基于“CMOS模擬集成電路設計”的微課輔助教學模式設計與實踐

邵海寶 王志亮 張振娟 黃靜 鄧洪海

摘 要：本文從教學實踐出發，借助微課輔助教學，結合學生專業特點，探討微課內容的組織與在線資源設計。實踐表明，該模式適應”CMOS集成電路設計”課程的特點，能有效提高教學效率。

關鍵詞：CMOS模擬集成電路設計；微課堂；教學實踐

“CMOS模擬集成電路設計”作為微電子學科的專業課程，對學生的理論和實踐能力培養有著重要的作用。由于該課程涉及基礎知識較多，要求學生具備良好的先期課程基礎。另外，目前“CMOS模擬集成電路設計”課時比較有限，特別是實驗仿真，在實驗中經常需要針對同樣的問題反復一對一解答。基于上述特點，“CMOS模擬集成電路設計”是一門對“教”和“學”都具有較高要求的課程。微課堂具有微視頻的可重現性以及靈活互動的優點，作為傳統課堂的有效補充，可以加強學生對重點、難點知識的理解，激發學習興趣，提高教學質量和效率。

一、基于“CMOS模擬集成電路設計”的微課教學內容組織

“CMOS模擬集成電路設計”課程涉及的知識較廣，主要以基本MOS管為基礎，構建的單級放大器、差動放大器、電流鏡和運放，并分析其頻率特性。在分析器件特性和各類放大器性能的過程中，一方面會涉及前期課程如模擬電路和信號等知識，學生往往會因為遺忘知識點感到困難。另一方面由于課程偏工程應用，有一些理論難以理解透徹。因此，在制作微課內容之前，應當對教學目標和教學內容做全面的分析梳理，保證微課內容有效覆蓋相關知識點。

1.微課資源分析

微課資源主要包含以下幾個方面內容：一是教材當中的重難點內容，應盡可能將知識點細化，做成索引方便學生查找。二是與教學內容相關的先期基礎知識，如前所述，該課程要求學生具有相應的先期基礎，補充相關的關鍵知識點有助于學生理解。第三是知識點的延伸，課程中有涉及一些復雜的分析過程，詳細的推導過程可以激發學生深入學習。第四是前沿內容，以科普性的內容讓學生了解學科發展前沿，激發學生興趣。

2.在線教學資源

根據“CMOS模擬集成電路設計”課程的教學內容和微課資源設計，可以將其分為三種形式的在線資源。一是微視頻，微視頻主要采取錄像或者PPT；仿真實踐可以采取錄屏配音的形式展現。二是微動畫，微動畫可以與微視頻結合，也可以單獨用來描述某一個知識點，通過動畫的播放調整引導學生思路。第三種是圖文結合的知識點描述，這部分內容主要是相對容易理解的基本概念，可以結合詳細的索引方便學生查找。

3.在線評價與反饋

在線評價可以從多層次進行評價，首先是知識點的掌握，針對某一具體的知識點，可設計相應的習題，這部分內容以簡單的基礎題為主，主要是加深和鞏固學生的理解。其次可以安排一到兩次階段測試，促進學生及時對照檢查和復習。作業和測試結果可以作為課程總體評價的一個重要組成部分。另外，教師還可以設計討論題，供學生在線討論。

二、基于“CMOS模擬集成電路設計”的微課教學研究與實踐

“CMOS模擬集成電路設計”涉及的原理、參數和分析計算，都有一定的理解難度。采用微課輔助教學可以讓學生在課前了解相關的基礎知識。微課的目的不是替代課堂教學，而是作為課堂教學的有效輔助和補充。課后，針對課堂講解的重點難點，學生可以結合微課內容進一步消化吸收。在微課輔助的教學開始階段，教師應當在課堂中提問微課內容，培養學生結合微課學習的習慣。在線習題可以讓學生檢查自己在線學習的效果，可以適當增加在線作業和在線考核在課程考核中所占的比重，調動學習積極性。

微課輔助教學的另一個重要優勢是便捷的反饋體系，一方面在線平臺可以滿足學生之間和師生之間的互動交流，這就很大程度上活躍了師生互動環節。另一方面，對教師本身而言，根據課堂交流和課后在線討論，以及學生學習任務完成的情況，可以進行教學反思。

三、結論

筆者在“CMOS模擬集成電路設計”課程中，基于“微課”思路，通過分解教學內容，對“微課”教學資源的組織進行了仔細分析，進一步設計在線教學內容和評價反饋體系。“微課”輔助教學實踐表明，大部分學生可以適應該教學模式。“微課”輔助教學豐富了教學內容，注重互動環節，有效提高了學生的積極性和主動性，促進學生對理論和工程知識的掌握。

參考文獻：

[1]拉扎維.模擬CMOS集成電路設計[M].西安：西安交通大學出版社，2002.

[2]艾倫.CMOS模擬集成電路設計（第2版）[M].北京：電子工業出版社，2007.

[3]吳國祥，沈曉燕，章國安.“模擬電子技術”課程的教學改革與探討[J].中國電力教育，2013（31）.

[4]石桂芳.“微課”探“微”——“可汗模式”的再思考[J].中國教育裝備，2014（14）：59-61.

注：本文系南通大學教學改革課題（課題編號：2016B34）；江蘇省高校品牌專業建設工程資助項目（項目編號：PPZYZ2015B135）。