《CMOS射頻集成電路設計》本科教學的幾點思考

摘要： 結合教學實踐，本文從如何讓學生走進課堂、如何提高學生學習興趣、如何讓學生成為課堂的主人、讓學生走上講臺、實踐教學、鼓勵學生參與及申請科研項目等幾方面討論了《CMOS射頻集成電路設計》本科教學的幾點體會。教學實踐證明，這些措施可以有效地提高教學質量。

關鍵詞：CMOS射頻；集成電路設計；本科教學

隨著無線通信技術的蓬勃發展，以及物聯網和移動互聯網發展的大勢所趨，市場的巨大需求極大地推動了射頻集成電路的發展。為了適應信息產業的快速發展，培養和造就具有一定專業知識和創新能力的新一代射頻集成電路技術人才，積極推進高校相關專業課程的教學改革，已顯得十分迫切和必要。為了培育適應時代需求的新一代射頻集成電路技術人才，《CMOS射頻集成電路設計》 已經成為國內外高校集成電路專業的一門重要課程。該課程以無線通信領域為應用背景，在講述射頻集成電路中的基本概念及器件模型的基礎上，從電路設計的角度講述與射頻接收機和發射機密切相關的關鍵電路模塊的設計。該課程所包含的知識面比較廣，需要學生具備半導體物理、電路分析、電路設計基礎、高頻電路線路、微波通信等諸多知識作為基礎，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、 如何讓學生走進課堂

課堂是教學過程中教師和學生互動的一個重要平臺。因此，學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，主要表現為：由于該門課程大多設置在本科高年級，此時有些同學往往為了考研、找工作、實習等原因經常曠課或遲到；還有些學生僅僅是為了湊學分而選課，對課程不感興趣，也是經常曠課或遲到。因此，必須采取有效的方法吸引和約束學生回到課堂，這里我主要強調的是第一堂課的重要性。在我的教學過程中，第一節課會向學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的分數比重來約束學生的出勤。此外，可以通過將課程內容的安排與學生密切相關的考研和就業等聯系起來，比如在每次講授完課堂內容的前提下，可以拿出幾分鐘時間或利用課間時間向學生介紹不同高校集成電路專業比較資深的研究生導師及其研究方向，也可以給學生進行一些就業方面的指導。這樣可以讓學生體會到通過來到課堂能學到切實有用的知識，使學生主動接受該門課程的學習。

二、如何提高學生學習興趣

在學生愿意主動來到課堂學習的前提下，吸引學生的學習興趣更為重要。為了可以讓學生興趣盎然地參與到教學過程中來，教師在能講述知識的前提下，還要能激發學生的學習動機，喚起學生的求知欲望。在這方面，教師可以結合實際應用，講述一些射頻集成電路在日常生活中的應用。比如，美國半導體產業協會（SIA）總裁兼執行長Brian Toohey曾指出：“從物聯網、智能汽車、智能家居等市場都可以看出，半導體普遍出現在每一種產品類型中，而且正變得無處不在。”僅僅在我們每天使用的智能手機中就包含RF收發器、功率放大器、天線開關模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關鍵射頻元件。而且有報告指出，2011年這些射頻器件的市場規模為36億美元，預計2011～2015年的年復合增長率為5.6%，到2016年主要的射頻器件市場將達47億美元。此外，目前應用比較廣泛的WiFi及物聯網都與射頻集成電路有著密切的關系。這些切實應用由于與學生的生活以及將來的就業息息相關，因此，相關內容的講述能夠有效地激發學生的學習熱情。

三、如何讓學生成為課堂的主人

“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統教學方式已經無法適應新時代的需求。如果教師僅根據教材對內容進行枯燥的講解，無法抓住學生的注意力，學生很容易溜號，影響課堂教學質量。因此可以通過引進研究型教學模式、師生互動來活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學模式”即將教師由知識的傳授者轉變為學習的指導者，將學生由被動的學習轉變為主動的學習。如何使學生成為課堂的主人，在教學實踐中發現培養學生的問題意識是課堂教學的有效手段，教師可以通過創設開放的問題情景，引導學生進入主動探求知識的過程，使學生圍繞某類主體調查搜索、加工、處理應用相關信息，回答或解決現實問題。比如，以射頻技術在物聯網中的應用為開放課題，學生通過查資料，分析整理，更深刻體會了射頻技術在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應用，使學生在學習過程中主動把“自我”融入到課程中，敢于承擔責任，善于解決問題。

四、讓學生走上講臺

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

五、通過實踐教學加深理解理論教學內容

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

因此，教師可以通過設置幾個開放的課程設計內容來讓學生主動研究探索。在本課程的教學中，本人已經有計劃地進行了實踐教學活動，例如，在實踐教學中，曾經給學生布置了“用于GPS的低噪放電路設計”的實踐設計。在該設計過程中，學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構，并有效評估電路性能等。為了課程設計的順利進行，學生須要進行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學習、電路設計、課程論文撰寫等幾個環節的分析設計工作，并最終在實踐中系統深刻地理解掌握課程的理論內容，為以后的工作及深造打下堅實的基礎。

六、鼓勵學生參與科研項目

《CMOS射頻集成電路設計》已經屬于高年級的本科課程，學生已經具備了數字、模擬、數模混合、射頻集成電路設計方面的內容，完全可以參與到老師的項目中去，做到學以致用。同時，也鼓勵學生對課程感興趣的內容進行提煉成一個具體的科研觀點，積極參加各種創新項目的申請。這將對培養學生的創新思想、科研能力有很大的幫助。

以上是本人在幾年的《CMOS射頻集成電路設計》課程的教學實踐中的一些體會。在教學過程中，我逐漸探索和完善教學方法，始終遵循教師是學習的指導者、學生是課堂的主體等幾條原則，取得了較好的效果。

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