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細胞等的特點和功能，設(shè)計構(gòu)建具有預期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進行加工生產(chǎn)，它是生命科學與技術(shù)科學相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時間內(nèi)檢測或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對遺傳學研究、疾病診斷、疾病治療和預防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學和環(huán)境保護等人類生活的各個方面，那時，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細胞以及其它生物組分的準確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學以及高密度生物芯片的設(shè)計、檢測方法學等等。

6結(jié)語

在微電子學發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。

回顧20世紀后50年，展望21世紀前50年，即百年的微電子科學技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀之交的微電子技術(shù)對我們既是一個重大的機遇，也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個機遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個挑戰(zhàn)，則有可能使我國微電子技術(shù)實現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，促進我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀中葉將要到來的偉大的民族復興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！

電子學論文:硅微電子學研究論文

摘要本文展望了21世紀微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢。認為：21世紀初的微電子技術(shù)仍將以硅基CMOS電路為主流工藝，但將突破目前所謂的物理“限制”，繼續(xù)快速發(fā)展；集成電路將逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)；微電子技術(shù)將與其它技術(shù)結(jié)合形成一系列新的增長點，例如微機電系統(tǒng)（MEMS）、DNA芯片等。具體地講，SOC設(shè)計技術(shù)、超微細光刻技術(shù)、虛擬工廠技術(shù)、銅互連及低K互連絕緣介質(zhì)、高K柵絕緣介質(zhì)和柵工程技術(shù)、SOI技術(shù)等將在近幾年內(nèi)得到快速發(fā)展。21世紀將是我國微電子產(chǎn)業(yè)的黃金時代。

關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機電系統(tǒng)DNA芯片

1引言

綜觀人類社會發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學技術(shù)作為革命的力量，推動著人類社會向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個信息社會的基礎(chǔ)和優(yōu)秀的發(fā)展歷史充分證明了“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運動特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會的重要資源，但對它的利用卻僅僅是開始。當前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對信息的利用，更好地滿足了人們對信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個地球成為一個“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟形態(tài)和社會、政治、文化等各個領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)。可以毫不夸張地說，沒有微電子技術(shù)的進步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個信息社會發(fā)展的基石。

50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個孤立的精心設(shè)計的實驗，而是一系列固體物理、半導體物理、材料科學等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導體隨機存儲器、CPU、非揮發(fā)存儲器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時，每一項重大發(fā)明又都開拓出一個新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場，對我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學術(shù)論文，所以有人認為，1968年以后人類進入了繼石器、青銅器、鐵器時代之后硅石時代（siliconage）〖1〗。因此可以說社會發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟發(fā)展的改革動力往往會給社會帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。

在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個很關(guān)鍵的時期，21世紀上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學；與其他學科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點，如MEMS，DNAChip等。

221世紀上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術(shù)發(fā)展的目標是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導體器件特征尺寸的動力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長度縮小可以提高集成電路的速度；同時縮小溝道長度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價格大幅度下降。由于片內(nèi)信號的延遲總小于芯片間的信號延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預測這種發(fā)展趨勢將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實了Moore的預言[2]。而且根據(jù)我們的預測，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢還將在21世紀繼續(xù)一段時期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。

現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實驗室中制備成功，研究工作已進入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預計到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。

21世紀，起碼是21世紀上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時間。另外，全世界數(shù)以萬億美元計的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強大的產(chǎn)業(yè)能力；同時，長期的科研投入已使人們對硅及其衍生物各種屬性的了解達到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會輕易放棄。

目前很多人認為當微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時代的結(jié)束，這實際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學家也預測，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?

隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對其中的物理規(guī)律等科學問題的認識還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級的微電子器件，但對空間尺度為納米量級、空間尺度為飛秒量級的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要創(chuàng)新和重點發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導體器件的輸運理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進光刻、13nmEUV光刻、超細線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。

3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學將帶來嶄新的領(lǐng)域

在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱之為“scalingdown”，與此同時我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領(lǐng)域有二個方面：

(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機理控制一個或幾個電子運動，由于系統(tǒng)能量的改變和庫侖作用，一個電子進入到一個勢阱，則將阻止其它電子的進入。在單電子存儲器中量子阱替代了通常存儲器中的浮柵。它的主要優(yōu)點是集成度高；由于只有一個或幾個電子活動所以功耗極低；由于相對小的電容和電阻以及短的隧道穿透時間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時要求電容極?。é罠），要求量子點大小在幾個納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此，目前可以認為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學。這里包括量子點陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。

量子點陣列由量子點組成，至少由四個量子點,它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達到陣列的高密度、低功耗和實現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強，可支持高密度電流，而熱導性能類似于金剛石，能在高集成度時大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個。這些都使碳納米管（CNT）成為當前科研熱點，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長有序的符合設(shè)計性能的CNT器件，更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會帶來突破性的進展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實際應(yīng)用還需較長時日！但這終究是一個誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個新的天地。

4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀微電子技術(shù)發(fā)展的重點

在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計都從器件的物理版圖設(shè)計入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計從器件級進入邏輯級，這樣的設(shè)計思路使大批電路和邏輯設(shè)計師可以直接參與集成電路設(shè)計，極大地推動了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板（PCB）等技術(shù)實現(xiàn)整機系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動化的發(fā)展，系統(tǒng)對電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機系統(tǒng)的要求。同時，由于IC設(shè)計與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個系統(tǒng)集成為一個芯片。目前已經(jīng)可以在一個芯片上集成108－109個晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀的微電子技術(shù)將從目前的3G時代逐步發(fā)展到3T時代（即存儲容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。

正是在需求牽引和技術(shù)推動的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個系統(tǒng)集成在一個微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡稱SOC）概念。

系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計思想是不同的，它是微電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命，它和集成電路的關(guān)系與當時集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對微電子技術(shù)的推動作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。

SOC是從整個系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計緊密結(jié)合起來，在單個（或少數(shù)幾個）芯片上完成整個系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計必須是從系統(tǒng)行為級開始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計能夠綜合并全盤考慮整個系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復雜度和處理速率下，能夠相當于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計的芯片相比,采用SOC設(shè)計方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個數(shù)量級。

對于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個關(guān)鍵的支持技術(shù)。

（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計算機系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。

（2）IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗證過的。其中以硬核使用價值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價值。現(xiàn)在,美國硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（Chipless）的公司,專門銷售IP模塊。

（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實現(xiàn)技術(shù)等。

微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時期。

在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點突破的創(chuàng)新點主要包括實現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會引起一場變革，例如維特比算法、小波變換等均對集成電路設(shè)計技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動一個新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點學科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。

5微電子與其他學科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點

微電子技術(shù)的強大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學科相結(jié)合,便會誕生出一系列嶄新的學科和重大的經(jīng)濟增長點，這方面的典型例子便是MEMS（微機電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機械、光學等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

微電子機械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機械加工技術(shù)相互融合，實現(xiàn)了微電子與機械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運動、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號，把這些信號轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認識的電信號，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機械技術(shù)、光學、物理學、化學、生物醫(yī)學、材料科學、能源科學等〖3〗。

MEMS的發(fā)展開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點,因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測量組合能應(yīng)用于制導、衛(wèi)星控制、汽車自動駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進、傷員救護；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等。現(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個紅細胞的微型鑷子，可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機等。

MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時期，再過若干年將會迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時期。2000年，全世界MEMS的市場達到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場達到1000億美元。

目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進行大量投資，促進了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進步,加快了計算機更新?lián)Q代的速度，對CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進了集成電路的發(fā)展。集成電路和計算機在發(fā)展中相互推動，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場信息革命?，F(xiàn)階段的微機電系統(tǒng)專用性很強，單個系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機電系統(tǒng)的進步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對人們的社會生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。

當前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準應(yīng)用突破口，揚長避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域為目標進行研究,取得突破，從而帶動微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：MEMS建模與設(shè)計方法學研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學和熱學研究；MEMS的表征與計量方法學；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。

微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀微電子領(lǐng)域的另一個熱點和新的經(jīng)濟增長點。它是以生物科學為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細胞等的特點和功能，設(shè)計構(gòu)建具有預期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進行加工生產(chǎn)，它是生命科學與技術(shù)科學相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時間內(nèi)檢測或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對遺傳學研究、疾病診斷、疾病治療和預防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學和環(huán)境保護等人類生活的各個方面，那時，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細胞以及其它生物組分的準確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學以及高密度生物芯片的設(shè)計、檢測方法學等等。

6結(jié)語

在微電子學發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。

回顧20世紀后50年，展望21世紀前50年，即百年的微電子科學技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀之交的微電子技術(shù)對我們既是一個重大的機遇，也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個機遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個挑戰(zhàn)，則有可能使我國微電子技術(shù)實現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，促進我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀中葉將要到來的偉大的民族復興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！

電子學論文:光學與電子學相結(jié)合分析論文

0引言

光電檢測技術(shù)是光學與電子學相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)［1］。它主要利用電子技術(shù)對光學信號進行檢測，并進一步傳遞、儲存、控制、計算和顯示［2］。光電檢測技術(shù)從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學信息，然后用光電探測器件將光學信息量變換成電量，并進一步經(jīng)過電路放大、處理，以達到電信號輸出的目的［3］。然后采用電子學、信息論、計算機及物理學等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以便于進行相應(yīng)的電路改進，更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點與相關(guān)性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強噪聲中提取有用信號，同時提高檢測系統(tǒng)輸出信號的信噪比。

1光電檢測電路的基本構(gòu)成

光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱，而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中，因此，要對這樣的微弱信號進行處理，一般都要先進行預處理，以將大部分噪聲濾除掉，并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣，就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號。其光電檢測模塊的組成框圖如圖1所示。

2光電二極管的工作模式與等效模型

2．1光電二極管的工作模式

光電二極管一般有兩種模式工作：零偏置工作和反偏置工作，圖2所示是光電二極管的兩種模式的偏置電路。圖中，在光伏模式時，光電二極管可非常精確的線性工作；而在光導模式時，光電二極管可實現(xiàn)較高的切換速度，但要犧牲一定的線性。事實上，在反偏置條件下，即使無光照，仍有一個很小的電流(叫做暗電流或無照電流1。而在零偏置時則沒有暗電流，這時二極管的噪聲基本上是分路電阻的熱噪聲；在反偏置時，由于導電產(chǎn)生的散粒噪聲成為附加的噪聲源。因此，在設(shè)計光電二極管電路的過程中，通常是針對光伏或光導兩種模式之一進行最優(yōu)化設(shè)計，而不是對兩種模式都進行最優(yōu)化設(shè)計［4］。

一般來說，在光電精密測量中，被測信號都比較微弱，因此，暗電流的影響一般都非常明顯。本設(shè)計由于所討論的待檢測信號也是十分微弱的信號，所以，盡量避免噪聲干擾是首要任務(wù)，所以，設(shè)計時采用光伏模式。

2．2光電二極管的等效電路模型

工作于光伏方式下的光電二極管的工作模型如圖3所示，它包含一個被輻射光激發(fā)的電流源、一個理想的二極管、結(jié)電容和寄生串聯(lián)及并聯(lián)電阻。圖中，IL為二極管的漏電流；ISC為二極管的電流；RPD為寄生電阻；CPD為光電二極管的寄生電容；ePD為噪聲源；Rs為串聯(lián)電阻。

由于工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降，故為零偏置。在這種方式中，影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD，它們將影響光檢測電路的頻率穩(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越窄，結(jié)電容的值越大。相反，較寬的耗盡層(如PIN光電二極管)會表現(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20或25pF到幾千pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱作"分流"電阻或"暗"電阻)，則與光電二極管的偏置有關(guān)。

與光伏電壓方式相反，光導方式中的光電二極管則有一個反向偏置電壓加至光傳感元件的兩端。當此電壓加至光檢測器件時，耗盡層的寬度會增加，從而大幅度地減小寄生電容CPD的值。寄生電容值的減小有利于高速工作，然而，線性度和失調(diào)誤差尚未最優(yōu)化。這個問題的折衷設(shè)計將增加二極管的漏電流IL和線性誤差。

3電路設(shè)計

3．1主放大器設(shè)計

眾多需要檢瀏的微弱光信號通常都是通過各種傳感器來進行非電量的轉(zhuǎn)換，從而使檢測對象轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?電流或電壓)。由于所測對象本身為微弱量，同時受各種不同傳感器靈敏度的限制，因而所得到的電量自然是小信號，一般不能直接用于采樣處理。本設(shè)計中的光電二極管前置放大電路主要起到電流轉(zhuǎn)電壓的作用，但后續(xù)電路一般為A／D轉(zhuǎn)換電路，所需電壓幅值一般為2V。然而，即使是這樣，而輸出的電壓信號一般還需要繼續(xù)放大幾百倍，因此還需應(yīng)用主放大電路。其典型放大電路如圖4所示。

該主放大器的放大倍數(shù)為A=l＋R2/R3，其中R2為反饋電阻。為了后續(xù)電路的正常工作，設(shè)計時需要設(shè)定合理的R2和R1值，以便得到所需幅值的輸出電壓。即有

3．2濾波器設(shè)計

為使電路設(shè)計簡潔并具有良好的信噪比,設(shè)計時還需要用帶通濾波器對信號進行處理。為保證測量的精確性，本設(shè)計在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電路，以除去有用信號頻帶以外的噪聲，包括環(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪聲。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段內(nèi)的信號，而抑制該頻段以外的信號。Q為品質(zhì)因數(shù)，Q值越大，則隨著頻率的變化，增益衰減越快。這是因為中心頻率一定時，Q值越大，所通過的頻帶越窄，濾波器的選擇性好。

有源濾波器是一種含有半導體三極管、集成運算放大器等有源器件的濾波電路。這種濾波器相對于無源濾波器的特點是體積小、重量輕、價格低、結(jié)構(gòu)牢固、可以集成。由于運算放大器具有輸人阻抗高、輸出阻抗低、高的開環(huán)增益和良好的穩(wěn)定性，且構(gòu)成簡單而且性能優(yōu)良。本設(shè)計選用了去處放大器來進行設(shè)計。本設(shè)計選用了去處放大器來進行設(shè)計。圖6所示的二階帶通濾波器是一種二階壓控電壓源(VCVS)帶通濾波器，其濾波電路采用有源濾波器完成，并由二階壓控電壓源(VCVS)低通濾波器和二階壓控電壓源高通濾波器串接組成帶通濾波器。

4完整的檢測電路設(shè)計

本光電檢測系統(tǒng)設(shè)計的完整電路如圖7所示。為方便表示，電路中的R2、R3即為前面等效電路模型中的RT、RF。前級部分由光電轉(zhuǎn)換二極管與前級放大器組成，這也是光電檢測電路的優(yōu)秀部分，其器件選用高性能低噪聲運算放大器來實現(xiàn)電路匹配并將光電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，以實現(xiàn)數(shù)倍的放大。然而，雖然前級放大倍數(shù)可以設(shè)計得很大，但由于反饋電阻會引入熱噪聲而限制電路的信噪比，因此前級信號不能無限放大。

5結(jié)束語

本文研究了光電檢測系統(tǒng)的原理和設(shè)計方法。通過從經(jīng)濟和實用的角度對相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換器件和前置放大器進行了選擇和電路設(shè)計，從而確定了關(guān)鍵元器件的參數(shù)。實際使用證明：該設(shè)計可以滿足一般光電檢測場合的需要。

電子學論文:電工電子學閱卷心得淺談

摘要: 電工電子學是中國石油大學的一門部級精品課程,本文介紹了該課程的試卷批閱流程及特點。在閱卷時采取集體閱卷、試閱、流水作業(yè)、復查和反復檢查的標準流程,有效避免錯判和錯給分的現(xiàn)象。借助于Excel軟件進行單題成績的登記、再查、謄寫的標準流程,避免分數(shù)登記錯誤、分數(shù)計算錯誤,并根據(jù)學生的各題得分情況用EXCEL軟件對試卷進行統(tǒng)計分析,從中發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題,以便于進一步提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞: 電工電子學;閱卷;Excel;分數(shù)統(tǒng)計;試卷分析

0引言

考試是對學生學習的階段性總結(jié)和評價,也是對教師教學情況的評判。對于大學生來說,考試成績還成為了個人能力的重要指標,好的成績能成為各種機會的敲門磚。所以教師對于閱卷工作一定要認真負責,要做到公平、公正,這不只是本科評估的要求,更是教師的責任。而且,學生的答題情況還在很大程度上反映了老師的教學情況,可以從中發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題,從而在以后的教學中不斷改進,使教學水平不斷提高。

電工電子學是中國石油大學的部級精品課程,在課程建設(shè)過程中,經(jīng)過不斷探索改進,總結(jié)了一套比較好的閱卷方法,既提高了閱卷效率,又提高了準確性,同時還進行試卷統(tǒng)計分析,便于進一步提高試卷質(zhì)量,并從答卷情況中分析講課過程中存在的問題,以便進一步提高教學質(zhì)量。下面從幾個主要方面說明電工電子學課程的閱卷方法和特點。

1閱卷方法

1.1 集體閱卷多年來,電工電子學課程一直采取集體閱卷的方式,尤其在高校擴招后,集體閱卷的優(yōu)勢更加明顯。集體閱卷有兩大優(yōu)點:

1.1.1 質(zhì)量高,效率高擴招后,教師教授的班數(shù)增加,一般在七個班到十幾個班,如果獨立閱卷,一則不可能及時上報成績(不負責任的閱卷方式除外),二則因閱卷時間太長,教師身心疲憊,閱卷質(zhì)量容易越來越低,并且很容易出錯。而集體閱卷則體現(xiàn)了合作互助的優(yōu)勢,每個人都不太累,而且人多不沉悶,一般在一天到一天半的時間內(nèi)即可完成。因時間短,故每人都精力充沛,閱卷質(zhì)量高。而且每人只閱一道或兩道題,在思維上簡單,容易對評分標準掌握得一致,公平性好,而且閱卷速度快,一般在閱過十幾份卷后就基本不再需要看答案及評分標準了。

