時(shí)間：2023-11-22 11:07:39
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12篇對(duì)集成電路的認(rèn)識(shí)和理解，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(jìn)步。
集成電路(IntegratedCircuit)產(chǎn)業(yè)是典型的知識(shí)密集型、技術(shù)密集型、資本密集和人才密集型的高科技產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心和關(guān)鍵，對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有巨大的支撐作用。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)已初步形成了設(shè)計(jì)、芯片制造和封測(cè)三業(yè)并舉的發(fā)展格局，產(chǎn)業(yè)鏈基本形成。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)還存在發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱、企業(yè)科技創(chuàng)新和自我發(fā)展能力不強(qiáng)、應(yīng)用開發(fā)水平急待提高、產(chǎn)業(yè)鏈有待完善等問題。在集成電路產(chǎn)業(yè)中，集成電路設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的龍頭和靈魂。而我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)滯后于計(jì)算機(jī)與通信產(chǎn)業(yè)，集成電路設(shè)計(jì)人才嚴(yán)重匱乏，已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，培養(yǎng)大量高水平的集成電路設(shè)計(jì)人才，是當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一個(gè)亟待解決的問題，也是高校微電子等相關(guān)專業(yè)改革和發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。[1_4]
一、集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)
為了滿足新形勢(shì)下集成電路人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的需要，合肥工業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱"我校”從2005年起借助于大學(xué)計(jì)劃。我校相繼開設(shè)了與集成電路設(shè)計(jì)密切相關(guān)的本科課程，如集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì) 、 ASIC設(shè)計(jì)方法、硬件描述語(yǔ)言等。同時(shí)對(duì)課程體系進(jìn)行了修訂，注意相關(guān)課程之間相互銜接，關(guān)鍵內(nèi)容不遺漏，突出集成電路設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，通過對(duì)課程內(nèi)容的精選、重組和充實(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的開展，構(gòu)成了系統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)過程。56]
集成電路設(shè)計(jì)從實(shí)現(xiàn)方法上可以分為三種：全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可編程器件設(shè)計(jì)。全定制集成電路設(shè)計(jì)，特別是其后端的版圖設(shè)計(jì),涵蓋了微電子學(xué)、電路理論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等諸多學(xué)科的基礎(chǔ)理論，這是微電子學(xué)專業(yè)的辦學(xué)重要特色和人才培養(yǎng)重點(diǎn)方向，目的是給本科專業(yè)學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。
在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中，采用的是中電華大電子設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)開發(fā)的九天EDA軟件系統(tǒng)(ZeniEDASystem),這是中國(guó)唯1的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA工具軟件。該軟件與國(guó)際上流行的EDA系統(tǒng)兼容，支持百萬(wàn)門級(jí)的集成電路設(shè)計(jì)規(guī)模，可進(jìn)行國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，它的某些功能如版圖編輯、驗(yàn)證等已經(jīng)與國(guó)際產(chǎn)品相當(dāng)甚至更優(yōu)，已經(jīng)在商業(yè)化的集成電路設(shè)計(jì)公司以及東南大學(xué)等國(guó)內(nèi)二十多所高校中得到了應(yīng)用，特別是在模擬和高速集成電路的設(shè)計(jì)中發(fā)揮了強(qiáng)大的功能，并成功開發(fā)出了許多實(shí)用的集成電路芯片。
九天EDA軟件系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)管理器，原理圖編輯器，版圖編輯工具，版圖驗(yàn)證工具，層次版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢查工具，寄生參數(shù)提取工具，信號(hào)完整性分析工具等幾個(gè)主要模塊，實(shí)現(xiàn)了從集成電路電路原理圖到版圖的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。
二、集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合九天EDA軟件的功能特點(diǎn)，在本科生三年級(jí)下半學(xué)期開設(shè)了為期一周的以九天EDA軟件為工具的集成電路版圖設(shè)計(jì)課程。
在集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)中，首先對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的_些相關(guān)知識(shí)進(jìn)行回顧，介紹版圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，如集成電路設(shè)計(jì)流程，CMOS基本工藝過程，版圖的基本概念，版圖的相關(guān)物理知識(shí)及物理結(jié)構(gòu)，版圖設(shè)計(jì)的基本流程，版圖的總體設(shè)計(jì)，布局規(guī)劃以及標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖設(shè)計(jì)等。然后結(jié)合上機(jī)實(shí)驗(yàn)，講解Unix和Linux操作系統(tǒng)的常用命令，詳細(xì)闡述基于標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的版圖設(shè)計(jì)流程，指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniSE繪制電路原理圖，使用ZeniPDT進(jìn)行NMOS/PMOS以及反相器的簡(jiǎn)單版圖設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自主選擇_些較為復(fù)雜的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)選擇器、MOS差分放大器電路、二四譯碼器、基本RS觸發(fā)器、六管MOS靜態(tài)存儲(chǔ)單元等，使學(xué)生能深入理解集成電路版圖設(shè)計(jì)的概念原理和設(shè)計(jì)方法。最后介紹版圖驗(yàn)證的基本思想及實(shí)現(xiàn)，包括設(shè)計(jì)規(guī)則的檢查(DRC),電路參數(shù)的檢查(ERC),網(wǎng)表一致性檢查(LVS),指導(dǎo)學(xué)生使用ZeniVERI等工具進(jìn)行版圖驗(yàn)證、查錯(cuò)和修改。7]
集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)是：
第熟練掌握華大EDA軟件的原理圖編輯器ZeniSE、版圖編輯模塊ZeniPDT以及版圖驗(yàn)證模塊ZeniVER丨等工具的使用;了解工藝庫(kù)的概念以及工藝庫(kù)文件technology的設(shè)置，能識(shí)別基本單元的版圖，根據(jù)版圖信息初步提取出相應(yīng)的邏輯圖并修改，利用EDA工具ZSE畫出電路圖并說(shuō)明其功能，能夠根據(jù)版圖提取單元電路的原理圖。
第二，能夠編寫設(shè)計(jì)版圖驗(yàn)證命令文件(commandfile)。版圖驗(yàn)證需要四個(gè)文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)來(lái)支持，要求學(xué)生能夠利用ZeniVER丨進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRC驗(yàn)證并修改版圖、電學(xué)規(guī)則檢查(ERC)、版圖網(wǎng)表提取(NE)、利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證，利用LDX工具進(jìn)行LVS的查錯(cuò)及修改等。
第三，能夠基本讀懂和理解版圖設(shè)計(jì)規(guī)則文件的含義。版圖設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定了集成電路生產(chǎn)中可以接受的幾何尺寸要求和可以達(dá)到的電學(xué)性能，這些規(guī)則是電路設(shè)計(jì)師和工藝工程師之間的_種互相制約的聯(lián)系手段，版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的目的是使集成電路設(shè)計(jì)規(guī)范化，并在取得最佳成品率和確保電路可靠性的前提下利用這些規(guī)則使版圖面積盡可能做到最小。
第四，了解版圖庫(kù)的概念。采用半定制標(biāo)準(zhǔn)單元方式設(shè)計(jì)版圖，需要有統(tǒng)一高度的基本電路單元版圖的版圖庫(kù)來(lái)支持，這些基本單元可以是不同類型的各種門電路，也可以是觸發(fā)器、全加器、寄存器等功能電路，因此，理解并學(xué)會(huì)版圖庫(kù)的建立也是版圖設(shè)計(jì)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。
三、CMOS反相器的版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)例介紹
下面以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS反相器來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下集成電路版圖設(shè)計(jì)的一般流程。
1.內(nèi)容和要求
根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖，初步確定其版圖;使用EDA工具PDT打開版圖編輯器;在版圖編輯器上依次畫出P管和N管的有源區(qū)、多晶硅及接觸孔等;完成必要的連線并標(biāo)注輸入輸出端。
2.設(shè)計(jì)步驟
根據(jù)CMOS反相器的原理圖和剖面圖，在草稿紙上初步確定其版圖結(jié)構(gòu)及構(gòu)成;打開終端，進(jìn)入pdt文件夾，鍵入pdt,進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器;讀懂版圖的層次定義的文件，確定不同層次顏色的對(duì)應(yīng)，熟悉版圖編輯器各個(gè)命令及其快捷鍵的使用;在版圖編輯器上初步畫出反相器的P管和N管;檢查畫出的P管和N管的正確性，并作必要的修改，然后按照原理圖上的連接關(guān)系作相應(yīng)的連線，最后檢查修改整個(gè)版圖。
3.版圖驗(yàn)證
打開終端，進(jìn)入zse文件夾，鍵入zse,進(jìn)入ZeniSE原理圖編輯器，正確畫出CMOS反相器的原理圖并導(dǎo)出其網(wǎng)表文件;調(diào)出版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)則文件，閱讀和理解其基本語(yǔ)句的含義，對(duì)其作相應(yīng)的路徑和文件名的修改以滿足物理驗(yàn)證的要求;打開終端，進(jìn)入pdt文件夾，鍵入pdt，進(jìn)入ZeniPDT版圖編輯器，調(diào)出CMOS反相器的版圖，在線進(jìn)行DRC驗(yàn)證并修改版圖;對(duì)網(wǎng)表一致性檢查文件進(jìn)行路徑和文件名的修改，利用LDC工具進(jìn)行LVS驗(yàn)證;如果LVS驗(yàn)證有錯(cuò)，貝懦要調(diào)用LDX工具，對(duì)版圖上的錯(cuò)誤進(jìn)行修改。
4.設(shè)計(jì)提示
要很好的理解版圖設(shè)計(jì)的過程和意義，應(yīng)對(duì)MOS結(jié)構(gòu)有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí);需要對(duì)器件做襯底接觸，版圖實(shí)現(xiàn)上襯底接觸直接做在電源線上;接觸孔的大小應(yīng)該是一致的，在不違反設(shè)計(jì)規(guī)則的前提下,接觸孔應(yīng)盡可能的多，金屬的寬度應(yīng)盡可能寬;繪制圖形時(shí)可以多使用〃復(fù)制"操作，這樣可以大大縮小工作量，且設(shè)計(jì)的圖形滿足要求并且精確;注意P管和N管有源區(qū)的大小，一般在版圖設(shè)計(jì)上，P管和N管大小之比是2:1;注意整個(gè)版圖的整體尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的層次之間應(yīng)該保持一定的距離，層次本身的寬度的大小要適當(dāng)，以滿足設(shè)計(jì)規(guī)則的要求。四、基本MOS差分放大器版圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)例介紹在基本MOS差分放大器的版圖設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生理解構(gòu)成差分式輸入結(jié)構(gòu)的原理和組成結(jié)構(gòu)，畫出相應(yīng)的電路原理圖，進(jìn)行ERC檢查，然后根據(jù)電路原理圖用PDT工具上繪制與之對(duì)應(yīng)的版圖。當(dāng)將基本的版圖繪制好之后，對(duì)版圖里的輸入、輸出端口以及電源線和地線進(jìn)行標(biāo)注，然后利用幾何設(shè)計(jì)規(guī)則文件進(jìn)行在線DRC驗(yàn)證，利用版圖與電路圖的網(wǎng)表文件進(jìn)行LVS檢查，修改其中的錯(cuò)誤并優(yōu)化版圖，最后全部通過檢查，設(shè)計(jì)完成。
五、結(jié)束語(yǔ)
集成電路版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生鞏固了集成電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，提高了學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)過程中分析問題和解決問題的能力，為今后的職業(yè)生涯和研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在今后的教學(xué)改革工作中，除了要繼續(xù)提高教師的理論教學(xué)水平外，還必須高度重視以EDA工具和設(shè)計(jì)流程為核心的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，努力把課堂教學(xué)和實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用緊密結(jié)合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力，開闊學(xué)生的視野，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)行新的探索和實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：數(shù)字集成電路；設(shè)計(jì)；核心工藝
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字集成電路獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。深入了解數(shù)字集成電路特性，正確分析數(shù)字集成電路在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的種種異常現(xiàn)象，對(duì)于提高數(shù)字電子技術(shù)使用效果、加深使用者對(duì)數(shù)字電路理論的理解有著十分重要的作用。而實(shí)現(xiàn)上述目的的最關(guān)鍵部分在于對(duì)數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容有著較為清晰的理解，本文正是在這種背景下，探討了數(shù)字集成電路的不同設(shè)計(jì)方法以及所采用的核心工藝，以求為理論界與實(shí)踐界更好的認(rèn)識(shí)數(shù)字集成電路提供必要的借鑒與參考。
一、數(shù)字集成電路理論概述
數(shù)的表達(dá)是多種多樣的，如二進(jìn)位、八進(jìn)制、十進(jìn)位、十六進(jìn)位等。電腦中數(shù)字處理是二進(jìn)位，所以一切資料都要先轉(zhuǎn)化為“0”和“1”的組合。在教學(xué)中要對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)這里的“0”和“1”不是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的數(shù)字，而是兩種對(duì)立的狀態(tài)的表達(dá)。數(shù)字集成電路是傳輸“0”和“1”（開和關(guān)）兩種狀態(tài)的門電路，可把來(lái)自一個(gè)輸入端的信息分配給幾個(gè)輸出端，或把幾個(gè)輸入端傳來(lái)的信息加以處理再傳送出去，這個(gè)過程叫做邏輯運(yùn)算處理，所以又叫邏輯集成電路。在數(shù)字集成電路中電晶體大多是工作在特性曲線的飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)（邏輯的“0”和“1”）。數(shù)字集成電路又包括著如下三種電路：門電路，是作為不包含時(shí)間順序的組合電路；觸發(fā)器電路，其能存儲(chǔ)任意的時(shí)間和信息，故在構(gòu)成包含時(shí)間關(guān)系的順序電路時(shí)必不可少，這種電路叫做時(shí)序邏輯電路，例如寄存器、管理器等。觸發(fā)器電路是基本時(shí)序單元電路；半導(dǎo)體記憶體電路，它可以存取二進(jìn)位數(shù)字字信息，記憶體的作用是用來(lái)記住電子電腦運(yùn)算過程中所需要的一切原始資料、運(yùn)算的指令程式以及中間的結(jié)果，根據(jù)機(jī)器運(yùn)算的需要還能快速地提供出所需的資料和資料。在上課時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生易將組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路混淆，所以教學(xué)中要反復(fù)強(qiáng)調(diào)兩者的的特點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生能正確區(qū)分兩種電路。
二、數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)
第一，MOS場(chǎng)效應(yīng)電晶體的設(shè)計(jì)。常用的是N溝MOS管，它是由兩個(gè)相距很近、濃度很高的N十P結(jié)引線后做成的，分別叫做源極“S”和漏極“D”。在源極“S”和漏極“D”之間的矽片表面生長(zhǎng)一薄層二氧化矽（SiO2），在SiO2上復(fù)蓋生長(zhǎng)一層金屬鋁叫柵極“G”（實(shí)際上“G”極是個(gè)MOS二極體）。NMOS集成電路是用得很多的一個(gè)品種。要注意一點(diǎn)是多晶矽柵代替了鋁柵，可以達(dá)到自對(duì)淮（近乎垂直）摻雜，在柵下面的源、漏摻雜區(qū)具有極小橫向的摻雜效應(yīng)，使源、柵漏交迭電容最小，可以提高電路的速度。
第二，CMOS集成電路互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)電晶體的設(shè)計(jì)。CMO是指在同一矽片上使用了P溝道和N溝道兩種MOS電路。這種反相器有其獨(dú)特之處，不論在哪種邏輯狀態(tài)，在VDD和地之間串聯(lián)的兩個(gè)管子中，總有一個(gè)處干非導(dǎo)通狀態(tài)，所以穩(wěn)態(tài)時(shí)的漏電流很小。只在開關(guān)過程中兩個(gè)管子都處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，才有顯著的電流流過這個(gè)反相器電路。因此，平均功耗很小，在毫微瓦數(shù)量級(jí)，這種電路叫做CMOS電路。含有CMOS電路的集成電路就叫做CMOS集成電路，它是VLSI設(shè)計(jì)中廣泛使用的基本單元。它占地面積很小、功耗又小，正是符合大規(guī)模集成電路的要求，因?yàn)楫?dāng)晶片的元件數(shù)增加時(shí)功耗成為主要的限制因素。CMOS集成電路成為低功耗、大規(guī)模中的一顆明星，它是VLSI設(shè)計(jì)中廣泛使用的基本單元，但它的設(shè)計(jì)和工藝難度也相應(yīng)地提高了許多。CMOS集成電路在P型襯底上先形式一個(gè)以待形成PMOS管用的N型區(qū)域叫做“N井”，在“N井”內(nèi)制造PMOSFET的過程與前述的NMOS管相同，所以制造CMOS集成電路的工序基本上是制造NMOS集成電路的兩倍。另外還要解決麻煩的門鎖效應(yīng)（Latch-up）。但它仍是高位數(shù)、高集成度、低功耗微處理器等晶片的首選方案。
第三，二極體的設(shè)計(jì)。集成電路中的二極體均由三極管的eb結(jié)或cb結(jié)構(gòu)成，前者的正向壓降低，幾乎沒有寄生效應(yīng)，開關(guān)時(shí)間短；后者常在需要高擊穿電壓的場(chǎng)合中使用，技術(shù)上又不必單獨(dú)制做，只是在晶體管制成后布線時(shí)按電路功能要求短路某二個(gè)電極，從留用的P-N二邊引線出去和電路連接。課堂教學(xué)中，對(duì)二、三極管的特性及工作原理要做詳細(xì)的復(fù)習(xí)，以便學(xué)生理解。
第四，電阻設(shè)計(jì)。集成電路中的電阻是在制造電晶體基區(qū)層的同時(shí)，向外延層中進(jìn)行擴(kuò)散制成。阻值取決于雜質(zhì)濃度、基區(qū)的寬度和長(zhǎng)度及擴(kuò)散深度。當(dāng)需要更大電容阻值時(shí)，采用溝道電阻；在需要更小電容阻值時(shí)，則采用發(fā)射區(qū)擴(kuò)散時(shí)形成的N十區(qū)電阻。
這里電阻與學(xué)生之前學(xué)習(xí)的電阻進(jìn)行比較，利于學(xué)生理解。
第五，電容設(shè)計(jì)。集成電路中的電容器有兩種，一種是P-N結(jié)電容，它是利用三極管eb結(jié)在反向偏壓下的結(jié)電容，電容量不是常數(shù)，它的大小與所加偏壓有關(guān)，且有極性；另一種是MOS電容，電容值是固定，與偏壓無(wú)關(guān)。一般用重?fù)降膮^(qū)域作為一個(gè)板極，中間的氧化物層作為介質(zhì)層，氧化物層的頂層金屬作為另一個(gè)板極。但是，集成電路設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免使用電容，數(shù)字電路一般都采用沒有電容的電路。
三、數(shù)字集成電路的核心工藝
首先是薄圓晶片的制備技術(shù)。分別在半導(dǎo)體專用切片機(jī)、磨片機(jī)、拋光機(jī)上加工出厚度約為400um、表面光亮如鏡、沒有傷痕、沒有缺陷的晶片。
其次是外延工藝技術(shù)。為了提高電晶體集電結(jié)的擊穿電壓，要求高電阻率材料。但為了提高電晶體工作速度，要求低電阻率材料，為此在低阻的襯底材料上外延生長(zhǎng)一層高阻的單晶層，這叫做外延技術(shù)。
第三是隔離工藝技術(shù)。因?yàn)閿?shù)字集成電路中各組件是做在同一半導(dǎo)體襯底片，各組件所處的電位也不同，要使做有源元件的小區(qū)域（電晶體）彼此相隔離開，這種實(shí)現(xiàn)彼此隔離的技術(shù)叫做隔離技術(shù)。正是由于它的出現(xiàn)，使分立元件發(fā)展到數(shù)字集成電路成為可能。現(xiàn)在常用的有介質(zhì)隔離（將SiO2生長(zhǎng)在需要隔離的部位）和P-N 結(jié)隔離兩種方法。P-N結(jié)隔離是在隔離部位形成兩個(gè)背對(duì)背的P-N結(jié)；外延結(jié)構(gòu)P-N結(jié)隔離是在P 型襯底表面的n型外延層上進(jìn)行氧化、光刻、擴(kuò)散等工藝，并將硼雜質(zhì)擴(kuò)散到特定部分，直到擴(kuò)穿外延層和P 型襯底相接。外加反向電壓使外延n型層成為一個(gè)個(gè)相互隔離的小島，然后再在這個(gè)n型外延小島區(qū)域上分別制造電晶體或其他元件。
最后是氧化工藝技術(shù)。半導(dǎo)體器件性能與半導(dǎo)體表面有很大關(guān)系，所以必須對(duì)器件表面采用有效保護(hù)措施。二氧化矽被選作為保護(hù)鈍化層，一來(lái)它易于選擇腐蝕掉；二來(lái)可以在擴(kuò)散之后在同爐內(nèi)馬上通氧進(jìn)行氧化；三來(lái)可以作為選擇摻雜的掩蔽物；再來(lái)它常被用來(lái)作導(dǎo)電層之間的絕緣層。當(dāng)然用作鈍化的介質(zhì)還有氮化矽薄膜，這里不多介紹。各種薄膜不僅要執(zhí)行其本身的預(yù)定功能，也要和后續(xù)的全部工藝相相容。即鈍化薄膜要能承受所要求的化學(xué)處理及加熱處理，而其結(jié)構(gòu)還保持穩(wěn)定。從上面工藝流程可以看到，每一步光刻之前都有氧化工序，圖形加工只能在氧化層上進(jìn)行。
設(shè)計(jì)是一項(xiàng)難度較大的工作，在設(shè)計(jì)中要考慮許多細(xì)節(jié)的東西，實(shí)踐與理論之間有一定的差距，對(duì)于我們技術(shù)學(xué)校的學(xué)生而言，可以讓他們做一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手搭建電路并做測(cè)試，在做中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而加深對(duì)知識(shí)的理解。
（作者單位：福建省第二高級(jí)技工學(xué)校）
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 應(yīng)用型人才 集成電路工藝基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047
The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit
Process Foundation" in Independent College
WEN Yi， HU Yunfeng
（University of Electronic Science and Technology of China， Zhongshan Institute， Zhongshan， Guangdong 528402）
Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges， the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system， basic semiconductor planar process experiment， process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice， the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized， and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.
Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching
0 引言
微電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)微電子學(xué)領(lǐng)域的高層次工程技術(shù)人才為目標(biāo)，學(xué)生畢業(yè)后能從事電子器件、集成電路和集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造，以及相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的研制與開發(fā)等方面工作。
“集成電路工藝基礎(chǔ)”是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，講授半導(dǎo)體器件和集成電路制造的單項(xiàng)工藝基本原理和整體工藝流程。本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的必要組成部分。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該具備一定工藝分析、設(shè)計(jì)以及解決工藝問題的能力。
集成電路工藝實(shí)驗(yàn)作為“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)的重要組成部分，具有實(shí)踐性很強(qiáng)、實(shí)踐和理論結(jié)合緊密的特點(diǎn)。加強(qiáng)工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)高質(zhì)量的集成電路專業(yè)人才十分必要。但是集成電路的制造設(shè)備價(jià)格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，限制了工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校的開展。國(guó)內(nèi)僅少數(shù)重點(diǎn)大學(xué)能夠承受巨大的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，擁有簡(jiǎn)化的集成電路工藝線或工藝試驗(yàn)線供科研、教學(xué)使用。而大多數(shù)學(xué)校只能依靠到研究所或Foundry廠進(jìn)行參觀式的實(shí)習(xí)來(lái)解決工藝實(shí)驗(yàn)問題，這對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2003年，現(xiàn)每屆招收本科生約120人，多年內(nèi)為珠三角地區(qū)培養(yǎng)了大量專業(yè)人才。隨著集成電路技術(shù)日新月異的發(fā)展，對(duì)從業(yè)人員的要求也不斷升級(jí)，所以工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)。作為獨(dú)立學(xué)院，如何結(jié)合自身實(shí)際地進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、采用多種方法手段開展工藝實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，提高集成電路工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是我們所面臨的緊迫問題。本文以“集成電路工藝基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐為研究對(duì)象，針對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生理論基礎(chǔ)較為薄弱，動(dòng)手熱情比較高的特點(diǎn)，就該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了探討。
1 “集成電路工藝基礎(chǔ)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
“集成電路工藝基礎(chǔ)”具有涉及知識(shí)面廣，教學(xué)內(nèi)容信息量大，綜合性強(qiáng)，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，課程教學(xué)難度相對(duì)較大。同時(shí)獨(dú)立學(xué)院相應(yīng)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備較為缺乏。為了提高學(xué)生對(duì)該課程的興趣，取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，讓學(xué)生能將理論應(yīng)用于實(shí)踐，具有較強(qiáng)的集成電路生產(chǎn)實(shí)踐和設(shè)計(jì)開發(fā)能力，筆者從如下幾方面對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了嘗試。
1.1 工藝模擬多媒體教學(xué)系統(tǒng)
運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很難讓學(xué)生理解抽象的器件結(jié)構(gòu)和工藝流程并產(chǎn)生興趣。我院購(gòu)置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝多媒體教學(xué)系統(tǒng)，幫助學(xué)生對(duì)集成電路工藝流程有一個(gè)全面生動(dòng)的認(rèn)識(shí)。該系統(tǒng)提供擴(kuò)散、氧化和離子注入三項(xiàng)工藝設(shè)備的操作模擬，充分利用多媒體技術(shù)，將聲光電等多種素材進(jìn)行合理的處理，做到圖文聲像并茂，力爭(zhēng)使抽象的知識(shí)形象化，獲得直觀、豐富、生動(dòng)的教學(xué)效果。該系統(tǒng)涉及大量的集成電路制造實(shí)際場(chǎng)景與特殊細(xì)節(jié)，能較全面地展示Foundry廠的集成電路生產(chǎn)環(huán)境和工藝流程。內(nèi)容豐富、身臨其境的工藝模擬能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解理論知識(shí)。
此外，在工藝課程的課堂教學(xué)過程中，嘗試?yán)脤W(xué)生自學(xué)討論作為輔助的形式。針對(duì)某些章節(jié)，老師課前提出問題，安排學(xué)生分組準(zhǔn)備，自習(xí)上網(wǎng)收集最新的與集成電路工藝實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料，整理中、英文文獻(xiàn)，制作內(nèi)容生動(dòng)的PPT在課堂上演示并展開討論，最后歸納總結(jié)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)和小組合作作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高網(wǎng)上查找、整理資料的能力，也為老師的多媒體課件制作提供了素材，豐富了老師的教學(xué)內(nèi)容。
1.2 基礎(chǔ)的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)
學(xué)院一直非常重視電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)問題，在實(shí)驗(yàn)室配置方面的資金投入力度比較大。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了一批集成電路工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，如光刻機(jī)、涂膠機(jī)、氧化反應(yīng)室、磁控濺射設(shè)備、半導(dǎo)體特性測(cè)試系統(tǒng)和掃描電子顯微鏡等，為集成電路工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ) 。
在集成電路專業(yè)教學(xué)中，工藝實(shí)驗(yàn)是非常重要的環(huán)節(jié);讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型人才也是非常必要的。通過調(diào)研考察兄弟院校的工藝實(shí)驗(yàn)開展情況，結(jié)合我院的實(shí)際情況和條件，確定了我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如氧化（硅片熱氧化實(shí)驗(yàn)）、擴(kuò)散（硅片摻雜實(shí)驗(yàn)）、光刻（硅片上選擇刻蝕窗口的實(shí)驗(yàn)）、淀積（PVD、CVD薄膜制備的實(shí)驗(yàn)）等。
這些設(shè)備和儀器，除了用于工藝課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，平時(shí)還開放給本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目及研究生科研等。通過實(shí)際動(dòng)手操作，使學(xué)生能將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力，又引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中掌握分析問題、解決問題的科學(xué)方法，加深了對(duì)集成電路工藝技術(shù)和原理的理解。
1.3 工藝仿真軟件
現(xiàn)代集成電路的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，所以要重視計(jì)算機(jī)仿真在課程中的作用。TCAD（Technology Computer Aided Design）產(chǎn)品是研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)半導(dǎo)體器件和工藝所必需的先進(jìn)工具。它可以準(zhǔn)確地模擬研究所和Foundry廠里的集成電路工藝流程，對(duì)由該工藝流程制作出的半導(dǎo)體器件的性能進(jìn)行仿真，也能設(shè)計(jì)與仿真太陽(yáng)能電池、納米器件等新型器件。
利用美國(guó)SILVACO公司的TCAD產(chǎn)品，筆者為工藝課程開設(shè)了課內(nèi)仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括薄膜電阻、二極管、NMOS等基本器件的設(shè)計(jì)和工藝流程仿真。通過ATHENA和ATLAS軟件教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生仿真設(shè)計(jì)基本的半導(dǎo)體器件，模擬工藝流程，從而鞏固所學(xué)理論知識(shí)，使學(xué)生將工藝和以前學(xué)過的半導(dǎo)體器件的內(nèi)容融合起來(lái)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上通過軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，既可以深入研究仿真的工藝流程細(xì)節(jié)，又可以彌補(bǔ)由于設(shè)備條件的制約帶來(lái)的某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目暫時(shí)無(wú)法開出的不足。
1.4 校企合作
培養(yǎng)應(yīng)用型人才還必須結(jié)合校企合作。珠三角地區(qū)是微電子產(chǎn)業(yè)的聚集地，企業(yè)眾多，行業(yè)發(fā)展前景好。加強(qiáng)校企聯(lián)系，可以做到合作共贏，共同發(fā)展。通過組織學(xué)生到半導(dǎo)體生產(chǎn)測(cè)試企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，如深圳方正微電子、珠海南科、中山木林森LED等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)過程，感受集成電路工廠的生產(chǎn)環(huán)境，了解本行業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展的概況，從而彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作。目前，學(xué)院與這些半導(dǎo)體生產(chǎn)測(cè)試企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，每屆畢業(yè)生都有進(jìn)入上述企業(yè)工作的。他們?cè)诠ぷ鲘徫簧媳憩F(xiàn)良好，獲得用人單位的好評(píng)，既為企業(yè)輸送了合格人才，也為往后學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃樹立了榜樣，拓展了學(xué)生的就業(yè)渠道。
2 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過筆者幾年來(lái)的實(shí)踐，在“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了改進(jìn)，形式多樣，互為補(bǔ)充，內(nèi)容全面、新穎，注重學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，對(duì)提高學(xué)生整體素質(zhì)起到了積極作用，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。當(dāng)然，“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有很大的改進(jìn)空間，我們還需要在實(shí)踐中不斷地改革與探索，將其逐步趨于完善，使其在培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才的過程中發(fā)揮巨大的作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電子電路圖；識(shí)圖思路；視圖方式；集成電路；復(fù)雜電路；等效電路圖
中圖分類號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374(2011)01-0169-03
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越來(lái)越廣泛。通過查看它們的基本應(yīng)用方式，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電子電路圖都是根據(jù)電路應(yīng)用的典型方式，通過重新配置參數(shù)、重新組合得到的電路擴(kuò)展方式。因此可以說(shuō)，作為各種專用電子電路的基礎(chǔ)，電子電路圖的視圖方式非常重要。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)到產(chǎn)品維修，首先必須熟悉電子電路的基本應(yīng)用方式，本文詳細(xì)介紹了各種電子電路圖的表示方式、分析特點(diǎn)，希望能夠?yàn)楦黝悘氖码娮蛹夹g(shù)工作與研究的工程師提供借鑒的作用。
1
電子電路圖分類
對(duì)于電子產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)初期到最終成型，采用的視圖方式多種多樣，包括方框圖、單元電路、等效電路圖等，應(yīng)該先了解生產(chǎn)機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況、工藝要求和操作方法，以便對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行情況有總體了解。后識(shí)電就是在識(shí)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)而明確對(duì)電力拖動(dòng)的控制要求，為分析電路做好前期準(zhǔn)備。例如，在進(jìn)行讀DFl00kW發(fā)射機(jī)電路圖時(shí)，先組織帶領(lǐng)員工到機(jī)房參觀發(fā)射機(jī)，對(duì)機(jī)器進(jìn)行整體認(rèn)知。先看方框圖，讓員工了解發(fā)射機(jī)的工作方式、工作流程，發(fā)射機(jī)由多少個(gè)單元組成，每個(gè)單元的工作原理及其有機(jī)聯(lián)系。然后再具體到每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)、電氣走向。例如講解發(fā)射機(jī)一單元時(shí)，提出問題：發(fā)射機(jī)電子管燈絲為什么要兩檔上，冷卻為什么要延時(shí)，發(fā)射機(jī)加電的順序是怎樣的?發(fā)射機(jī)工作時(shí)，電子管及其各元件溫度非常高，必須進(jìn)行冷卻，因而講其冷卻原理、冷卻方式。講解電子管時(shí)，電子管與晶體管的區(qū)別，它屬于哪類放大，為什么用這種放大?高頻電路和低頻電路的共性和區(qū)別，數(shù)字電路和模擬電路的接地等等，把員工學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來(lái)，使員工產(chǎn)生好奇心，從而激發(fā)求知欲望。可以給員工演示加高壓調(diào)諧的過程，這樣整體對(duì)發(fā)射機(jī)已經(jīng)有了感性到理性認(rèn)識(shí)。再到某一具體線路時(shí)，就要對(duì)線路供電、信號(hào)走向、元器件的進(jìn)行測(cè)量并詳細(xì)分析。學(xué)習(xí)時(shí)，原理圖和事物圖對(duì)照。加深印象，對(duì)元器件的擺放位置和拆裝了如指掌，便于出現(xiàn)故障時(shí)提高處理速度。奠次，識(shí)電很重要，一個(gè)設(shè)備往往多路供電，來(lái)龍去脈要十分清楚。檢修設(shè)備時(shí)，必須停電、驗(yàn)電、放電，以保證人身和設(shè)備安全。這種教學(xué)模式可以使學(xué)生明確識(shí)圖思路，很容易讀懂電氣控制電路圖，從而提高識(shí)圖能力。
1.1 方框圖
主要通過方框、連線表示電路的工作原理和構(gòu)成。主要為了從總體上把電路劃分為若干模塊，然后對(duì)各模塊配合簡(jiǎn)單的文字說(shuō)明，在各方框之間采用連線表明各模塊之間的關(guān)系。
方框圖可以用來(lái)表示系統(tǒng)電路方面的方框圖、集成電路內(nèi)電路方框圖和整機(jī)電路方框圖。如圖1所示，該系統(tǒng)為一個(gè)兩級(jí)放大器電路，主要包括信號(hào)源電路、第一級(jí)放大器、第二級(jí)放大器和負(fù)載電路。
方框圖大致概述了復(fù)雜電路的構(gòu)成，并且描述了信號(hào)傳輸方向，從圖中可以清楚的看到電路的構(gòu)成和信號(hào)的流向，邏輯性強(qiáng)，對(duì)于分析復(fù)雜的系統(tǒng)電路或是了解整機(jī)的電路組成情況時(shí)，采用方框圖進(jìn)行視圖簡(jiǎn)易方便。
1.2 單元電路圖
顧名思義，單元電路圖為實(shí)現(xiàn)某一具體功能的最小電路單位，例如某一級(jí)放大電路、某一振蕩器電路等。當(dāng)然，從大的方面來(lái)看，一個(gè)集成電路也可以被認(rèn)為是一個(gè)單元電路。單元電路圖主要被用于分析某一部分的具體電路功能，而直接把該部分畫出。
如圖2所示為放大單元電路，+V為直流工作電壓，用于供電給三極管，Ui為輸入信號(hào)，作為需要放大的信號(hào)，Uo表示經(jīng)過放大以后的信號(hào)。通過采用元器件、電阻、電容和有關(guān)連線連接，使得單元電路圖能簡(jiǎn)潔、清楚地表明電路。
1.3 等效電路圖
分析某些電路時(shí)，采用等效電路圖的方式去分析電路，能更方便地理解電路的工作原理。雖然等效電路圖與原電路表現(xiàn)形式不同，但是實(shí)際作用完全相同，它主要用于簡(jiǎn)化電路工作原理。
對(duì)于直流等效電路圖，在電路中的電容采用開路對(duì)待、線圈采用通路對(duì)待：對(duì)于交流等效電路圖，將電路中的耦合帶內(nèi)容認(rèn)為通路、線圈認(rèn)為通路；對(duì)于元器件，特別是新的或者特殊的元器件，為了能夠更好的表明它的屬性，必須采用等效電路圖。
如圖3所示，對(duì)于雙端陶瓷濾波器，為了便于理解其工作原理，采用線圈L1、電容c1串聯(lián)諧振電路進(jìn)行等效，具體分析其特性。
1.4 集成電路應(yīng)用電路圖
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路被廣泛使用在各方面，因此對(duì)于集成電路應(yīng)用電路圖的識(shí)圖非常重要。
對(duì)于集成電路圖，采用集成電路電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)等，完整表明了其功能，使得分析非常方便。但是由于其大部分不會(huì)畫出內(nèi)部電路方框圖。因此對(duì)于初學(xué)者分析其應(yīng)用帶路和分立元器件，由于不熟悉其內(nèi)部構(gòu)造，因此比較困難。
1.5 整機(jī)電路圖
整機(jī)電路圖，用于描述整個(gè)機(jī)器的電路結(jié)構(gòu)、各單元電路的電路結(jié)構(gòu)和連接方式，因此可以表明整個(gè)機(jī)器的工作原理，同時(shí)由于各元件都給出了其具體型號(hào)等一些重要數(shù)據(jù)，可以作為檢測(cè)和更換的基礎(chǔ)。然后再化整為零。任何復(fù)雜電路都是由一些基本環(huán)節(jié)電路組成的。因此，掌握基本環(huán)節(jié)電路的工作原理是掌握機(jī)器電氣運(yùn)行、安裝和檢修的基礎(chǔ)。分析控制電路可根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，將控制回路化整為零地進(jìn)行分析。如果控制電路較復(fù)雜，則可先排除照明或顯示等與控制關(guān)系不密切的電路，以便集中精力進(jìn)行分析。
1.6 印制電路板圖
對(duì)于印制電路版圖，首先在一層絕緣板上覆蓋一層金屬箔，隨后對(duì)電路板中不需要金屬箔的位置進(jìn)行腐蝕，用于放置元器件，其余沒有腐蝕的金屬箔作為導(dǎo)線使用。完成整個(gè)電路的連接。在印制電路板過程中，需要考慮各元件的體積、具體放置位置、散熱、抗干擾等因素，雖然通過印制電路板很難與該電路的原理圖對(duì)應(yīng)，但其卻可以更好地表現(xiàn)電路的功能。
2 電子電路圖的分析方法
2.1 方框圖識(shí)圖
對(duì)于方框圖，信號(hào)的傳輸在識(shí)圖過程中非常重要。在信號(hào)傳輸過程中，需要特別關(guān)注箭頭的方向，箭頭方向用于表明信號(hào)的傳輸。同時(shí)，由于具體電路比較復(fù)雜，在識(shí)圖過程中容易使人困惑，因此首先查看方框圖，查看其各部分信號(hào)流向，再確定具體原理，特別需要關(guān)注的是方框圖的引腳具體作用，引腳包括輸入腳、輸出腳、電源腳、接地，通過查看信號(hào)的箭頭指示即可確定。
作為學(xué)習(xí)電路的第一步，一般情況下廠家不會(huì)提供 方框圖，但是大多數(shù)電路部分構(gòu)造相同，可以作為參考。
