張 紅 余 建

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 江蘇常州 213164)

0 引言

集成電路設(shè)計(jì)是高職微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課程，是一門(mén)與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)的實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是培養(yǎng)我國(guó)急需的集成電路設(shè)計(jì)人才的入門(mén)課程。本課程要求學(xué)生具備必要的數(shù)字電路和模擬電路的知識(shí)。集成電路設(shè)計(jì)課程以集成電路設(shè)計(jì)工藝和制造的全過(guò)程、集成電路設(shè)計(jì)工具以及集成電路的基本單元設(shè)計(jì)為主要教學(xué)內(nèi)容。一方面覆蓋集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面又涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域，需要設(shè)計(jì)者具備電路系統(tǒng)知識(shí)、電路基礎(chǔ)知識(shí)、EDA 工具知識(shí)和工藝知識(shí)，具有廣闊的工程背景。通過(guò)對(duì)常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院及其他兄弟院校微電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)，往往感覺(jué)處于被動(dòng)狀態(tài)，師生之間缺乏感情溝通和知識(shí)信息上的交流，所接受的知識(shí)過(guò)于廣泛、枯燥，上課毫無(wú)樂(lè)趣。要想改變這種局面，可以引進(jìn)加拿大多元教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

1 加拿大多元教學(xué)方法的分析

加拿大大學(xué)是體現(xiàn)多國(guó)文化合作的重要場(chǎng)所，教師與學(xué)生不僅體現(xiàn)自身的素質(zhì)，也代表了他們的國(guó)家文化。課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)不僅是學(xué)習(xí)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，也相當(dāng)于了解不同國(guó)家的歷史、政治、經(jīng)濟(jì)與文化［1］。加拿大有極其豐富的教學(xué)方法以適應(yīng)不同的文化及教學(xué)內(nèi)容。在此，引進(jìn)十九種教學(xué)方法并展開(kāi)具體分析。

1)專(zhuān)門(mén)小組(Panel)。要求學(xué)生3～5 人一組進(jìn)行小組會(huì)議，然后每個(gè)學(xué)生針對(duì)所學(xué)內(nèi)容在會(huì)上演講。

2)引導(dǎo)式教學(xué)(Guided teaching)。教師指導(dǎo)學(xué)生如何教學(xué)。教師先提問(wèn)題，然后學(xué)生討論，最后將討論好的問(wèn)題引到下一個(gè)大組。

3)演示/重演示(Demonstration/ return demonstration)。教師先進(jìn)行演示，然后學(xué)生進(jìn)行反饋性演示。

4)實(shí)驗(yàn)(Trail and error)。不停實(shí)驗(yàn)直至得到正確結(jié)果。

5)重復(fù)練習(xí)(Repeated practice)。重復(fù)性練習(xí)直到掌握。

6)一分鐘測(cè)試(Minute paper)。讓學(xué)生在一分鐘內(nèi)用2～3 句話總結(jié)這堂課的知識(shí)點(diǎn)是什么。

7)模糊點(diǎn)(Muddiest point)。讓學(xué)生寫(xiě)下最不了解、最不明白的知識(shí)點(diǎn)。

8)應(yīng)用卡片(Application card)。讓學(xué)生在卡片上寫(xiě)下今天學(xué)到的知識(shí)可以應(yīng)用在哪里，然后反饋給教師。

9)理解/未理解(In the light/ in the dark)。是“一分鐘測(cè)試”和“模糊點(diǎn)”的結(jié)合。讓學(xué)生寫(xiě)下哪些知識(shí)點(diǎn)明白了、哪些知識(shí)點(diǎn)不明白。教師在下次上課時(shí)講解不明白的知識(shí)點(diǎn)。

10)空大綱或表格(Empty outline or matrix)。給學(xué)生題目，提供空大綱或表格，讓學(xué)生寫(xiě)知識(shí)點(diǎn)。這樣可以了解到學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解程度和掌握程度。

11)測(cè)試游戲(Quiz games)。分組比賽，哪組準(zhǔn)確回答問(wèn)題多就得分多，得分最多組獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

12)學(xué)生提問(wèn)(Calling on the next speaker)。學(xué)生回答完問(wèn)題后，讓學(xué)生提問(wèn)，請(qǐng)其他同學(xué)回答，可以是相同的問(wèn)題，也可以是不同的問(wèn)題。

13)走畫(huà)廊(Gallery walk)。拿紙貼在教室四周墻上，每張紙寫(xiě)上不同問(wèn)題，學(xué)生走一圈，在紙上寫(xiě)下會(huì)解答的問(wèn)題答案。

14)墊子(Placemat)。在一張紙上劃分區(qū)域，學(xué)生在自己的區(qū)域?qū)懽约旱拇鸢福虚g一塊寫(xiě)小組共識(shí)。最后，各小組找一個(gè)發(fā)言人來(lái)分享小組共識(shí)。

