加拿大多元教学方法在高职集成电路设计课程中的运用

张 红 余 建

(常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 江苏常州 213164)

0 引言

集成电路设计是高职微电子技术专业的一门核心课程，是一门与生产实际密切相关的实践性很强的课程，是培养我国急需的集成电路设计人才的入门课程。本课程要求学生具备必要的数字电路和模拟电路的知识。集成电路设计课程以集成电路设计工艺和制造的全过程、集成电路设计工具以及集成电路的基本单元设计为主要教学内容。一方面覆盖集成电路设计的基础知识，另一方面又涉及众多技术领域，需要设计者具备电路系统知识、电路基础知识、EDA 工具知识和工艺知识，具有广阔的工程背景。通过对常州信息职业技术学院及其他兄弟院校微电子技术专业学生的调查，发现该专业学生在学习这门课程时，往往感觉处于被动状态，师生之间缺乏感情沟通和知识信息上的交流，所接受的知识过于广泛、枯燥，上课毫无乐趣。要想改变这种局面，可以引进加拿大多元教学方法，以学生为主体，最大程度地调动学生的积极性和主动性。

1 加拿大多元教学方法的分析

加拿大大学是体现多国文化合作的重要场所，教师与学生不仅体现自身的素质，也代表了他们的国家文化。课堂教学与学习不仅是学习相应的教学内容，也相当于了解不同国家的历史、政治、经济与文化［1］。加拿大有极其丰富的教学方法以适应不同的文化及教学内容。在此，引进十九种教学方法并展开具体分析。

1)专门小组(Panel)。要求学生3～5 人一组进行小组会议，然后每个学生针对所学内容在会上演讲。

2)引导式教学(Guided teaching)。教师指导学生如何教学。教师先提问题，然后学生讨论，最后将讨论好的问题引到下一个大组。

3)演示/重演示(Demonstration/ return demonstration)。教师先进行演示，然后学生进行反馈性演示。

4)实验(Trail and error)。不停实验直至得到正确结果。

5)重复练习(Repeated practice)。重复性练习直到掌握。

6)一分钟测试(Minute paper)。让学生在一分钟内用2～3 句话总结这堂课的知识点是什么。

7)模糊点(Muddiest point)。让学生写下最不了解、最不明白的知识点。

8)应用卡片(Application card)。让学生在卡片上写下今天学到的知识可以应用在哪里，然后反馈给教师。

9)理解/未理解(In the light/ in the dark)。是“一分钟测试”和“模糊点”的结合。让学生写下哪些知识点明白了、哪些知识点不明白。教师在下次上课时讲解不明白的知识点。

10)空大纲或表格(Empty outline or matrix)。给学生题目，提供空大纲或表格，让学生写知识点。这样可以了解到学生对每个知识点的理解程度和掌握程度。

11)测试游戏(Quiz games)。分组比赛，哪组准确回答问题多就得分多，得分最多组获得奖励。

12)学生提问(Calling on the next speaker)。学生回答完问题后，让学生提问，请其他同学回答，可以是相同的问题，也可以是不同的问题。

13)走画廊(Gallery walk)。拿纸贴在教室四周墙上，每张纸写上不同问题，学生走一圈，在纸上写下会解答的问题答案。

14)垫子(Placemat)。在一张纸上划分区域，学生在自己的区域写自己的答案，中间一块写小组共识。最后，各小组找一个发言人来分享小组共识。

15)墙角(Corners)。教室每个墙角挂一张纸，每组占一个角，讨论命题并写答案，各组分享结果。

16)拼图(Jigsaw)。分组，各组学生自行选一个内容，最后凑齐所有内容。然后组成新组，新组员互相告诉他人他之前那组的知识。

17)小组讨论(Small group discussions)。分组讨论一个共同的任务，然后汇报。

18)分组项目(Group project)。分组，每组有不同的任务，然后汇合并展示整体项目成果。

19)辩论(Debate)。其中一小组发表见解时，其他小组若有不同意见，马上进行发表，以便取得最后的认识或共同的意见。

2 多元教学方法在高职集成电路设计课程中的运用

任何一种教学方法都只能有效地解决特定的问题，万能的教学方法是不切实际的。因此在具体课程教学方法的选择上，应坚持多元化原则［2］。根据集成电路设计课程三大方法的内容需求，选取不同的教学方法进行教学。

1)基础知识部分教学方法选取。对于《集成电路设计》课程中的基础知识部分，如历史、集成电路概念、摩尔定律之类的知识点，先采用“走画廊”形式，这样可以先检查学生是否做过预习。一轮下来，教师点评各个答案，然后讲授学生回答正确的知识点。最后做一个“一分钟测试”和“模糊点”，当堂解答学生“模糊点”列出来的问题。对于下次类似内容的课程，可以采用“学生提问”方法，一上课教师可以先提问题，等学生回答完问题后，让学生互相提问，可以是相同的问题，也可以是不同的问题。然后采用“空大纲或表格”，给学生发空的大纲或表格以及这节课的题目，让学生写知识点，教师点评同学列的知识点。此后教师展示本节课的知识点，对各知识点进行讲授。然后采用“墙角”方法，教室的每个墙角挂一张纸，每组占一个角，讨论针对这节课给出的问题，写上答案，然后各组分享结果。

