《CMOS射頻集成電路設(shè)計》本科教學(xué)的幾點思考

摘要： 結(jié)合教學(xué)實踐，本文從如何讓學(xué)生走進課堂、如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、如何讓學(xué)生成為課堂的主人、讓學(xué)生走上講臺、實踐教學(xué)、鼓勵學(xué)生參與及申請科研項目等幾方面討論了《CMOS射頻集成電路設(shè)計》本科教學(xué)的幾點體會。教學(xué)實踐證明，這些措施可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CMOS射頻；集成電路設(shè)計；本科教學(xué)

隨著無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大勢所趨，市場的巨大需求極大地推動了射頻集成電路的發(fā)展。為了適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，培養(yǎng)和造就具有一定專業(yè)知識和創(chuàng)新能力的新一代射頻集成電路技術(shù)人才，積極推進高校相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)改革，已顯得十分迫切和必要。為了培育適應(yīng)時代需求的新一代射頻集成電路技術(shù)人才，《CMOS射頻集成電路設(shè)計》 已經(jīng)成為國內(nèi)外高校集成電路專業(yè)的一門重要課程。該課程以無線通信領(lǐng)域為應(yīng)用背景，在講述射頻集成電路中的基本概念及器件模型的基礎(chǔ)上，從電路設(shè)計的角度講述與射頻接收機和發(fā)射機密切相關(guān)的關(guān)鍵電路模塊的設(shè)計。該課程所包含的知識面比較廣，需要學(xué)生具備半導(dǎo)體物理、電路分析、電路設(shè)計基礎(chǔ)、高頻電路線路、微波通信等諸多知識作為基礎(chǔ)，因此該門課程面向的授課對象通常為高年級本科生及研究生。

一、 如何讓學(xué)生走進課堂

課堂是教學(xué)過程中教師和學(xué)生互動的一個重要平臺。因此，學(xué)生是否愿意走進課堂是衡量一門課程成敗的首要因素。目前，課堂出勤率不高在很多高校的課堂上都很普遍。這來源于多方面的原因，主要表現(xiàn)為：由于該門課程大多設(shè)置在本科高年級，此時有些同學(xué)往往為了考研、找工作、實習(xí)等原因經(jīng)常曠課或遲到；還有些學(xué)生僅僅是為了湊學(xué)分而選課，對課程不感興趣，也是經(jīng)常曠課或遲到。因此，必須采取有效的方法吸引和約束學(xué)生回到課堂，這里我主要強調(diào)的是第一堂課的重要性。在我的教學(xué)過程中，第一節(jié)課會向?qū)W生講明課程的考核方式，盡量通過提高平時出勤和課堂表現(xiàn)的分數(shù)比重來約束學(xué)生的出勤。此外，可以通過將課程內(nèi)容的安排與學(xué)生密切相關(guān)的考研和就業(yè)等聯(lián)系起來，比如在每次講授完課堂內(nèi)容的前提下，可以拿出幾分鐘時間或利用課間時間向?qū)W生介紹不同高校集成電路專業(yè)比較資深的研究生導(dǎo)師及其研究方向，也可以給學(xué)生進行一些就業(yè)方面的指導(dǎo)。這樣可以讓學(xué)生體會到通過來到課堂能學(xué)到切實有用的知識，使學(xué)生主動接受該門課程的學(xué)習(xí)。

二、如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在學(xué)生愿意主動來到課堂學(xué)習(xí)的前提下，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為重要。為了可以讓學(xué)生興趣盎然地參與到教學(xué)過程中來，教師在能講述知識的前提下，還要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，喚起學(xué)生的求知欲望。在這方面，教師可以結(jié)合實際應(yīng)用，講述一些射頻集成電路在日常生活中的應(yīng)用。比如，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）總裁兼執(zhí)行長Brian Toohey曾指出：“從物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、智能家居等市場都可以看出，半導(dǎo)體普遍出現(xiàn)在每一種產(chǎn)品類型中，而且正變得無處不在?！眱H僅在我們每天使用的智能手機中就包含RF收發(fā)器、功率放大器、天線開關(guān)模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關(guān)鍵射頻元件。而且有報告指出，2011年這些射頻器件的市場規(guī)模為36億美元，預(yù)計2011～2015年的年復(fù)合增長率為5.6%，到2016年主要的射頻器件市場將達47億美元。此外，目前應(yīng)用比較廣泛的WiFi及物聯(lián)網(wǎng)都與射頻集成電路有著密切的關(guān)系。這些切實應(yīng)用由于與學(xué)生的生活以及將來的就業(yè)息息相關(guān)，因此，相關(guān)內(nèi)容的講述能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、如何讓學(xué)生成為課堂的主人

