模拟集成电路实践教学改革探索

彭森+许建明+林铁军

摘 要：模拟集成电路设计原理课程首先要求学生学习模拟集成电路分析与设计的基础知识，接着理论与实践相结合，深入分析模拟集成电路中的主要模块电路。通过本课程的学习，学生能熟悉模拟集成电路的分析与设计方法，进而掌握模拟集成电路主要模块的设计技能，为模拟集成的设计及后续课程的学习奠定良好的基础。本文分析了电子科学与技术专业必修课—模拟集成电路设计原理课程实践教学中存在的一些问题，并针对一些问题提出了改革方案及方法，力求提高本校学生的动手实践能力，为国家和社会输送更多更好的应用型集成电路人才。

关键词：实践教学；模拟集成电路；应用型人才

基金项目：邵阳学院教学改革研究项目（2016JG43，2015JG27）

1 课程教学目标及要求

（一）课程教学目标

《模拟集成电路设计原理》是电子科学与技术专业必修的一门重要的专业必修课，它具有专业知识强的特性，即可以为电子类学生继续学习专业必修课程奠定基础，也可以为解决电子科学技术中的专业问题提供服务。该课程的主要目的是培养学生的独立思考能力，奠定理论联系实际的专业基础和培养学生独立思考问题和剖析问题的能力。

（二）课程教学总体要求

通过该课程的学习，学生熟练掌握单级放大器、差动放大器、无源与有源电流镜、放大器的频率特性及噪声，在此基础上了解模拟集成电路的基本概念、工作原理和分析方法，学会模拟集成电路的仿真技术，掌握模拟集成电路分析与设计。

2 改革措施

2.1 实施方案、方法

①建立以学生为主体，教师为主导的实验方法。集成电路专业实验室尽量开放，着重改革教学方法。采用引导式教学和启发式教学，重视对学生思维的启发，提高学习专业知识的积极性和主观能动性，培养学生的自己动手能力，提高学生在专业课程学习中的思考能力和分析能力。所以，这就要求在专业实验过程中，如果学生遇到困难时，不是直截了当的告诉他们实验出现的具体问题，应该怎么解决，更有甚者帮助学生检查电路和排除实验故障，而是应该帮其分析问题出现的原因，结合专业理论知识，循环渐进，让学生自己发现问题并自己动手尝试解决问题[1]。另外，实验指导老师只需要在实验前提醒学生注意实验的基本要求和安全事项，绝不能给学生讲解实验内容及其具体操作。应该让学生自己先预习，自己学习并独立操作，老师在实验过程中起到引导实验和成绩评定的作用。

②鼓励学生进行自主创新。为了巩固对所学专业知识的理解和消化，在实践教学中可以安排与教学内容相关的验证性实验。验证性实验最好由学生自己动手设计，由学生根据所学专业知识来设计基本电路，在老师修改后提供所需元器件。例如放大器的放大倍数调整与测试，可以先让学生独立设计电路。学生可以设计成一级放大电路或者多级放大电路，甚至采用带集成块的放大器，只要设计的电路可以正常工作，且能正确测出电路的放大倍数，并可以对放大倍数进行调整都可以认定为合格的。这种实践教学模式是让学生在设计电路时，自己独立分析电路并查阅资料，动手组装电路，从而巩固所学专业知识，提高学生学习集成电路专业知识的兴趣[2]。

③强化设计性实验的过程。在模拟集成电路实验过程中，老师应提供设计性实验给学生选择。老师只给出实验目的及要求，电路设计及其他工作都由学生自己独立自主设计，实验室只提供电路所需的元器件，而电路设计等具体操作均为学生自己设定，而且从元器件的选择，电路板的制作，电路的测试均由学生独立完成[3]。这种设计性试验，能让学生了解简单集成电路的制作流程，培养了学生自己动手实践能力。

④提倡独立整机组装，小产品开发。学生在学习集成电路专业知识时，应具备整机组装技术以及小产品开发能力。在学习整机组装前期，学生可以先购买一些零散元件来组装调试，这可以提高学生对电子产品的整机组装调试能力。专业老师应鼓励学生进行电子小产品的研究，为学生准备所需的元器件，并且定时开展小产品展览会，这样可以在很大程度上锻炼学生的自己动手实践能力[4]。