1.1.2 教學研討集體閱卷還是一個很好的教學研討的機會。

在閱卷開始前,首先討論標準答案及評分標準,往往會有不同意見,討論的過程就是互相學習提高的過程。

在閱卷過程中,教師都會把學生的各種不同的甚至稀奇古怪的做法講出來,針對一些典型問題一般要進行簡短的討論,分析為什么會有這種情況發(fā)生,在教學中應(yīng)該如何教導學生才能使其真正領(lǐng)會,從而在今后的教學過程中避免這種情況的發(fā)生。

有的時候是因為題目不太嚴謹以至部分同學產(chǎn)生歧義,以后如何避免,本次應(yīng)該如何評判,等等。例如,數(shù)字電路的組合邏輯電路設(shè)計中沒有真值表直接得到的情況,討論結(jié)果,一是因題目并沒有嚴格要求一定要真值表,而學生通過其他手段進行分析得到了正確的表達式,應(yīng)該全部得分,二是學生的理解還存在問題,其實是知識理解不深造成的,在今后的教學過程中要強調(diào)分析的方法和步驟,因為不規(guī)范的做法是不可取的,三是在今后出題時應(yīng)該詳細說明都要求哪些結(jié)果。

因為這種研討是針對學生答題中出現(xiàn)的具體問題進行討論的,但由于時間限制不能討論得非常深入,所以可以作為正常教學研討活動的有效補充。

1.1.3 深刻把握學生存在的問題由于每位老師只閱其中的一道或兩道題,所以對于學生的答題情況掌握得深刻,能夠發(fā)現(xiàn)學生比較集中的問題。一般地,在一道中學生犯錯的模式不過幾種,大同小異,由此可以發(fā)現(xiàn)學生錯誤的癥結(jié)所在,由此對教學方法進行改進,以便讓學生更好地掌握知識,減少犯錯學生的比例,提高教學質(zhì)量。試卷批完后,閱卷教師都要向主講教師匯報答題情況,并由主講教師記入試卷總結(jié),為進一步改進教學方法以及改進試卷質(zhì)量做一個很好的參考。

例如,選擇題內(nèi)容較雜,僅從分數(shù)上看不出問題。在某次考試中,閱卷教師發(fā)現(xiàn)其中一道選擇題出錯率很高,屬于不正常情況,故當場提出。該題目的電路如圖1所示,要求當開關(guān)S閉合時兩燈的明暗情況。該題的考點在于電源為一直流電源,而變壓器只能對正弦交流電源進行電壓變換。而很多學生并未注意到加的是直流電源,理所當然地按照交流電源計算,所以大面積出錯。一方面說明學生觀察不仔細從而失分,另一方面該題有“陷阱”嫌疑。改進措施:對于類似的題目,應(yīng)該在題目敘述中強調(diào)“電源為直流電源”。

1.2 試閱一份好的試卷應(yīng)該難易適中,使得學生成績呈正態(tài)分析。如果題目偏難,則會出現(xiàn)成績總體偏低、優(yōu)良率低、不及格率高的現(xiàn)象。如果全部閱完卷總完分才發(fā)現(xiàn)問題就被動了。如果對分數(shù)用某種算法處理,如“開方乘十”或統(tǒng)一加分等,都是本科評估所不允許的;如果不作處理,則會成績總體偏低,學生的成績不能反映學生的水平,至少是不能反映學生的相對水平,對學生是不公平的;如果重新修改評分標準重新閱卷,則會在試卷上普遍留下太多的改動痕跡,這在本科評估中也是會受到質(zhì)疑的。

為避免以上問題,應(yīng)該先取一個班的試卷為樣本進行預先評估。

試閱時,各老師對一個班的試卷同時進行,并不斷報告每題的得分情況及出錯情況,并不斷總結(jié)比較普遍的錯誤方式,如果需要則適時修改評分標準。如果試卷嚴重不合理,則中途就會發(fā)現(xiàn),否則,就在整班閱完后立即總分,算出試卷成績,各檔次人數(shù),如果分布不合理,則根據(jù)具體情況調(diào)整評分標準,并重新閱卷。

1.3 流水批卷在流水閱卷時,每題的得分只記在題目左上角,并不登到封面上,這樣閱卷效率高,并且封面比較干凈。閱卷時必須避免既有加分又有減分的情況,我們統(tǒng)一用加分,因為加分制可避免多給分或遺漏的情況。

閱卷中還實行復查制。每位教師在閱完所有的試卷后,再復查一遍,主要查評分標準是否一致,有沒有多給分或漏分的情況,然后再查一下每題的總分是否正確。這次復查必須是認真進行的,尤其保證不能有錯給分或漏給分的情況。

然后再復查一遍,這次的復查主要針對分數(shù)加得是否正確,可由助教完成,如果由教師完成,則應(yīng)交換來做。

至此,教師的閱卷工作就可以告一段落了。

1.4 用Excel錄入成績這項工作可由助教完成,但應(yīng)事先準備好名單及處理模板。

錄入方法:由助教兩人一組,一人念一人錄,把每道題的成績都錄入到事先準備好的Excel表格中。錄完后,將成績打印出來再進行核對,打印出來不容易出錯。核對時,兩人互換,原來念成績的拿成績單,原來錄入的念試卷上每題的得分。一般在這個過程中多少總會有點錯誤,經(jīng)過核對后就不會再有錯誤了。

有的文獻采用了另一種核對方法:由兩人分別將各題成績錄入到兩個Excel表中,然后利用Excel的公式功能對兩個文件進行對比,但本文的方法效率要高些。

由于用Excel可以很容易地實現(xiàn)總分的功能,所以總成績就不必人工口算了。

成績核對無誤后,就可以由助教對照著成績單上的各題分數(shù)及總分謄寫到試卷的封面上了。

至此,閱卷完畢。教師的主要任務(wù)是題目的審閱,分數(shù)的給定,而總分、謄寫等工作則可由助教或研究生完成,減輕了老師的工作量,提高了效率。

2試卷分析

每題的得分都錄入到了Excel表中,這就為試卷分析提供了方便。成績錄入及分析模板應(yīng)該在閱卷前完成。

試卷分析主要使用得分率,其次為方差,因每題分數(shù)不同,故平均分并無太大意義。

考慮到每次閱卷使用方便,特將成績錄入模板進行如下設(shè)計。

由于每個學生班的人數(shù)不盡相同,所以在計算時不應(yīng)按人數(shù)計算,比如“Average(I4:I33)”,而應(yīng)該按列計算,即“Average(I:I)”。為了保證按列計算的正確性,在每一項成績所在列中,除了中文的說明字符外,不應(yīng)再有其他數(shù)字,所以統(tǒng)計分析工作都放在成績右側(cè)的列中進行。

統(tǒng)計時,主要統(tǒng)計每道題及總分的平均成績、得分率、方差值。為了模板的通用性及計算得分率方便直觀,還應(yīng)列出每題總分。

統(tǒng)計模板的截圖如圖2所示。

其中,得分率和方差是考察的重要內(nèi)容。

例如,在圖2所示的成績分析表中,三(4)題的得分率只有30%,四(1)題的得分率只有50%,這兩題需要重點關(guān)注。

三(4)題的題目為:設(shè)八位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809的輸入電壓范圍為0～5V,求最小分辨電壓ULSB,以及輸入電壓為4.5V時輸出的二進制數(shù)。

經(jīng)分析,該題得分率的原因主要為:①該部分內(nèi)容為最后一次課時講授,時間緊張,學生出現(xiàn)浮躁情緒;②該內(nèi)容夾在介紹性的內(nèi)容當中,部分同學未認真聽講,誤認為不考,未聽講也未復習;③學時分配偏少,未能細講;④對于非電專業(yè)的學生來說,對這類問題理解較困難,單靠死記硬背則容易出錯。

雖然該題的分數(shù)少,但得分率嚴重偏低,說明學生未能掌握知識,所以必須改進教學方法。措施為:①適當增加學時,放慢進度,適當舉兩個例題;②重點強調(diào),提醒學生應(yīng)該掌握哪些知識,以及在工作中可能會遇到的類似問題,加深印象。

經(jīng)過調(diào)整后,在以后的考試中,這類題目的得分率提高到了60%~70%,效果明顯。

四(1)題考核整流濾波穩(wěn)壓電路的知識,電路圖如圖3所示,要求學生求解電路主要器件的參數(shù)。該題目的主要原因是:講課時主要以W7805和W7815為例進行講解,雖然講了78系列穩(wěn)壓器件的命名規(guī)則,但部分同學知識復習不全面,故不知道W7818為何物,從而造成失分。這也暴露了講課的局限性,故在后來的講課中,有意識地在舉例時多用幾種器件,并強調(diào)產(chǎn)品的系列性,以加深學生的印象。在后來的考試中,該類題的得分率都達到了70%以上。

3結(jié)論

本文總結(jié)了我校部級精品課程―電工電子學在教學實踐中多年積累的閱卷經(jīng)驗。閱卷采取了集體閱卷、試閱、流水作業(yè)、復查、反復檢查、登記、再查、謄寫的標準流程,有效避免了錯判、錯算的現(xiàn)象,實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)高效的閱卷方式,并對學生的各題得分情況進行統(tǒng)計,實現(xiàn)試卷分析,為后來的提高教學質(zhì)量提供了參考依據(jù)。

電子學論文:利用電子學檔進行外語學習評價的特征與功效

摘要： 基于電子學檔的學習評價以其較強的人文性、個性化、開放性和多元化特征強調(diào)元認知和自我反思。本文從分析其特征的基礎(chǔ)上，探討如何在大學外語教學中通過建立電子學檔，充分發(fā)揮其評價、反饋和管理功能，使其成為培養(yǎng)學生信息技術(shù)、問題解決、協(xié)作交流、元認知等諸多方面的能力和態(tài)度的有效工具。

關(guān)鍵詞： 電子學檔；學習評價；元認知策略

1問題的提出

學習評價是教學過程中一個重要組成部分，我國傳統(tǒng)教學評價依賴于終結(jié)性評價，關(guān)注等級、名次和知識，重視課程和技能，把教室內(nèi)評定（測驗、小考和家庭作業(yè)）和標準化測驗當成衡量學生學習優(yōu)劣的唯一依據(jù)，忽視學生的成長和發(fā)展，忽視對學生情感、學習策略、文化意識及綜合素質(zhì)的考察，缺乏以人為本的教學理念。

作為教學信息化進程中產(chǎn)生的一種新事物，電子學檔（E-Portfolio）以其信息強大的交互性、數(shù)據(jù)收集整理的即時性和方便性特點，通過文本、視聽文件、超媒體、超文本鏈接、數(shù)碼照片和動畫等各種媒體，長期動態(tài)地收集和管理個人信息和學習結(jié)果，實現(xiàn)了在教學中對學生學習的有效結(jié)果和學生的發(fā)展?jié)撃苓M行整體價值判斷的過程。

2電子學檔在外語教學中的運用

2.1 利用電子學檔進行學習評價的理論基礎(chǔ)多元智力學習理論認為人的智力至少有八種：語言智力、邏輯―數(shù)學智力、空間關(guān)系智力、形體運動智力、音樂智力、人際關(guān)系智力、個人內(nèi)省智力和自然智力，因而不能用固定統(tǒng)一的標準來測試、要求不同的學生。多元智力理論的提出從神經(jīng)心理學、認知心理學、發(fā)展心理學、心理測量學等多學科上支持了檔案測評。

2.2 電子學檔在外語教學中的運用

2.2.1 學生的基本信息學生的基本信息包括標識，外標識，姓名，電話，通訊地址，擴展信息（學生個人有關(guān)的其他信息，主要包括注冊日期，自我介紹，專長，個人愛好，學習風格等）。

2.2.2 學業(yè)信息

2.2.2.1 學習任務(wù)的識別學生對學習任務(wù)的識別主要是指識別自己與所從事的學習活動相關(guān)的心理、任務(wù)操作因素。

2.2.2.2 制定學習目標在自我識別基礎(chǔ)上，學生在教師指導下制定不同層次、階段的學習目標（包括課程學習目標、小組學習與研究目標、個人學習與發(fā)展目標），并將總目標分解為階段性目標，使其具體化、個性化、具有可操作性和可檢測性。

2.2.2.3 選擇學習策略二語習得者從獲得語言輸入到語言輸出的感知、識別、選擇、內(nèi)化、提取和使用的全部過程即學習策略的選擇運用過程，對其語言學習潛能和語言學能的發(fā)展有重要的制約作用。

2.2.2.4 評價信息評價信息是學生學習評價的匯總，應(yīng)包括評價標準和成績記錄。評價標準應(yīng)由師生從語言層面（詞、句、篇章）、語言技能（聽、說、讀、寫）和心理過程（識別、記憶、理解、推理、概括和重構(gòu)等過程）等三個方面共同討論制定；評價主體有教師評價、自我和同伴評價等多種形式。

2.2.3 反思總結(jié)反思總結(jié)主要是指學生以書面論文的形式圍繞認知主體對自身在學習活動中的心理狀態(tài)、能力、目標、策略等方面的認知以及對自身認知活動的計劃、監(jiān)控和評價等方面做出的反思。

3利用電子學檔進行學習評價的特征與功效

3.1 利用電子學檔進行學習評價的特征

3.1.1 人文性此特征把學生看作一個全面發(fā)展的人，盡可能客觀真實地評價其學業(yè)成績和能力品質(zhì)，它不僅要評價學生對知識的獲取程度（目標導向），還要評價學生應(yīng)用、分析、綜合、創(chuàng)造性思維等高層次的智力因素，以及興趣、態(tài)度、情感等方面的非智力因素。

3.1.2 個性化電子學檔創(chuàng)作活動的優(yōu)秀是學習者個體的獨立思考和創(chuàng)新呈現(xiàn)出個人風格。學生可自行決定如何組織電子學檔的內(nèi)容，決定評價的標準和依據(jù)，此特征還體現(xiàn)在檔案是個人學習與成長的記錄。

3.1.3 開放性電子學檔完成之后，可利用網(wǎng)絡(luò)條件鏈接在教育網(wǎng)絡(luò)資源上，在任何時候、任何地方、任何教師（學生）都可以將自己最新的電子學檔添加入資料庫，成為全體師生共享的豐富教學資源。

3.1.4 多元性評價的多元性是指評價主體、內(nèi)容和手段的多樣性。如：除采用傳統(tǒng)標準化測驗的手段之外，還要采用一種“另類評價”，即采用觀察、記錄、展示、演說、辯論、調(diào)查問卷等多種方式進行；評價主體不僅僅是教師，還可以是學習者本人和學習同伴等。

3.2 電子學檔的功效

3.2.1 評價功能電子學檔對學習評價具有事實描述和價值判斷兩種功能。

3.2.2 反饋功能由于電子學檔用于存放學生在學習過程中包括學習評價、學習策略、學習自省等在內(nèi)的各種學習材料，教師可從中獲取很多有關(guān)學生知識獲取和能力發(fā)展的各種信息。如學生的當前水平、學習需求、學習策略、學習風格、個性特征及發(fā)展?jié)撃艿?。教師可根?jù)這些信息及時制定或調(diào)整教學內(nèi)容、方法和計劃以適應(yīng)學生的發(fā)展需要。

3.2.3 管理功能基于電子學檔的學習過程包括學生的自我監(jiān)察、指導、強化和評價等環(huán)節(jié)，這是由一系列互動的、以動態(tài)方式彼此影響的組成部分構(gòu)成的活動，這些環(huán)節(jié)可使學生成為能夠參與、控制并管理學習過程的自我調(diào)節(jié)的主體，形成對自己學習的元認知并掌握一整套策劃、啟動、實施、監(jiān)控、調(diào)節(jié)和評價學習的自我管理技能。

電子學論文:電工電子學教學改革的探索與實踐

摘要： 本文提出了關(guān)于電工學實行“四段式”教學模式的設(shè)想。四段式教學是指：感性認識階段、理論教學階段、實踐教學階段、綜合提高階段。通過這種四段式教學體系的初步實踐及教學效果的反饋，深刻體會到這種教學模式能夠進一步開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的動手能力，引導學生培養(yǎng)自學能力。讓學生在學習理論知識前學會提出問題，在學習理論知識后學會發(fā)現(xiàn)新問題，從而能夠通過自學不斷的將新知識填充到自己的知識框架中，這樣學生就掌握了科學研究的基本方法（提出問題－解決問題－提出新問題），具備了很強的適應(yīng)能力和可持續(xù)發(fā)展的能力，將終身受益。

關(guān)鍵詞：教學改革 電工電子學 教學模式 教學效果

0引言

高等教育教學必須屏棄那些與現(xiàn)代高等教育不相適應(yīng)的舊思想、舊觀念，培養(yǎng)和造就未來社會所需要的高質(zhì)量的開拓型創(chuàng)造型人才。改革是社會的需求，每次教學改革的前進，都是在社會經(jīng)濟進步的基礎(chǔ)上，教育思想上有所飛躍的條件下形成的。電工學是高等院校工科非電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，該門課程的改革重點是將過去傳統(tǒng)的以傳授知識為主的教學模式，向培養(yǎng)學生知識、能力、素質(zhì)并重的模式轉(zhuǎn)變。本文所提出《電工電子學》“四段式”教學體系的建立正是基于這種理念，把單調(diào)的理性教學轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€從感性認識到理性教學，到實踐教學、再回歸理性教學的過程。這樣就形成了電工學教學的感性認識階段、理論教學階段、實踐教學階段、綜合提高階段的“四段式”教學體系。