2.2 單元電路圖識(shí)圖
由于單元電路圖非常多，因此單元電路圖的識(shí)別各有不同，但有其固有的共性。
(1)對(duì)于有源電路，由于采用直流電壓工作，因此首先需要分析其電壓供給，其電路中電容器可被認(rèn)為開路，電感器被認(rèn)為短路。通常情況下，由于電源供給在電路圖上方，因此采用從上到下進(jìn)行分析。
(2)在信號(hào)傳輸過程中，從輸入端至輸出端，信號(hào)經(jīng)過如何處理，一般采用從左向右仔細(xì)分析。
(3)在單元電路中。元器件的作用分析非常重要，只有看懂電路的工作才能清楚各元器件的作用。
(4)當(dāng)清楚了整個(gè)電路的工作原理后，當(dāng)電路出現(xiàn)開路、短路、性能變差之后，就很容易進(jìn)行電路的故障分析。
2.3 等效電路圖識(shí)圖
為了更容易理解電路圖，采用等效電路圖進(jìn)行分析。一般情況下，有三種等效方式，在實(shí)際分析過程中需要確定其為哪種等效電路，尤其對(duì)于復(fù)雜電路，通過采用直流或交流等效電路很容易分析分析，但是并不是所有電路都適用于等效電路圖進(jìn)行分析。
2.4 集成電路應(yīng)用電路圖識(shí)圖
如圖4所示為集成電路分析步驟，首先需要對(duì)電源信號(hào)、傳輸信號(hào)和其他引腳(例如消振引腳等)電路進(jìn)行分析，確定其具體形式。其次掌握外部電路分析，分析信號(hào)傳輸過程。最后找一些集成電路的關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)試。這對(duì)故障查詢非常重要。
2.5 整機(jī)電路圖識(shí)圖
對(duì)于整機(jī)電路圖，首先整體把握功能，然后按照直流工作、交流工作進(jìn)行分批分析，確定其具體工作形式。而那些此前沒有見過的、復(fù)雜的單元電路作為分析的重點(diǎn)。
2.6 印制電路板圖識(shí)圖
對(duì)于印制電路板圖，初看非常亂，需要首先根據(jù)元器件外形特征，查找具體元器件，對(duì)于芯片，可以根據(jù)其型號(hào)查找相關(guān)技術(shù)資料。通常電路板上的大面積銅箔線路為地線。通過查找各銅箔線的走向，確定整個(gè)電路連接部分，應(yīng)與實(shí)電路板對(duì)照，采用一致的看圖方向進(jìn)行功能確定。
3 結(jié)語(yǔ)
各種電路圖充分描述了電子設(shè)備的功能、用途和工作原理。作為電路設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修的基礎(chǔ)，硬件工程師需要結(jié)合各種電路圖識(shí)圖方式，充分了解其各單元工作原理，才能夠不斷提高識(shí)圖能力，進(jìn)而增強(qiáng)了分析、解決問題能力。
參考文獻(xiàn)
[1]許飛.初學(xué)者如何讀電子電路圖[J].華章.2008.(10)
關(guān)鍵詞：微電子學(xué)；預(yù)實(shí)驗(yàn)；開放式實(shí)驗(yàn)
作者簡(jiǎn)介：梁海蓮（1979-），女，江西高安人，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院、信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，講師；趙琳娜（1979-），女，天津人，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院、信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，講師。（江蘇 無(wú)錫 214122）
基金項(xiàng)目：本文系江蘇省研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題（課題編號(hào)：YJG08_YB26）的研究成果。
中圖分類號(hào)： G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）20-0092-02
隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)封閉式、單向傳輸?shù)恼n程教學(xué)模式，已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。近年來(lái)，多數(shù)高校正積極開展面向高校、企業(yè)與科研中心一體化的“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的課程教學(xué)改革。[1]
作為電子信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)之一的微電子技術(shù)，已經(jīng)成為現(xiàn)代電子信息技術(shù)，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。[2]作為微電子學(xué)專業(yè)核心課程之一的“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”，所涉及的基礎(chǔ)理論知識(shí)面較廣，涵蓋了“電路”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”、“半導(dǎo)體物理”、“半導(dǎo)體器件物理”、“電子設(shè)計(jì)CAD”、“集成電路封裝、制造”等多門專業(yè)課程知識(shí)。鑒于該課程所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器種類較多、測(cè)控要求高、儀器價(jià)格昂貴、維護(hù)成本高等特點(diǎn)，且受人力、物力的限制，課程中不同實(shí)驗(yàn)所需配套設(shè)備購(gòu)置數(shù)量較少。然而隨著微電子產(chǎn)業(yè)對(duì)專業(yè)人才需求的不斷增大，所需人才技能水平日益提高，高校在面向社會(huì)、面向未來(lái)，構(gòu)建研究型綜合大學(xué)的奮斗目標(biāo)下，必須提高人才培養(yǎng)效率，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，從根本上解決學(xué)生人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、實(shí)踐技能提升緩慢等現(xiàn)實(shí)問題，這是課程教學(xué)改革的關(guān)鍵。
基于上述“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”的課程特點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)受限因素，迫切需要針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)管理制度等方面進(jìn)行改革與創(chuàng)新。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)在高校人才培養(yǎng)過程中起著非常重要的作用，是連接知識(shí)與實(shí)踐、實(shí)踐與創(chuàng)新，并使理論知識(shí)向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的重要橋梁。[3]為踐行研究型綜合大學(xué)與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)理念，[4]在“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革中，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目標(biāo)，以學(xué)生為主體，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)管理等方面進(jìn)行了開放式微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，并取得了良好的教學(xué)效果。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與完善
針對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容系統(tǒng)性強(qiáng)、理論知識(shí)抽象復(fù)雜的特點(diǎn)，為使學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之前，對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)形象、直接的感觸體驗(yàn)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索的興趣，設(shè)計(jì)了一套相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需理論知識(shí)的預(yù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合電子設(shè)計(jì)CAD、專業(yè)仿真軟件、動(dòng)畫演示等，將抽象復(fù)雜的專業(yè)理論知識(shí)形象化，有助于強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，較好地實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的過渡銜接。通過理論知識(shí)復(fù)習(xí)和預(yù)實(shí)驗(yàn)，既可有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論的理解，又能讓學(xué)生在預(yù)實(shí)驗(yàn)中掌握下一步實(shí)驗(yàn)過程中的操作技巧，還能為學(xué)生獲得新的理論知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。
經(jīng)初步嘗試，整套預(yù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電路仿真軟件Multisim、印制版電路仿真軟件Protel、FPGA嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、虛擬電子實(shí)驗(yàn)室Labview，以及電路系統(tǒng)功能仿真軟件MATLAB、集成電路系統(tǒng)仿真軟件HSPICE、Cadence電子設(shè)計(jì)軟件及半導(dǎo)體器件仿真TCAD等軟件，可實(shí)現(xiàn)微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)從單個(gè)器件向電路模塊乃至整個(gè)電路系統(tǒng)，從前端系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)向后端電路制作及電路性能驗(yàn)證的全功能預(yù)實(shí)驗(yàn)仿真。借助上述預(yù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，一方面可以加深學(xué)生對(duì)電路結(jié)構(gòu)、原理的認(rèn)識(shí)與理解；另一方面還能訓(xùn)練學(xué)生熟練地使用儀器，掌握正確的測(cè)量方法，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與鑒別能力，還有利于減少實(shí)驗(yàn)損傷，提高實(shí)驗(yàn)效率。
二、實(shí)驗(yàn)管理制度的設(shè)計(jì)與完善
雖然上述預(yù)實(shí)驗(yàn)在一定程度上有助于提高實(shí)驗(yàn)效率，但在提高學(xué)生動(dòng)手能力、專業(yè)技能等方面尚有欠缺。為了進(jìn)一步解決微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器精密、貴重且量少，操控較為復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力等問題，仍需改革原有的實(shí)驗(yàn)管理制度，改變實(shí)驗(yàn)管理方法，提高儀器的使用效率。
針對(duì)微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器精密、貴重、數(shù)量較為單一的特點(diǎn)，在購(gòu)置相關(guān)儀器時(shí)，建立了專業(yè)對(duì)口教師采購(gòu)、運(yùn)行并維護(hù)的主負(fù)責(zé)管理制度，同時(shí)配備該儀器適用專業(yè)方向的研究生，經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)上崗，輔助指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)學(xué)生正確操控、使用儀器。在新置儀器運(yùn)行之前，要求廠家針對(duì)專業(yè)對(duì)口主負(fù)責(zé)教師和若干輔助測(cè)控的研究生進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理培訓(xùn)，培訓(xùn)后主負(fù)責(zé)教師針對(duì)“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程的培養(yǎng)人數(shù)、課程日程、學(xué)分等情況，制定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組、分時(shí)計(jì)劃，并相應(yīng)指定各實(shí)驗(yàn)小組的助教研究生，指導(dǎo)學(xué)生使用該儀器，協(xié)助管理實(shí)驗(yàn)儀器的運(yùn)行、維護(hù)，并記載相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行狀況、實(shí)驗(yàn)人員等。
同時(shí)，結(jié)合“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成半導(dǎo)體材料特性測(cè)試、微電子器件特性測(cè)試、微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試和電路系統(tǒng)性能參數(shù)測(cè)試等，提升學(xué)生的綜合測(cè)試技能和實(shí)驗(yàn)分析能力，鞏固和強(qiáng)化現(xiàn)代微電子技術(shù)與集成電路制造技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，并為學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)創(chuàng)新提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和理論基礎(chǔ)，綜合鍛煉了學(xué)生分析、探討和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。
三、開放式微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教改案例
以MOS集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)為例，制備工藝平臺(tái)為0.6um CMOS工藝，2層多晶硅，5層金屬連線，電路工作電壓為3～5V。
首先，指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，兩級(jí)CMOS集成運(yùn)算放大器電路原理如圖1所示，[5]其中M1～M4為有源負(fù)載的差分輸入級(jí)，M5提供該級(jí)工作電流，M8、M9構(gòu)成了共源放大電路，為輸出級(jí)，M7為源跟隨器，提供增益為1的緩沖器，以克服補(bǔ)償電容的前饋效應(yīng)，并消除零點(diǎn)，M6提供M7所需的工作電流，M10、M11組成運(yùn)放偏置電路。電路性能與目標(biāo)設(shè)計(jì)要求輸出電壓擺幅大于±3V，最大轉(zhuǎn)換速率為30V/μs，補(bǔ)償電容Cc為10pF。
其次，讓參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在電路仿真環(huán)境HSPICE中結(jié)合圖1所示電路進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試集成運(yùn)算放大器在數(shù)學(xué)、物理理論模型下的理想實(shí)驗(yàn)參數(shù)，完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，本預(yù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所需課時(shí)約3學(xué)時(shí)。在進(jìn)入下一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)前遞交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前聯(lián)系專業(yè)機(jī)房的管理人員，自行安排課外時(shí)間完成。
再次，讓學(xué)生在Cadence系統(tǒng)中使用Virtuoso軟件完成CMOS集成運(yùn)算放大器的版圖設(shè)計(jì)，版圖畫完后需采用Design Rules Checker（DRC），按照電路設(shè)計(jì)規(guī)則檢查設(shè)計(jì)的版圖文件、運(yùn)行和找出錯(cuò)誤，并在相應(yīng)版圖位置中做出標(biāo)記和解釋。在檢查完版圖之后，還需進(jìn)一步對(duì)Electrical Rules Checker（ERC）進(jìn)行檢查，以查找線路中的短路、開路和浮空結(jié)點(diǎn)，ERC檢查到短路錯(cuò)誤后將錯(cuò)誤提示局限在最短的連接通路上。在修正上述版圖、電路連接問題后，仍需使用Layout Versus Schematic（LVS）比較集成電路版圖與其原理報(bào)告版圖的連接是否一致，從而進(jìn)行反復(fù)修改，直到版圖和電路原理圖達(dá)成一致。最終在完成集成運(yùn)算放大器的版圖驗(yàn)證與電路系統(tǒng)性能后仿的物理驗(yàn)證工作之后，方可與相關(guān)半導(dǎo)體代工廠聯(lián)系，確定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件的大小、后端數(shù)據(jù)接口處的端口設(shè)計(jì)及其尺寸等，并交付半導(dǎo)體代工廠制備。本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所需課時(shí)約6學(xué)時(shí)。
最后，將流片后的芯片在邏輯分析儀、混合信號(hào)測(cè)試儀、半導(dǎo)體參數(shù)分析儀等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試集成電路中器件的電學(xué)參數(shù)和集成運(yùn)算放大器性能參數(shù)等，并結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)的仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分析，進(jìn)一步優(yōu)化、改進(jìn)版圖，以提高集成運(yùn)算放大器的綜合性能，此實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)約占3學(xué)時(shí)。由于本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)受儀器數(shù)量的限制，實(shí)驗(yàn)前需要先把已完成前兩環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)學(xué)生分成2～3人一組，將半導(dǎo)體器件與集成電路測(cè)試和版圖觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)安排在一個(gè)集成電路測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，而將邏輯分析儀、混合信號(hào)測(cè)試儀等電路系統(tǒng)測(cè)試儀器等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)安排在另一個(gè)電子電學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)不同類別實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的相互獨(dú)立，有助于不同實(shí)驗(yàn)室合理高效地實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然不同實(shí)驗(yàn)平臺(tái)均有指定能夠熟悉操作的助教研究生協(xié)助，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生能獨(dú)立完成所需測(cè)試類型的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生以書面形式闡述實(shí)驗(yàn)過程、分析測(cè)試數(shù)據(jù)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的新現(xiàn)象、新問題，提出問題的查找方向，鼓勵(lì)學(xué)生積極探索，查閱課外文獻(xiàn)，提出具有獨(dú)到見解的實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)，為理論知識(shí)的創(chuàng)新、發(fā)展培養(yǎng)正確的科研方法。同時(shí)，也需要對(duì)全面開放的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行評(píng)價(jià)和提出建議。
四、結(jié)論
調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)這種開放式微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革積極性較高，認(rèn)真負(fù)責(zé)的配合教師、助教研究生完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。與傳統(tǒng)單一、封閉教學(xué)模式相比，本課程教學(xué)改革在原實(shí)驗(yàn)管理員的積極支持下取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果，也深受同學(xué)們歡迎，有助于提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和自我學(xué)習(xí)能力。
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[3]馬瑤，石瑞英，袁菁，等.開放式專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索和實(shí)踐[J].高等教育發(fā)展研究，2008，25（1）：42-45.