“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無法適應(yīng)新時代的需求。如果教師僅根據(jù)教材對內(nèi)容進行枯燥的講解，無法抓住學(xué)生的注意力，學(xué)生很容易溜號，影響課堂教學(xué)質(zhì)量。因此可以通過引進研究型教學(xué)模式、師生互動來活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學(xué)模式”即將教師由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，將學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)。如何使學(xué)生成為課堂的主人，在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識是課堂教學(xué)的有效手段，教師可以通過創(chuàng)設(shè)開放的問題情景，引導(dǎo)學(xué)生進入主動探求知識的過程，使學(xué)生圍繞某類主體調(diào)查搜索、加工、處理應(yīng)用相關(guān)信息，回答或解決現(xiàn)實問題。比如，以射頻技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用為開放課題，學(xué)生通過查資料，分析整理，更深刻體會了射頻技術(shù)在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動把“自我”融入到課程中，敢于承擔(dān)責(zé)任，善于解決問題。

四、讓學(xué)生走上講臺

學(xué)生是課堂的主人，因此，可以改變以往教師在講臺上講、學(xué)生坐在下面聽的傳統(tǒng)教學(xué)模式。讓學(xué)生走上講臺可以將傳統(tǒng)的講授方式轉(zhuǎn)換為專題研討的教學(xué)模式。教師可以提前布置專題內(nèi)容，如射頻器件模型、射頻電路設(shè)計、射頻技術(shù)發(fā)展、射頻技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢等。有個專題內(nèi)容作為核心，學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下通過檢索資料，組織分析資料，最終走上講臺向老師和其他學(xué)生講述相關(guān)的內(nèi)容。通過幾年的實踐，發(fā)現(xiàn)這樣可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性、同時也能使學(xué)生對相關(guān)的問題發(fā)表各自的觀點，形成對問題各抒己見、取長補短的研討學(xué)習(xí)方式，大大拓寬學(xué)生的知識面以及綜合表述能力。

五、通過實踐教學(xué)加深理解理論教學(xué)內(nèi)容

理論教學(xué)是掌握一門技術(shù)的基礎(chǔ)，但實踐教學(xué)也是必不可少的。學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)理論的同時，須要通過設(shè)計實踐來強化鞏固。實踐教學(xué)的引入，不僅能夠加深學(xué)生對理論知識的深入理解，洞悉細節(jié)，提高學(xué)生的動手能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及科研能力。

因此，教師可以通過設(shè)置幾個開放的課程設(shè)計內(nèi)容來讓學(xué)生主動研究探索。在本課程的教學(xué)中，本人已經(jīng)有計劃地進行了實踐教學(xué)活動，例如，在實踐教學(xué)中，曾經(jīng)給學(xué)生布置了“用于GPS的低噪放電路設(shè)計”的實踐設(shè)計。在該設(shè)計過程中，學(xué)生須要深入理解多方面知識，比如明確GPS的頻段、確定低噪放的電路結(jié)構(gòu)，并有效評估電路性能等。為了課程設(shè)計的順利進行，學(xué)生須要進行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學(xué)習(xí)、電路設(shè)計、課程論文撰寫等幾個環(huán)節(jié)的分析設(shè)計工作，并最終在實踐中系統(tǒng)深刻地理解掌握課程的理論內(nèi)容，為以后的工作及深造打下堅實的基礎(chǔ)。

六、鼓勵學(xué)生參與科研項目

《CMOS射頻集成電路設(shè)計》已經(jīng)屬于高年級的本科課程，學(xué)生已經(jīng)具備了數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌?、射頻集成電路設(shè)計方面的內(nèi)容，完全可以參與到老師的項目中去，做到學(xué)以致用。同時，也鼓勵學(xué)生對課程感興趣的內(nèi)容進行提煉成一個具體的科研觀點，積極參加各種創(chuàng)新項目的申請。這將對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思想、科研能力有很大的幫助。

以上是本人在幾年的《CMOS射頻集成電路設(shè)計》課程的教學(xué)實踐中的一些體會。在教學(xué)過程中，我逐漸探索和完善教學(xué)方法，始終遵循教師是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、學(xué)生是課堂的主體等幾條原則，取得了較好的效果。

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