1感性認識階段[1]

感性教學的目的在于激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，最大程度的發(fā)揮學生的主觀能動性，挖掘其潛能，從而達到提高教學質(zhì)量的目的，這在高等教學中有著重要的意義。因此首先必須提出電工電子學感性教學概念，所謂的感性教學資料是在教學改革討論中，以及對畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查中得到的，然后把這些資料介紹給學生或穿插在教學過程中，學生總會對那些實際的事例很感興趣，而學生在學習的過程中，時間、精力的投入主要源于興趣，有了學習興趣，就能理性的深入學習，對教學內(nèi)容理解得更深刻，學習更扎實，反過來會使學習興趣更濃，步入良性循環(huán)的學習過程。

感性教學的實施是在理論教學之前，我們在非電專業(yè)學生中提前一個學期開展了電子工藝實習，讓學生到實驗室來認識常用的電子元器件，了解常用電子儀器的使用，了解電子器件的焊接工藝及技巧，并通過實物展示、模型教具及感性教學錄象片等形式使學生了解電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中的主要應(yīng)用，了解安全用電常識。通過感性階段的學習，使學生明確學習電工學的重要性，能帶著問題獨立思考進入理論學習階段。

2理論教學階段

本階段的教學重在使學生掌握基本理論知識和基本技能加強對學生能力的培養(yǎng)。在教學內(nèi)容上做了較大的調(diào)整。

2.1 對課程改革的探討

2.1.1 適當增加新的教學內(nèi)容隨著電力電子、數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的集成度愈來愈高，一批大規(guī)模和超大規(guī)模的新型集成電路應(yīng)運而生，并很快在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，因此，在講述數(shù)字電子技術(shù)過程中要及時補充這方面的內(nèi)容，如可編程邏輯器件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，并列舉一些應(yīng)用實例，使學生對該方面的知識有更為系統(tǒng)的認識。

2.1.2 對教學內(nèi)容進行適當?shù)恼稀㈨樞蜻m當調(diào)整《電工電子學》是由《電路理論基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)》與《數(shù)字電子技術(shù)》三門課合成的，它涉及的內(nèi)容多、知識面廣，三門課之間既獨立又相互聯(lián)系。因此，在有限的學時數(shù)內(nèi)有必要對其課程內(nèi)容進行有效的整合、順序進行適當?shù)恼{(diào)整，以力求達到更好的教學效果。比如：電阻元件、電容元件、電感元件屬于電工技術(shù)課程，而二極管、三極管屬于電子技術(shù)課程，在電工電子技術(shù)里可將上述內(nèi)容統(tǒng)一到電路元件中。又比如：“運算放大器”的內(nèi)容在電工技術(shù)課程和電子技術(shù)課程中都有講述，電工技術(shù)里只講述它的輸出特性及線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用，電子技術(shù)里則著重講述其內(nèi)部電路，如果將它放在電工技術(shù) “電路變量與元件”，“電路化簡與電路分析”的內(nèi)容之后，“電路響應(yīng)”與“正弦波分析”的內(nèi)容之前講述，這樣在進行信號運算和信號處理電路的講述時，便于進行帶運算放大器與不帶運算放大器電路的對比，進而加深學生對此類電路知識的理解和掌握。另外，這樣更切合實際，使學生更易于理解實際應(yīng)用中的電路。

2.2 對教學方法和教學手段改革的探討隨著信息化時代的到來，通訊技術(shù)和傳媒技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，課堂教學方法和教學手段發(fā)生了根本的變化。傳統(tǒng)的教學方法和教學手段已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學的需要，運用現(xiàn)代化的教學方法和教學手段，既可以豐富課堂教學內(nèi)容，又可以提高教學質(zhì)量。

2.2.1 采用多元化教學[2]，提高教學質(zhì)量采用多元化教學方法，是一種提高教學質(zhì)量的手段。它使得現(xiàn)代教學方法在整個教學過程中所采用的方法和措施都是以教學為對象、學生為中心，以充分發(fā)揮學生的主觀能動性為目的。教學中重視學生的感覺、質(zhì)疑、邏輯推理等感知和思維過程，讓學生在反復實踐和挫折中體味“發(fā)現(xiàn)的喜悅和創(chuàng)造的價值”。

根據(jù)《電工電子學》課實踐性很強這一特點，在學生的實驗方式上，要采用“開放式”，在時間和內(nèi)容上充分對學生開放，讓有時間、有興趣、有能力的學生有一個自我發(fā)展的空間，這樣可以培養(yǎng)他們動手能力和提出問題、分析問題和解決問題的能力。

2.2.2 采用多媒體技術(shù)[3]，改革教學手段多媒體技術(shù)作為一種新的教學手段，已經(jīng)在各門課程教學中得到了廣泛的應(yīng)用，它在傳授知識、描述過程、闡述原理、演示過程、揭示本質(zhì)等方面顯示了獨特的功能和優(yōu)勢。它不但豐富了教學內(nèi)容，而且可以使很多抽象知識通過演示而具體、形象，更重要的是在教學環(huán)節(jié)上通過多媒體與傳統(tǒng)教學的有機結(jié)合，可以大大節(jié)省時間，提高教學效率和教學質(zhì)量。但同時要求教師在制作多媒體課件時要多花時間和精力，力求更好的發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢。

3實踐教學階段

我這里所說的實踐教學是指學生見習階段，當理論教學進行到一定階段中間可帶領(lǐng)見習教育，這樣可以建立學習與就業(yè)的橋梁、使學生明白理論學習的重要性，從而培養(yǎng)學生學習的主動性。每當我們講完電工電子學的基礎(chǔ)理論部分，剩下的內(nèi)容比如電動機、繼電接觸系統(tǒng)和下冊的電子技術(shù)都很重要但比較抽象，學生對這些內(nèi)容的感性認識不足勢必會影響學習的效果。在這種情況下我們帶領(lǐng)學生去見習，在見習過程中我們就可以著重介紹理論教學的相關(guān)內(nèi)容，讓學生有針對性地去觀察了解，這樣會引發(fā)學生極大的學習興趣，學生就會主動提出問題，為我們接下來的理論教學做好鋪墊。事實上經(jīng)過這樣一個實踐環(huán)節(jié)，當學生再次坐在教室里學習時教師會發(fā)現(xiàn)自己的講解變得不那么費力，因為所涉及到的器件他們都認識而且都有了解；對于學生來說理論學習再不是抽象的和枯燥的，他們也很渴望獲得更多的知識去面對畢業(yè)、就業(yè)。

當然，一次見習不能只為一門課程而安排，應(yīng)該同時為一個專業(yè)的課程而安排，所以見習的前期工作就變得尤為重要，帶領(lǐng)學生見習的教師須對這個專業(yè)課程知識體系和專業(yè)課程結(jié)構(gòu)都非常了解，這樣就可以在見習過程中指導學生的實踐學習以備與我們的理論教學接軌；否則學生只是走馬觀花的無目的性的參觀那些廠家和相關(guān)器件，對于學生的學習是沒有多大幫助反而會因為理論學習的偶然中斷而分散學習注意力使他們一時無法集中于學習。見習實踐教育階段是學校教學體系中的一個不可缺少的重要組成部分和不可替代的重要環(huán)節(jié)。成功的見習是學生銜接理論學習到實踐操作的過渡、也是從學習到就業(yè)的過渡。實踐教學可以培養(yǎng)技能型人才，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的重要途徑。沒有實踐教學，就沒有完整的教育，它是校內(nèi)教學的延續(xù)。學校要提高教育教學質(zhì)量，在注重理論知識學習的前提下，首先要提高實踐教學管理的質(zhì)量。實踐教學的成功與否，關(guān)系到學校的興衰及學生的就業(yè)前途。

4綜合提高階段

以“加強基礎(chǔ)、突出能力、注重創(chuàng)新、全面發(fā)展”為優(yōu)秀的教育理念貫穿于《電工電子學》教學的始終。實驗教學是《電工電子學》教學的重要組成部分，是提高學生綜合運用知識和分析問題、解決問題能力的重要途徑。學校一定要加大對電工電子實驗中心的投入，大量更新了實驗儀器、設(shè)備及裝置，使實驗條件得到完善，同時對實驗教學的內(nèi)容和方法作出相應(yīng)的調(diào)整和改革。以教學大綱為基礎(chǔ)，以改善實驗條件為保障，以因材施教為優(yōu)秀，根據(jù)學生的不同層次，建立三級實驗教學平臺：基礎(chǔ)部分應(yīng)滿足教學大綱要求的實驗；提高階段應(yīng)結(jié)合各部分理論知識，帶有一定設(shè)計性的實驗，學生可有選擇的完成；最后綜合型階段結(jié)合本專業(yè)，自行設(shè)計并實現(xiàn)具有一定功能的電路，將所學的知識得以綜合利用。通過提高階段的學習，使學生的實驗?zāi)芰Φ玫教岣?，同時對理論教學內(nèi)容有了更深層次的理解，在這個過程中，實現(xiàn)了理論與實踐相互促進的效果。

5結(jié)論

綜上所述，我們通過這種四段式教學體系的初步實踐及教學效果的反饋，深刻體會到這種教學模式能夠進一步開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的動手能力，引導學生培養(yǎng)自學能力。讓學生在學習理論知識前學會提出問題，在學習理論知識后學會發(fā)現(xiàn)新問題，從而能夠通過自學不斷的將新知識填充到自己的知識框架中，這樣學生就掌握了科學研究的基本方法（提出問題－解決問題－提出新問題），具備了很強的適應(yīng)能力和可持續(xù)發(fā)展的能力，將終身受益。

電子學論文:福州大學微電子學專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)體系的探討

【摘 要】根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)體系的標準，提出微電子學專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)體系的建設(shè)內(nèi)容，分析了該培養(yǎng)體系實施過程中遇到的問題，給出卓越工程師培養(yǎng)實施的幾點建議。應(yīng)用該培養(yǎng)體系對在校生進行試點，在多個方面已取得初步成效。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師 培養(yǎng) 體系

福州大學于1970年開始招收微電子專業(yè)學生，為我省培養(yǎng)出第一批微電子專業(yè)人才，但由于歷史原因，80年代微電子學專業(yè)停辦了。為促進福建省IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加速福建省集成電路專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，促進閩臺兩岸IC產(chǎn)業(yè)對接和為海峽西岸創(chuàng)新經(jīng)濟建設(shè)提供有力的人才支撐，2007年2月，經(jīng)教育部批準，福州大學復辦微電子學本科專業(yè)，依托福建省集成電路設(shè)計中心的公共服務(wù)平臺，建立起集教學、研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化功能于一體的國家集成電路人才培養(yǎng)基地。經(jīng)過這幾年的建設(shè)，微電子學專業(yè)實驗室、福建省集成電路重點實驗室等幾個平臺已建立起來，基本可滿足學生、老師學習與研究之用，但微電子的人才還很奇缺，培養(yǎng)的人才與社會的需求還有一定的差距，因此我們根據(jù)教育部“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的標準，對微電子學專業(yè)的培養(yǎng)方案進行探索，培養(yǎng)符合社會需求的人才。

作為第一批試點單位，福州大學“卓越工程師培養(yǎng)”采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，把工程師培養(yǎng)分為校內(nèi)學習和企業(yè)學習兩個培養(yǎng)階段。本科培養(yǎng)采用“3＋1”培養(yǎng)模式，即前3年在校內(nèi)學習本科課程，第4年到企業(yè)實踐；碩士培養(yǎng)采用“1.5＋1”培養(yǎng)模式，碩士工程型要求前一年半以校內(nèi)為主學習碩士課程，后一年到企業(yè)實踐，接受工程設(shè)計研發(fā)訓練。

一、卓越工程師培養(yǎng)體系的建設(shè)

根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)標準，卓越工程師培養(yǎng)體系的建設(shè)應(yīng)包含以下幾個方面：

1．教學計劃建設(shè)（理論教學和實踐教學安排）

集成電路設(shè)計、集成電路測試與封裝等微電子專業(yè)都是實踐性很強的學科，除了要有厚實的理論基礎(chǔ)外，學生參與實踐顯得非常重要，這與卓越工程師的培養(yǎng)精神相吻合。因此在本科工程培養(yǎng)階段，課程體系要面向工程，強調(diào)寬基礎(chǔ)、重實踐、重應(yīng)用，強調(diào)學以致用，教學內(nèi)容精而管用，可適當削減部分課程學時，同時開設(shè)企業(yè)與工程管理、企業(yè)法規(guī)、企業(yè)文化、國內(nèi)外營銷等與企業(yè)管理密切相關(guān)的課程，注重自然科學與人文科學的融合，并開設(shè)前沿性交叉學科課程，拓寬學生知識面。

2．教學模式和考核方式方面

教學模式和考核方式方面改革，課程教學與考核結(jié)合工程實際進行，專業(yè)課強調(diào)案例教學。通過課堂理論教學、研究性學習和企業(yè)實踐性學習三段式的培養(yǎng)，實現(xiàn)培養(yǎng)模式創(chuàng)新。學生一年時間到企業(yè)頂崗或掛職，接受工程實踐訓練，并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際完成相關(guān)課程與畢業(yè)設(shè)計（工程設(shè)計）。

3．學生管理方面

學生管理方面實行校內(nèi)、外雙導師制。在企業(yè)的生產(chǎn)實習、企業(yè)實踐與畢業(yè)設(shè)計的教學過程中，采用“雙導師制”，即學生下派企業(yè)的同時，一個企業(yè)指定一名學院內(nèi)在職教師為指導教師，長期與企業(yè)合作，與企業(yè)導師共同制定課程進度與相關(guān)內(nèi)容等，為學生及時完成學業(yè)奠定基礎(chǔ)。學生到達企業(yè)后，由企業(yè)指派高級技術(shù)人員（一般應(yīng)為總工程師或部門負責人）為固定企業(yè)指導教師。

4．課程建設(shè)方面

把構(gòu)建科學的卓越工程師培養(yǎng)課程體系，與實際的教學實踐有機地結(jié)合起來，突出工程實踐和創(chuàng)新能力，打造一批工程教育特色課程，一些面向企業(yè)實踐性強的課程或項目聘請企業(yè)高級工程師授課或?qū)W生到企業(yè)通過動手實踐完成，力爭每一屆學生有6門專業(yè)課是由具備5年以上在企業(yè)工作的工程經(jīng)歷教師主講。

5．師資隊伍建設(shè)方面

在每個企業(yè)中遴選出2～3名適合微電子專業(yè)各相關(guān)專業(yè)課程教學的高級專業(yè)人才，通過福州大學高等教師專業(yè)培訓，正式聘任為福州大學教師，完成企業(yè)課程的授課任務(wù)與承擔企業(yè)導師的工作。此外，學院的教師也應(yīng)不定期地深入到相關(guān)企業(yè)進行調(diào)研和科研項目合作，加強校企的實質(zhì)性深入合作，提高校內(nèi)教師的工程素質(zhì)與業(yè)務(wù)水平。同時鼓勵中青年教師積極參加、探索新的教學模式和實驗創(chuàng)新機制，逐步形成一支優(yōu)秀教學團隊，以培養(yǎng)一批中青年骨干教師。

二、卓越工程師培養(yǎng)計劃的實施

目前正處于卓越工程師培養(yǎng)啟動階段，部分培養(yǎng)模式可對在校生進行試點，針對目前教學體制更注重學生的理論學習、實踐環(huán)節(jié)明顯不足、學生工程意識淡薄、畢業(yè)后很難讓企業(yè)滿意、學校的教學環(huán)節(jié)與企業(yè)的需求有較大的脫節(jié)等問題，并根據(jù)我省集成電路行業(yè)的發(fā)展狀況和我校的現(xiàn)有條件，適當調(diào)整現(xiàn)有課程與課程的教學內(nèi)容，適應(yīng)微電子行業(yè)的人才結(jié)構(gòu)需求，力爭與福建省現(xiàn)有微電子企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)集成電路方面的人才，探討IC專業(yè)人才的培養(yǎng)模式與培養(yǎng)方案的創(chuàng)新和研發(fā)，是目前的工作重點。

1．課程體系的改革

深入集成電路的有關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)需求，對2009級《微電子學專業(yè)培養(yǎng)計劃》已做了很大修改，課程設(shè)置突出工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)方案與目標比較接近于企業(yè)的要求。這些變化體現(xiàn)在大多數(shù)理論課程之后都設(shè)置了相應(yīng)的應(yīng)用課程，比如數(shù)電、模電、C語言、數(shù)字集成電路設(shè)計、模擬集成電路設(shè)計、微機原理等課程，不僅有相應(yīng)的課內(nèi)實驗，還有相應(yīng)的課程設(shè)計，將剛學到的基礎(chǔ)知識賦予實踐，不僅鞏固了基礎(chǔ)知識，加深了理解，而且也培養(yǎng)了學生學以致用的能力。

2．本科第四學年的教學安排

根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)方案的要求，第四學年應(yīng)安排一些實踐性的、研究性的課程，比如畢業(yè)實習、科研實踐、畢業(yè)設(shè)計、項目研發(fā)管理等，這些課程可以帶到企業(yè)中完成，可以結(jié)合各個企業(yè)的實際情況，做相應(yīng)的課程研究，使得學生的研究內(nèi)容來源于實際，使學生的學習與實際接軌。