閱讀下文，回答第16-20題
微電子技術(shù)的研究重點(diǎn)是集成電路。集成電路是指以半導(dǎo)體晶體材料為基片，采用專門
的工藝技術(shù)將組成電路的元器件和互連線集成在基片內(nèi)部、表面或基片之上的微小型化電路
和系統(tǒng)。微小型化電路簡(jiǎn)稱微電路，是一種結(jié)構(gòu)上比最緊湊的分立元件電路小幾個(gè)數(shù)量級(jí)、重
量輕幾個(gè)數(shù)量極的微結(jié)構(gòu)電路。
標(biāo)志集成電路水平的指標(biāo)之一是集成度。所謂集成度就是指在一定尺寸的芯片上(這個(gè)
芯片的尺寸比小拇指的指甲還小)能做出多少個(gè)晶體管。也有的用在一定尺寸的芯片上能做
出多少個(gè)門電路(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的門電路是由一個(gè)或幾個(gè)晶體管組成的)來(lái)衡量集成度。集成電路
發(fā)展的初期——①能在這個(gè)小面積上制造十幾個(gè)或幾十個(gè)晶體管，—二—②其電路的功能
也是有限的。一般將集成100個(gè)晶體管以下的集成電路稱為小規(guī)模集成電路。到60年代中
期，集成度水平已經(jīng)提高到幾百甚至上千個(gè)元器件。我們把集成100—1000個(gè)晶體管的集成
電路稱為中規(guī)模集成申，路。70年代是集成電路飛速發(fā)展的時(shí)期，集成電路已經(jīng)進(jìn)入1000個(gè)以
上元器件的大規(guī)模集成時(shí)代，這期間已出現(xiàn)了集成20多萬(wàn)個(gè)元器件的芯片。大規(guī)模集成電路
不僅僅是元器件集成數(shù)量的增加，集成的對(duì)象也起了根本的變化，它可能是一個(gè)復(fù)雜的功能部
件，也可能是一臺(tái)整機(jī)(如單片計(jì)算機(jī))。，80年代可以看作是超大規(guī)模集成電路的時(shí)代，芯片
上集成的元件數(shù)已達(dá)10萬(wàn)以上，而且已經(jīng)突破了百萬(wàn)大關(guān)。
生產(chǎn)集成電路的原料是硅、鋁、水、某些化合物和一些普通氣體，這些材料都不昂貴，
——③，制造集成電路的過程卻相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)所有的設(shè)備要求很高，所以建立集成電路產(chǎn)業(yè)
的投資是相當(dāng)巨大的。而芯片價(jià)格的下降，……-．．④依靠現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)④能達(dá)
到。
在硅片上制造微電路是成批地制造，在微小的面積上制出晶體管、電阻、電容而且按要求
連成電路已屬不易，而在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片就更加困難。集成電路的
生產(chǎn)，大多是從硅片制備開始的，硅片的制造需要專門的設(shè)備和嚴(yán)格的生產(chǎn)條件。集體成路的
制作過程很復(fù)雜，為了保證工藝質(zhì)量需使用大量昂貴的設(shè)備。而且，對(duì)生產(chǎn)廠房的溫度、濕度、
空氣的清潔度都有很高的要求，集成電路的生產(chǎn)二般都要在超凈車間中進(jìn)行，這種廠房的基本
建設(shè)投資也大大地高于一般生產(chǎn)廠房。
16．對(duì)集成電路表述有誤的一項(xiàng)是：
A．一種微小型化的電路或系統(tǒng)
B．包括微電路，結(jié)構(gòu)上比最緊湊的分立元件電路小幾個(gè)數(shù)量級(jí)、重量輕幾個(gè)數(shù)量級(jí)
C．以集成度作為水平指標(biāo)
D．由基片、晶體管、元器件、互連線組成
17．分析有誤的一項(xiàng)是：
A．集成度越高，晶體管也就越多
B．集成度同晶體管的尺寸成反比
C．集成20多萬(wàn)個(gè)元器件屬大規(guī)模集成電路
D．集成對(duì)象是元器件，也可能是一個(gè)復(fù)雜的功能部件或單片計(jì)算機(jī)
18．選擇正確的一項(xiàng)：
A．芯片的原料是硅、鋁、水，某些化合物、或普通氣體
B．集成電路產(chǎn)業(yè)投資巨大，產(chǎn)品價(jià)格昂貴
C．集成電路元器件存在于半導(dǎo)體晶體材料內(nèi)部
D．集成電路制做精細(xì)，材料昂貴
19．芯片價(jià)格下降，只有依靠現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)，下列敘述中不是其原因的是：
A．制造集成電路的過程相當(dāng)復(fù)雜
B；在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片非常困難
C．建立集成電路產(chǎn)業(yè)投資巨大
D．生產(chǎn)集成電路設(shè)備要求高，材料價(jià)格昂貴
20．文中①~④處應(yīng)填人的詞是：
A．如果／那么／但是／只要…就
B．只要／就／于是／如果…才
C．僅／因此／然而／只有…才
D．僅／因而／但是／只有…才
閱讀下列文字，完成21-25題
建設(shè)我國(guó)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，在循序漸進(jìn)的一開始和進(jìn)行中的每一階段，都應(yīng)對(duì)世界上現(xiàn)已
達(dá)到的最先進(jìn)水平、發(fā)展趨向、存在的矛盾和困難等有充分的了解，使我國(guó)的建設(shè)工作從一開
始就同長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)緊密結(jié)合，避免走發(fā)達(dá)國(guó)家在其歷史中，難免走過的彎路，從而較快地縮小與發(fā)
達(dá)國(guó)家的差距。
讓我國(guó)有關(guān)決策者、執(zhí)行者、工程技術(shù)人員、科研工作者、實(shí)際操作者充分了解當(dāng)今世界上
信息基礎(chǔ)設(shè)施(通俗地稱為信息高速公路)的最新發(fā)展和存在的問題，從而為我所用，①
有益無(wú)害，——是不可缺少的。新聞媒介——②不能實(shí)事求是地作充分報(bào)道，——是未
能盡到自己的職責(zé)。因此，實(shí)事求是報(bào)道信息高速公路實(shí)屬必需。
現(xiàn)代化信息傳輸技術(shù)，當(dāng)然有個(gè)從低到高的發(fā)展過程。但這個(gè)過程主要表現(xiàn)為服務(wù)地區(qū)
和服務(wù)對(duì)象的擴(kuò)大、服務(wù)項(xiàng)目的增多、服務(wù)技術(shù)難度的提高，而主要不表現(xiàn)為由低速到中速到
高速的過程。也就是說(shuō)，——③開通個(gè)服務(wù)項(xiàng)目，它——是高速的。因此，在描述我國(guó)信
息基礎(chǔ)設(shè)施的循序漸進(jìn)時(shí)，似以不用“信息低速公路”或“信息高速公路”之類的術(shù)語(yǔ)為好。
21．對(duì)“實(shí)事求是報(bào)道信息高速公路實(shí)屬必需”這句話，理解正確的是：
A．對(duì)信息高速公路的報(bào)道，應(yīng)該實(shí)事求是
B．對(duì)信息高速公路的報(bào)道，實(shí)屬必需
C．對(duì)信息高速公路的報(bào)道，實(shí)事求是實(shí)屬必需的
D．對(duì)信息高速公路的報(bào)道，實(shí)屬必需，但應(yīng)注意實(shí)事求是
22．下列說(shuō)法中符合文意的是：
A．現(xiàn)代化信息傳輸技術(shù)的發(fā)展與速度無(wú)關(guān)
B．報(bào)道國(guó)外信息高速公路發(fā)展?fàn)顩r對(duì)我國(guó)有益無(wú)害
C．我國(guó)信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，吸取國(guó)外教訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的
D．只要新聞媒介做到盡職盡責(zé)，對(duì)世界上信息基礎(chǔ)設(shè)施的宣傳就會(huì)實(shí)事求是的
23．下列說(shuō)法中不符合文意的是：
A．信息高速公路的建設(shè)應(yīng)從我國(guó)實(shí)際出發(fā)，循序漸進(jìn)，而不應(yīng)照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的一套
B．我國(guó)信息高速公路的建設(shè)，一開始就應(yīng)同長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)緊密結(jié)合
C．在描述我國(guó)信息設(shè)施的循序漸進(jìn)時(shí)，不宜涉及速度問題
D．宣傳信息高速公路應(yīng)符合我國(guó)國(guó)情，報(bào)道熱應(yīng)該降溫
24．這幾段文字的中心話題是：
A．為什么要實(shí)事求是地報(bào)道世界上信息高速公路發(fā)展的情況
B．應(yīng)該實(shí)事求是地報(bào)道世界上信息高速公路發(fā)展的情況
C．實(shí)事求是地報(bào)道國(guó)外信息高速公路發(fā)展情況是非常重要的
D．在報(bào)道世界信息高速公路發(fā)展?fàn)顩r時(shí)應(yīng)注意偽問題
25．文中①-③處少了三對(duì)關(guān)聯(lián)詞，應(yīng)填人：
A．不但…而且／只有…才／如果…那么
B．因?yàn)椤裕灰停粌H…而且
C．不僅…而且／如果…才／不是…就是
D.不僅…而且/口果…就／只要…就
閱讀下文，回答第，26—30題
日本和德國(guó)科學(xué)家分別在美國(guó)《科學(xué)》雜志和英國(guó)《自然》雜志上報(bào)道說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)了
這種生物化學(xué)酶在把氧氣和食物轉(zhuǎn)變成維持生命所必須的能量過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作
用。
這種生化酶名為“細(xì)胞色素氧化酶”。在他們各自的研究中，日本的科學(xué)家小組是借助聚
焦于牛心臟組織的復(fù)雜三維立體x光成像儀器獲得其形狀圖像的，而德國(guó)科學(xué)家小組則是從
一種土壤細(xì)菌中制取的酶蛋白晶體中分離得到其結(jié)構(gòu)的。
“細(xì)胞色素氧化酶”存在于小到微生物、大到大象的所有動(dòng)物的所有細(xì)胞中。在人體內(nèi)，氧
氣進(jìn)入肺葉后，被紅血球吸收，然后輸送到每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，由“細(xì)胞色素氧化酶”與來(lái)自食物的
氧分組合，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳、水和能量。
最新研究顯示了鐵原子、銅原子、以及其它元素在“細(xì)胞色素氧化酶”中的排列分布狀況，
——①可幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)某些新陳代謝過程發(fā)生差錯(cuò)的原因，———②找到治療過
早衰老、神經(jīng)系統(tǒng)功能衰退，③肥胖等相應(yīng)疾病的方法和藥物。
科學(xué)家認(rèn)為，以生命能量逐步喪失為特征的衰老的部分原因可能是由于“細(xì)胞色素氧化
酶”作用效率下降的結(jié)果；而以能量積聚過多，脂肪細(xì)胞數(shù)量以及體重超出正常水平為特征的
肥胖則可能是“細(xì)胞色素氧化酶”作用效率過高的結(jié)果。
26．第一自然段橫線上的，應(yīng)填人的一項(xiàng)是：
A．一種重要的生物化學(xué)的基本結(jié)構(gòu)
B．一種重要的生物化學(xué)酶{
c．一種名為“細(xì)胞色素氧化酶”的基本結(jié)構(gòu)
D．一種名為“細(xì)胞色素氧化酶”
27．對(duì)“細(xì)胞色素氧化酶存在于小到微生物，大到大象的所有動(dòng)物的所有細(xì)胞中”一句理
解有誤的一項(xiàng)是
A．從微生物以至大象的所有動(dòng)物中都存在“細(xì)胞色素氧化酶”
B．所有動(dòng)物的所有細(xì)胞中都存在“細(xì)胞色素氧化酶”
C．“細(xì)胞色素氧化酶”無(wú)所不在
D．所有細(xì)胞都存在著“細(xì)胞色素氧化酶”
28．本文討論的主要對(duì)象是：
A．生物化學(xué)酶B．細(xì)胞色素氧化酶
C．生命能量D．新陳代謝
29．下面哪些說(shuō)法符合原文文意，并能說(shuō)明“生物’化學(xué)酶”對(duì)人體的重要性。選出正確的
一項(xiàng)：
①只有通過生物化學(xué)酶的作用才能使人體所需要偽養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為維持生命所需的能量
②生物化學(xué)酶在把氧氣和食物轉(zhuǎn)變成維持生命所必須的能量過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用
③借助某些元素在“生物化學(xué)酶”中排列分布狀況，幫助科學(xué)家找到治療疾病的方法和藥
物
④“細(xì)胞色素氧化酶”作用效率下降，將導(dǎo)致衰老
⑤肥胖是因?yàn)槟芰糠e聚過多，脂肪細(xì)胞數(shù)量超出正常水平所致
A．①②④B．②④⑤
C．①②③D．①②⑤
30．文中①~③處應(yīng)填入的詞是：
A．所以／因此／以至B．由于／所以／甚至
C．因此／隨后／以致于D．因而／進(jìn)而／甚至
閱讀下面一段文字，完成31~35題。
超導(dǎo)磁浮列車是利用超導(dǎo)磁石使車體上浮，通過周期性地變換磁極方向而獲取推進(jìn)動(dòng)力
的火車。超導(dǎo)磁浮列車的運(yùn)行除了高速以外，還具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、省能源的特點(diǎn)，可望成為21世紀(jì)交通工具的主力。目前正在研究開發(fā)的以達(dá)到時(shí)速500千米為目標(biāo)。
如果把超導(dǎo)磁浮列車的實(shí)用化算作100的話，目前的開發(fā)研究已處于80的相對(duì)階段；預(yù)
計(jì)在2014年可望實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
為使超導(dǎo)磁浮列車早日實(shí)用化，需要開發(fā)高溫超導(dǎo)材料：探究在列車高速通過隧道時(shí)的空
氣力學(xué)特性；開發(fā)磁性屏蔽技術(shù)和列車控制系統(tǒng)等技術(shù)。從技術(shù)觀點(diǎn)看，還必須認(rèn)真研究磁性
對(duì)生物界的影響。它還將給傳統(tǒng)金屬材料業(yè)等行業(yè)賦予新活活力，也將會(huì)對(duì)館場(chǎng)店業(yè)、航空業(yè)
構(gòu)成威脅。
31．文中“相對(duì)階段”指的是：
A．按各國(guó)開發(fā)研究的平均水平，已完成實(shí)用化技術(shù)的80％，有的國(guó)家已進(jìn)入實(shí)用化階段
B．按世界最高水平，實(shí)用化技術(shù)已開發(fā)完成80％，接近于實(shí)用化階段
C．有80％的國(guó)家已經(jīng)進(jìn)行開發(fā)研究
D．80％的國(guó)家已經(jīng)進(jìn)人實(shí)用階段
32．下列說(shuō)法中，正確的一項(xiàng)是：
A．超導(dǎo)磁浮列車因其高速，一般用于遠(yuǎn)距離交通運(yùn)輸
B．目前研究開發(fā)的高溫超導(dǎo)磁浮列車需要開發(fā)列車高速空氣力學(xué)的技術(shù)
C．目前研究開發(fā)的目標(biāo)是時(shí)速500千米
D．超導(dǎo)磁浮列車是利用普遍導(dǎo)電材料的
33．對(duì)“下一代超導(dǎo)磁浮列車”的運(yùn)行高速的原因理解正確的是：
A．具無(wú)噪聲無(wú)振動(dòng)的特點(diǎn)
B．具有能源費(fèi)用低的特點(diǎn)
C．使用高溫超導(dǎo)材料
D．使用變換磁極方向而獲取推動(dòng)力
34．對(duì)文章理解不妥的一項(xiàng)是：
A．文章列舉了超導(dǎo)磁浮列車實(shí)用化所必需的關(guān)鍵技術(shù)
B．概述了超導(dǎo)列車的技術(shù)和特點(diǎn)
C．說(shuō)明了超導(dǎo)磁浮列車對(duì)其他產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不同影響
D．文章使用了下定義、列數(shù)字、作比較、引用等說(shuō)明方法
35．實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)磁浮列車實(shí)用化需具備的條件為：
①開發(fā)高溫超導(dǎo)材料
②探究列車高速通過隧道時(shí)的空氣力學(xué)特性
③開發(fā)磁性屏蔽技術(shù)和列車控制系統(tǒng)技術(shù)
④研究磁性對(duì)生物界的影響
A．①②B．①②③
C．①②③④D．①④
閱讀下文，回答36~40題：
據(jù)今天公布的一項(xiàng)新研究說(shuō)，由于人腦的信息處理能力已經(jīng)達(dá)到極限，因此人類永遠(yuǎn)不會(huì)
變得比今天聰明得多。
英國(guó)東部伊普斯威奇市的英國(guó)電信公司實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家稱，由于人腦中神經(jīng)元的大小和
數(shù)量與為它們提供營(yíng)養(yǎng)的血管之間存在微妙的平衡關(guān)系，因此根本的改善是不可能的。
這些研究人員稱，我們的信息處理能力已經(jīng)達(dá)到最大限度，即充其量達(dá)到處理能力的
20％之內(nèi)。他們的研究成果在《新科學(xué)家》雜志上作了報(bào)道。
腦的體積不是一個(gè)好的衡量智能的指數(shù)，但是神經(jīng)元的數(shù)量和它們之間的聯(lián)系是極為重
在這個(gè)基礎(chǔ)上，人類的腦子在動(dòng)物王國(guó)中是最復(fù)雜的；具有多達(dá)1咖億個(gè)神經(jīng)元。同100
萬(wàn)億個(gè)聯(lián)點(diǎn)、即突觸相連接。動(dòng)物中的復(fù)雜性可以與人相比的只有鯨和海豚。
英國(guó)電信公司高級(jí)應(yīng)用和技術(shù)部的彼得·科克倫和他的同事，對(duì)人腦用于開展處理更多信
息或提高工作效率的不同方法作了研究。
他們判斷，有一個(gè)大一些地腦子在理論上是可能的。但是要使處理能力大大提高的話，類
似電纜的神經(jīng)細(xì)胞軸突將必須加寬，才能使得它們傳輸信號(hào)的速度加快。
反過來(lái)，這就要求沿著軸突增加絕緣材料的數(shù)量和更好的血液供應(yīng)，這樣將要占據(jù)額外的
空間并使得有較少的空間容納更多的軸突。
此外，對(duì)腦子的設(shè)計(jì)使之盡可能快地把化學(xué)信號(hào)從一條神經(jīng)傳遞到另一條神經(jīng)。腦子長(zhǎng)
得越大，效率變得越低。
英國(guó)電信公司小組的成員克賴斯特·溫特對(duì)《新科學(xué)家》雜志說(shuō)：“對(duì)于腦子，沒有遞增改進(jìn)
的道路，這使得生長(zhǎng)很困難。”
36．本文主要觀點(diǎn)是什么?
