VLSI設(shè)計技術(shù)課程中外合作教學(xué)模式的探索

張玉金　方易圓　金婕　袁天夫　韓華　王桂蓮

摘 要 超大規(guī)模集成電路設(shè)計技術(shù)課程是一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程，本文以上海工程技術(shù)大學(xué)與美國勞倫斯理工大學(xué)合作辦學(xué)為例，就該課程中外合作教學(xué)模式進(jìn)行了探索性研究，成果對國際化工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞 VLSI 課程 教學(xué)改革 中外合作教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.058

Exploration on the Teaching Pattern of Sino-Foreign Cooperation of

VLSI Design Technology Course

ZHANG Yujin， FANG Yiyuan， JIN Jie， YUAN Tianfu， HAN Hua， WANG Guilian

（School of Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620）

Abstract Very large scale integration design technology course is a highly professional course. This paper takes the cooperation in running schools of Shanghai University of Engineering Science and Lawrence？Technological University as an example and conducts an exploratory study on the teaching pattern of Sino-foreign cooperation of VLSI design technology course. The study results has a certain reference value for the international engineering applied talents training.

Keywords VLSI course； teaching reform； teaching of Sino-foreign cooperation

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國際化工程應(yīng)用型人才的需求呈持續(xù)增長。為了適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，踐行上海工程技術(shù)大學(xué)建設(shè)現(xiàn)代化特色大學(xué)的辦學(xué)理念，同時結(jié)合美國勞倫斯理工大學(xué)的辦學(xué)特色，2007年兩校合作開辦了電子信息工程（中美合作）專業(yè)，旨在培養(yǎng)知識、素質(zhì)和能力等方面協(xié)調(diào)發(fā)展的國際化工程應(yīng)用型人才。中美合作辦學(xué)結(jié)合了中國傳統(tǒng)的教育思想和西方先進(jìn)的教育理念，立足學(xué)科國際前沿，加強(qiáng)學(xué)科相互滲透交叉，注重工程訓(xùn)練和工程應(yīng)用。

超大規(guī)模集成電路（Very Large Scale Integration， VLSI）設(shè)計技術(shù)是我校電子信息工程（中美合作）專業(yè)一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程，該課程的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生具有較扎實的VLSI設(shè)計專業(yè)理論知識，且具有基本的VLSI工程設(shè)計能力，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計或從事該領(lǐng)域的設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)。本文結(jié)合我校中外合作辦學(xué)的實際情況，對VLSI設(shè)計技術(shù)課程中外合作教學(xué)模式進(jìn)行了初步的探索。

1 課程設(shè)置和教學(xué)現(xiàn)狀

近年來，為培養(yǎng)更多的集成電路設(shè)計領(lǐng)域工程應(yīng)用型人才，國內(nèi)外很多高校開設(shè)了VLSI設(shè)計技術(shù)課程。由于我校電子信息工程專業(yè)采用中美合作教學(xué)模式，為了更好地與國際接軌，該課程采用全英文教學(xué)模式，選取了Neil H. E. Weste和David Money Harris編著的著名教材：CMOS VLSI Design：A Circuits and Systems Perspective，由美國勞倫斯理工大學(xué)選派優(yōu)秀教師擔(dān)任主講教師，同時我校選拔優(yōu)秀青年教師擔(dān)任課程助教。該課程不僅具有較強(qiáng)的理論性，而且工程實踐性也較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容緊緊圍繞如何分析和設(shè)計CMOS電路而展開，涉及到的主要內(nèi)容有：VLSI設(shè)計的基本概念、CMOS集成電路的工藝和器件、CMOS集成電路設(shè)計方法和EDA工具使用方法等。在教學(xué)方法上，堅持理論聯(lián)系實際，同時注重學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力的培養(yǎng)，幫助學(xué)生構(gòu)建一個系統(tǒng)的VLSI設(shè)計思路，提高他們的分析問題和解決問題的能力。根據(jù)培養(yǎng)方案要求，課程的總學(xué)時為48學(xué)時，共3個學(xué)分，該課程已作為校級教學(xué)建設(shè)項目立項，可望貫通教學(xué)與科研，形成完善的理論教學(xué)、實踐教學(xué)和科研創(chuàng)新三位一體的教學(xué)體系，全面提升學(xué)生綜合運用所學(xué)知識進(jìn)行復(fù)雜集成電路分析和設(shè)計的能力。

2 課程教學(xué)方法和實踐教學(xué)的探索

2.1 全英文教學(xué)和青年教師助教模式

在實際教學(xué)中，為實現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo)，通常需要在一定的教學(xué)理論引導(dǎo)下設(shè)計出適合預(yù)定目標(biāo)的課堂教學(xué)模式。教學(xué)模式的選擇會在一定程度上受到教師的教學(xué)能力和學(xué)生的接受能力的影響，同時也受到教學(xué)內(nèi)容的制約，因此，選擇合適的教學(xué)模式能夠起到事半功倍的作用。一般來說，中外合作教學(xué)的目標(biāo)主要涵蓋三個方面：專業(yè)理論知識、動手能力和語言目標(biāo)。由于采用英語教學(xué)，課程教學(xué)能夠較好地體現(xiàn)西方發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)的教育理念和思維模式。與傳統(tǒng)的中文授課不同，英語教學(xué)對學(xué)生的語言要求明顯提高，特別是英語聽力和口語交際能力。為了讓學(xué)生較好地吸收西方教育的精華，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量，我校中外合作課程采取了助教配合外國主講教師的教學(xué)制度，選派英語功底扎實的青年教師擔(dān)任助教，協(xié)助外教做好教學(xué)工作，在課后為學(xué)生提供輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)等，確保教學(xué)工作順利進(jìn)行。endprint