3．課程建設(shè)方面

與實踐相關(guān)的課程、教學內(nèi)容要求直接使用目前行業(yè)流行的三大巨頭軟件，比如SPICE模擬設(shè)計與實驗、邏輯設(shè)計與FPGA、數(shù)字集成電路CAD、模擬集成電路版圖設(shè)計、集成電路制造工藝、集成電路可測性設(shè)計等課程的實驗，都要求用目前市面上流行的軟件工具與版本，并且教學內(nèi)容要求來源于實際工程，逐步形成幾門有特色的課程。

4．師資培養(yǎng)方面，加強現(xiàn)有教師參與企業(yè)項目研發(fā)的力度。

目前6名年青教師承擔了福州福大海矽微電子有限公司的研發(fā)項目，研制的三個芯片已經(jīng)完成MPW流片，經(jīng)測試達到了設(shè)計技術(shù)要求，取得良好的效果；另有多名教師參與了福建省集成電路服務(wù)中心的建設(shè)與技術(shù)服務(wù)工作，逐步培養(yǎng)與鍛煉了一批中青年骨干教師，形成了一支優(yōu)秀的教學團隊。

5．企業(yè)師資培養(yǎng)

在企業(yè)中遴選適合微電子各相關(guān)專業(yè)課程教學的高級專業(yè)人才，通過福州大學高等教師專業(yè)培訓，正式聘任為福州大學教師，完成企業(yè)課程的授課任務(wù)與承擔企業(yè)導師的工作?！都呻娐穼嵙暋氛n程已經(jīng)在ICC上課，07級的《教授講座》由福州貝萊特集成電路有限公司的老總陳炳來教授承擔。今后，其他相關(guān)課程的部分實踐也將在該中心完成。

三、卓越工程師培養(yǎng)過程中存在的難點

1．企業(yè)難以接受學生實習

微電子行業(yè)都有較高的技術(shù)要求，企業(yè)一定是靠技術(shù)生存，各個單位對保護自己的商業(yè)秘密都非常重視，所以一般都不太愿意接受實習生。他們認為大學生沒有實際工作能力，即使有，短時間內(nèi)也不能很好地發(fā)揮出來為企業(yè)所用，所以企業(yè)接收大學生實習不僅沒有得到免費的勞動力，而且還要冒著泄露商業(yè)機密的風險、需要付出各種代價，比如，至少必須給實習生安排辦公位置及設(shè)備等，另外學生短時間內(nèi)難以接手相關(guān)工作，還要讓老職工去帶，必然影響企業(yè)的進度安排，因此企業(yè)收益和成本相比得不償失?？傊?，由于行業(yè)的原因，企業(yè)難以接受學生實習，這是微電子學專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)實踐過程的最大難點。

2．誠信問題

現(xiàn)在企業(yè)愿意接受學生實習的，大多是希望學生畢業(yè)后能夠到企業(yè)來工作，這樣相當于學生提前一年來企業(yè)實習，企業(yè)可以少培養(yǎng)學生一年，這對于學生、企業(yè)都是一件雙贏的好事。但出現(xiàn)了很多學生畢業(yè)后又不去這個企業(yè)工作，失信于企業(yè)，以至于企業(yè)認為現(xiàn)在的學生誠信差，眼高手低在企業(yè)呆不住，打擊了很多企業(yè)的熱情。

3．學生管理上的難題

學生分散于各個企業(yè)實習，給學生管理帶來了很大的難度，如學生在外地，老師很難經(jīng)常去檢查學生的情況，如在本地實習，學生大多還會住在學校，則交通問題給學生的安全帶來了隱患，學校存在很大的壓力。

四、卓越工程師培養(yǎng)的出路

1．政府給予參與企業(yè)一定的優(yōu)惠

目前實行本計劃的難點之一在于企業(yè)的參與。建議教育部聯(lián)合國家有關(guān)部門共同出臺政策，調(diào)動企業(yè)接受學生實踐并共同參與培養(yǎng)學生的積極性，例如給予參與本計劃的企業(yè)在稅收上的減免或經(jīng)費補貼，或在企業(yè)申報國家有關(guān)部門科研立項，技改立項時給予優(yōu)惠。

2．加強學生的誠信建設(shè)

如果學生的誠信度可以得到企業(yè)的信任，那么我們可以這樣來分流學生：對于不考研的學生，可以以找工作單位的方式去找實習企業(yè)，與企業(yè)簽定協(xié)議，畢業(yè)后到企業(yè)工作，這樣企業(yè)基本上就會接受這一批學生；至于要參加考研的學生，可以到學校的各個研究室等參與老師的課題研究，或者由一些有實踐經(jīng)驗的老師各自帶幾個學生做些實用性、綜合性的設(shè)計，也可以得到一些工程性的實戰(zhàn)。

3．加強學校自身科研機構(gòu)的建設(shè)，讓更多的學生可以在校參與科研研究。

4．在一些重點企業(yè)設(shè)置教育部門，參與學校的實踐教學。

建議國家、學校在各個地方建立大型的實踐基地，接受學生的實習，這些實踐基地可以依托某些學校已有的實踐中心也可以依托某些大型企業(yè)。

本文根據(jù)教育部卓越工程師培養(yǎng)體系的標準，提出了微電子學專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)體系的建設(shè)內(nèi)容，結(jié)合該培養(yǎng)體系實施過程中遇到的問題，給出卓越工程師培養(yǎng)實施的幾點建議。該培養(yǎng)體系對在校生進行試點，在多個方面已取得初步成效。

電子學論文:Multisim10在醫(yī)學電子學教學中的應(yīng)用

【摘 要】本文介紹了在醫(yī)學電子學教學中引入Multisim 10仿真軟件的必要性。以共射極單管放大電路和RLC諧振電路為例研究了Multisim 10在醫(yī)學電子學教學中的應(yīng)用，說明Multisim 10仿真軟件是化解教學難點、提高教學效果的重要教學輔助工具。

【關(guān)鍵詞】Multisim10；醫(yī)學電子學；仿真

醫(yī)學電子學是醫(yī)學信息工程、醫(yī)學影像技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是應(yīng)用電子技術(shù)解決生物醫(yī)學工程中問題的一門交叉學科，教學內(nèi)容涵蓋了理工科院校多門電子學課程的相關(guān)知識，而且它又有別于理工科的電子學課程。通過學習，可以提高學生運用電子學技術(shù)來解決生物醫(yī)學中相關(guān)事情的能力[1-2]。

1 Multisim10仿真軟件引入醫(yī)學電子學教學的必要性

醫(yī)學電子學課程由理論課和實驗課兩部分組成，課程內(nèi)容主要包括電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電路三部分。該課程的很多重點教學內(nèi)容抽象、難懂，成為教學難點，目前理論課的主要教學手段是利用傳統(tǒng)教學與幻燈片結(jié)合在課堂上完成，不能實時、動態(tài)顯示電路的功能，對復雜的內(nèi)容，教師難于講解，學生不易接受。隨著計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，利用計算機構(gòu)造一個虛擬的實驗環(huán)境，通過建立電路、設(shè)定參數(shù)、自動建立電路方程并計算結(jié)果，最后以圖形和動畫的形式將電路功能表現(xiàn)出來，可達到與傳統(tǒng)實驗的效果和目的，大大增強教學效果[3]。這類仿真軟件很多，現(xiàn)在比較流行的仿真軟件有Matlab、Orcad/Pspice、Multisim和Protel等。在眾多的電路仿真軟件中，Multisim是最容上手的。multisim10屬于較新的版本，具有界面直觀、操作簡單等優(yōu)點。將Multisim10引入教學，對于幫助教師課堂上闡述、驗證醫(yī)學電子學的基本原理以及學生深入理解概念和掌握規(guī)律有著重要作用[4]。將Multisim10軟件引入到理論課教學中，對電路進行仿真，使學生很直觀的看到由于參數(shù)變化引起的電路各項指標的變化，使課堂教學變得形象、直觀，學生易于理解，化解了教學難點。學生可以在業(yè)余時間利用Multisim10仿真軟件設(shè)計各種電路并判斷電路的可行性與結(jié)果，仿真驗證正確后，再進行實物的設(shè)計，可以有效提高效率，避免浪費。

2 Multisim10軟件簡介

Multisiml0仿真軟件是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬、數(shù)字電路板的設(shè)計工作，它含了電路原理圖的圖形輸入，電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力，作為專業(yè)的應(yīng)用軟件，它具有以下功能特點[5-6]：直觀的圖像界面、豐富的元件庫、強大的分析功能、高效的“實時仿真”模式。由于 Multisim10具有以上特點，被廣泛應(yīng)用于電子類課程的輔助教學，成為提高電子類課程教學效果的重要工具。

3 應(yīng)用思路

教師在備課時根據(jù)教學內(nèi)容提前設(shè)計仿真電路，在理論課和實驗課上進行傳統(tǒng)教學、幻燈片教學的同時，在必要時刻將Multisim10軟件仿真教學穿插到教學中，把三種教學手段有機結(jié)合起來，達到最佳的教學效果。由于Multisiml0具有界面直觀、操作簡單等優(yōu)點，學生完全可以通過自學掌握該軟件的使用方法并加以應(yīng)用。教師在上第一次課時就將Multisiml0安裝包包拷貝給學生讓學生自行安裝，要求學生利用課余時間自學該軟件，掌握其使用方法并會設(shè)計簡單電路。

4 Multisiml0在醫(yī)學電子學教學中的應(yīng)用

4.1 Multisiml0在醫(yī)學電子學課堂教學中的應(yīng)用

醫(yī)學電子學中戴維南定理、RLC諧振電路、共發(fā)射極放大電路、負反饋放大電路等重點教學內(nèi)容都很抽象、復雜，因而成為教學難點。下面就以共發(fā)射極放大電路為例介紹Multisiml0在醫(yī)學電子學課堂教學中的應(yīng)用。

教師在利用傳統(tǒng)教學和幻燈片講解完共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)工作點、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻后，打開如圖1所示的仿真電路并進行仿真，通過投影儀把仿真結(jié)果展示給學生看。

圖1 共發(fā)射極放大電路的仿真電路

圖2 靜態(tài)工作點仿真結(jié)果

4.1.1 設(shè)置靜態(tài)工作點

4.2 Multisiml0在醫(yī)學電子學實驗教學中的應(yīng)用

醫(yī)學電子學實驗是培養(yǎng)學生基本技能的重要環(huán)節(jié)，是實踐能力培養(yǎng)的重要手段，為學生以后學習專業(yè)課程奠定必要的實驗基礎(chǔ)。我校醫(yī)學電子學課程開設(shè)有：電路元器件伏安特性的測繪、RLC串聯(lián)諧振電路、整流濾波電路、共發(fā)射極放大電路四個實驗項目。下面就以實驗電路比較簡單，學生能比較容易的搭建電路的RLC串聯(lián)諧振電路為例介紹Multisiml0在醫(yī)學電子學實驗教學中的應(yīng)用。在開設(shè)此實驗前一周，要求學生利用仿真軟件按照實驗講義預做實驗并記錄仿真結(jié)果。教師在講授完實驗?zāi)康?、原理、實驗步驟等內(nèi)容后，將提前設(shè)計仿真電路進行仿真，把仿真結(jié)果展示給學生看后才讓學生進行實物實驗。學生可以將自己的仿真結(jié)果與老師的仿真結(jié)果進行比較，實物實驗完成后還可以將實物實驗數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)與理論值進行對比，驗證仿真數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)的正確性。

4.2.1 測定諧振頻率與品質(zhì)因數(shù)

4.2.2 繪制幅頻特性曲線

幅頻特性曲線是在信號源電壓值不變的情況，電路中的電流隨頻率變化的規(guī)律。在輸入信號的電壓值為1V不變的情況下，在13kHz-23kHz之間取11個值對電路進行仿真，用萬用電表測出各個頻率值相對應(yīng)的電流值如表1所示。

由表1所示仿真數(shù)據(jù)看出隨著信號頻率的增加，輸出電阻R上的電流先增大然后減小，在輸入信號頻率為17.9kHz時輸出電流最大，說明這一頻率點電路發(fā)生了諧振。利用表1所示的數(shù)據(jù)可以繪制幅頻特性曲線。

通過上述兩個實例可以看出把Multisim10仿真軟件引用到醫(yī)學電子學教學中，夠讓學生形象、直觀的理解教學重點并化解教學難點，激發(fā)學生學習興趣，提高教學效果。

電子學論文:機械電子學課程信息化教學需要把握的幾個重點

摘 要 隨著計算機、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)在課堂上的應(yīng)用，信息化教學也應(yīng)運而生。與傳統(tǒng)教學相比，信息化教學具有很多優(yōu)勢，對學生學習習慣具有顛覆性，同時，它可以更好地將復雜抽象的知識展現(xiàn)在學生面前，對學生也具有思維啟發(fā)作用。文章圍繞信息化教學理念和教學設(shè)計，針對如何將信息化教學在機械電子學課程中應(yīng)用提出了幾點見解。

關(guān)鍵詞 機械電子學 信息化教學 課程教學

0 引言

機械電子學是一門綜合了機械工程、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的學科，它內(nèi)容豐富，實踐性強，知識更新快，對機電行業(yè)人才的培養(yǎng)具有重大的作用。隨著機電制造業(yè)的快速發(fā)展和市場對機電一體化人才需求的變大，機械電子學課程在高校的地位也越來越突出。目前來看，工業(yè)信息革命對教育行業(yè)的影響也已然敲響了教育改革的鐘聲，傳統(tǒng)的教學模式無法滿足這一門課程的特點要求。

信息化教學是將先進教學理念與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，運用現(xiàn)代教學方法的教學，它明確以學生為中心，強調(diào)協(xié)作、透明、思辨。本文就信息化教學在機械電子學課程中的應(yīng)用提出了需要把握的幾個重點。

1 樹立信息化教學正確理念

信息化教學，研究的主體對象是教學，目的是達到教學的信息化。信息化教學模式是教師以信息技術(shù)為教學手段，引導學生積極主動獲取知識，擺脫傳統(tǒng)的知識灌輸者角色的教學方式。教學過程也由講解說明轉(zhuǎn)變?yōu)榍榫霸O(shè)定、問題分析、協(xié)商研討、總結(jié)延伸等模式，極大地去調(diào)動學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。①從目前來看，高校教室都配有計算機和投影儀等基礎(chǔ)教學設(shè)備，并實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)，但教師的傳統(tǒng)角色并沒有改變，從而對教學設(shè)備資源也造成了一定的浪費。可見，如果教師沒有領(lǐng)悟信息化教學內(nèi)在本質(zhì)，即使豐富了課堂知識內(nèi)容，但還是無法更好引導學生獲取知識，只是在為用技術(shù)而用技術(shù)，忽視了教學的目的是讓學生深刻理會課堂知識，擺脫傳統(tǒng)的僵化的教學模式。

在信息化教學模式下，課程考核機制也要隨著改變，并不是“一卷定全程”的做法，因為每個學生對不同知識的理解程度、興趣度是不一樣，單憑教師所謂的“重點知識”來考核，極易忽視學生的個性化，遏制學生的思辨思維，對于學生學習知識也純屬應(yīng)付教師、應(yīng)付考試，容易造成理論知識和實踐操作的脫節(jié)。

在整個教學過程中，教師只有具備合理的信息化教學理念，并以此為依據(jù)制定信息化教學目標，每一環(huán)節(jié)都要認識到學生的主體性，使課堂變得科學化、現(xiàn)代化，高校培養(yǎng)的人才才是社會所需要的。

2 豐富信息化教學的數(shù)字化資源

傳統(tǒng)的教學中一支粉筆、一塊黑板就夠了，教師是以知識灌輸者的角色“活躍”于課堂。隨著信息化、數(shù)字化已成為當今時代的顯著特征，教學領(lǐng)域也應(yīng)豐富教學的數(shù)字化資源，多層次的激發(fā)學生的發(fā)散思維、創(chuàng)造性思維以及知識處理能力。機械電子學是融合了多種技術(shù)的學科，內(nèi)容豐富多樣，所以學習它需要多方面的基礎(chǔ)知識。然而課堂多媒體資源畢竟有限，這就需要在信息化教學設(shè)計中，使課程資源多樣化。如今，移動網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)達，數(shù)字化資源可能會比書本內(nèi)容提供更好的服務(wù)，而且數(shù)字化資源能緊跟機械電子行業(yè)發(fā)展，提供前沿的知識，對學生以后的實踐操作能起到很大的作用。

機械電子學課程的特點也表明，單憑一本教材很難讓學生深刻領(lǐng)悟知識。學生的實踐機會本來就很少，如果理論方面還不能提供豐富生動的資源，那這門課對于學生的作用就很小。由于數(shù)字化資源不局限于時間和空間的限制，教師的教學設(shè)計中可以從課本內(nèi)容或者相關(guān)基礎(chǔ)知識出發(fā)，圍繞某個知識點提供全方位的學習資源。信息化教學中，教師所有的備課資源應(yīng)該是為學生服務(wù)，而不是在課堂上進行教學“表演”。除PPT課件外，教師可根據(jù)每節(jié)課內(nèi)容要求，錄制或搜索相關(guān)視頻分享給學生，建立實踐應(yīng)用題庫，并開通教學平臺鼓勵學生積極討論，開設(shè)教師答疑專欄等。

3 完善信息化教學的硬件環(huán)境

信息化教學的具體實踐離不開配套的教學硬件，沒有硬件設(shè)施的支持，再好的信息化教學理念也只是“紙上談兵”，也就不能達到信息化這一教學目標，可見，硬件設(shè)施環(huán)境是信息化教學環(huán)境的基石。