A．人類不會(huì)變得比今天聰明
B．人腦處理信息的能力已達(dá)極限
C．腦子長(zhǎng)得越大，效率變得越低
D．沒有遞增改進(jìn)腦子的途徑
37．第2段“由于人腦……是不可能的”一句話意思是：
A．人腦中的神經(jīng)元不可能變大變多
B．腦血管不可能變粗變強(qiáng)
C．人腦的神經(jīng)元與血管不可能單方面改善
D．人腦的神經(jīng)元與血管不可能共同有大的改善
38．“對(duì)腦子的設(shè)計(jì)”指的是什么?
A．加寬神經(jīng)細(xì)胞軸突
B．沿軸突增加絕緣材料
C．增加血液供應(yīng)
D．對(duì)人腦處理更多信息的研究
39．符合文意的一項(xiàng)是：
A．人類、鯨和海豚有著同樣復(fù)雜的腦子
B．科學(xué)家有能力使人的腦子變得大一些
C．血管為神經(jīng)元提供營(yíng)養(yǎng)，神經(jīng)元與血管在大腦中存在微妙的平衡
D．腦容量大的人反而比腦容量小的人工作效率低
40．文中“在這個(gè)基礎(chǔ)上”指的是：
A．神經(jīng)之的數(shù)量和它們之間的聯(lián)系是極為重要的衡量智能的指數(shù)
B．腦的體積不是一個(gè)好的衡量智能的指數(shù)
C．人腦的信息處理能力已經(jīng)達(dá)到極限
D．英國(guó)電信公司實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家的研究成果在《新科學(xué)家》雜志上作了報(bào)道。
閱讀下面短文，完成41—45題。
美國(guó)華盛頓大學(xué)研究人員在《科學(xué)》雜志上發(fā)表報(bào)告說(shuō)，盡管人類活動(dòng)對(duì)于氣溫的全面上
升確實(shí)起了作用，但這種氣候變化絕大部分要?dú)w咎于自然原因。他們對(duì)北半球近一個(gè)世紀(jì)以
來(lái)的溫度變化所作的詳細(xì)研究的結(jié)果表明，聯(lián)合國(guó)和其他國(guó)際組織近來(lái)在一些報(bào)告中對(duì)全球
氣溫變暖原因的解釋是靠不住的。
報(bào)告的主要作者，擔(dān)任華盛頓大學(xué)的國(guó)家海洋和大氣管理局大氣和海洋聯(lián)合所所長(zhǎng)的約
翰華萊士說(shuō)：“我們所作的研究已經(jīng)清楚地表明，全球氣候的不斷變化是怎樣引起氣候的短期變動(dòng)的。反過來(lái)，這種變動(dòng)又有助于我們更好地了解大氣層的溫室效應(yīng)(大部分是由于燃燒礦
物燃料產(chǎn)生的二氧化碳引起的)可能引起的氣候變暖的程度。”他告誡道，不能因?yàn)檫@個(gè)結(jié)果而
放松對(duì)人類破壞環(huán)境行為的注意。
這些氣象學(xué)家說(shuō)，從1975年到1990年間，北半球冬季氣溫(特別是美國(guó)阿拉斯加、加拿大
北部和俄羅斯等地)上升了0．3攝氏度。他們認(rèn)為，這一氣溫上升有三分之一是由大氣環(huán)流的
自然變動(dòng)引起的。他們還認(rèn)為，北半球地區(qū)從1900到1990年近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)的月溫差約有
一半也是由這種變動(dòng)引起的。
華萊士說(shuō)，“盡管人類活動(dòng)與氣溫的全面上升可能也有關(guān)系，但是我們認(rèn)為，這種氣候變化
絕大部分應(yīng)歸因于自然變動(dòng)，與溫室效應(yīng)引起的氣候變暖無(wú)關(guān)。由于地表吸收熱量的能力(熱
容量)比海洋低得多，地表冬季與夏季的溫差非常大。因此，當(dāng)大氣環(huán)流帶動(dòng)暖氣團(tuán)過北半球
各大陸以及冷氣團(tuán)吹過海洋上空時(shí)，北半球的平均氣溫往往比較暖和。”他說(shuō)，盡管科學(xué)家尚不完全了解引起大氣環(huán)流型式變化的真正原因，但他這與自然變化有關(guān)。
41．在文中劃線地方填一個(gè)詞語(yǔ)。
A．相信B．確信
C．信任D．否認(rèn)
42．第二段中華萊士說(shuō)的“全球氣候的不斷變化”和“短期變動(dòng)”指的是：
A．全球氣溫自1975年以來(lái)全面上升和月溫差的變化
B．北半球從1990年以來(lái)月溫差的變化和1975年以來(lái)冬季變暖
C．大氣環(huán)流型式的自然變動(dòng)和北半球近弓個(gè)世紀(jì)以來(lái)的氣溫變化
D．全球氣象情況的自然變化和大氣環(huán)流形式的自然變動(dòng)
43．第二段中華萊士所說(shuō)的“這種變動(dòng)”，具體是指：
A．暖氣團(tuán)、冷氣團(tuán)分別吹過北半球各大陸和海洋所造成的氣溫的變化
B．若干年間氣溫上升幅度和月溫差的變化
C．溫室效應(yīng)引起的不同程度上的氣溫變化
D．對(duì)全球氣候之所擬變暖的認(rèn)識(shí)上的變化
44．華萊士這里說(shuō)的“北半球的平均氣溫往往比較暖和”的主要原因是：
A．地表比較難以保存熱量而海洋往往比較能保存熱量
B．地表吸收熱量慢而海洋吸收熱量快
C．暖氣團(tuán)吹過大陸而不吹過海洋
D．冷氣團(tuán)吹過海洋而不吹過大陸
45．從全文看，華萊士等氣象專家的研究成果是：
A．近一個(gè)世紀(jì)，特別是1975年以來(lái)的氣溫變暖主要是人類活動(dòng)
B.不能放松對(duì)人類破壞環(huán)境行為的注意
關(guān)鍵詞：數(shù)字電路教學(xué)方法教學(xué)目標(biāo)教學(xué)要求
“數(shù)字電子技術(shù)”是高職高專電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,是一門理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程。它的任務(wù)是通過學(xué)習(xí)數(shù)字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學(xué)生在數(shù)字電路方面具有一定的理論水平和實(shí)踐技能,它是《微機(jī)原理與應(yīng)用》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《PLC原理與應(yīng)用》等主要專業(yè)課程必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)。該課程對(duì)于學(xué)好后繼專業(yè)課程以及提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力都有著極其重要的作用。
1立足于教學(xué)目標(biāo)，展開教學(xué)
1.1知識(shí)目標(biāo)
熟悉布爾代數(shù)的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡(jiǎn)法；掌握數(shù)字電路中常用的基本單元電路和典型電路構(gòu)成、原理與應(yīng)用；掌握常用的中小規(guī)模集成電路功能。
1.2能力目標(biāo)
具有查閱集成電路器件手冊(cè)，合理選用集成電路器件的能力。對(duì)集成芯片，重點(diǎn)分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊(cè)、資料等，使學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中正確選擇和使用集成芯片。
具有識(shí)讀和分析一般典型應(yīng)用電路的能力。增強(qiáng)電路分析的內(nèi)容，弱化電路設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)數(shù)字電路教學(xué)往往注重電路設(shè)計(jì)內(nèi)容的教學(xué)，好像只有電路設(shè)計(jì)的能力，才能代表水平，而電路分析代表技能，是低技術(shù)的。不過技能卻正符合了高職高專的教學(xué)目標(biāo)，所以在教學(xué)過程中，應(yīng)注重電路分析方法的教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析較復(fù)雜電路，能修改已有電路服務(wù)于自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛普及,數(shù)字化社會(huì)已經(jīng)到來(lái),大規(guī)模、超大規(guī)模數(shù)字集成電路以其低功耗、高速度等特點(diǎn),應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此如何在有限的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生扎實(shí)掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)理論和基本操作技能,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力,是教師在教學(xué)過程中需要認(rèn)真思考的問題。并使學(xué)生在傳統(tǒng)的數(shù)字電路邏輯分析、邏輯設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立起現(xiàn)代數(shù)字電路的應(yīng)用與設(shè)計(jì)思想，掌握現(xiàn)代電子技術(shù)的新技術(shù)和新器件，在專業(yè)學(xué)習(xí)中適應(yīng)當(dāng)代硬件技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，為走向?qū)嶋H工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為拓寬就業(yè)市場(chǎng)尋求一條全新之路。
1.3思想教育目標(biāo)
（1）樹立熱愛科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)。（2）具有一定的自學(xué)能力和獲取新知識(shí)、新技術(shù)的基本素質(zhì)。（3）提高邏輯思維能力、養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)。
總之，專科教學(xué)不同于本科教學(xué),專科教學(xué)注重于學(xué)生能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，教學(xué)過程中突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí),分析解決實(shí)際問題的能力,以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo),以教學(xué)為主線，樹立能力培養(yǎng)目標(biāo)為重中之重的思想。
2選擇合適的教材，以教學(xué)要求分層、考核形式分類的方式評(píng)價(jià)教學(xué)
2.1教材的選擇
目前我校選擇的教材充分體現(xiàn)了高職高專教育的特點(diǎn)，以應(yīng)用為宗旨，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，便于自學(xué)，力爭(zhēng)做到“講，學(xué)，做”統(tǒng)一協(xié)調(diào)，重點(diǎn)和難點(diǎn)采取闡述與比喻相結(jié)合，例題與習(xí)題相結(jié)合，實(shí)例與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，針對(duì)數(shù)字電路課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，增加了與教材相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。
針對(duì)數(shù)字電路教學(xué)過程中存在教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)數(shù)的矛盾，根據(jù)國(guó)家教委課程指導(dǎo)委員會(huì)的提議:EDA技術(shù)是電子技術(shù)類課程教學(xué)改革的重要方向。我校及時(shí)修訂課程大綱、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。把EDA技術(shù)和PLD器件納入教學(xué)計(jì)劃。將教學(xué)內(nèi)容分為數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形五大模塊。
2.2教學(xué)要求分層
教學(xué)要求分為五個(gè)層次A．知道、了解。學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有感性的、初步的認(rèn)識(shí)或只要能識(shí)別它B．領(lǐng)會(huì)、理解。學(xué)生對(duì)概念、規(guī)律、基本操作等有理性的認(rèn)識(shí)，即能自述、解釋和舉例說(shuō)明，并在教師的指導(dǎo)下能順利地完成基本操作C．掌握、運(yùn)用。學(xué)生在理解教學(xué)內(nèi)容后，通過練習(xí)，形成技能；運(yùn)用概念、方法、規(guī)則進(jìn)行常規(guī)運(yùn)算求解、論述和簡(jiǎn)單運(yùn)用、自主操作等D．熟練掌握、靈活運(yùn)用。學(xué)生能綜合運(yùn)用某個(gè)知識(shí)解決問題，綜合運(yùn)用某項(xiàng)技能進(jìn)行熟練操作或小規(guī)模技術(shù)設(shè)計(jì)等，從而形成某種能力E．思想素質(zhì)的提高。如態(tài)度、意識(shí)、精神、毅力等的培養(yǎng)。
同時(shí)，采取了以創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心的“四位一體”教學(xué)法,即旨在通過學(xué)生自學(xué)、討論、答辯、考查四個(gè)階段,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統(tǒng)教法中“滿堂灌”的現(xiàn)象。
2.3考核形式分類
考核形式分為五種：筆試：傳統(tǒng)的擬卷考試；操作：通過學(xué)生動(dòng)手操作來(lái)考核；答辯：教師出題或?qū)W生自擬題，經(jīng)一段時(shí)間的實(shí)踐，學(xué)生以報(bào)告形式完成答卷并根據(jù)需要答辯；社會(huì)化考核：參加由國(guó)家有權(quán)部門認(rèn)定的考試考核機(jī)構(gòu)或組織進(jìn)行的考試考核；社會(huì)評(píng)判：由社會(huì)評(píng)定結(jié)果如實(shí)習(xí)鑒定等。
通過多種考核形式達(dá)到綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的效果。
3采取傳統(tǒng)和現(xiàn)代化教學(xué)手段結(jié)合方式，運(yùn)用實(shí)例靈活教學(xué)
3.1傳統(tǒng)和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合
教學(xué)課件是教材內(nèi)容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應(yīng)用內(nèi)容轉(zhuǎn)化為形象逼真的映像展示給學(xué)生。多媒體教學(xué)進(jìn)入課堂是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革,它是教學(xué)過程的一個(gè)有力工具,但決不能成為課堂教學(xué)的主宰,過于詳細(xì)的課件使學(xué)生上課注意力不集中,一些學(xué)生覺得課程內(nèi)容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課。可以想象,教學(xué)中教師盯著顯示器,學(xué)生盯著大屏幕,這樣的教學(xué)情景很難調(diào)動(dòng)教學(xué)氣氛、影響教師配以肢體語(yǔ)言等的熱情發(fā)揮,更談不上師生間的互動(dòng)。只有將多媒體教學(xué)方法和傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)的結(jié)合起來(lái),相互補(bǔ)充,并在教學(xué)實(shí)踐中不斷完善,才能取得完美的效果。
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術(shù)引入數(shù)字電路課程教學(xué),可以使教師在講述理論的同時(shí),利用EDA技術(shù)軟件進(jìn)行仿真、演示,使學(xué)生消除“抽象感”,增加學(xué)習(xí)的興趣。使課堂教學(xué)更生動(dòng)、直觀,使數(shù)字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。
3.2運(yùn)用實(shí)例靈活教學(xué)
數(shù)字電路的授課可以結(jié)合生活中的應(yīng)用舉例,如目前多媒體PC機(jī)里的顯示卡、聲卡是用數(shù)電中的數(shù)——模(D/A)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)圖像顯示和聲音播放的;制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床,交通信號(hào)燈的轉(zhuǎn)向時(shí)間顯示,家電產(chǎn)品中的CD、VCD、DVD等也都應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)。通過這些實(shí)例的介紹,可以使學(xué)生真正了解數(shù)字電路課程的重要性,從而能更加主動(dòng)的去掌握所學(xué)知識(shí)。
培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,就要實(shí)施創(chuàng)新教育,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),改變以教師為主導(dǎo)的教育模式,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用,使之成為引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐來(lái)獲取和應(yīng)用理論知識(shí)的主要渠道,在完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)大綱中安排智力競(jìng)賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在由簡(jiǎn)到繁的設(shè)計(jì)過程中了解設(shè)計(jì)工作的思路、方法，通過讓學(xué)生實(shí)際制作，使學(xué)生懂得如何進(jìn)行理論和實(shí)踐相結(jié)合，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。
[關(guān)鍵詞]電子實(shí)訓(xùn) 實(shí)驗(yàn) 技能 興趣
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，新一輪的職業(yè)教育課程改革已勢(shì)在必行，改革目標(biāo)在提升學(xué)生的職業(yè)能力，為社會(huì)培養(yǎng)合格的技能型人才。目前職業(yè)學(xué)校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)普遍存在與企業(yè)脫節(jié)，社會(huì)結(jié)合不緊密的現(xiàn)象，職校生喪失了自身競(jìng)爭(zhēng)力。因此如何提升學(xué)生技能水平，增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)就顯得非常重要。
根據(jù)職校學(xué)生的特點(diǎn)和普遍存在的問題，我校也逐步對(duì)電子實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行的改革和探索，在專業(yè)課中減少理論課程，加強(qiáng)技能訓(xùn)練。這就要求我們年輕教師樹立新的實(shí)訓(xùn)理念，而且對(duì)教師的基本技能也提出了新的挑戰(zhàn)。
作為電子實(shí)訓(xùn)課，我認(rèn)為學(xué)生首先要做，即加強(qiáng)動(dòng)手能力；其次要想，即在操作過程中對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題要分析和思考；最后要講，即對(duì)完成的結(jié)果進(jìn)行講評(píng)，教學(xué)過程中做、想、講三個(gè)字，是實(shí)訓(xùn)課完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)的重要條件。相應(yīng)要改革實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)體系，采用學(xué)生評(píng)價(jià)和老師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，老師以鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)為主，使學(xué)生樹立自信心。這就需要教師多動(dòng)動(dòng)腦筋，通過有趣的實(shí)訓(xùn)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性，學(xué)生才能盡快掌握。而要怎樣才能吸引學(xué)生，應(yīng)該從下面幾個(gè)方面來(lái)考慮。
一、趣味性原則
興趣是最好老師，興趣是創(chuàng)造一個(gè)歡樂和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑，它能讓我們帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)的大門。由于諸多因素，造成職校在校生綜合素質(zhì)普遍較差。很多學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)適應(yīng)較慢，甚至無(wú)法適應(yīng)，存在不同程度的學(xué)習(xí)障礙。提高學(xué)生對(duì)專業(yè)課興趣是解決學(xué)生學(xué)習(xí)障礙的重要手段，因而在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上必須考慮實(shí)訓(xùn)內(nèi)容具有趣味性。
電子實(shí)訓(xùn)開始內(nèi)容主要是電烙鐵焊接技術(shù)和萬(wàn)用表測(cè)量技術(shù)的訓(xùn)練，內(nèi)容相對(duì)枯燥。在實(shí)訓(xùn)中，可以通過設(shè)計(jì)一些有趣的單元電路來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)電子實(shí)訓(xùn)興趣。如用單穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)、無(wú)穩(wěn)態(tài)、單雙級(jí)放大電路結(jié)合駐極體話筒、光敏電阻、光敏二極管、發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器、耳機(jī)等元器件，設(shè)計(jì)成聲光控制電子開關(guān)、延時(shí)觸摸路燈開關(guān)、眨眼燈、助聽器、門鈴等，這樣學(xué)生不僅掌握焊接和測(cè)量技術(shù)，同時(shí)又激發(fā)學(xué)生對(duì)電子實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生創(chuàng)造性思維。
例如在三極管測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)三極管管腳判斷較困難，而且枯燥易忘。為此，可利用NPN、PNP兩種管型三極管和一個(gè)電阻、電容、揚(yáng)聲器組成簡(jiǎn)單音頻振蕩電路，制作斷路報(bào)警器。學(xué)生通過三極管等元件的測(cè)量，把元器件正確連接，就能發(fā)出報(bào)警聲音，不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)三極管管型管腳的判斷是否掌握，而且可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情。
二、直觀性原則
實(shí)訓(xùn)本身是一種直觀性教育，教師在教學(xué)過程中，運(yùn)用不僅可以使學(xué)生感知的，而且可以看得到，摸得著的內(nèi)容，就能增強(qiáng)他們的形象思維。實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果的直觀性可以幫助學(xué)生對(duì)電路原理的理解，加深印象。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)必須考慮到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀性，即實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果盡可能通過聲、光、電等體現(xiàn)，讓學(xué)生通過直接而簡(jiǎn)單的操作就可以觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
如在做三極管放大電路及靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，若只進(jìn)行電路的焊接和靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量，學(xué)生對(duì)三極管放大作用無(wú)直觀體會(huì)，印象和理解都不深。若再增加一級(jí)射極輸出器和駐極體話筒、耳機(jī)（揚(yáng)聲器）構(gòu)成助聽器，通過輸入與輸出聲音的前后對(duì)比，學(xué)生對(duì)放大電路放大作用有了直觀認(rèn)識(shí)。同時(shí)也可用信號(hào)發(fā)生器輸入信號(hào)，通過示波器觀察電路工作點(diǎn)對(duì)信號(hào)波形的影響。在電路工作點(diǎn)正常和不正常時(shí)，仔細(xì)聽聲音的變化，直觀了解什么是信號(hào)失真。
再如，在集成運(yùn)放電路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中，利用LM324運(yùn)放塊中的兩個(gè)運(yùn)放，組成兩路燈光模擬控制電器，輸入端分別用電阻和光敏電阻分壓比較，輸出端用紅、綠發(fā)光二極管作燈光顯示。學(xué)生可以直接通過對(duì)光線強(qiáng)、弱、暗的控制，觀察兩路燈的點(diǎn)亮和熄滅情況，經(jīng)過對(duì)三種情況下兩個(gè)運(yùn)放輸入端電壓測(cè)量和對(duì)比，學(xué)生對(duì)運(yùn)放用作電壓比較器工作過程有了切身體會(huì)，很容易分析出電路工作原理。