2.2 課程教學(xué)方法

鑒于中外合作辦學(xué)特色和電子信息工程學(xué)科特點，VLSI設(shè)計課程采用了多元化的教學(xué)方式，即設(shè)計案例教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、赴美交流學(xué)習(xí)項目、學(xué)科前沿專題講座。這些教學(xué)方式的有機(jī)結(jié)合可以不斷拓寬學(xué)生的國際視野，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2.1 設(shè)計案例和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

VLSI設(shè)計技術(shù)是一門具有較強(qiáng)的理論性和實踐性的專業(yè)課程，為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，課程采用了設(shè)計案例教學(xué)方法，同時組織學(xué)生參與各類電子設(shè)計競賽，加強(qiáng)對專業(yè)理論知識的理解，提高實踐創(chuàng)新能力。與此同時，我們也建立了該課程的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，一些常見的教學(xué)資源（例如多媒體課件，教學(xué)視頻和課程作業(yè)等）實現(xiàn)全部上網(wǎng)，教師可以通過網(wǎng)站與學(xué)生進(jìn)行有效的交流與互動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有助于學(xué)生理解和消化課堂知識。

2.2.2 赴美交流學(xué)習(xí)項目

海外學(xué)習(xí)項目是我校推進(jìn)國際化工程應(yīng)用人才培養(yǎng)改革的重要舉措，學(xué)校每年會從電子信息工程（中美合作）專業(yè)學(xué)生中選拔一批品學(xué)兼優(yōu)的本科生赴美國勞倫斯理工大學(xué)進(jìn)行短期的專業(yè)理論學(xué)習(xí)和交流。這種課程項目學(xué)習(xí)模式主要以專業(yè)課程研修為主，不斷拓寬學(xué)生的國際視野和提高他們的跨文化交流能力，充分體現(xiàn)了兩校的聯(lián)合辦學(xué)特色。與此同時，我校根據(jù)實際情況還設(shè)立了國際交流專項資金資助，給予參加交流的學(xué)生一定的經(jīng)濟(jì)資助，確保他們能夠全身心地投入到學(xué)習(xí)中。

2.2.3 學(xué)科前沿專題講座

隨著電子信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，集成電路設(shè)計新理論和新技術(shù)也層出不窮，課堂教學(xué)內(nèi)容往往突出基礎(chǔ)理論知識，學(xué)生對于學(xué)科前沿知識往往還有所欠缺，難以跟上時代發(fā)展的步伐。為了讓學(xué)生了解最新的學(xué)科研究動態(tài)，掌握學(xué)科領(lǐng)域前沿知識，我校定期聘請相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外專家來校開設(shè)學(xué)科前沿知識專題講座，此類講座是現(xiàn)代專業(yè)課程教學(xué)體系不可或缺的一部分，是專業(yè)課程的有效補(bǔ)充和有效延伸，可以從一定程度上提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力，為推進(jìn)國際化工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.3 實踐教學(xué)的探索

上海工程技術(shù)大學(xué)作為國家教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”首批試點高校之一，以現(xiàn)代化工程應(yīng)用型特色大學(xué)為辦學(xué)定位，特別注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。針對VLSI設(shè)計技術(shù)課程，我校工程實訓(xùn)中心建有大規(guī)模集成電路設(shè)計與制作實驗室，為教師和學(xué)生提供良好的實驗環(huán)境。為方便師生進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)和研究，中心配備了專門的教輔人員，并定期選派相關(guān)技術(shù)人員到知名集成電路廠商進(jìn)行學(xué)習(xí)與交流。由于該課程具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和實踐性，而大學(xué)生集成電路設(shè)計競賽和大學(xué)生創(chuàng)新項目便是對學(xué)生應(yīng)用性和實踐性最好的檢驗，也是VLSI設(shè)計知識的綜合性應(yīng)用，通過參加該領(lǐng)域的競賽和創(chuàng)新項目，能夠有效地提高學(xué)生的工程實踐能力。

3 結(jié)束語

VLSI設(shè)計技術(shù)課程教學(xué)面臨著基礎(chǔ)理論知識和日益發(fā)展的新技術(shù)的變革，如何在現(xiàn)有教學(xué)體系的基礎(chǔ)上對課程教學(xué)進(jìn)行改革，以適應(yīng)教育現(xiàn)狀和教學(xué)需求。本文以上海工程技術(shù)大學(xué)與美國勞倫斯理工大學(xué)合作辦學(xué)為例，結(jié)合VLSI設(shè)計技術(shù)課程建設(shè)，針對中外合作教學(xué)模式進(jìn)行了初步的探索，成果對于國家化工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有一定的參考價值。

基金項目：上海市教委重點課程建設(shè)項目（S201502002）和上海工程技術(shù)大學(xué)課程建設(shè)項目（201502005）

參考文獻(xiàn)

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