類似于傳統(tǒng)課堂中的粉筆、黑板、板擦等基本物品，計算機和多媒體設(shè)備已成為課堂必不可少的“一員”，而計算機和多媒體大多情況也只是方便教師教學的設(shè)備。隨著科技的快速發(fā)展，硬件設(shè)備趨于智能化、便攜化，教學課堂的布局也要根據(jù)設(shè)備的應(yīng)用程度。②對于機械電子學中抽象難懂的知識點，教師可以帶領(lǐng)學生參觀或展示相關(guān)機器或構(gòu)件，使學生對知識有清晰的掌握。機械電子學這門課程是服務(wù)于實踐操作，理論知識要與實踐相結(jié)合，考慮到實際設(shè)備購置昂貴，可引進相關(guān)模擬系統(tǒng)，使學生通過虛擬的操作達到對理論知識的把握。

4 提高信息化技術(shù)的運用能力

信息化教學理念再好，課堂設(shè)備再先進，教師不會運用這些技術(shù)，也就不會使信息化技術(shù)發(fā)揮到高效的作用，所以信息化教學對教師的信息化技術(shù)應(yīng)用能力也提出了要求。教師是學生攀登知識殿堂的階梯，決定了學生攀登的高度。在信息化教學中，教師也要積極主動地提高自己的教學能力，緊跟時展步伐，而教師教育技術(shù)能力的優(yōu)秀是基于信息支持的教學設(shè)計，美國《面向教師的美國國家教育技術(shù)標準》（2008版）中明確指出了，教師應(yīng)能夠使用各種數(shù)字化時代的媒介和方式與學生、家長及同事就一些信息和想法進行有效的溝通。教師信息化技術(shù)能力是一種綜合能力，它包括信息化教學遷移能力、信息化教學融合能力、信息化教學交往能力、信息化教學評價能力、信息化協(xié)作教學能力、促進學生信息化學習能力。③

在信息化、數(shù)字化時代，教師也要不斷學習，不斷創(chuàng)新教學方式方法，注重技能培養(yǎng)，如多媒體設(shè)備操作技能、教學應(yīng)用軟件開發(fā)設(shè)計能力。雖然在過渡階段，教師可能會有壓力，但要有清醒的認識，只有把自己綜合教學能力提高上去，才不會在教學改革中迷失，才可以在以后教學中更加輕松靈活。

5 掌握信息化教學的方法手段

以往教師備課只是去制作和熟悉講課用的課件，而多數(shù)情況課件也都是隨著教材附帶，給學生的感受是教師只是在念課件內(nèi)容，忽視了學生對本節(jié)課知識的掌握程度，期間教師并沒有認識到信息化教學理念的本質(zhì)。很多教師以為教室配備了計算機和多媒體設(shè)備，只是用來方便教學，而有些教師雖然認識到了信息化教學的重要性，通過技巧使課件生動，比如在課件中穿插搞笑動畫、字體顯示伴有特殊聲效等簡單手段，吸引學生注意，但這并不適用于高校課堂，尤其對于機械電子學這門理論知識繁瑣、內(nèi)容抽象的課程。教師存在的價值是為學生傳授解答知識，而方法手段是取得成效的保障。

信息化教學手段是將信息化教學硬件設(shè)備和信息化教學理念相結(jié)合的教學方式，教師充分合理使用教學中的資源，使課堂形象化、生動化、具體化。④機械電子學課程要求有較好的機械、計算機、電子等基礎(chǔ)知識，綜合性較強，而學生以前“術(shù)有專攻”，可能并不能很全面地理解課堂知識，在這種情況下，教師就要提前了解到學生的具體情況，因材施教，為學生更好理解新知識制定良性的教學方法。

6 信息化教學的課堂把控能力

在信息化教學課堂上，教師需要具備調(diào)動學生積極性、主動性，根據(jù)不同知識點靈活組織課堂模式，把控課堂氣氛，擅于轉(zhuǎn)變師生主體地位，把握全局，避免學生自由思想泛濫的能力?，F(xiàn)在的高校學生在中學時代都是在傳統(tǒng)教學模式下培養(yǎng)的，新的教學模式對于他們來說是新穎的，就會導致學生很容易“樂在其中”，這對于教師也是一種挑戰(zhàn)。在信息化教學中，學生接觸的數(shù)字化設(shè)備功能強大，擺脫了單一的課本，他們很容易偏離教學設(shè)計內(nèi)容，雖然上課積極性很高，但是并沒有對知識有系統(tǒng)性的掌握。教師要“利用”學生的這一心理特點，制定完善的學習任務(wù)，使學生學習具有明確的目的性。信息化教學并不僅局限于課堂，它具有延長性。⑤教師要充分利用教學資源，課下帶動學生在教學平臺交流、利用數(shù)字化資源并完成作業(yè)，同時教師也應(yīng)注意方式方法，不能忽略學生的主體地位，要體現(xiàn)出學生個性化，發(fā)掘出學生對知識的興趣。

7 結(jié)論

機械電子學這門課理論與實踐結(jié)合性強，這就需要學生接觸更多虛擬仿真環(huán)境、操作實際設(shè)備，經(jīng)常進行互動交流。同時教師也要根據(jù)知識特點搭建信息化教學環(huán)境，既要給學生明確的學習任務(wù)，也要起到教學監(jiān)督的作用。信息化教學模式以其和信息技術(shù)的高度結(jié)合，越發(fā)體現(xiàn)出它在現(xiàn)代教學中的優(yōu)越性，必將代表教學模式改革和發(fā)展的趨勢。對信息化教學模式的研究和推廣，將是推動高等教育信息化進程的必由之路。

電子學論文:電子學籍檔案管理在普通高中的探討

【摘要】隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅對于教育起著十分重要的影響，同時還對學校檔案管理產(chǎn)生了影響。學生的學籍檔案十分重要，在電子檔案的保管方面，快捷便利是電子檔案比傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案管理中的突出優(yōu)勢。本文主要分析在普通高中中，電子學籍檔案管理工作的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電子學籍檔案；管理；普通高中；具體應(yīng)用

社會不斷發(fā)展的今天，個體的檔案在整個社會中起到的作用越來越突出，而學籍是學生檔案的一個重要組成部分，對學生的學業(yè)來說起著十分重要的作用。它詳實的記錄了學生在學校學習過程中整個學習狀態(tài)和具體生活狀態(tài)，也表現(xiàn)出學生學習所在的學校展現(xiàn)出來的具體情況，十分豐富多彩的學習狀況，由此可見學籍的涉及內(nèi)容范圍很廣，并且是學生學習狀態(tài)以及學校具體情況的真實性反應(yīng)。這對于教育部門以及學校具體管理工作的開展和教學內(nèi)容的選擇方面具有極高重要價值。而隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，學籍也朝著電子化和數(shù)字化方向發(fā)展，表現(xiàn)出了優(yōu)越性。

一、電子學籍管理所具有的重要作用

現(xiàn)在許多高校學生畢業(yè)之后，因為思想中沒有檔案的概念，使得他們沒有檔案的重要性的想法，對檔案如何處理和安排也毫不關(guān)心。所以，現(xiàn)階段越來越多的高校畢業(yè)生對自己的檔案采取一種漠然的態(tài)度，一旦開始工作、讀研、出國等，就發(fā)現(xiàn)自己的檔案早已經(jīng)不知道被放置在何處，成為一個阻礙。

（一）電子學籍檔案在保管方面具有極高的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)紙質(zhì)學籍檔案的管理工作相比，電子學籍檔案的管理具有極為明顯的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾點：首先，由專門的系統(tǒng)進行學生各種資料的收集和整理，不論是在學校期間的各種榮譽獎項，還是在學校期間的學習成績，都晚安整整的保存在這個專門的系統(tǒng)之中。不僅由專門的檔案保管所進行檔案的保存，學生也有自己的一份報關(guān)，定期在檔案中輸入各種的信息，十分的方便并且安全。其次，所有的教學信息都儲存在專門的教育系統(tǒng)之中，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過正確的登錄步驟就能夠查看學生的各種信息內(nèi)容，這樣方便了學校對于檔案的管理，還簡化了整個檔案的具體工作效率，更加的省時省力。

（二）電子學籍檔案在學籍的改動方面具有優(yōu)勢。在高速發(fā)展的社會中，信息總是時刻處在高速的變動之中，教育教學也在所難免。學生在學習過程中，總會遇到這樣或者那樣的問題，從而導致學校的改變或者年級的變動，甚至會出現(xiàn)休學、退學的現(xiàn)象。這種時期需要提交大量的表格，手續(xù)很多。但是電子學籍檔案在這一方面的手續(xù)要明顯簡化于傳統(tǒng)的檔案管理方式。因為電子檔案主要基于互聯(lián)網(wǎng)，在專門的系統(tǒng)中進行內(nèi)容的更改就可以了，修改后，信息共享就可以使得全國各地的教育機構(gòu)看到學籍的變化。這樣不僅簡化了工作步驟，還提高了辦事效率。

（三）電子學籍檔案管理是整個學校管理的重要組成部分。在具體的教育教學管理活動中，學校應(yīng)該重視電子學籍檔案的突出優(yōu)勢，把握好電子信息檔案所掌握的各種真實性信息，更加做好教育教學的服務(wù)。對于電子學籍的管理中，極好的發(fā)揮了整個網(wǎng)絡(luò)的獨特性優(yōu)勢，滿足了整個學校的社會發(fā)展需要，能夠密切不同部門的溝通和聯(lián)系，推動著學校朝著統(tǒng)一的方向不斷發(fā)展，并且?guī)椭鷮W校實現(xiàn)自身監(jiān)督管理工作的標準化。

二、電子學籍檔案管理在普通高中中的具體運用

學籍管理是一項十分嚴肅并且對于嚴謹程度要求極高的管理工作，需要學校高度的關(guān)注這一項工作，并且秉持著高度的熱情來對待管理工作。

（一）現(xiàn)代高中需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)學習管理意識。隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，我國教育也受到計算機網(wǎng)絡(luò)的影響，朝著電子化的方向發(fā)展。從這一角度看出，學籍檔案朝著電子化的方向發(fā)展是主要性的趨勢。中小學生電子學籍管理是教育工作者在逐步發(fā)展中不斷探索的成果，它是適應(yīng)信息時代教育教學管理的一種重要模式。在潛移默化中，它逐步提高了教育界的管理水平和效率，實現(xiàn)了學校和教育行政部門辦公自動化的管理模式。實踐證明，有效實施電子學籍管理，對于教育教學的管理質(zhì)量非常有益，同時有利于學校、學生管理信息的積累、分析、利用、交換和共享。電子學籍管理的主要內(nèi)容是熟練運用電子信息技術(shù)，利用電子信息技術(shù)的優(yōu)勢對學籍管理的方式、方法進行改革，以此提高辦事效率?，F(xiàn)階段我國的學籍管理制度都已經(jīng)是電子化管理。電子信息化管理的應(yīng)用能夠幫助我們快速的查閱學生的學籍信息，在中學生的高考、升學、就業(yè)等多方便起著至關(guān)重要的作用。所以，電子學籍檔案對學生來說，是成長、學習的痕跡，更是一個學生學歷證明的重要材料。

（二）給電子學籍的管理制定健全的制度。教育部門和學校要負起責任，切不可馬虎。學校的學籍管理工作應(yīng)該交給一些管理經(jīng)驗豐富、責任心強的老師。這些老師應(yīng)該有著熟練的計算機技能，對電子數(shù)據(jù)的管理有著過硬的基本功。學校還應(yīng)該制定健全的制度，有序地管理學生的電子學籍。制定科學、規(guī)范、高校的管理制度也有利于學校管理工作的健康運行，是一個學校教師的素質(zhì)水平和綜合水平的體現(xiàn)。學校應(yīng)該做好細心的準備，相關(guān)的教育部門也應(yīng)該給以足夠的認識。學籍的電子檔案也應(yīng)該堅持“以人為本”的原則。深入貫徹落實學生信息的準確化和標準化。學生檔案的紙質(zhì)版和電子版相對接，做到真正地服務(wù)于學生。有效的管理，必將帶來學校的有序管理，是受學生和家長們值得肯定的制度。

三、結(jié)語

隨著我國整體教育水平的提高，大多數(shù)的家長已經(jīng)不滿足于學生只有九年義務(wù)教學，追求更高的學歷是學生和家長的追逐的目標。所以，學籍的流動性也很大，所以學籍是非常重要的。學?？茖W、規(guī)范的學籍管理制度也直接影響學會學籍的相關(guān)工作。伴隨著計算機水平的發(fā)展，我國的電子學籍必將成為趨勢。所以，不斷地根據(jù)教育現(xiàn)狀的特點，從而改進電子學籍管理，在實踐中積極穩(wěn)妥地去工作。學校有序組織相關(guān)老師和部門管理人員去認真落實電子信息檔案的整理和掃描工作，才能為學生帶來切實地方便，從而輔助我國教育教學質(zhì)量的提高。完善相關(guān)部門的科學化管理，并真正地讓學生家長感受到電子信息檔案的好處。

電子學論文:翻轉(zhuǎn)課堂在《電工電子學》的教學實踐研究

【摘要】近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，推動了新型學習模式的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂正是信息技術(shù)與現(xiàn)代教育相結(jié)合的產(chǎn)物。翻轉(zhuǎn)課堂改變了以往先課堂授課再課后復習的傳統(tǒng)模式，采用先課前在線學習后課堂吸收消化，提高了混合學習的層次，使學生的學習更加深入，提高學生學習的自主性，改變傳統(tǒng)教育統(tǒng)一施教的弊病，盡可能的做到因材施教，并對教師提出了更高的要求。本文以《電工電子學》為例，設(shè)計基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學模型，通過教學實踐，探索翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的優(yōu)缺點。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂 混合學習 教學改革

一、研究背景與意義

傳統(tǒng)教育的弊端是以知識的傳授為中心，過分強調(diào)了教師的作用，忽視了學生的主動性。課堂進度統(tǒng)一，不能因材施教，忽略學生個體特點，教師在授課過程中把知識單向輸送給學生，雙向的互動和反饋不多；強調(diào)老師的教，弱化學生的學。極大地削弱了學生自主學習的動力和能力，也減少了學生自主學習的時間。為了改善傳統(tǒng)教學模式的弊病，提高教學質(zhì)量，需要對傳統(tǒng)教學模式進行改革，翻轉(zhuǎn)課堂借助現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，致力解決傳統(tǒng)教學模式的這些弊端。翻轉(zhuǎn)課堂及其教學實踐研究培養(yǎng)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的主動性和積極性。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容

翻轉(zhuǎn)課堂屬于一種新型的混合學習模式，它是傳統(tǒng)課堂模式教學與現(xiàn)代在線學習的高度融合。翻轉(zhuǎn)的課堂擺脫了傳統(tǒng)“課堂知識傳授課后知識內(nèi)化”的教學形式的束縛，將二者實施的順序顛倒過來，采用“課前知識學習課堂知識深化”。翻轉(zhuǎn)課堂教學中，課前和課堂的大部分時間交由學生支配，課堂小部分時間留給教師，大大減少了教師知識講授的時間，這是翻轉(zhuǎn)課堂的一個重要特征。翻轉(zhuǎn)課堂將原來課堂講授的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)移到課前去完成，在不縮減原先課時知識量的基礎(chǔ)上，利用課堂時間來增強師生以及學生之間的交流和溝通。

翻轉(zhuǎn)課堂是構(gòu)建一個全新的深層次學習的課堂，學生成為課堂的主角。翻轉(zhuǎn)課堂通過充分利用課下時間完成了基本知識的傳遞，極大地延長課堂上教與學的時間，而且時間是彈性的。學生角色的轉(zhuǎn)變隨著教育信息化學習網(wǎng)絡(luò)化的不斷深入，在定制化的網(wǎng)絡(luò)學習環(huán)境中，學生能夠根據(jù)自己具體的學習情況需要選擇學習的內(nèi)容、時間和地點，然后再按照自己的節(jié)奏和特點進行學習。

三、翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計與實施

通過研究并分析現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，構(gòu)建全新的通用型翻轉(zhuǎn)課堂簡單教學模型，翻轉(zhuǎn)課堂的三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都是雙向的閉環(huán)的，三個部分都是要根據(jù)實際情況不斷改進更新的，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，設(shè)計出支持翻轉(zhuǎn)課堂網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)模型，為翻轉(zhuǎn)課堂的具體實施提供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學效果的最大化。課前，老師根據(jù)課程任務(wù)安排學習計劃，制作學習視頻，布置學習任務(wù)；學生觀看視頻，自主決定學習進度，觀看結(jié)束后完成老師布置的任務(wù)，在完成過程中檢驗自學的效果；在課堂上，師生間及同學間討論課程知識，深化學習。

以《電工電子學》課程為例，設(shè)計基于支持翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，通過教學實驗來探索翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的優(yōu)點與不足。翻轉(zhuǎn)課堂要點在于：一、課外真正發(fā)生了深入學習；二、課堂上觀點能夠真正相互碰撞并將對問題的研究引向更深層次。實施的關(guān)鍵在于：微課程開發(fā)、課前深入學習、課堂學習活動組織。根據(jù)《電工電子學》各章節(jié)的知識點，制作微視頻，學生在學習各知識點的時候自由進行，《電工電子學》各知識點結(jié)合非常緊密，如電路的基本定律、電路的分析方法，學生看視頻時可以前后視頻穿插看，以便自己理解，在學習三相交流電時，又可以復習正弦交流電路的知識。在制作視頻和設(shè)計作業(yè)時也考慮前后知識點銜接的問題。根據(jù)《電工電子》各個知識點的情況，結(jié)合本校和本班情況錄制有針對性的微課視頻。設(shè)計視頻教程時控制時長，因為太長學生容易學習倦怠，不利于學習效率的提高，一般一個微視頻5-15分鐘，輔以用于知識鞏固強化的針對性練習和用于課堂知識內(nèi)化的學習活動等。為很好促進學習，建立班級《電工電子學》學習群，在群里面師生合作探討本學科的問題，及時解決學生在自主學習過程遇到的問題，適當布置設(shè)計任務(wù)，讓同學們協(xié)同解決難題。布置設(shè)計任務(wù)，學生完成后可以上傳班級群，同學們一起點評，提出意見和建議，共同進步。