三、成功性原則
由于中職學(xué)生整體素質(zhì)偏低，實(shí)訓(xùn)中很多學(xué)生只動(dòng)手不動(dòng)腦，只是盲目地照教師講的步驟按部就班的機(jī)械操作，能完成任務(wù)就了事。實(shí)訓(xùn)中，若電路安裝經(jīng)常存在問題，自己無(wú)法解決，這無(wú)疑對(duì)這部分學(xué)生剛剛建立地信心和興趣是個(gè)打擊，因而實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)必須考慮如何讓實(shí)驗(yàn)易于成功。在實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)上考慮整體電路的分解，把整體電路分解成幾個(gè)小的單元電路，分步完成，這樣確保大多數(shù)同學(xué)都能成功實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生技能水平逐步提高。
如在做用雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成聲控電子開關(guān)實(shí)驗(yàn)中，先讓學(xué)生正確測(cè)量元件分清三極管引腳，再安裝雙穩(wěn)態(tài)基本電路，能觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后讓學(xué)生測(cè)量?jī)芍蝗龢O管管腳電壓，判斷三極管的工作狀態(tài)；然后安裝引導(dǎo)門電路，和學(xué)生一起探討電路工作原理，電路的觸發(fā)方式；最后安裝聲控電路。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生每一步的成功對(duì)他們都是激勵(lì)，促使他們認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，思考理解電路原理，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生自信心。
四、實(shí)用性原則
實(shí)訓(xùn)中學(xué)生不僅學(xué)到相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能，而且盡可能使組裝的電路在實(shí)際中有所利用，增進(jìn)理論與實(shí)際聯(lián)系，盡量避免浪費(fèi)。使學(xué)生擁有自己的工具，對(duì)學(xué)生熟練掌握工具的使用和測(cè)量技術(shù)，對(duì)電子興趣培養(yǎng)將有很大的幫助。如通過萬(wàn)用表組裝學(xué)生不僅擁有自己組裝萬(wàn)用表而自豪，而且可以通過萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步讓讓學(xué)生掌握工藝組裝方面的知識(shí)。圍繞萬(wàn)用表的原理學(xué)習(xí)由多個(gè)單元電路組合成一個(gè)電子產(chǎn)品及電路功能轉(zhuǎn)換方面的知識(shí)，通過原理圖、裝配圖的結(jié)合，提高學(xué)生讀圖識(shí)圖地能力。通過對(duì)萬(wàn)用表的組裝、調(diào)試培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。引入調(diào)試維修產(chǎn)品的概念，培養(yǎng)學(xué)生使用萬(wàn)用表測(cè)試元件基本量的操作能力。
再如，可以通過低頻功率放大器實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解掌握簡(jiǎn)易有源音箱制作。首先讓學(xué)生準(zhǔn)備廢舊音箱，由于考慮是為自己作音箱，在作低頻功率放大器實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)更認(rèn)真、細(xì)致、投入，積極性、熱情更高。通過音箱制作，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)功率放大器原理和安裝調(diào)試相關(guān)知識(shí)，而且掌握了電源電路和印制電路板的制作，對(duì)整體電路的裝配，外接輸入插孔，音量調(diào)節(jié)等元器件的安裝，電器與電器之間接口匹配有了一定認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)生有了自己制作的，可以接聽mp3、CD機(jī)、隨身聽的有源音箱。對(duì)于學(xué)生電子技能水平的提高和興趣培養(yǎng)將有很大促進(jìn)作用。
五、前瞻性原則
當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展發(fā)展非常迅猛，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)要跟上時(shí)展，適應(yīng)當(dāng)今電子技術(shù)應(yīng)用的基本特點(diǎn)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)化。
1.從分立元件電路為主轉(zhuǎn)到集成電路為主，目前電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)大都是以集成電路為核心，分立元件數(shù)量大大降低，只有加強(qiáng)集成電路方面知識(shí)和實(shí)訓(xùn)才能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展。如可用L78XX、L79xx、LM317、LM337、TL431等集成穩(wěn)壓電路取代分立元件組成地串聯(lián)穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)；用TDA20XX等系列集成功放取代分立元件組成地OTL、OCL電路實(shí)驗(yàn)。
2.把以模擬電路實(shí)訓(xùn)為主轉(zhuǎn)移到模擬電子線路和數(shù)字電路比例協(xié)調(diào)、相互兼顧。近年來(lái)數(shù)字微電子器件的快速發(fā)展數(shù)字化電子技術(shù)愈來(lái)愈多地取代了模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)在整個(gè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中的地位和作用日益顯得重要。
3.由學(xué)生實(shí)際操作轉(zhuǎn)為實(shí)際操作與觀看電子仿真軟件實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)錄像相結(jié)合。隨著新的電子器件不斷涌現(xiàn)，學(xué)校辦學(xué)條件的制約，很多實(shí)驗(yàn)在實(shí)訓(xùn)室學(xué)生很難完成，甚至無(wú)法完成。實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)中，使用多媒體，組織學(xué)生觀看電子實(shí)訓(xùn)錄像等，不僅可以調(diào)節(jié)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的情趣，而且學(xué)生可以更直觀細(xì)致了解實(shí)驗(yàn)地過程，對(duì)學(xué)生有示范幫教作用，實(shí)訓(xùn)效率大大提高，學(xué)生可以學(xué)到更多知識(shí)和技能，達(dá)到事倍功半的效果。
六、針對(duì)性原則
不同實(shí)訓(xùn)對(duì)象的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要有不同，各年級(jí)，各專業(yè)對(duì)理論知識(shí)掌握程度不同，實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)也不同。高一學(xué)生剛剛接觸電子課程，對(duì)電子和實(shí)訓(xùn)缺乏了解。實(shí)訓(xùn)主要針對(duì)工具使用，基本元器件的認(rèn)識(shí)和檢測(cè)，單元電路焊接與參數(shù)的測(cè)量。高二學(xué)生具備了一定的理論知識(shí)和專業(yè)技能，實(shí)訓(xùn)主要針對(duì)學(xué)生對(duì)集成電路、數(shù)字電路等綜合電路安裝、調(diào)試和電路板制作技能掌握；提高學(xué)生電路原理和測(cè)量數(shù)據(jù)參數(shù)分析的水平。高三學(xué)生實(shí)訓(xùn)主要針對(duì)產(chǎn)品整機(jī)的組裝、調(diào)試與維修掌握，通過使用儀表儀器對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)的電量和波形測(cè)量，加深學(xué)生對(duì)電路原理的理解。
實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的針對(duì)性，還應(yīng)體現(xiàn)在服務(wù)、服從辦學(xué)目標(biāo)上。中職辦學(xué)目標(biāo)是為企業(yè)培養(yǎng)技能型人才和高素質(zhì)勞動(dòng)者，實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)面向市場(chǎng)，接軌企業(yè)。學(xué)生在校經(jīng)過一段時(shí)間系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，掌握各種基本技能，如焊接技術(shù)和工藝、元件和電路參數(shù)測(cè)量、整機(jī)電路調(diào)試和組裝等技能，但與企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際操作存在區(qū)別。為此，我建議學(xué)校應(yīng)根據(jù)工廠企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，可以采取與廠家聯(lián)系組織參觀、頂崗實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)室模擬等辦法進(jìn)行有針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練。這樣學(xué)生開闊眼界，增強(qiáng)了自信心，增加了自身競(jìng)爭(zhēng)力。
電子實(shí)訓(xùn)課的六項(xiàng)原則，是中職電子實(shí)訓(xùn)課教學(xué)改革的基本方向。堅(jiān)持六項(xiàng)原則，能使實(shí)訓(xùn)課有趣、有序、有效，達(dá)到實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目的。
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由于學(xué)生前期所學(xué)的課程是高等數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、普通物理和電路等基礎(chǔ)理論課，所以，對(duì)低頻電子線路這類技術(shù)課剛剛接觸，非常不適應(yīng)。同時(shí)，由于眾多的電子器件、實(shí)用電路和近似數(shù)學(xué)模型等理論，使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)感到很困難，普遍反映學(xué)生難學(xué)，教師難教。甚至有同學(xué)向老師反應(yīng)，此乃電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的第一門“天書”。
首先我體會(huì)到，學(xué)以致用，是教學(xué)的目的，也是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的重要方法。低頻電子線路課程開始一般講授半導(dǎo)體和器件(二極管、三極管)的知識(shí)，這些內(nèi)容學(xué)生開始學(xué)習(xí)時(shí)，略顯抽象和枯燥，阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生難于理解。遵循“從實(shí)踐到理論，再?gòu)睦碚摰綄?shí)踐”的認(rèn)知規(guī)律，通過身邊的電氣、蘋果ipod的內(nèi)部電路、工業(yè)現(xiàn)狀等例子，讓同學(xué)認(rèn)識(shí)到低頻電子線路知識(shí)在課程設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)、工作就業(yè)，社會(huì)生活等中的重要基礎(chǔ)作用，激發(fā)他們的興趣，是一個(gè)切實(shí)有效的思路。
其次，把抽象的內(nèi)容具體化，有針對(duì)性的教學(xué)，也能有效地以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。既加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)習(xí)者的實(shí)驗(yàn)組織能力和技術(shù)應(yīng)用能力，又增強(qiáng)教學(xué)過程的能動(dòng)性和互動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效果。比如，通過校園網(wǎng)、多媒體設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)教室等硬件設(shè)施的配套使用，將授課內(nèi)容、理論知識(shí)的動(dòng)態(tài)解釋、電路的仿真過程及相關(guān)知識(shí)的視頻資料或圖片資料的介紹等各種教學(xué)信息在課堂上集中表現(xiàn)，充分調(diào)動(dòng)教與學(xué)的潛能，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。
最后，推動(dòng)學(xué)生由理到工的思維方式的轉(zhuǎn)變，是樹立信息的基礎(chǔ)。以前習(xí)慣了數(shù)學(xué)、物理等邏輯性較強(qiáng)的課程的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)低頻電子線路方法不得要領(lǐng)，因此，需要學(xué)生從基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)方法向技術(shù)類、工程類課程的學(xué)習(xí)方法轉(zhuǎn)變，主要表現(xiàn)在工程上近似的思想來(lái)解決問題。
二、夯實(shí)基礎(chǔ)， 抓牢重點(diǎn)
低頻電子線路課程的特點(diǎn)是工程性強(qiáng)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)不多，絕大部分計(jì)算僅僅是算術(shù)計(jì)算，但其內(nèi)容多且繁雜，如多極放大器的特性參數(shù)計(jì)算等章節(jié)，在教學(xué)學(xué)時(shí)有限的情況下，如何完成教學(xué)任務(wù)成為難點(diǎn)。而在加強(qiáng)基礎(chǔ)、加強(qiáng)基本理論、加強(qiáng)先進(jìn)性的呼聲中各校所編寫的已出版的低頻電子線路教材，大都處在“有限學(xué)時(shí)”與“繁多內(nèi)容”的矛盾之中。只有突出重點(diǎn)，才能夠使讀者掌握各部分內(nèi)容的主干，給人的印象雖然講的不太多，可也不缺少什么。我們的整體內(nèi)容安排為二極管及其應(yīng)用三極管及其放大電路放大電路中的反饋低頻功率放大電路多級(jí)放大電路與集成運(yùn)算放大器。以上的內(nèi)容安排，均圍繞一個(gè)重點(diǎn)――集成運(yùn)算放大器。從基本放大電路引出多級(jí)放大電路，多級(jí)放大電路重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)直接耦合電路，再?gòu)闹苯玉詈想娐返膯栴}引出差動(dòng)放大電路（即集成運(yùn)算放大器的輸入級(jí)）。集成運(yùn)算放大器以前的章節(jié)相當(dāng)于在講授它的內(nèi)部電路。
反饋的概念的講解也是本書的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。“放大器的頻率響應(yīng)”是低頻電子線路課程中重要的內(nèi)容之一，“放大器頻率響應(yīng)”原有的主要內(nèi)容是：1.復(fù)頻域分析方法；2.共發(fā)射極放大器的頻率特性；3.共集和共基放大器的頻率特性；4.寬帶放大器；5.負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性分析；6.集成運(yùn)算放大器的相位補(bǔ)償技術(shù)。
三、運(yùn)用案例，綜合提高
清楚、認(rèn)真、有條理、重點(diǎn)突出、能結(jié)合實(shí)際教學(xué)是幫助同學(xué)深入淺出學(xué)習(xí)這門課的重要教學(xué)方式。課上學(xué)生似乎明白了知識(shí)點(diǎn)，可是解決實(shí)際問題時(shí)卻又無(wú)從下手。這是因?yàn)檎n堂上過度注重教學(xué)內(nèi)容的理論性，而不重視實(shí)用性，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)導(dǎo)致。筆者感到，要做到教學(xué)重點(diǎn)突出，要多對(duì)綜合性知識(shí)例題進(jìn)行演練，并能與學(xué)生互動(dòng)，能理論聯(lián)系實(shí)際，以提高學(xué)生的綜合電路的分析能力。貫徹以集成電路為主，分立元件為集成電路服務(wù)的原則，加深的內(nèi)容應(yīng)放在集成電路的應(yīng)用上，而不放在分立元件電路的計(jì)算上。
其次，多媒體課件生動(dòng)、形象。充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)性，對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行有效開發(fā)、合理配置和充分利用，使得多媒體教學(xué)、一體化教學(xué)成為授課的重要手段。依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、電路仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等教學(xué)資源，不斷對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；在對(duì)具體問題進(jìn)行分析時(shí)，避免采用繁瑣的公式推導(dǎo)，力求結(jié)合圖、表和波形，用通俗流暢的語(yǔ)言對(duì)一些難于理解的問題進(jìn)行由淺入深的分析。筆者采用的課件采用自頂向底、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)方法，從而使課件的結(jié)構(gòu)化和模塊化得以保證。雖然編程周期長(zhǎng)，課件容量也比較龐大， 但由于采用正確的設(shè)計(jì)思想且總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得當(dāng)，使得整個(gè)工作有條不紊，各模塊既互相獨(dú)立又互相聯(lián)系，結(jié)構(gòu)層次十分清晰，編程、修改、調(diào)試、調(diào)用和以后的改進(jìn)都很方便。
例如，負(fù)反饋的判斷和分析，用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)和模擬，達(dá)到事半功倍的效果；什么是集成運(yùn)算放大器以及怎樣實(shí)現(xiàn)集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用即構(gòu)成電壓放大器，利用動(dòng)畫演示一目了然；學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓放大器的機(jī)理即高增益的集成運(yùn)算放大器與負(fù)反饋配合實(shí)現(xiàn)電路的電壓放大，只要恰當(dāng)選取合適的電阻，就可以實(shí)現(xiàn)任意增益的放大器；如果電阻換成電位器即可實(shí)現(xiàn)增益的可調(diào)，只要滿足電阻的比值就一定能得到所需電壓增益的精度和穩(wěn)定性；不必要求單個(gè)電阻的。這些定性分析和原理性闡示在多媒體動(dòng)畫的幫助下形象生動(dòng)，節(jié)約學(xué)習(xí)成本。
四、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
電路原理枯燥難懂，傳統(tǒng)的教學(xué)模式以知識(shí)灌輸，學(xué)生被動(dòng)接受為主，作實(shí)驗(yàn)時(shí)，多同學(xué)不愿意主動(dòng)把原理弄清楚，靠老師實(shí)驗(yàn)前一點(diǎn)時(shí)間講解，難以湊效。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，即使要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，效果也不好。許多同學(xué)都只是把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的內(nèi)容摘抄一些標(biāo)題下來(lái)填入預(yù)習(xí)報(bào)告，達(dá)不到應(yīng)有的效果。如果實(shí)驗(yàn)內(nèi)容限定為把電路設(shè)計(jì)安裝好，只是留幾個(gè)接線柱叫學(xué)生連線來(lái)做驗(yàn)證，學(xué)生的興趣卻不大。驗(yàn)證完原理對(duì)于實(shí)驗(yàn)電路一點(diǎn)都不理解，也鍛煉不了學(xué)生的實(shí)操能力。如果讓學(xué)生按照電路圖自己走線焊接，往往容易出錯(cuò)，成功率較低。實(shí)驗(yàn)課后交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，又是一個(gè)煩瑣的抄書過程。總之，每次實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生都花費(fèi)了時(shí)間，收效卻不大。
我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行了精心地挑選，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們考慮到了前后知識(shí)的銜接，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路都是緊緊相扣的，并把池們?cè)O(shè)計(jì)在同一塊電路板上。本門課程的實(shí)驗(yàn)安排如下實(shí)驗(yàn)一、晶體管元器件的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)二、常用儀器的認(rèn)識(shí)和使用，實(shí)驗(yàn)三、單管共射放大電路，實(shí)驗(yàn)四、射極輸出器，實(shí)驗(yàn)五、共射共集級(jí)聯(lián)放大電路，實(shí)驗(yàn)六、負(fù)反饋放大電路，實(shí)驗(yàn)七、集成運(yùn)算放大器，實(shí)驗(yàn)八、功率放大器。這些實(shí)驗(yàn)所采用的電路都是理論授課時(shí)所講授的電路，使得實(shí)驗(yàn)與理論緊密相扣，學(xué)生實(shí)驗(yàn)起來(lái)比較輕松易懂，學(xué)生再也不會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)是新的電路而望而生畏，老師也不用在實(shí)驗(yàn)時(shí)再花時(shí)間去講電路原理，使得實(shí)驗(yàn)的效率大大提高。
為此，教師不再像從前一樣實(shí)驗(yàn)前大段時(shí)間先講實(shí)驗(yàn)原理，后講實(shí)驗(yàn)步驟，而是將重點(diǎn)放在對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備情況進(jìn)行檢查上。學(xué)生逐個(gè)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，必須通過教師對(duì)實(shí)驗(yàn)電路板的檢查及提問方可做實(shí)驗(yàn). 將實(shí)驗(yàn)過程引向課外，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電子制作產(chǎn)生濃厚興趣，反過來(lái)又能促進(jìn)對(duì)理論知識(shí)的理解。
關(guān)鍵詞：電工基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn) 興趣
中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0185-02
電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課具體承擔(dān)《電路》《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》《電工學(xué)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是理工類大學(xué)生接觸基本電工電子儀器儀表的第一課。經(jīng)過這些課程的實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生學(xué)會(huì)儀器和儀表的基本操作，掌握電工測(cè)量的基本理論和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒘己玫膶?shí)驗(yàn)習(xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，為后繼的實(shí)驗(yàn)課程打好基礎(chǔ)。但是，我們?cè)诮虒W(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，要么消極應(yīng)付，要么機(jī)械接受，為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到教學(xué)目的，教學(xué)效果比較差。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就如何上好電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課、如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣談幾點(diǎn)體會(huì)。