15)墻角(Corners)。教室每個(gè)墻角掛一張紙，每組占一個(gè)角，討論命題并寫(xiě)答案，各組分享結(jié)果。

16)拼圖(Jigsaw)。分組，各組學(xué)生自行選一個(gè)內(nèi)容，最后湊齊所有內(nèi)容。然后組成新組，新組員互相告訴他人他之前那組的知識(shí)。

17)小組討論(Small group discussions)。分組討論一個(gè)共同的任務(wù)，然后匯報(bào)。

18)分組項(xiàng)目(Group project)。分組，每組有不同的任務(wù)，然后匯合并展示整體項(xiàng)目成果。

19)辯論(Debate)。其中一小組發(fā)表見(jiàn)解時(shí)，其他小組若有不同意見(jiàn)，馬上進(jìn)行發(fā)表，以便取得最后的認(rèn)識(shí)或共同的意見(jiàn)。

2 多元教學(xué)方法在高職集成電路設(shè)計(jì)課程中的運(yùn)用

任何一種教學(xué)方法都只能有效地解決特定的問(wèn)題，萬(wàn)能的教學(xué)方法是不切實(shí)際的。因此在具體課程教學(xué)方法的選擇上，應(yīng)堅(jiān)持多元化原則［2］。根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)課程三大方法的內(nèi)容需求，選取不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。

1)基礎(chǔ)知識(shí)部分教學(xué)方法選取。對(duì)于《集成電路設(shè)計(jì)》課程中的基礎(chǔ)知識(shí)部分，如歷史、集成電路概念、摩爾定律之類(lèi)的知識(shí)點(diǎn)，先采用“走畫(huà)廊”形式，這樣可以先檢查學(xué)生是否做過(guò)預(yù)習(xí)。一輪下來(lái)，教師點(diǎn)評(píng)各個(gè)答案，然后講授學(xué)生回答正確的知識(shí)點(diǎn)。最后做一個(gè)“一分鐘測(cè)試”和“模糊點(diǎn)”，當(dāng)堂解答學(xué)生“模糊點(diǎn)”列出來(lái)的問(wèn)題。對(duì)于下次類(lèi)似內(nèi)容的課程，可以采用“學(xué)生提問(wèn)”方法，一上課教師可以先提問(wèn)題，等學(xué)生回答完問(wèn)題后，讓學(xué)生互相提問(wèn)，可以是相同的問(wèn)題，也可以是不同的問(wèn)題。然后采用“空大綱或表格”，給學(xué)生發(fā)空的大綱或表格以及這節(jié)課的題目，讓學(xué)生寫(xiě)知識(shí)點(diǎn)，教師點(diǎn)評(píng)同學(xué)列的知識(shí)點(diǎn)。此后教師展示本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授。然后采用“墻角”方法，教室的每個(gè)墻角掛一張紙，每組占一個(gè)角，討論針對(duì)這節(jié)課給出的問(wèn)題，寫(xiě)上答案，然后各組分享結(jié)果。

2)小規(guī)模集成電路部分教學(xué)方法選取。對(duì)于小規(guī)模電路如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器電路及版圖的設(shè)計(jì)的教學(xué)，先采用“引導(dǎo)式教學(xué)”和“拼圖教學(xué)”相結(jié)合的方式。教師給出電路各項(xiàng)參數(shù)，讓學(xué)生分組討論怎樣完成各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)。如若個(gè)別同學(xué)有額外問(wèn)題，可交由全班同學(xué)繼續(xù)討論。然后交由同學(xué)“實(shí)驗(yàn)”，直至設(shè)計(jì)出最終的電路。若同學(xué)不能給出正確的設(shè)計(jì)，則采用“演示/反饋”，教師先進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的演示，然后學(xué)生給出反饋設(shè)計(jì)，要求反饋設(shè)計(jì)是不同尺寸即不同的參數(shù)。比如教師展示的是上升時(shí)間和下降時(shí)間相等的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器的電路和版圖，則要求學(xué)生反饋設(shè)計(jì)的是在測(cè)試電路中使用的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器的電路及版圖。這個(gè)反饋設(shè)計(jì)可以是“小組討論”的結(jié)果。教師點(diǎn)評(píng)各個(gè)組的反饋設(shè)計(jì)，然后要求學(xué)生制作“應(yīng)用卡片”，讓學(xué)生分組在卡片上寫(xiě)上我們今天學(xué)到的知識(shí)可以應(yīng)用在哪里，然后反饋給教師。接著采用“測(cè)試游戲”，列出正確應(yīng)用的地方最多的組給予一些獎(jiǎng)勵(lì)。獎(jiǎng)品最好是今天所學(xué)電路應(yīng)用的一個(gè)小的禮品，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用。最后布置作業(yè)，進(jìn)行“重復(fù)練習(xí)”，以便每個(gè)學(xué)生都掌握這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。