《電工電子學》學習過程中，實驗部分也是重點，以往傳統(tǒng)教學中，老師會在實驗室教授實驗內(nèi)容，并指導學生操作，但是一般只演示一兩次，不能保證每個學生當時就看懂且會操作，在翻轉(zhuǎn)課堂學習時，學生可以多次觀看并就疑惑處詢問老師，到了課堂階段就可以短時間學會操作并完成實驗內(nèi)容，提高學習的效率。學生也可以錄制各自實驗步驟，請老師點評，老師可以全時段的了解全部同學的實驗步驟，有針對性的進行指導，以便學生改進。

在課程考核時，根據(jù)學生課前學習、課堂情況、平時知識討論、以及上傳的實驗視頻綜合考量，不簡單以試卷為衡量，促進學生學習能力動手能力的提高。

四、總結(jié)與展望

翻轉(zhuǎn)課堂實施過程中存在幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一是明確視頻教內(nèi)容，要精品化，以往視頻內(nèi)容大多是課堂內(nèi)容的錄制，內(nèi)容簡單，形勢呆板，問題的針對性不強，不利于學生自學。二是精簡視頻長度，現(xiàn)有的教學視頻一般以課時為單位，時長一般在40-50分鐘，甚至更長，視頻片段過長，學生專注力下降，效率降低，達不到好的學習效果，三是布置針對性作業(yè)，學生要根據(jù)學到的知識完成作業(yè)，及時鞏固所學內(nèi)容。四是在教學閉環(huán)中根據(jù)學生學習時的反饋及時跟進，幫助每個學生解決所遇問題，調(diào)整視頻內(nèi)容和作業(yè)，不斷完善時時更新。

結(jié)果證明，基于文本提出的通用翻轉(zhuǎn)課堂教學模型教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學模式，但翻轉(zhuǎn)課堂的適用范圍具有一定局限性，其實施難度也高于傳統(tǒng)教學模式。對老師的要求較傳統(tǒng)教學模式都有所提高，首先要求老師能制作適合本班本專業(yè)的識破內(nèi)容，其次要求老師全程跟蹤學生學習，包括學生課堂學習；對學生要求也有所提高，要求學生有更強的自主學習的主觀能動性。反之翻轉(zhuǎn)課堂也正是提高教師和學生綜合素質(zhì)的有利手段，也更能促進學習效果的提高。

作者簡介：

職燕，女，陜西楊凌人，碩士，桂林理工大學講師，研究方向是自動化控制，嵌入式系統(tǒng)。

電子學論文:《微電子學導論》“過程化管理”方法的研究

【摘 要】《微電子學導論》課程是微電子專業(yè)學生本科階段接觸的第一門專業(yè)課程。本文通過研究《微電子學導論》“過程化管理”的方法，使學生具備自主學習的能力和習慣，自己掌控學習。充分利用網(wǎng)絡(luò)的在線互動，增加學生學習中的時效性。真正培養(yǎng)學生的良好的生活習慣和學習態(tài)度。通過本項目的實施，有利于培養(yǎng)具有全面高素質(zhì)的微電子本科畢業(yè)生，為我國的微電子專業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)合格人才。本項目提出的課程建設(shè)思路，也適用于其它專業(yè)的課程建設(shè)，具有一定的推廣價值。

【關(guān)鍵詞】 過程化管理；微電子；自主學習

0 引言

近幾年，微電子專業(yè)教師的隊伍在不斷擴大，教師的專業(yè)方向也在不斷豐富，能夠勝任并有選擇性的擔任各主要方向的專業(yè)課教學。但學生的個性不同，使學生在學習的興趣、主動性等方面差異很大；隨著社會競爭的日益激烈和社會需求的不斷變化，又使學生的未來發(fā)展面臨很大挑戰(zhàn)，學生的需求隨之呈現(xiàn)多樣化。因此，多元化的培養(yǎng)規(guī)格應(yīng)當成為共識。將學生的具體情況和社會需求相結(jié)合，這就要求我們必須打破現(xiàn)有的統(tǒng)一模式，根據(jù)學生的實際和社會需求建立多樣化的課程體系，實施分類教學和過程化管理教學，在保證打好扎實的專業(yè)基礎(chǔ)的前提下，設(shè)立盡可能多的適應(yīng)當今社會發(fā)展的方向性課程。因此，本項目選擇一門專業(yè)基礎(chǔ)課程《微電子學導論》，嘗試“過程化管理”的教學模式，即學生自主選擇時間觀看教師錄制的講課錄像，保證一定的學習時間，并和教師在線和課堂互動，用于答疑和討論。

《微電子學導論》課程是微電子專業(yè)學生本科階段接觸的第一門專業(yè)課程，本課程教學的主要任務(wù)：通過向微電子專業(yè)的學生介紹微電子學科體系結(jié)構(gòu)，使其掌握微電子專業(yè)知識的基本構(gòu)架，了解本專業(yè)畢業(yè)后可能從事的工作和進一步深造的方向，同時也培養(yǎng)他們的專業(yè)興趣。本課程按照自底向上的方式對微電子學的知識體系展開介紹。通過本課程的學習，學生可以循序漸進、由淺入深地初步掌握半導體物理、半導體器件物理、集成電路工藝、集成電路設(shè)計、集成電路設(shè)計方法學、微納機電系統(tǒng)和納電子技術(shù)等基本內(nèi)容，從而為其后續(xù)學習奠定基礎(chǔ)。因此，其教學有著十分重要的地位。

1 研究內(nèi)容

本項目選擇《微電子學導論》，嘗試“過程化管理”的教學模式，即學生自主選擇時間觀看教師錄制的講課錄像，同時保證和教師的在線互動，用于答疑和討論。根據(jù)本課程的特點，課程的過程化管理通過以下四個環(huán)節(jié)進行：

（1）進行4-5次課堂討論，組織學生進行討論，成立學習小組；

（2）提交1-2份讀書報告進行交流，了解掌握微電子最新技術(shù)及發(fā)展趨勢；

（3）布置2-3次課堂作業(yè)，鞏固學生所學知識；

（4）開展2-3隨堂測驗，測試學生學習效果。

備注：課堂討論與課堂教學交叉進行，讀書報告與課堂作業(yè)交叉進行。

項目研究具體內(nèi)容包括以下兩個方面：

（1）研究教學視頻內(nèi)容：首先應(yīng)明確學生必須掌握的目標，以及視頻最終需要表現(xiàn)的內(nèi)容。在安排視頻內(nèi)容的時候，要考慮已有知識點的主次分配。同時，還應(yīng)考慮學生的想法，以適應(yīng)不同學生的學習方法和習慣。

（2）研究課堂活動：內(nèi)容在課外傳遞給學生后，那么課堂內(nèi)更需要高質(zhì)量的學習活動，讓學生有機會在具體環(huán)境中應(yīng)用其所學內(nèi)容。如何建立更加有效的課堂互動和討論。

2 研究目標

通過此次項目的研究，爭取達到以下目的：

（1）使學生具備自主學習的能力和習慣，自己掌控學習。過程化管理后，利用教學視頻，學生能根據(jù)自身情況來安排和控制自己的學習。學生在課外或回家看教師的視頻講解，完全可以在輕松的氛圍中進行；而不必像在課堂上教師集體教學那樣緊繃神經(jīng)，擔心遺漏什么，或因為分心而跟不上教學節(jié)奏。學生觀看視頻的節(jié)奏快慢全在自己掌握，懂了的快進跳過，沒動的倒退反復觀看，也可停下來仔細思考或筆記，甚至還可以和同學相互討論、尋求幫助。

（2）充分利用網(wǎng)絡(luò)的在線互動，增加學生學習中的時效性。保證有一半左右的學時用于課堂互動。具體表現(xiàn)在教師和學生之間以及學生與學生之間。讓教師有時間與學生交談，回答學生的問題，參與到學習小組，對每個學生的學習進行個別指導。當學生在完成作業(yè)時，我們會注意到部分學生為相同的問題所困擾，當學生遇到難題準備請教時，我們能及時的給予指導。

（3）真正培養(yǎng)學生的良好的生活習慣和學習態(tài)度。過程化管理擴展了我們與學生交流的內(nèi)容。我們會更愿意去思考：學生們是否在學習？如果他們不學習，我們能做些什么來幫助他們學習呢？這個更深刻的問題會帶領(lǐng)教師思索：如何把學生帶到一個環(huán)境，幫助他們成為更好的學習者。

考核方式如下：

（1）總成績有平時成績和期末考試構(gòu)成，其中平時成績占比0.6，期末考試占比0.4；

（2）平時成績嚴格由五項教學環(huán)節(jié)的情況產(chǎn)生，其中課堂討論占比0.3，隨堂測驗占比0.2，讀書報告占比0.2，課堂作業(yè)占比0.2，課堂簽到占比0.1。

3 研究的創(chuàng)新性

研究的重點、難點在于如何使學生具備自主學習的能力和習慣，自己掌控學習。如何能真正培養(yǎng)學生的良好的生活習慣和學習態(tài)度，如何把學生帶到一個環(huán)境，幫助他們成為更好的學習者。如何利用好視頻資源，增加學生學習中的時效性。合理地安排教學視頻內(nèi)容和課堂的在線討論和互動。即使有這些難點，但本項目的創(chuàng)新點仍然很明顯：

（1）過程化管理可以幫助學習有困難的學生。過程化管理巨大的靈活性讓學生能夠自主安排時間―可以提前學習或事后補課，做到課程和活動兩不誤。而且能夠暫停、倒帶、重放講座視頻，直到聽懂為止。

（2）過程化管理增加課堂互動。改變了教師與學生相處的時間。過程化管理后，教師可與學生進行一對一的交流，也可以把有相同問題的學生聚集在一起集中講解。教師與學生時時互動。學生之間的互動也比以前更多了。學生間互相討論、幫助學習，而不是依靠老師作為唯一的知識傳播者。學生的參與度更高了。

（3）過程化管理讓教師更了解學生。過程化管理讓教師花更多的時間與學生在一起，聽學生們討論講解。因此我們能更好的了解學生。同時，我們還能了解學生的生活。并有機會給予他們生活上和精神上的幫助。

（4）過程化管理能實現(xiàn)學生個性化學習。每個學生的學習能力和興趣都不同。雖然我們早認識到這一點，但傳統(tǒng)教學統(tǒng)一的課堂卻無法真正分層教學。過程化管理承認了學生的不同，并能真正實現(xiàn)分層教學，每個學生可以按自己的速度來學習。學習速度快的學生可以掌握更難的課程內(nèi)容，速度慢的學生則可以反復學習，并尋求教師的幫助。

（5）過程化管理改變了課堂管理。在傳統(tǒng)教學課堂上，我們必須始終密切注意課堂上的學生動向。很多學生因為沒興趣就分神或是睡覺。從而跟不上進度或者影響其他人的學習。過程化管理課堂后，學生都在忙于討論或活動，也沒有時間分神了。

4 對本科教學的意義

全面高素質(zhì)人才的培養(yǎng)順應(yīng)了二十一世紀對人才的需求。通過本項目的實施，有利于培養(yǎng)具有全面高素質(zhì)優(yōu)良的微電子本科畢業(yè)生，為我國的微電子專業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)合格人才。有利于提高學生全面素質(zhì)、加強專業(yè)技能、擴大專業(yè)知識涵蓋面、增強實踐能力的培養(yǎng)。本項目提出的課程建設(shè)思路，也適用于其它專業(yè)的課程建設(shè)，具有一定的推廣價值。

電子學論文:電子學案的特征分析

摘 要：文章通過對“電子學案”簡要分析，明確了“電子學案”與“普通學案”相比所具有的六個基本特征，即學習目標層次化、學習資源多樣化、學習路徑個別化、學習反饋及時化、學習評價導向化和學習記錄全程化，并對每一個特征的特點及如何在設(shè)計中體現(xiàn)做了簡要說明。

關(guān)鍵詞：學案；電子學案；特征

課程改革倡導以學生為中心，充分發(fā)揮學生學習的主動性、積極性，課堂教學的重心由教師的教向?qū)W生的學轉(zhuǎn)變。經(jīng)過多年改革實踐，一批體現(xiàn)學生學習主體的改革成果不斷涌現(xiàn)，其中以“學案”作為成果之一的研究受到重視，“學案導學”成為當下課堂教學改革的一道亮麗風景。當前，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的影響下，信息化環(huán)境下的學習成為研究熱點，以“電子學案”為代表的研究正逐步走向深入，這對建立“深化課程改革，適應(yīng)時展”的教育新常態(tài)，無疑具有十分重要的現(xiàn)實意義。

一、對電子學案的認識

為了研究的方便，以便建立交流的共同話語體系，我們有必要對什么是“電子學案”做進一步明晰。查詢中國知網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，對于“電子學案”的研究成果相對不足，以“電子學案”作為“關(guān)鍵詞”查詢，僅有4篇文獻，其中碩士論文1篇、期刊文獻2篇，會議文獻1篇。但對于“學案”的研究成果相對豐富，以“學案”作為“關(guān)鍵詞”查詢，有14941篇文獻資料（查詢?nèi)掌冢?6年4月10日）。

梳理相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，關(guān)于“學案”的界定并不統(tǒng)一，主要有三種觀點[1]：學案即學習方案，學案就是學習材料，學案就是案例。這三種觀點雖然從不同角度解讀了學案，但對學案本質(zhì)的認識而言是一致的，那就是重視學生的學，強調(diào)學生學習的主動性，強調(diào)教師的教是為了促進學生的學。因此，對學生來說，學案是學生課前預習、課堂自學、課后復習所使用的工具與方案，是學生主動學習所依據(jù)的材料。對教師而言，它是教師啟發(fā)講解的工具與方案。[2]

電子學案可通俗地理解為是基于數(shù)字化環(huán)境下的學案。它是電子化（數(shù)字化）的學習活動方案，是教師基于對數(shù)字化學習的理解，依據(jù)學生現(xiàn)有認知特點和知識背景，為指導學生進行主動意義建構(gòu)而精心編制的學習活動方案。電子學案的主體是學案，用信息技術(shù)來擴充“學案”的功能，使“學案”插上“信息技術(shù)”的翅膀。[3]普通學案與電子學案的關(guān)系見表1。

從學案到電子學案實現(xiàn)了四個轉(zhuǎn)變：從靜態(tài)學案設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)學案設(shè)計，學生有機會參與其中；從傳統(tǒng)學案設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮訉W案設(shè)計，引導學習教材變?yōu)榻M織和幫促學生自我發(fā)展；從針對全體學生的集體統(tǒng)一設(shè)計，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛎總€學生的個性化設(shè)計；從重視學習結(jié)果評價，轉(zhuǎn)變?yōu)閭€體能力發(fā)展評價。[5]

因此，電子學案是以支撐學生在數(shù)字化環(huán)境下如何有效學習為設(shè)計的基本理念，以提升學生在數(shù)字化環(huán)境下的有效學習能力為優(yōu)秀，著眼于學生學習方式的有效變革，面向?qū)W生終身發(fā)展，切實提升學生的信息化學習素養(yǎng)為目標指向，它是推進課程深化改革的有效抓手。電子學案具備普通學案的一般特征，但并不是普通學案的簡單數(shù)字化，而是基于數(shù)字化學習環(huán)境的學案設(shè)計，有其自身的特征。本文以信息技術(shù)課程為例，研究電子學案所具備的基本特征及在設(shè)計中如何體現(xiàn)。

二、電子學案特征分析

電子學案具有十分顯著的特征，主要表現(xiàn)在學習目標層次化、學習資源多樣化、學習路徑個別化、學習反饋及時化、學習評價導向化和學習記錄全程化等方面。

1.學習目標層次化

在進行目標設(shè)計時，傳統(tǒng)學案也會考慮分層的要求，但限于課堂教學現(xiàn)狀，大多只是完成了基礎(chǔ)性目標，拓展、提升目標往往只能停留在紙面上，沒有完成的時空。而以電子學案為載體的學習，可以較為有效地解決這一問題。在數(shù)字化學習環(huán)境下，學生學習有更大自主性，可以自己確定學習的要求、節(jié)奏，這樣教師就可以設(shè)計對應(yīng)不同學習目標要求的多項活動，學生可以根據(jù)自身情況有選擇地進行學習。學生有了學習的自主性，不同層次的目標要求就有了達成的可能。傳統(tǒng)課堂上，師生是“一對多”的關(guān)系，不可能關(guān)注到每個學生，而基于電子學案的學習，可以有效改變這種對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)學案與學生之間的“一對一”關(guān)系，不同的學生可以達成不同的目標要求，在達成基本目標要求的基礎(chǔ)上，允許學有余力的學生根據(jù)自己的特點獲得更大提升。

2.學習資源多樣化

（1）從表現(xiàn)載體上來看

學習資源的表現(xiàn)載體包括文字、圖像、動畫、音頻、視頻、虛擬環(huán)境等，這也是與普通學案的一個根本區(qū)別。而且，這些載體充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)學習的特征，如文本資源可以體現(xiàn)出超文本的特性，在一些關(guān)鍵詞匯上實現(xiàn)“超鏈接”，動畫資源可以實現(xiàn)交互功能等。從另一角度來看，在設(shè)計這些載體時也應(yīng)該充分體現(xiàn)其特征。如，操作學習可以設(shè)計為一種虛擬環(huán)境，學生在虛擬環(huán)境中進行操作學習，針對性更強，因為在虛擬環(huán)境下，無關(guān)操作是被禁止的，這對于技能的掌握會更加有效。