1 趁熱打鐵，保留興趣點(diǎn)
過去在電工基礎(chǔ)教學(xué)時(shí)，往往是先上足夠的理論課，甚至是上完所有的理論課后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在缺乏感性認(rèn)識(shí)的情況下進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，往往感覺難以理解又枯燥無(wú)味，漸漸失去了興趣。我們現(xiàn)在的做法是：在理論課上完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生興趣正濃時(shí)趁熱打鐵，立即安排實(shí)驗(yàn)，使理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)緊密結(jié)合，讓實(shí)驗(yàn)形象地驗(yàn)證老師在課堂上講的理論，同時(shí)也能消解在課堂上存在的疑惑，甚至有些實(shí)驗(yàn)先于理論課上，讓學(xué)生有一定的感性認(rèn)識(shí)后再去上理論課，以方便學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了疊加定理時(shí)，及時(shí)做了疊加定理實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生理解了在任一線性網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)激勵(lì)同時(shí)作用時(shí)的總響應(yīng)等于每個(gè)激勵(lì)單獨(dú)作用時(shí)引起的響應(yīng)之和的原理，同時(shí)也很容易弄懂了課本中講的電流參考方向與實(shí)際流向的區(qū)別。學(xué)生通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)還知道了單個(gè)激勵(lì)作用時(shí)其它激勵(lì)（電流源開路；電壓源斷路）的處理辦法，學(xué)到了書本上學(xué)不到的東西。即生動(dòng)又形象，不容易忘記。這種理論與實(shí)踐及時(shí)結(jié)合，互為補(bǔ)充的教學(xué)方法保留住了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同學(xué)們說(shuō)：老師每講一些理論馬上就可以在實(shí)驗(yàn)室得到驗(yàn)證，使我們?cè)谡n堂上學(xué)到的知識(shí)得到消化、鞏固，而且還有提高。
2 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，凝練興趣點(diǎn)
興趣是最好的老師。合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以將看似枯燥的實(shí)驗(yàn)變得生動(dòng)有趣。如做數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，門電路是基礎(chǔ)。學(xué)生在做完TTL與非門和CMOS門電路基本參數(shù)的測(cè)試后，我們有意發(fā)給學(xué)生部分損壞的74LS00與非門集成電路讓學(xué)生判斷哪幾個(gè)是好的，哪幾個(gè)是壞的；在學(xué)習(xí)JK觸發(fā)器時(shí)，我們讓學(xué)生組成四級(jí)分頻電路，通過指示燈讓學(xué)生清晰地看到二進(jìn)制的變化規(guī)律；在學(xué)生掌握了單元集成電路的使用后，我們開設(shè)了由多個(gè)集成電路組成的計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路實(shí)驗(yàn)，需要用到計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼顯示電路。這是一個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)，雖說(shuō)難度增大，接線復(fù)雜，我們經(jīng)過前面安排的幾個(gè)簡(jiǎn)單《數(shù)字電路》實(shí)驗(yàn)課后，同學(xué)們自主性增強(qiáng)，興趣濃厚，再做這個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)成功率大大提高。少數(shù)同學(xué)由于接線出錯(cuò)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒完成，還主動(dòng)要求跟別的班級(jí)再來(lái)做，直到成功為止。我們還十分重視當(dāng)前科技發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是當(dāng)前電子技術(shù)水平發(fā)展和中小規(guī)模集成器件不斷涌現(xiàn)，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須反映科技發(fā)展，偏重集成器件的應(yīng)用。為此，我們精選的實(shí)驗(yàn)有集成運(yùn)算放大器的研究、集成式三端穩(wěn)壓電源的研究、555定時(shí)器的使用等等。
3 啟發(fā)式教學(xué)，引發(fā)興趣點(diǎn)
課堂教學(xué)導(dǎo)入教育功能，既能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)識(shí)興趣和情感，又能啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的思維，使學(xué)生在最短的時(shí)間里進(jìn)入到課堂教學(xué)最佳狀態(tài)中。如我們?cè)谏稀豆β室蛩氐奶岣摺穼?shí)驗(yàn)的時(shí)候，首先講解什么是功率因素？提高感性負(fù)載功率因素有什么好處；列舉我們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有哪些感性負(fù)載；再講解提高感性負(fù)載功率因素方法的原理，在同學(xué)們掌握這些知識(shí)點(diǎn)后，對(duì)學(xué)生們提出了一些思考題：能否用串聯(lián)電容的方法提高功率因素？電容并聯(lián)多了會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？并聯(lián)電容后，有功功率表的讀數(shù)有什么變化？怎樣根據(jù)交流電流表的讀數(shù)判斷功率因素的大小？經(jīng)過這些看似簡(jiǎn)單問題的思考，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，懂得了所學(xué)知識(shí)能夠解決日常生活的實(shí)際問題。
當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了某些問題導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行時(shí)，老師必須注意不能取而代之，自己動(dòng)手包辦，而應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生自己明白錯(cuò)誤在哪里，然后加以糾正，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題能力和解決問題的能力。例如，我們?cè)谧?4LS90十進(jìn)制計(jì)算器實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，指導(dǎo)老師不應(yīng)該直接去排查故障，而是引導(dǎo)學(xué)生思考：計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)它的控制端（使能端）接高低電平是否有錯(cuò)？脈沖信號(hào)端是否加入方波信號(hào)及信號(hào)頻率為多少？關(guān)鍵點(diǎn)電壓正常嗎？接線可靠嗎等等，提示學(xué)生自己查找故障。這樣做有助于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，在實(shí)驗(yàn)過程中隨時(shí)將理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，獨(dú)立地進(jìn)行分析、思考，判斷，從而轉(zhuǎn)變學(xué)生認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)就是測(cè)幾組數(shù)據(jù)的片面認(rèn)識(shí)。
學(xué)生是實(shí)驗(yàn)主體，在學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求之后，學(xué)生應(yīng)該獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn)過程，但這并不是說(shuō)老師可以休息了。由于學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊，導(dǎo)致實(shí)際動(dòng)手能力存在差異，在實(shí)驗(yàn)過程中肯定會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。為此，我們實(shí)驗(yàn)老師必須具備敬業(yè)精神，仔細(xì)觀察，來(lái)回巡視，反復(fù)指點(diǎn)，耐心地進(jìn)行指導(dǎo)答疑。還應(yīng)具有熟練的實(shí)際操作技能，高度的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。
4 多媒體教學(xué)，展示興趣點(diǎn)
多媒體教學(xué)集光、形、色于一體，直觀，形象，新穎生動(dòng)，能把一些在傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容或無(wú)法觀察到的現(xiàn)象清晰的展示出來(lái)，從而降低了教學(xué)難度，同時(shí)也有利于學(xué)生對(duì)問題的理解，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；能增大課堂信息量，以提高教學(xué)效率；編寫的多媒體課件，能集中我們?nèi)w教師的智慧與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，使教學(xué)內(nèi)容更加規(guī)范。電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，所用的實(shí)驗(yàn)裝置和儀器較復(fù)雜，知識(shí)量大，實(shí)踐性強(qiáng)。而且大部分實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既要弄懂實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟，又要會(huì)使用儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)裝置。而傳統(tǒng)的教學(xué)手段是老師簡(jiǎn)單在黑板上把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟靜態(tài)的給學(xué)生講解和勾畫，實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、只能在講臺(tái)前用手托著講解基本操作。學(xué)生難以獲得直觀的和動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)以及清晰的實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖像。這樣，面對(duì)我校80人一個(gè)網(wǎng)選班的同學(xué)上實(shí)驗(yàn)課，多數(shù)人儀器設(shè)備不會(huì)操作，實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法看懂，感覺無(wú)處下手。為了彌補(bǔ)這方面的不住足，我們應(yīng)用多媒體技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)中所用實(shí)驗(yàn)裝置和儀器設(shè)備均以實(shí)物圖片的形式予以展示，對(duì)操作較麻煩的信號(hào)發(fā)生器、示波器等，制作成動(dòng)態(tài)視頻。我們?cè)谏蠈?shí)驗(yàn)課時(shí)可以根據(jù)需要靈活應(yīng)用。學(xué)生通過觀看多媒體課件，對(duì)要掌握的相關(guān)知識(shí)有了一個(gè)直觀的印象，使學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作規(guī)程，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高了實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)質(zhì)量，取得了較好效果。
5 軟硬件跟進(jìn)，提升興趣點(diǎn)
我們要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，明確實(shí)驗(yàn)的目的、任務(wù)、要求等，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)前就了解清楚實(shí)驗(yàn)要做什么和怎樣做，這樣一來(lái)，學(xué)生由被動(dòng)接受變成主動(dòng)探究，課堂教學(xué)效果也明顯提高。我們?cè)诰帉憣?shí)驗(yàn)教材時(shí)理論部分充分體現(xiàn)“必須、夠用”的原則；應(yīng)用部分精心編選那些既有教學(xué)意圖，又有實(shí)用價(jià)值，既注重基礎(chǔ)，又引申和擴(kuò)展知識(shí)的理論，既能訓(xùn)練提高動(dòng)手能力，又集知識(shí)性和趣味性于一身的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是提升學(xué)生興趣點(diǎn)的重要手段。有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備太傻瓜化，學(xué)生只能看到表面，按說(shuō)明插接幾根線就完成了實(shí)驗(yàn)，又快又不容易出錯(cuò)，看似方便了學(xué)生，實(shí)際上是愚弄了學(xué)生。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)跟沒做差不多。真正的戰(zhàn)士是在實(shí)戰(zhàn)中摸爬滾打出來(lái)的，而不是在操場(chǎng)上列隊(duì)走出來(lái)的。基于這一觀點(diǎn)，我們實(shí)驗(yàn)室不采用購(gòu)買的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而是自己設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置。如日光燈電路實(shí)驗(yàn)，我們只是簡(jiǎn)單地將燈頭、鎮(zhèn)流器、啟輝器、補(bǔ)償電容器等固定在電木板上，學(xué)生可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)對(duì)象的原貌，自己動(dòng)手連接電路，和家里裝日光燈一樣，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)既學(xué)到了理論知識(shí)，又掌握了實(shí)際操作技能。對(duì)模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，我們改變了過去將所有實(shí)驗(yàn)集成在一塊板上的做法，而是一個(gè)電路做一塊開放的電路板，電路結(jié)構(gòu)清晰、正反面都要以看清，每個(gè)點(diǎn)都能測(cè)試。我們自己設(shè)計(jì)制作了數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，箱里只提供面包板、電源、可調(diào)方波信號(hào)源、輸入開關(guān)量和輸出顯示發(fā)光二極管，沒有具體實(shí)驗(yàn)對(duì)象，學(xué)生想做什么實(shí)驗(yàn)，自己在面包板上插接電路就行了，這也為學(xué)生開展自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了條件。我們自制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備極大地改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，又節(jié)約了大筆經(jīng)費(fèi)，學(xué)生一目了然，更有利于學(xué)生動(dòng)手操作，增強(qiáng)了學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)生自己連接成功電路很有成就感，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果明顯提升。
6 結(jié)語(yǔ)
興趣是最好的老師，學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容感興趣，才愿意學(xué)、才想學(xué)、才能變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。能刻苦鉆研，產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，學(xué)好想要學(xué)的東西，具備真實(shí)的本領(lǐng)，成為國(guó)家的棟梁之才。因此在教學(xué)中，我們要想方設(shè)法，有計(jì)劃、有目的地對(duì)學(xué)生實(shí)施興趣的激發(fā)和培養(yǎng)，以提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：高職教育；項(xiàng)目化教學(xué)；形成性考核
作者簡(jiǎn)介：張麗（1981-），女，江蘇南通人，南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系，講師。（江蘇 南通 226007）
中圖分類號(hào)：642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）26-0051-02
“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是機(jī)電專業(yè)中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它的特點(diǎn)是邏輯性、實(shí)踐操作性強(qiáng)。它的先導(dǎo)課程有“電路分析”、“模擬電子技術(shù)”和“protel99SE”，后續(xù)課程有“單片機(jī)技術(shù)”、“家電原理”和“電子測(cè)量技術(shù)”，在整個(gè)學(xué)科體系中起著承前啟后的重要作用。
一、“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)的理念
以職業(yè)能力培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)遵循“手腦并用”、“做學(xué)合一”、“理論與實(shí)際并行”、“知識(shí)與技能并重”的教學(xué)原則，突出以“能力為本位”的課程模式，以應(yīng)用和就業(yè)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)職業(yè)技能為目的。以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，才能充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性。把握學(xué)生的認(rèn)知過程和接受能力的規(guī)律，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、綜合意識(shí)與綜合能力、實(shí)踐意識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。以理論聯(lián)系實(shí)際為指導(dǎo)，重點(diǎn)提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，使之養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，把握行為引導(dǎo)法促進(jìn)學(xué)生能力提升的發(fā)展性教育理念。
二、高職教育及高職學(xué)生的特點(diǎn)
高職學(xué)生的特點(diǎn)是基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、理論學(xué)習(xí)困難、學(xué)習(xí)情緒化、對(duì)感興趣的事物接受能力強(qiáng)。
高職教育的特點(diǎn)是面向崗位群，機(jī)電專業(yè)面向的崗位主要有：
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作及維修崗位：要求具有機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝實(shí)施能力；機(jī)電工具設(shè)備的使用與操作能力；對(duì)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行裝配、檢測(cè)與調(diào)試的能力；要求儀表的使用、計(jì)算機(jī)測(cè)試、系統(tǒng)分析或產(chǎn)品故障分析的技術(shù)能力要強(qiáng)。
機(jī)電產(chǎn)品、設(shè)備安裝及調(diào)試崗位：能夠?qū)C(jī)電設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試、運(yùn)行管理與設(shè)備維護(hù)，并能對(duì)一般控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與改造。
機(jī)電產(chǎn)品、設(shè)備技術(shù)管理及服務(wù)崗位：要求技術(shù)管理人員具備看懂機(jī)械圖紙和電氣圖紙的能力；具有機(jī)電一體化設(shè)備的使用、維護(hù)、管理能力，具有一定的生產(chǎn)管理、技術(shù)管理等知識(shí)。機(jī)電設(shè)備銷售與售后服務(wù)技術(shù)人員具有機(jī)電設(shè)備的原理、裝配工藝等知識(shí)，具有機(jī)電設(shè)備的檢測(cè)與維修能力。
三、“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”項(xiàng)目化教學(xué)的必要性
傳統(tǒng)的教學(xué)法是從知識(shí)點(diǎn)的掌握到電路的分析再到電路的設(shè)計(jì)，由局部到整體，自下而上。它以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心，忽視了學(xué)生積極性、主動(dòng)性的發(fā)揮，實(shí)踐以模仿為主，突出技能性訓(xùn)練，缺少設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性，教學(xué)效果不是很理想。
因此，必須根據(jù)不同的崗位職業(yè)能力要求，確定課程的職業(yè)能力目標(biāo)：會(huì)用各種表示方法描述數(shù)字電路邏輯功能，會(huì)分析常用電路的功能；能完成數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，能分析和排除電路中出現(xiàn)的故障；能通過對(duì)數(shù)字集成電路芯片資料的閱讀，了解數(shù)字集成電路的邏輯功能和使用方法；能熟練掌握數(shù)字電路中常用儀器儀表的使用；能畫出所設(shè)計(jì)的數(shù)字邏輯集成電路的電原理圖，能列出所設(shè)計(jì)的電路的元器件清單，會(huì)撰寫所設(shè)計(jì)電路的測(cè)試說(shuō)明。
根據(jù)課程的職業(yè)能力要求確定課程的知識(shí)目標(biāo)：掌握邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；了解集成邏輯門電路內(nèi)部構(gòu)造；掌握組合、時(shí)序邏輯電路的分析設(shè)計(jì)；理解觸發(fā)器的工作特性；掌握脈沖波形的產(chǎn)生和整形；A/D及D/A轉(zhuǎn)換。
在此基礎(chǔ)上采用項(xiàng)目教學(xué)法，它是從實(shí)際問題出發(fā)來(lái)講電路的構(gòu)造、元器件的選擇，再到知識(shí)的運(yùn)用，由整體到局部，自上而下，宏觀把握，以學(xué)生為中心，以項(xiàng)目為中心，以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為中心，緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來(lái)選擇和組織課程內(nèi)容，突出工作任務(wù)與知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)生在職業(yè)實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)，增強(qiáng)課程內(nèi)容與崗位職業(yè)能力要求的相關(guān)性，大大提高了學(xué)生的就業(yè)能力。
四、“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)思路
為落實(shí)以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為目標(biāo)的課程實(shí)施，給出課程總體設(shè)計(jì)思路：堅(jiān)持以高職教育培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，遵循“以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能”為重點(diǎn)，力圖做到“精選內(nèi)容、降低理論、加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出應(yīng)用”。