2)小规模集成电路部分教学方法选取。对于小规模电路如互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器电路及版图的设计的教学，先采用“引导式教学”和“拼图教学”相结合的方式。教师给出电路各项参数，让学生分组讨论怎样完成各项指标的设计。如若个别同学有额外问题，可交由全班同学继续讨论。然后交由同学“实验”，直至设计出最终的电路。若同学不能给出正确的设计，则采用“演示/反馈”，教师先进行电路设计的演示，然后学生给出反馈设计，要求反馈设计是不同尺寸即不同的参数。比如教师展示的是上升时间和下降时间相等的互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器的电路和版图，则要求学生反馈设计的是在测试电路中使用的互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器的电路及版图。这个反馈设计可以是“小组讨论”的结果。教师点评各个组的反馈设计，然后要求学生制作“应用卡片”，让学生分组在卡片上写上我们今天学到的知识可以应用在哪里，然后反馈给教师。接着采用“测试游戏”，列出正确应用的地方最多的组给予一些奖励。奖品最好是今天所学电路应用的一个小的礼品，强化知识应用。最后布置作业，进行“重复练习”，以便每个学生都掌握这节课的知识点。

3)大规模集成电路部分教学方法选取。对于综合性的电路，如时钟稳定电路的电路及版图设计的教学(由于项目大，教学时间长，因此以下方法不是一次课完成)，先采用“分组项目”，把一个整的项目分成若干子项目展开，把学生分成若干个项目组，要求每组各选取一个子项目。组员之间采用“垫子”方法，在各自区域写下自己提出的设计设想，中间写上小组共识，每个项目组选举一个组长汇报小组共识，然后采用“辩论”，若其他项目组有不同意见，马上提出，进行辩论最后取得共同的意见。之后，教师点评各项目组设计设想，若有错误的，要给出正确的构架;若学生提出的设想并非我们想要的构架，但又有可行性的话则鼓励学生执行他们的计划。然后采用“实验”，要求各项目组按照正确的构架或具有可行性的构架来设计电路，不断修改参数设置，直至得到正确的仿真结果。期间教师巡查指导帮助学生得到正确的仿真结果。等各个项目组或绝大多数项目组得到正确结果后(对于没有得到正确结果的个别项目组，由于时间限制，由教师给出)，采用“拼图”，重新进行分组，要求组员来自之前各个不同的项目组。新组员之间互相告诉他人他之前那组采用的设计方法及最终设计结果，确保每个成员对所有子项目都理解。然后，再一次采用“实验”，要求各组整合各个子项目，把所有子项目连接起来，不断进行测试直至得到正确的整体电路。接着采用“专门小组”，要求各项目组组长演示演讲其项目组设计的整体电路(若有项目组采用相同方法，则不做演示)，教师进行点评。最后采用“理解/未理解”，让学生写下哪些知识点明白了、哪些知识点不明白。学生的作业就是让学生尽量给出其他同学列举的不明白的地方的答案。另外还要求每个学生必须自己独自设计电路，以便每个学生真正理解并会设计此类电路。

3 结束语

加拿大的多元教学方法让学生在项目设计、项目汇报、分组讨论和学习过程中，可以提出任何想法，除了按要求完成自己的任务，还必须共同讨论、合作交流，才能完成本组的任务。课堂既有分工，又有合作，十分重视学生的团队协作精神［3］。强调学生的主题地位，非常重视学生的课下学习和课堂讨论，极大程度地培养了学生的独立学习能力和创新能力。此教学方法还强调给学生布置任务，使学生带着任务学习，引发学生积极思考;鼓励学生做课题汇报，培养学生研究问题和解决问题的能力，可以有效地激发学生的创造思维能力，充分发挥学生的主观能动性，营造活跃的课堂气氛。但同时也存在着一些问题，由于主要是以学生为主体，每个项目组的学生是有差异的，所以完成任务的时间有长短，甚至个别项目组不能在规定的时间内完成，这就要求任课教师在课堂教学中要准确控制时间并控制进程。

［1］孙立群.加拿大著名学府的教学和科研与我国高等教育国际化［J］.黑龙江高教研究，2007(7):40-43.

［2］王稳波，欧亚湘.多元教学法在《Flash 网络广告设计课程中的应用》［J］.科技信息，2012(5):391-392.

［3］李迎新.加拿大大学英语教学技巧和方法对我国的启示［J］.创新与创业教育，2011(6):110-112.