（2）從資源功能上來看

學習資源承載的功能可以是學習內(nèi)容，也可以是學習工具。對應(yīng)優(yōu)秀學習內(nèi)容，我們可以通過不同的表現(xiàn)載體準備多種學習資源供學生選擇學習。這里可以有兩類思考方案：一是對應(yīng)優(yōu)秀學習內(nèi)容，可提供多類型資源，如學習信息技術(shù)的發(fā)展史，可以是文字資源、圖片資源，也可以是視音頻資源，這些資源可由學習者自主選擇使用。二是多角度提供資源，讓對應(yīng)優(yōu)秀內(nèi)容的學習變得更加豐滿。如某一技術(shù)的使用，既可以提供技術(shù)使用的方法介紹資源，也可以提供技術(shù)解決問題的案例資源，還可以是技術(shù)使用技巧類資源等。學習工具類資源主要是學習者學習的助手，讓學習者的學習更加方便，一般也有兩種類型：一是直接工具，是指直接用于學習支持的工具，如為了讓學生更好地學習計算機系統(tǒng)的組成知識，可以將“輸入、輸出、存儲器、運算器、控制器”等學習內(nèi)容設(shè)計成積木，學生可以以類似搭積木的方式進行學習，而且還可提供判斷對錯功能，在這樣的情境下，學生的學習可以更加有趣、有效。二是間接工具，一般為非學習的內(nèi)容，只是學生可以借助于該工具資源進行學習，如對于圖片資源格式的認識，可以借助于“格式轉(zhuǎn)換”軟件，讓學生將同一素材資源進行格式變化，再進行對比研究，如文件大小、分辨率等等，從而加深學生對學習內(nèi)容的理解。

（3）從資源呈現(xiàn)上來看

學習資源包括學生必讀資源、主動選擇閱讀的資源以及學案智能推送的資源。學生必讀資源一般包括了學生學習所包括優(yōu)秀內(nèi)容，供學生閱讀學習，以達成共同基礎(chǔ)目標要求；學生選讀資源一般為拓展類資源，以進一步提升學習者的能力，促進學生的個性發(fā)展。學案智能推送資源一般基于兩種情況進行設(shè)計：一是發(fā)展學生的個性特長?？捎蓪W案系統(tǒng)依據(jù)學生各種表現(xiàn)，如選擇閱讀的文章類型，所推送的自選實踐作品分類等，從而判斷學生的喜好而推送的。如學生平時喜歡上傳一些小的Flash作品，系統(tǒng)由此判斷學生是對Flash學習有特殊追求的，因此可以有意向其推送一些Flash學習的資源。二是針對學生可能存在問題而推送。如學案系統(tǒng)可以根據(jù)學生在測試系統(tǒng)中的表現(xiàn)或問題解決中的表現(xiàn)來判斷學生的不足，而推送相關(guān)學習材料。

3.學習路經(jīng)個別化（分支化）

考慮數(shù)字化學習的特點，可以針對學習的內(nèi)容進行細化、加工，對相應(yīng)的知識點、技能點實現(xiàn)單獨設(shè)計，這樣學生也可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)情況進行選擇學習。如對知識點沒有邏輯層次的平行學習內(nèi)容，學生可以自行決定先學習的內(nèi)容，對不同的學習內(nèi)容也可以選擇花費不同的學習時間，在學習內(nèi)容的資源使用上，可以選擇文本性閱讀材料、動態(tài)型的動畫（視頻）材料、音頻材料等等，從而為每一個學生的學習提供不同的學習路徑，滿足了不同學生的學習風格和個性特點，充分體現(xiàn)出個性化學習的特點，同時也體現(xiàn)出電子學案學習的可選擇性。一般來說，學習選擇可體現(xiàn)在學習內(nèi)容、時間分配等方面。從內(nèi)容的選擇來看，可以有兩種情況：一是根據(jù)自己的基礎(chǔ)情況，選擇相應(yīng)能力要求的學習內(nèi)容，如基礎(chǔ)性的內(nèi)容、拓展性內(nèi)容等。二是對于選擇學習的內(nèi)容，也可以根據(jù)自身的情況，選擇學習的起點、學習的知識點、學習的技能點等。如對網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)學習，從知識點來說，主要涉及分類（有線與無線）及特點、有線介質(zhì)的認識（同軸電纜、雙絞線、光纖）等。學習者如果對其中某一部分已知曉，可以選擇不學或少學，對特別有興趣的內(nèi)容，可以先學。時間分配同樣也可以體現(xiàn)出選擇性，簡單的內(nèi)容或熟悉的內(nèi)容可以少花時間，比較難或有興趣的內(nèi)容可以多花些時間，這都可以依據(jù)學生的個體情況進行選擇。這種選擇正是學習路徑個別化的基本保證。

4.學習反饋及時化

信息時代的學習，及時反饋是一大基本特征。基于電子學案的學習，就是要充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)有效及時反饋，促進學習質(zhì)量的有效提升。從信息技術(shù)課程本身來看，其“所見即所得”的特征本身就是一種及時反饋，錯誤的操作系統(tǒng)可能馬上提示，也得不到正確的結(jié)果；從測試上來看，通過在線測試系統(tǒng)有效實現(xiàn)測試結(jié)果反饋及時化，不單是學生本人，教師也可以通過測試系統(tǒng)獲得全體學生的學習反饋信息，這為有效組織后續(xù)學習提供了第一手資料。同時，對于學習中可能出現(xiàn)的問題，學生可以通過電子學案本身提供的幫助系統(tǒng)解決，如相關(guān)資料、微課、學件等，也可以利用在線工具得到老師、同學甚至其他人的在線支持，甚至獲得學習系統(tǒng)（如智能技術(shù)）的支持，實現(xiàn)反饋的及時化。

5.學習評價導向化

評價應(yīng)立足于發(fā)展，強調(diào)運用多元評價，實現(xiàn)內(nèi)容、形式、主體、反饋的多元化，充分發(fā)揮診斷、調(diào)節(jié)、反饋、激勵的作用，達到促進發(fā)展的目標[6]。即通過評價，要發(fā)現(xiàn)學習中的問題，分析問題產(chǎn)生的原因，并指明學生后續(xù)學習的方向，從而有效促進學生的發(fā)展。所以，評價應(yīng)該是基于過程的，也是基于發(fā)展的。有學者將這種基于過程的評價喻為學習行程中的指路牌，在現(xiàn)代技術(shù)支持下，這種“導向”變得更加可能。在評價設(shè)計上，可以通過技術(shù)手段及時獲得學生學習情況，并提供進一步的學習支持，如根據(jù)學生完成試題的情況初步判斷學生出現(xiàn)錯誤的問題所在，從而給出進一步的學習建議，如某個知識點掌握不好，可以建議再看一看，而且在技術(shù)支持下，可以對不同學生給出不同建議，實現(xiàn)“因材施教”，充分體現(xiàn)出評價的“導向”價值。另外，通過學生互評、教師點評都能給學生的學習提供進一步學習的方向。

6.學習記錄全程化

基于電子學案下的學習，學生的學習過程在技術(shù)支持下進行，可以被有效記錄，從而為有效地分析學習、指導學生提供重要信息。如學生在閱讀相關(guān)電子材料時，可以從材料中提取自己認為重要的信息，并將這些信息以一定的方式記錄下來，這樣，學生的學習過程通過這些記錄的信息就能有效呈現(xiàn)。如通過學生提取的信息可以分析學生對關(guān)鍵信息的獲取能力，從而判斷學生的自主學習能力等。再如，學生的操作實踐能力，一般通過學生最后的實踐作品來分析，但我們也可以通過屏幕錄像的方法全程記錄學生的操作過程，從而進一步分析學生的操作行為，有效提升學生的操作能力。同時，學生參與各類互動所留下來的發(fā)言、進行系統(tǒng)測試的應(yīng)答等都可以成為學習過程資料而被保存，體現(xiàn)出學習記錄的全程化。

三、結(jié)束語

這里，我們抽取了電子學案的六個基本特征，其中學習目標層次化是設(shè)計的基礎(chǔ)，學習資源多樣化既是對學習目標層次化的響應(yīng)，也是對學習路徑個別化的支持，學習反饋及時化、學習評價導向化和學習記錄全程化是對學習支持系統(tǒng)的要求，因此，它們構(gòu)成了一個有機的整體，有效地服務(wù)于信息化環(huán)境下的教與學。

隨著社會的發(fā)展，基于信息化環(huán)境下的學習會成為常態(tài)，對學校教育產(chǎn)生巨大影響，在課堂教學中，以“電子學案”的設(shè)計與應(yīng)用為抓手，對于提高學生信息素養(yǎng)十分重要。如果我們能夠在設(shè)計與應(yīng)用中更好地體現(xiàn)出這些特征，對于提升學習過程的效果，進而提高教與學的質(zhì)量無疑具有重大價值。

電子學論文:生物醫(yī)學電子學實驗課程設(shè)計

【摘 要】為了加強對生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生的電子工程技術(shù)訓練，對該專業(yè)的生物醫(yī)學電子學實驗進行課程設(shè)計。選取生物電位放大器作為實驗主題；實驗中，要求學生將基于電子設(shè)計自動化軟件的設(shè)計仿真和實踐操作相結(jié)合，完成生物電位放大器的設(shè)計工作、驗證其功能、并對其重要性能進行測量；該實驗安排在理論課早期集中精力完成。實踐表明，學生經(jīng)過生物醫(yī)學電子學實驗的訓練，對電子工程技術(shù)中不同手段的特點有了更深刻的體會，對生物電位放大器的原理和性能有了更深入的理解。因此，該實驗的課程設(shè)計是成功的。

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學工程；生物醫(yī)學電子學；生物電位放大器；電子設(shè)計自動化

0 引言

生物醫(yī)學工程專業(yè)涉及多種學科和技術(shù)，具有很強的綜合性[1]；但與此同時，該專業(yè)的本科生培養(yǎng)工作也具有很高的難度，原因就在于學生學習的內(nèi)容多而不精，在擇業(yè)時常常無法體現(xiàn)出能力優(yōu)勢。因此，從培養(yǎng)生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生的角度而言，應(yīng)該在對學生進行綜合素質(zhì)培養(yǎng)的同時、加強特定專業(yè)技能的訓練，為學生的就業(yè)和繼續(xù)深造打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)[2]。

醫(yī)學電子儀器方式是上海理工大學生物醫(yī)學工程專業(yè)的一個重要方向，在課程設(shè)置上，專注于培養(yǎng)學生的電子工程技術(shù)[3]。這其中，生物醫(yī)學電子學[4]是生物醫(yī)學工程專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，其教學目的是讓學生掌握醫(yī)學電子儀器中帶有共性的電子器件、電子線路及電子學設(shè)計方法，因此是引導學生學習將電子工程技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)學工程專業(yè)的重要環(huán)節(jié)。生物醫(yī)學電子學實驗是該課程的配套實驗，目的是在于通過有代表性的實驗課題，引導學生學以致用、將課堂內(nèi)容融會貫通于實踐之中。因此，生物醫(yī)學電子學實驗是生物醫(yī)學工程專業(yè)的一門重要實驗，需要進行慎重的實驗選題、認真的實驗設(shè)計和細致的實驗安排。為此，進行了相關(guān)的課程設(shè)計和實踐工作，詳述如下。

1 課程設(shè)計思想

上海理工大學生物醫(yī)學工程專業(yè)的生物醫(yī)學電子學實驗被安排于第五學期，和生物醫(yī)學電子學理論課平行設(shè)置。此前，學生已經(jīng)通過電路原理、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和電子技術(shù)技能訓練等課程的培養(yǎng)，具備了一定的電子工程技術(shù)基礎(chǔ)。生物醫(yī)學電子學實驗的總課時為16學時，在有限的課時內(nèi)，讓學生得到最大程度的專業(yè)訓練，具有一定難度。在此背景下，展開生物醫(yī)學電子學實驗的課程設(shè)計工作。

首先要解決的問題是實驗選題。生物醫(yī)學電子學實驗的選題，應(yīng)該能夠突出生物醫(yī)學電子學的特色，具有代表性。經(jīng)過研究，多個生物醫(yī)學電子學的相關(guān)教材中，都將生物電位放大器（Biopotential Amplifier），即儀表放大器（instrumentation amplifier），放在了相當重要的位置上[5]。生物電位放大器，是用于放大心電、肌電和腦電等信號的專用放大器；這些信號具有的特點包括：由生物體內(nèi)的電活動產(chǎn)生、屬于微弱的差分信號、非常容易被更加強烈的共模噪聲淹沒；而生物電位放大器具有很好的共模抑止特性，最適于放大這些存在于強烈共模噪聲背景下的微弱差分信號[6]；因此，生物電位放大器在生物醫(yī)學電子學中占有重要地位，以生物電位放大器為主題開展生物醫(yī)學電子學實驗，不僅具有代表性，而且能夠引導學生在前期的課程基礎(chǔ)上有所提高。

其次要解決的問題是實驗設(shè)計。圍繞生物電位放大器這個主題開展實驗設(shè)計工作，需要使實驗具有一定深度，但同時又要保證大部分同學有能力在限定的課時內(nèi)完成任務(wù)。經(jīng)過反復論證設(shè)計，最終決定生物電位放大器相關(guān)實驗由兩部分組成：基于電子設(shè)計自動化（Electronic design automation， EDA）軟件的設(shè)計仿真實驗和動手實踐實驗。在第一部分實驗中：學生基于LM324[7]完成生物電位放大器的設(shè)計工作；仿真驗證設(shè)計結(jié)果；仿真測試其差模增益幅頻響應(yīng)曲線[8]。在第二部分實驗中：學生在面包板上動手搭建生物電位放大器；并在實驗室中，使用各種設(shè)備測試差模增益幅頻響應(yīng)曲線。上述實驗設(shè)計的優(yōu)點在于：通過設(shè)計仿真工作，讓同學們盡快掌握生物電位放大器的原理，同時，基于EDA軟件開展電路工作，符合發(fā)展趨勢[9]；通過設(shè)計仿真和動手實踐相結(jié)合，互為驗證，比較差異，容易引發(fā)思考，更加深刻的體會電子工程技術(shù)中不同手段的特點；對生物電位放大器的重要參數(shù)進行仿真、測量和總結(jié)，有利于學生們在更深地程度上掌握生物電位放大器。

最后要解決的問題是實驗安排。由于生物醫(yī)學電子學實驗是生物醫(yī)學電子學理論課程的配套實驗，因此在進度安排上必須要統(tǒng)籌考慮；此外，實驗設(shè)計決定了生物醫(yī)學電子學實驗適宜集中精力完成，而不是分散到每周進行，集中完成實驗?zāi)軌蛉〉酶玫男Ч榇?，在生物醫(yī)學電子學理論課程中，生物電位放大器相關(guān)內(nèi)容被安排在課程的早期進行講解；緊隨其后，利用課余和周末時間，在一周內(nèi)完成生物醫(yī)學電子學實驗。這樣安排的好處是：學生能夠在課程的開始階段，就體會到了如何將理論應(yīng)用于實際，引發(fā)學習興趣。

2 實驗內(nèi)容展示

下面以一位學生的實驗情況為例，說明課程設(shè)計效果。

1）生物電位放大器的設(shè)計和仿真

a）生物電位放大器的設(shè)計：

基于lm324設(shè)計一個基于三運放的儀表放大器，用于生物電位測量，仿真電路原理圖如圖1所示。增益公式如公式（1）所示，其中：R1、R2、R5和R6都選用10KΩ的電阻；R3和R4都選用24KΩ的電阻；Rg為增益電阻，當Rg為無窮大時，（這里選用600MΩ），增益約為1倍，當Rg為5.6kΩ時，增益約為10倍，當Rg為470時，增益約為100倍，當Rg為47時，增益約為1000倍。

A=（2*R3/Rg+1）*R2/R1（1）

b）對所設(shè)計的生物電位放大器進行仿真，驗證其功能

如圖1所示：使用+Vdm/2和-Vdm/2兩個信號源組合成模擬心電信號的差模輸入信號Vdm，峰值為10mV，頻率為18Hz；使用Vcm仿真工頻干擾產(chǎn)生的共模信號，峰值為500mV，頻率為50Hz。取Rg為5.6kΩ，輸入、輸出信號對比圖如圖2所示。由圖可見，差模輸入信號被放大約10倍，但50Hz共模輸入信號在輸出信號中全無蹤跡，因此該生物電位放大器正確的實現(xiàn)了預期目的：放大差模信號、抑制共模信號。

c）對所設(shè)計的生物電位放大器進行仿真，測量其性能，頻率范圍設(shè)定在0.1Hz-5MHz之間：

對圖1的生物電位放大器進行仿真，測量其差模增益頻率響應(yīng)，如圖3所示。圖中從上到下的短劃線、虛線、點劃線和實線分別代表差模增益約為1000倍、100倍、10倍和1倍時的幅頻響應(yīng)。由圖3可見，放大倍數(shù)越小時的幅頻響應(yīng)截止頻率約高：差模增益約1000倍時，幅頻響應(yīng)在1kHz左右就開始截止；差模增益約100倍時，幅頻響應(yīng)在10kHz左右開始截止；差模增益約10倍時，幅頻響應(yīng)在100kHz左右開始截止；差模增益約1倍時，幅頻響應(yīng)在1MHz左右開始截止。