課程設(shè)計(jì)以電子產(chǎn)品的制作為載體，以便于與企業(yè)共同開發(fā)該課程：項(xiàng)目一，聲光控制燈電路制作；項(xiàng)目二，競(jìng)賽搶答器制作；項(xiàng)目三，電子生日蠟燭制作；項(xiàng)目四，流水彩燈制作；項(xiàng)目五，31/2位直流數(shù)字電壓表的制作。
項(xiàng)目的選擇以課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既與數(shù)字電路知識(shí)緊密結(jié)合，又能夠充分體現(xiàn)當(dāng)前的工程實(shí)際情況，同時(shí)具有一定的創(chuàng)新空間，學(xué)生可以運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)揮。
通過任務(wù)引領(lǐng)的項(xiàng)目活動(dòng)將必備的知識(shí)、技能、行為、態(tài)度內(nèi)化融合，使學(xué)生具備本專業(yè)的高素質(zhì)勞動(dòng)者和高級(jí)技術(shù)應(yīng)用人才所必須的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、制作與測(cè)試的基本知識(shí)和基本技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)精神。
五、“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
該課程的總體目標(biāo)：使學(xué)生具備本專業(yè)的高素質(zhì)勞動(dòng)者和高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才所必需的電子設(shè)計(jì)基本知識(shí)，具備靈活運(yùn)用常用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)邏輯功能的基本技能；為學(xué)生全面掌握電子設(shè)計(jì)技術(shù)和技能，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)職業(yè)變化的適應(yīng)能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力打下一定基礎(chǔ)；通過問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、敬業(yè)愛崗、吃苦耐勞的品德和良好的職業(yè)道德觀。
1.內(nèi)容的選取
以項(xiàng)目二競(jìng)賽搶答器的制作為例來(lái)說(shuō)明：
根據(jù)總體目標(biāo)確定該項(xiàng)目的知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。
知識(shí)目標(biāo)：掌握編譯碼器知識(shí)、觸發(fā)器知識(shí)、計(jì)數(shù)器知識(shí)、脈沖波形的產(chǎn)生和整形知識(shí)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器知識(shí)、復(fù)習(xí)邏輯代數(shù)知識(shí)。
技能目標(biāo)：掌握編譯碼器、計(jì)數(shù)器功能、選擇連接及使用；掌握555定時(shí)器的連接及使用；運(yùn)用仿真軟件畫仿真圖；具備查閱集成芯片產(chǎn)品手冊(cè)的能力。
素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)耐心細(xì)致的工作態(tài)度，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的工作作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)與合作意識(shí)。
2.教學(xué)內(nèi)容的序化
（1）任務(wù)下達(dá)。將項(xiàng)目分解為五個(gè)子任務(wù)：譯碼電路的設(shè)計(jì)與制作、搶答電路的設(shè)計(jì)與制作、倒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作、聲響電路的設(shè)計(jì)與制作、控制電路的設(shè)計(jì)與制作。
以子任務(wù)搶答電路設(shè)計(jì)與制作為例。知識(shí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)掌握二進(jìn)制編碼器、二進(jìn)制優(yōu)先編碼器、BCD編碼器、BCD優(yōu)先編碼器。能力目標(biāo)：掌握編碼器功能、選擇連接及使用、運(yùn)用仿真軟件畫仿真圖、具備查閱集成芯片產(chǎn)品手冊(cè)的職業(yè)能力。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)耐心細(xì)致的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的工作作風(fēng)、競(jìng)爭(zhēng)與合作的意識(shí)。
對(duì)該子任務(wù)進(jìn)行分析：選手搶答情形即選手A首先按下按鈕，顯示屏上顯示A搶答成功，其他選手再按按鈕無(wú)效，選手A松開按鈕后，顯示屏上A搶答成功的狀態(tài)保持不變，直到主持人清零，進(jìn)行下一輪搶答。搶答電路的重要功能：鎖存功能。既要能“鎖”，也要能“存”。“鎖”——其他選手，“存”——搶答成功的選手信息。通過類比的方式引入編碼的概念，對(duì)該任務(wù)進(jìn)行仿真后下達(dá)任務(wù)卡。
（2）資訊。讓學(xué)生回顧以往解決相關(guān)問題的方法，給出用門電路實(shí)現(xiàn)的方法；讓學(xué)生檢索常用編碼器的數(shù)據(jù)手冊(cè)，通過手冊(cè)了解芯片的功能和基本使用，掌握編碼器的測(cè)試方法，通過測(cè)試加深對(duì)芯片的功能和使用方法的了解。
教學(xué)重點(diǎn)：二進(jìn)制編碼器與優(yōu)先編碼器的異同點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：編碼器的使用。對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試后進(jìn)行芯片用法分析。
（3）計(jì)劃決策。通過類似電路分析，啟發(fā)學(xué)生思路；引導(dǎo)學(xué)生討論該任務(wù)中編碼器的選型，分析采用二進(jìn)制編碼器設(shè)計(jì)的缺陷；重點(diǎn)討論如何解決優(yōu)先編碼器的硬件電路已經(jīng)固定好的優(yōu)先級(jí)；深入各小組聽取學(xué)生決策意見；根據(jù)任務(wù)要求，各小組討論出任務(wù)實(shí)施方案，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)框圖，指導(dǎo)老師確認(rèn)方案的可行性。
（4）任務(wù)實(shí)施。任務(wù)的實(shí)施過程主要以學(xué)生為主體，學(xué)生三人一組，將學(xué)習(xí)能力較好、中等、較弱的學(xué)生合理分配到各組，教師指導(dǎo)、答疑。
（5）檢查評(píng)估。根據(jù)各小組的演示給出綜合評(píng)價(jià)（部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)、有創(chuàng)新功能）；抽取設(shè)計(jì)較佳和較差電路進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；教師給出優(yōu)化電路，要求學(xué)生課后進(jìn)行分析。
3.教學(xué)手段、方法
項(xiàng)目二的教學(xué)方法：基于問題教學(xué)法 （從實(shí)際問題搶答競(jìng)賽出發(fā)）；基于興趣的教學(xué)法 （向?qū)W生進(jìn)行任務(wù)的虛擬仿真flash演示）；理論實(shí)踐二位一體教學(xué)法 （編碼器功能知識(shí)的掌握與電路搭建）；可視化教學(xué)法（芯片功能的測(cè)試將傳統(tǒng)測(cè)試方法與專用的數(shù)字芯片測(cè)試儀結(jié)合）；小組討論法（3人分組）；啟發(fā)式教學(xué)法（任務(wù)分析部分）；類比教學(xué)法（編碼概念引入部分）；探究法（任務(wù)實(shí)施過程中）。
本門課程教學(xué)手段、方法：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、行為導(dǎo)向項(xiàng)目教學(xué)法；工學(xué)結(jié)合，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法（項(xiàng)目中每個(gè)任務(wù)的綜合）；傳統(tǒng)教學(xué)手段（講解法、示范法、模仿法、練習(xí)法）；多媒體教學(xué)手段（PPT課件、flash仿真、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及互動(dòng)平臺(tái)）。
六、“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”考核評(píng)價(jià)方式
建立終結(jié)性評(píng)價(jià)和過程性評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。終結(jié)性評(píng)價(jià)中知識(shí)考核占30%，綜合考核占70%。過程性評(píng)價(jià)以項(xiàng)目為單位，其中教師評(píng)價(jià)占40%，學(xué)習(xí)檔案占30%，小組評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)各占15%。
七、總結(jié)
以職業(yè)崗位活動(dòng)調(diào)研為前提進(jìn)行職業(yè)能力需求分析；以職業(yè)能力需求分析為導(dǎo)向確定課程職業(yè)能力目標(biāo)；根據(jù)職業(yè)能力目標(biāo)的需求確定知識(shí)目標(biāo)；根據(jù)崗位工作過程和認(rèn)識(shí)規(guī)律構(gòu)建教學(xué)模塊；以職業(yè)能力訓(xùn)練項(xiàng)目作為課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的載體；以真實(shí)的職業(yè)活動(dòng)實(shí)例作為訓(xùn)練素材；通過項(xiàng)目教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”三者的融合；建立以形成性考核為主的課程考核體系。
參考文獻(xiàn)：
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一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
2006年，電子科技大學(xué)羅小蓉老師強(qiáng)調(diào)將教師的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)動(dòng)手能力，提高教學(xué)效果。電子科技大學(xué)中山學(xué)院陳卉2016年提出“微電子器件”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索。2012年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王蔚提出從課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)整合角度出發(fā)，將“微電子工藝”課程的教學(xué)模式、內(nèi)容、教材等將課堂、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)3種不同教學(xué)形式作為一個(gè)課程模塊穿插講授，理論與實(shí)踐彼此相互促進(jìn)，編寫教材，進(jìn)行初步實(shí)施及評(píng)價(jià)，獲得學(xué)生和微電子課程群其他課程主講教師的肯定，評(píng)教結(jié)果為“A+”。2010年，華南理工大學(xué)廖榮提出微電子工藝實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索。加快發(fā)展我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)成為刻不容緩的大事。高校必須為民族微電子產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)，讓學(xué)生在校期間熟悉雙極型和MOS集成電路的制造工藝流程，了解集成電路的新工藝和新技術(shù)，為學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、具體實(shí)施方案
1.課堂理論教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)效果實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。根據(jù)“微電子工藝學(xué)”知識(shí)點(diǎn)較多且抽象、工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)，教師在課堂教學(xué)中要重視與學(xué)生的互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，將講解為主體改變?yōu)橹v解——學(xué)習(xí)雙主體。方法如下：首先，精簡(jiǎn)講授時(shí)間，增加課堂討論環(huán)節(jié)，給出課堂討論結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于“微電子工藝學(xué)”難度較大、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)核心課，學(xué)生獨(dú)立思考尤其重要。增加課堂討論環(huán)節(jié)是讓學(xué)生獨(dú)立思考的最好方法，但會(huì)減少理論課的時(shí)間，需要建立以下實(shí)施方案：①每堂課都要仔細(xì)設(shè)計(jì)該課主題，明確重難點(diǎn)，精簡(jiǎn)講授時(shí)間；②合理設(shè)計(jì)和安排思考題和討論題的內(nèi)容以及實(shí)施方法；③合理設(shè)計(jì)和安排討論效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。其次，增加教學(xué)專題的seminar，采用案例教學(xué)方法，使學(xué)生不僅能理解基本理論，同時(shí)能結(jié)合應(yīng)用，學(xué)會(huì)基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習(xí)題試題庫(kù)建設(shè)及理論考核標(biāo)準(zhǔn)。課堂練習(xí)題和思考題題庫(kù)建設(shè)。根據(jù)該門課的特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)和安排本課主題下的思考題和練習(xí)題，使課堂教學(xué)有條不紊地進(jìn)行。調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，循序漸進(jìn)地接受知識(shí)，提出問題、分析問題。目前，我校沒有完善的“微電子工藝學(xué)”考試試題庫(kù)。本項(xiàng)目擬根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究成果，結(jié)合我校實(shí)際和教學(xué)大綱編寫試題庫(kù)，使具有不同題型、不重復(fù)題目的試卷達(dá)10套以上。具體理論考核標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試項(xiàng)目一：課堂表現(xiàn)考核、考核內(nèi)容、課堂表現(xiàn)情況；考核形式：以第一次形成性考核的條件及學(xué)生在課堂的表現(xiàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行，主要內(nèi)容為課堂回答問題、專題討論、口試等。考核時(shí)期：課程結(jié)束為周期。測(cè)試項(xiàng)目二：作業(yè)考核，包括平時(shí)作業(yè)考核和登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的考核兩部分；登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的考核。測(cè)試項(xiàng)目三：課堂卷面考核內(nèi)容：課程大綱要求掌握的內(nèi)容；考核形式：抽取題庫(kù)中的試題進(jìn)行卷面考試；考核時(shí)期：課程教學(xué)的最后兩節(jié)課。3.實(shí)踐教學(xué)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。本項(xiàng)目擬對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，制定實(shí)施和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程方案，安排一次對(duì)新工藝和新技術(shù)的調(diào)查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置目標(biāo)，編制“微電子工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”，制定具體的實(shí)施方案和評(píng)價(jià)方案。擬設(shè)置的工藝設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容：利用器件仿真軟件Medici和工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT新結(jié)構(gòu)的器件和工藝仿真設(shè)計(jì)，以匯報(bào)、答辯且最終以論文的形式提交。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)利用模擬工具觀察新結(jié)構(gòu)的基本特性；通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)掌握器件的工藝流程；在設(shè)計(jì)過程中體會(huì)設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)的各個(gè)參數(shù)的折中關(guān)系和流程的煩瑣性，初步建立工藝設(shè)計(jì)的思維。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容需要在教學(xué)的實(shí)際工作中不斷更新，根據(jù)學(xué)生情況增減內(nèi)容和調(diào)整教學(xué)大綱。實(shí)驗(yàn)教學(xué)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試項(xiàng)目一：集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿調(diào)研報(bào)告。考核內(nèi)容：對(duì)集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿的調(diào)研。考核形式：按時(shí)提交集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿調(diào)研報(bào)告，字?jǐn)?shù)不少于2000字。考核時(shí)期：課程結(jié)束2周內(nèi)完成。測(cè)試項(xiàng)目二：工藝仿真設(shè)計(jì)和小論文撰寫考核內(nèi)容：結(jié)合工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT系列新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)論文。考核形式：以報(bào)告形式答辯，最終提交LDMOS和IGBT新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)論文，字?jǐn)?shù)不少于2000字。考核時(shí)期：課程結(jié)束1周內(nèi)完成。4.專業(yè)見習(xí)。學(xué)生一方面可以利用學(xué)校學(xué)院籌建中的實(shí)驗(yàn)平成工藝相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如微電子工藝實(shí)驗(yàn)室。主要功能是使學(xué)生初步掌握微電子器件的工作原理、工藝參數(shù)的控制方法。器件特性參數(shù)的測(cè)試分析方法、信息功能材料的制備和結(jié)構(gòu)性能測(cè)試方法。內(nèi)容涵蓋CMOS工藝，半導(dǎo)體材料和器件制備工藝、LTCC材料制備和封裝工藝、多芯片組件技術(shù)，MEMS傳感技術(shù)及微系統(tǒng)構(gòu)建工藝等，如微系統(tǒng)封裝與測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能用于微系統(tǒng)封裝與測(cè)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括各種可用于微系統(tǒng)封裝的基板材料及其封裝技術(shù)研究，系統(tǒng)級(jí)封裝三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)、熱場(chǎng)分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復(fù)雜混合信號(hào)完整性分析、電磁兼容、熱效應(yīng)問題的認(rèn)識(shí)和優(yōu)化處理，封裝工藝、可靠性與測(cè)試技術(shù)研究。集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室：集成電路（IntegratedCircuit，IC）通過一系列特定加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無(wú)源器件按照一定電路互連集成在一塊半導(dǎo)體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，用以執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能的電子器件。該實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)主要用于集成電路設(shè)計(jì)。5.完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。充分利用學(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)資源，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上完成課程創(chuàng)建和內(nèi)容填充、作業(yè)功能、互動(dòng)功能、閱讀資源等內(nèi)容；學(xué)生可以在課下參加討論與交流、提交與查閱作業(yè)，還可以進(jìn)行一對(duì)一的答疑解惑等。本文結(jié)合微電子工藝學(xué)的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，從課堂設(shè)計(jì)、課程考核標(biāo)準(zhǔn)、題庫(kù)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境建設(shè)、見習(xí)實(shí)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)等多方面進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)：①在課堂理論教學(xué)中，參考借鑒國(guó)內(nèi)外著名高校的實(shí)施方法，制定學(xué)生課堂表現(xiàn)的考核標(biāo)準(zhǔn)，給出如增加課堂討論、專題seminar、學(xué)生項(xiàng)目PPT展示的環(huán)節(jié)的具體實(shí)施建議，增加學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)熱情；②期末考核中，參考借鑒國(guó)內(nèi)外著名高校的教學(xué)大綱和教學(xué)重點(diǎn)，編寫一套能極大指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的試題庫(kù)和習(xí)題庫(kù)，打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；③根據(jù)微電子行業(yè)的發(fā)展和我校實(shí)際，建立一整套合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)體系，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握微電子工藝學(xué)的核心技術(shù)和方法；④利用仿真軟件模擬實(shí)際工藝流程，完成CMOS以及BCD工藝設(shè)計(jì)；⑤利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以幫助學(xué)生鞏固已學(xué)知識(shí)，解決難題，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，讓電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生通過這門重要專業(yè)課學(xué)習(xí)，在掌握微電子基本理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上具備自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立研究，勇于創(chuàng)新的能力，成為有一技之長(zhǎng)的當(dāng)代微電人。
作者:吳麗娟 宋月 張銀艷 雷冰 唐俊龍 謝海情 劉斯 單位:長(zhǎng)沙理工大學(xué)
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