3)大規(guī)模集成電路部分教學(xué)方法選取。對(duì)于綜合性的電路，如時(shí)鐘穩(wěn)定電路的電路及版圖設(shè)計(jì)的教學(xué)(由于項(xiàng)目大，教學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，因此以下方法不是一次課完成)，先采用“分組項(xiàng)目”，把一個(gè)整的項(xiàng)目分成若干子項(xiàng)目展開(kāi)，把學(xué)生分成若干個(gè)項(xiàng)目組，要求每組各選取一個(gè)子項(xiàng)目。組員之間采用“墊子”方法，在各自區(qū)域?qū)懴伦约禾岢龅脑O(shè)計(jì)設(shè)想，中間寫(xiě)上小組共識(shí)，每個(gè)項(xiàng)目組選舉一個(gè)組長(zhǎng)匯報(bào)小組共識(shí)，然后采用“辯論”，若其他項(xiàng)目組有不同意見(jiàn)，馬上提出，進(jìn)行辯論最后取得共同的意見(jiàn)。之后，教師點(diǎn)評(píng)各項(xiàng)目組設(shè)計(jì)設(shè)想，若有錯(cuò)誤的，要給出正確的構(gòu)架;若學(xué)生提出的設(shè)想并非我們想要的構(gòu)架，但又有可行性的話則鼓勵(lì)學(xué)生執(zhí)行他們的計(jì)劃。然后采用“實(shí)驗(yàn)”，要求各項(xiàng)目組按照正確的構(gòu)架或具有可行性的構(gòu)架來(lái)設(shè)計(jì)電路，不斷修改參數(shù)設(shè)置，直至得到正確的仿真結(jié)果。期間教師巡查指導(dǎo)幫助學(xué)生得到正確的仿真結(jié)果。等各個(gè)項(xiàng)目組或絕大多數(shù)項(xiàng)目組得到正確結(jié)果后(對(duì)于沒(méi)有得到正確結(jié)果的個(gè)別項(xiàng)目組，由于時(shí)間限制，由教師給出)，采用“拼圖”，重新進(jìn)行分組，要求組員來(lái)自之前各個(gè)不同的項(xiàng)目組。新組員之間互相告訴他人他之前那組采用的設(shè)計(jì)方法及最終設(shè)計(jì)結(jié)果，確保每個(gè)成員對(duì)所有子項(xiàng)目都理解。然后，再一次采用“實(shí)驗(yàn)”，要求各組整合各個(gè)子項(xiàng)目，把所有子項(xiàng)目連接起來(lái)，不斷進(jìn)行測(cè)試直至得到正確的整體電路。接著采用“專(zhuān)門(mén)小組”，要求各項(xiàng)目組組長(zhǎng)演示演講其項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的整體電路(若有項(xiàng)目組采用相同方法，則不做演示)，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。最后采用“理解/未理解”，讓學(xué)生寫(xiě)下哪些知識(shí)點(diǎn)明白了、哪些知識(shí)點(diǎn)不明白。學(xué)生的作業(yè)就是讓學(xué)生盡量給出其他同學(xué)列舉的不明白的地方的答案。另外還要求每個(gè)學(xué)生必須自己獨(dú)自設(shè)計(jì)電路，以便每個(gè)學(xué)生真正理解并會(huì)設(shè)計(jì)此類(lèi)電路。

3 結(jié)束語(yǔ)

加拿大的多元教學(xué)方法讓學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目匯報(bào)、分組討論和學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以提出任何想法，除了按要求完成自己的任務(wù)，還必須共同討論、合作交流，才能完成本組的任務(wù)。課堂既有分工，又有合作，十分重視學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神［3］。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主題地位，非常重視學(xué)生的課下學(xué)習(xí)和課堂討論，極大程度地培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。此教學(xué)方法還強(qiáng)調(diào)給學(xué)生布置任務(wù)，使學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)，引發(fā)學(xué)生積極思考;鼓勵(lì)學(xué)生做課題匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，可以有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，營(yíng)造活躍的課堂氣氛。但同時(shí)也存在著一些問(wèn)題，由于主要是以學(xué)生為主體，每個(gè)項(xiàng)目組的學(xué)生是有差異的，所以完成任務(wù)的時(shí)間有長(zhǎng)短，甚至個(gè)別項(xiàng)目組不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，這就要求任課教師在課堂教學(xué)中要準(zhǔn)確控制時(shí)間并控制進(jìn)程。

［1］孫立群.加拿大著名學(xué)府的教學(xué)和科研與我國(guó)高等教育國(guó)際化［J］.黑龍江高教研究，2007(7):40-43.

［2］王穩(wěn)波，歐亞湘.多元教學(xué)法在《Flash 網(wǎng)絡(luò)廣告設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用》［J］.科技信息，2012(5):391-392.

［3］李迎新.加拿大大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)技巧和方法對(duì)我國(guó)的啟示［J］.創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2011(6):110-112.