2）生物電位放大器的實踐實驗

動手實現(xiàn)所設(shè)計的生物電位放大器。使用的器材包括：面包板、lm324、10KΩ電阻、24KΩ電阻、5.6KΩ電阻、470Ω電阻、47Ω電阻和導線等，電阻均為5%精度；使用的儀器包括SPF05數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器、DS1000數(shù)字示波器和電源。測試所得到差模增益頻響曲線如圖4所示。其中，差模增益隨頻率變化的趨勢與仿真所得的結(jié)果基本類似，除了差模增益為1時的截止頻率出現(xiàn)在了100kHz左右。

3）實驗分析

相比于實際實現(xiàn)的生物電位放大器，仿真實驗而得的結(jié)果具有更好、更理想的特點。其原因在于：仿真時避免了器件差異造成的影響，需要匹配的電阻和運放可以做到完全匹配，同時也避免了人為測量失誤造成的影響，因此可以排除隨機誤差。仿真實驗更容易實施，對于理解理論課內(nèi)容大有裨益；但動手實驗更加真實，且可以提高動手能力、積累實驗經(jīng)驗，對于理解真實情況、解決實際問題非常有好處；兩者可以互為補充。

3 結(jié)論

為了避免生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生培養(yǎng)博而不精的問題，在對學生進行綜合素質(zhì)培養(yǎng)的同時，應(yīng)該加強特定專業(yè)技能的訓練；上海理工大學生物醫(yī)學工程專業(yè)醫(yī)學電子儀器方向在課程設(shè)置上專注于培養(yǎng)學生的電子工程技術(shù)；生物醫(yī)學電子學實驗作為該專業(yè)的重要課程生物醫(yī)學電子學的配套實驗，在引導學生“入門”、引發(fā)專業(yè)興趣等方面，具有重要作用；為此，對該實驗進行了相關(guān)的課程設(shè)計工作。實踐表明，通過生物醫(yī)學電子學實驗的訓練，學生對專業(yè)的認知程度、對技術(shù)的理解程度和對知識的掌握程度，都得到了提升，這些能力的加強有助于學生對其它專業(yè)課程的學習和掌握。因此，該實驗的課程設(shè)計是成功的，今后將沿此方向繼續(xù)推進。

電子學論文:高校電子學籍檔案法律效力探析

[摘 要]隨著信息技術(shù)不斷演進，電子檔案正在以驚人的速度激增并終將取代傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案，解放人類的勞動。高校有效保管教學管理中需要長期甚至永久保存電子學籍檔案的任務(wù)已經(jīng)顯得十分迫切，探索電子檔案法律效力，成為法律上認可的證據(jù)，是本文重要的研究內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]電子學籍檔案;保全認證;信息技術(shù)

一、電子學籍檔案的特性

學籍檔案電子化管理系統(tǒng)模式是通過采用現(xiàn)代化信息技術(shù)快速而又高效的完成學籍檔案收集、分類、存儲、統(tǒng)計以及查閱等環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)學籍檔案管理全程的自動化[1]。電子學籍檔案擁有以下一些不同于紙質(zhì)檔案的特性：1.信息載體的變化。傳統(tǒng)的學籍檔案都是紙質(zhì)的，檔案形成依賴人工的立卷、裝訂、上架，工作效率低，使用起來查找不便，難以發(fā)揮其作用。學籍檔案電子化后，改變了信息的載體，以電子數(shù)據(jù)格式等形式存儲于服務(wù)器或者磁盤，查找方便，檢索快速，并且便于保存。2.信息和載體的可分離性。同紙質(zhì)學籍檔案相比，電子學籍檔案的顯著特點就是其內(nèi)容和載體的是可以分離的，我們可以通過技術(shù)手段將電子學籍檔案無限次數(shù)的分享給不同的用戶使用。這樣雖然能夠極大的方便使用者減少獲取檔案的時空成本，但是原始信息有容易被修改、破壞的風險。3.技術(shù)依賴性。電子學籍檔案的利用依賴一定的電子設(shè)備，因為電子學籍是以計算機可識別的一定的文件形式來進行保存和利用的。所以，一旦獲取了電子原文件，還需要利用設(shè)備來還原電子學籍信息[2]。

二、電子學籍檔案在利用過程中的問題

隨著教學管理信息化的推進，各高校普遍建成自己的教務(wù)管理系統(tǒng)，用于排課與選課、教學與實踐、招生與學籍、考試與成績等教務(wù)管理領(lǐng)域。系統(tǒng)的廣泛使用極大提高了教務(wù)管理的信息化水平，解放了繁雜的手工勞動，提高了教務(wù)工作效率。但是，教務(wù)管理系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)如何有效轉(zhuǎn)化為規(guī)范的電子教學檔案卻顯得十分滯后。很少有高校開展電子教學檔案的歸檔工作，包括需要長期甚至永久保管的學生學籍檔案的電子檔也沒有歸檔，教務(wù)管理電子檔案的安全隱患巨大。部分高校已開始借助教務(wù)管理系統(tǒng)進行電子學籍管理，但遠遠未上升到電子學籍檔案管理層面。分析其原因，主要有以下兩個方面：1.教務(wù)管理系統(tǒng)電子數(shù)據(jù)如何有效同檔案資源管理系統(tǒng)進行對接，同時確保教務(wù)管理系統(tǒng)與檔案管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實性（收到的文件與上傳的文件相比數(shù)據(jù)是否被修改過）、完整性（是否在傳輸過程中丟失）和有效性（是否與上傳的文件是同一文件）未得到有效解決;2.當前電子檔案法律效率未得到真正認可，保管電子檔案必須同時保存紙質(zhì)檔案，實行“雙套制”管理，不少單位認為多一事不如少一事，沒有推進保管電子檔案的動力。3.在教學管理過程中，教學檔案意識薄弱，誤以為借助系統(tǒng)進行電子學籍管理，就能夠確保電子學籍的安全和有效。

然而，隨著信息技術(shù)不斷演進，電子檔案正在以驚人的速度激增并終將取代傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案，解放人類的勞動。高校有效保管教學管理中需要長期甚至永久保存電子學籍檔案的任務(wù)已經(jīng)顯得十分迫切，探索電子檔案法律效力，成為法律上認可的證據(jù)，更是一直以來都是檔案界、法律界和軟件行業(yè)共同努力研究的課題。

三、利用電子證據(jù)保全解決電子學籍檔案法律效力問題

所謂電子證據(jù)保全即是指對以電子形式存在的，能夠作為證據(jù)證明有關(guān)事實的一切材料及其派生物的固定和保護制度。充分利用理論和技術(shù)相結(jié)合的辦法來解決電子學籍檔案利用過程中的法律效力問題：理論上采用電子證據(jù)保全的方法，重慶郵電大學數(shù)字檔案系統(tǒng)所提供的遠程異地電子檔案利用依托于重慶郵電大學法學院建成的電子保全認證中心。該中心已獲中央與地方共建項目400萬元資助，建成了集電子數(shù)據(jù)收集、分析、取證和保全功能于一體的電子保全認證系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效、安全的對各種形式的電子文件進行保全認證，并且于重慶市各級法院以及北京部分法院進行試點，其司法有效性得到了驗證;該系統(tǒng)作為具有公信力和權(quán)威性的第三方為數(shù)字檔案的法律效力提供了真實的，可靠的理論保障。在技術(shù)上采用數(shù)字摘要技術(shù)，也稱作安全Hash編碼法。應(yīng)用單向Hash函數(shù)對文件中若干重要元素進行某種變換運算得到固定長度的摘要碼，并在傳輸信息時將之加入文件一同發(fā)送給接收方，接收方收到文件后，用相同的方法進行變換運算，若得到的結(jié)果與發(fā)送來的摘要碼相同，則可斷定文件未被篡改，反之亦然，它可以產(chǎn)生信息的數(shù)字“指紋”，以確保數(shù)據(jù)信息未被修改或變化，保證信息的完整性不被破壞[3]。

具體的流程如下：將電子學籍檔案傳送予保全認證系統(tǒng)。保全系統(tǒng)主動抓取用戶電子檔案信息特征的Hash值，應(yīng)用混沌分組密碼對電子文件進行保密，采用分片Hashing技術(shù)保證電子文件的完整性，利用數(shù)字簽名標準DSS防止通信雙方相互欺騙或抵賴，通過算法的運算，保證證據(jù)的原生態(tài)。然后由保全系統(tǒng)反饋給檔案系統(tǒng)經(jīng)過運算加密后的、保存用戶信息特征的電子戳文件。最后再由檔案系統(tǒng)將經(jīng)過加密的電子檔案原文傳送給用戶使用。經(jīng)過保全認證的電子檔案，在使用的過程中完全可以等同于紙質(zhì)檔案加蓋公章的效力。

電子學籍檔案遠程異地利用平臺，為用戶提供遠程異地信息服務(wù)，既提升了檔案資源管理系統(tǒng)的服務(wù)層次，方便用戶使用，又利用第三方權(quán)威機構(gòu)提供的電子證據(jù)保全對電子文件、數(shù)字檔案的法律效力進行保障，讓用戶擺脫紙質(zhì)文件的束縛，可以利用方便、實時的電子文件、數(shù)字檔案，同時確保了數(shù)字檔案的真實性、完整性、有效性并同時賦予其法律效力。

電子學論文:試論“電子學案”在初中數(shù)學學科中的運用

“電子學案”作為新課改教學探索中的一部分，正將全新的教學理念和教育模式帶進了我們的課堂.它的主旨是最大程度關(guān)注學生的學，更明確教師的作用不是向?qū)W生灌輸知識，而是引導學生自主學習.作為一名初中數(shù)學教師，我以這種全新的教學模式開展了《軸對稱》這一內(nèi)容的“電子學案”課.現(xiàn)就自己對如何將“學案”引入數(shù)學教學課堂談?wù)勛约旱臏\見.

一、課前準備有預案

首先，我們應(yīng)當明確“學案”只是一種教學手段，電腦網(wǎng)絡(luò)僅僅是傳播知識的一個載體，但由于“學案”課的特殊教學模式，導致教師在課前的準備工作的重要性和必要性更是不容忽視，它將直接影響到“學案”課能否順利地開展.因此，在進行《軸對稱》一課的教學設(shè)計前，我充分考慮到以下幾方面：

1.預習工作適當放手

由于“學案”課更多依靠的是學生自己的自主學習，自我探究.因此，對于學習內(nèi)容的預習顯得尤為重要.我在課前要求每位同學認真閱讀《軸對稱》這一章節(jié)的內(nèi)容，對先前所學內(nèi)容安排了適當?shù)木毩曥柟?，確保學生對前后知識有系統(tǒng)性的了解.另外，要求學生在課前上網(wǎng)閱讀“學案”資料，并熟悉評價表的內(nèi)容，根據(jù)此表對自己的任務(wù)有明確的了解，并根據(jù)“學案”內(nèi)容做好適當?shù)臏蕚涔ぷ鳎员阌谀苁箤W生迅速進入課堂角色，真正成為課堂上的主角.

2.課堂設(shè)計層層鋪墊

對于邏輯性較強的數(shù)學學科，相較于其他學科而言，要讓學生通過自學掃除所有障礙比較困難，因為它的知識結(jié)構(gòu)不是被分割成一個個單獨的個體的，而是有十分強的前后連貫性，因而為使學生能順利開展自學探究活動，我對于《軸對稱》這一課的內(nèi)容安排設(shè)計上安排了階梯式的鋪墊工作，如為讓學生對于軸對稱有直觀的認識，我在設(shè)計時安排了實驗這一內(nèi)容，讓一名學生將一張紙對折，用油彩在上面繪圖，然后將紙張展開，發(fā)現(xiàn)位于折痕兩邊的圖案是完全相同的，從而讓學生從直觀的實驗中引入了軸對稱的思想.又如在讓學生掌握如何畫一個圖形關(guān)于一條直線成軸對稱，我安排了觀察多幅兩圖形成軸對稱的圖片，讓學生通過互相啟發(fā)，充分討論，總結(jié)兩個圖形之間形狀、大小關(guān)系，兩個圖形的關(guān)鍵點與這條對稱軸之間的位置與距離關(guān)系，從而讓學生有了完整的思考過程，也便于他們總結(jié)正確的繪圖方式，有效解決本課的難點.

二、課堂探究有抓手

課前細致的準備工作無疑為正式“學案”課的開展奠定了扎實的基礎(chǔ)，而在課堂中我們必須關(guān)注的是以下幾個問題：

1.自學效果真實反饋

由于“電子學案”課將學習的任務(wù)真正轉(zhuǎn)交給學生本人，更多的是需要學生運用所給的資料，通過獨立思考以及小組協(xié)作來解決問題，因此課堂上的設(shè)疑就顯得格外重要.因此我在上《軸對稱》一課時，在“學案”內(nèi)容中的每一階段均鋪設(shè)了疑問，如軸對稱圖形與軸對稱有什么區(qū)別和聯(lián)系；兩個圖形成軸對稱有什么特點？如何運用這些特點進行規(guī)范作圖等等，讓學生在不斷解疑的過程中牢固掌握知識.

2.課堂合理調(diào)整節(jié)奏

學生在自主學習過程中所發(fā)生的問題，以及可能出現(xiàn)的情況是教師在課前無法完全預知的，有些時候或許會與當初的設(shè)想大相徑庭.因此對于教師來說，運用教學機智，適當調(diào)整教學的進程將是格外重要的.我在授課過程中，當進行到尋找兩個圖形與對稱軸的關(guān)系這個環(huán)節(jié)時，學生無法像我事先預料的那樣將“連接對應(yīng)點的線段被對稱軸垂直平分”這一特點正確表達，此時，若我還堅持趕進度，或者直接將答案告知，勢必違背了讓學生自主探究的初衷.因此我適當放慢了節(jié)奏，再次形象地展示各圖片，使學生在直觀的刺激感受下，自然得到了結(jié)論，既使他們對知識有了更深層次的認識，同時也真正體現(xiàn)了讓學生通過自主學習得到結(jié)論的理念.

3.自我評價激勵學習

在上《軸對稱》這一課時，我要求學生時刻關(guān)注自己學習的每個階段實效如何，并在完成一個任務(wù)后迅速給自己一個評價.如在比較軸對稱與軸對稱圖形填表后，請他們即刻反思自己是獨立正確填寫，還是經(jīng)過同學啟發(fā)填寫，亦或是填寫有誤等等，為學生的自學提供了一個衡量的標準，減少了這種自主學習的盲目性，為他們更好地進入角色提供了平臺.

三、課后思考有深度

經(jīng)過實踐，我在課后對這堂課進行了深入的分析和思考.我認為采用“學案”課這一教學手段的目的是希望通過它讓學生在自我探究的過程中，能更主動和牢固地掌握知識，提高學習的能力，并能增強團隊協(xié)作的意識.對于數(shù)學課的教學來說，由于理科的內(nèi)容著重于概念明確，步驟清晰，較其他學科而言也應(yīng)當有其特殊之處.要達到這個目的，更多地要求教師進行層層深入的設(shè)疑和引導，對此，我經(jīng)過反思后，認為數(shù)學“學案”課的順利開展，在課堂上必須注重以下幾點：

1.無可厚非，“學案”課的安排應(yīng)以學生自學為主，讓學生能有更充分的時間通過小組間的交流以及自我探索來掌握知識.但是由于數(shù)學這門學科客觀性十分強，很多概念、定理、性質(zhì)并不是靠學生單方面的學習能夠真正掌握的.因此對于這些內(nèi)容，教師不應(yīng)當太過“吝嗇”于自己的語言提示與小結(jié)，不能因為是“學案”課而讓數(shù)學課的本質(zhì)變了味，刻意去減少講授的時間.畢竟一堂真正的數(shù)學課，無論以任何形式進行，它的教學目的只有一個――那便是要讓學生真正從本質(zhì)上牢固掌握新的知識.

2.由于“學案”課需要分組進行，學生被分配到各個小組中進行學習，如此形式確實能增進同學間的交流與討論.但是對于數(shù)學學科而言，培養(yǎng)學生進行獨立思考的能力是十分必須的.因此教師在創(chuàng)設(shè)問題時必須充分考慮到這一方面，既要合理分配好自我解答和交流合作的時間，使每個學生都能有所收獲，更要充分利用好這個特殊的教學形式，以此作為提高教學成效的一個臺階.自己上完“學案”課后的一個體會是，這樣的合作其實不僅僅是討論型的，更是在無形中形成了一個“互助”的氛圍.由于在傳統(tǒng)的教學課堂上無法跟上教師上課節(jié)奏而落下了隊伍的同學，而今因為有了這樣的一個小團體，能夠在同組同伴的幫助下也能掌握知識，這樣的學習方式既使各層次同學均有提高，更加深了同學間互幫互助的良好風氣.

最后，我認為教師應(yīng)當及時組織學生再次利用“學案”內(nèi)容鞏固所學知識，并及時通過練習加以反饋.因為對一堂數(shù)學課而言，練習是必不可少的一部分，學生在整堂課中若沒有完整的書面練習，僅僅是靠聽和看是無法牢固掌握數(shù)學知識的，而這堂課的實際意義也是空的.

當然，無可置疑，每種課堂形式都或多或少存在著利與弊，對于各個學科而言，應(yīng)該明確并不是每個內(nèi)容都能利用“學案”的形式來開展教學的.相信“電子學案”課的探究路程還很長，它有待我們每位教師從實踐中去體會和總結(jié)，希望通過大家的努力，能夠讓其在我們的課堂中真正發(fā)揮提高學生學習能力，提高課堂教學效率的作用.