⑤改进设备。现在很多高校实验实验室基本上采用实验箱操作模式，它就是将实验所需的元器件都嵌于实验箱中，学生只需按照实验指导书要求，在实验箱上将各元件用导线连接起来即可进行实验。这种方法得到的实验结果准确度高，老师易于查看指导。可是学生只能机械地完成验证性实验，独立思考及动手实践能力没有得到有效的锻炼。系统式实验平台将取代以前的实验箱操作模式，将模拟集成电路采用独立的单元块，学生可以独立设计单元块的参数，将不同的单元块进行整合，这样即可以进行综合性实验，又可以兼顾设计性实验，从而大大提高了学生的独立思考能力[5]。

2.2 实施计划

第一阶段 加强模拟集成电路实践教学内容的调整。比如电子科学与技术专业增加综合性和设计性实验个数，增添课程设计项目或修改课程设计内容。

第二阶段 实验教学模式的调整。改善实验场地，尽量做到实验室全开放；实验考核方式的改革；实验指导老师指导方式的调整。

第三阶段 模拟集成电路实验装置的改造。对原有的实验装置进行改造，将模拟集成电路课程中的核心电路实现单元化，通过单元电路根据学生的不同设计方法来完成系统电路的设计和调试。

3 改革的特色与创新之处

根据电子科学与技术专业的人才社会需求出发，对模拟集成电路实践教学模式的改革，是具有非常重要意义的。改革的特色和创新在于：

（1）改进传统的实验设备。

对传统的模拟集成电路实验装置进行改进，实现利用单元化电路进行系统电路设计的方法，修改单元化电路的参数实现不同电路功能，培养了学生的自主创新能力。

（2）建立以学生为主体，教师为主导的开放实验教学模式。

原来以指导老师为主角，验证性实验为主要内容的教学模式，改变为指导老师起引导作用，学生为主体，设计性实验或独立实践课程为主的教学模式，全面实现实验室全开放。

（3）制订科学的实验考核体系。

实验成绩以实验操作为主要依据，实验报告只作为成绩评定的参考。采取实验预约制，预约成功的同学按时进入实验室，在老师提示实验注意事项后独立实验。老师不定时抽查实验过程，检查实验步骤是否正确，并对实验操作情况给出分数。总成绩由预习成绩、操作成绩、报告成绩组成（比例为1：7：2）。

4 结束语

本课程首先学习模拟集成电路分析与设计的基础知识，接着理论与实践相结合，深入分析模拟集成电路中的主要模块电路。通过本课程的学习，学生能熟悉模拟集成电路的分析与设计方法，进而掌握模拟集成电路主要模块的设计技能，为模拟集成的设计及后续课程的学习奠定良好的基础。实践方面，通过实验深化对所学课程理论知识的理解；使学生深入掌握模拟集成电路的基本模块和设计方法。培养学生理论联系实际，运用所学专业理论知识解决实际问题的能力，独立思考能力、动手实践能力和心思缜密的工作作风。本文分析了电子科学与技术专业模拟集成电路课程实践教学中存在的一些问题，并针对一些問题提出了改革方案及方法，力求提高本校学生的动手实践能力，为国家和社会输送更多更好的应用型集成电路人才。

参考文献：

[1]赵希文，尹海洁，吴菊花，燕杰.高校实验教学存在的主要问题与改革对策[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2011，6：76-78.

[2]吴建淇.数字集成电路的发展及未来[J].电子技术与软件工程，2010，16：100-101.

[3]袁颖，董利民，吴武臣，胡晓玲，武利，巩为华，何焱，丁广钰.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J].高师理科学刊，2016，26（6）：205-207.

[4]叶蔓.高校实验教学存在的问题与改革措施[J].池州学院学报，2015，29（3）：131-132.

[5]李冰.两门集成电路课程的教学模式改革[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：6-8.

作者简介

彭森，邵阳学院信息工程学院教师。endprint