以激发兴趣为导向的新生研讨课教学探索

1、 以激发兴趣为导向的新生研讨课教学探索谢小东,李平（电子科技大学示范性微电子学院 四川成都 610054）照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景摘要：新生研讨课 “集成电路导论”教学团队以激发、呵护学生专业兴趣为教学导向，进行了一系列教学探索及实践。在研讨主题设计上注重“接地气”，引导学生在已有知识基础上进行拓展研究；在教学方式上，根据课程内容采用讨论、辩论、参观、观影等多种形式进行组合搭配；在研讨教学中，既强调学生的主体学习地位，又注重发挥教师的积极引导作用；在考核方式上，大胆引入学生自评和互评等环节。实践结果表明，教学探索取得了良好的效果。关键词：新生研讨课；教学设计；教学方式中图

2、分类号：G426 文献标识码：A 文章编号： Teaching Exploration of Freshman Seminar Guided by Stimulating InterestXIE Xiao-dong, LI Ping（Pilot School of Microelectronics, University of Electronic Science& Technology of China, Chengdu 610054, China) Abstract：Freshman seminar can cultivate students interest in the major,

3、 and help freshmen to change their learning style. It is an important teaching mode in research universities in recent years. The teaching group of Introduction to Integrated Circuits has carried out a series of teaching design and exploration with the aim of stimulating and protecting students inte

4、rest in the major. In the design of the theme of the discussion, great attention is paid to linking theory with practice; in the teaching method, various forms such as discussion, debate, visit and movie viewing is adopted according to conditions; In the teaching position, it affirms both the domina

5、nt position of students and the positive role of teachers. in the examination method, students self-evaluation and inter-evaluation is drawn into the total assessment. The practice shows that the teaching exploration has achieved good results.Keywords: freshman seminar; teaching design; teaching met

6、hods0 引言新生研讨课（Freshman seminar）是专为大一新生开设的小班主题研讨课程，学生以小组方式就某一专题开展研究1。新生研讨课是研究型大学很重要的一种教学模式。在国外，哈佛大学、加州大学伯克利分校等世界知名大学开设此类课程已有20多年历史2。在国内，北京大学、南京大学等一流高校也陆续开设这种新型课程3-5。电子科技大学从2013年秋季开始跟进，迄今已建设并开出60余门新生研讨课。“集成电路导论”作为示范性微电子学院首批建设的新生研讨课程，2015年春节季正式开设，至今已开设了4学年。开设对象是微电子相关专业的大一新生，共计16学时。课程教学研究团队由电子科技大学下属的集成电

7、路设计中心的5位教师组成，包括2名教授、3名副教授。课程组对新生研讨课的理解是，新生研讨课不能将知识传授作为首要任务，而是要培养学生对专业的兴趣，帮助学生在兴趣中完成学习方式的转轨，即由中学阶段被动式、应试型学习方式向主动式、探究型学习方式转变。为此，课程组通过广泛调研、探讨，并结合课程内容在教学上进行了一系列探索及实践。1 研讨主题设计“集成电路导论”课程如果从专业角度来进行教学，课程内容包括：电路集成原理、集成电路设计、集成电路加工工艺、集成电路封装技术等。这些知识如以课堂讲授的面目出现，难免会出现“填鸭”式的局面。大一新生由于缺乏相关前导课程知识，很容易在名词和公式的海洋中迷失方向。新生

8、研讨课一旦使学生丧失了主动学习的兴趣，倒了学生们的胃口，教学就告失败，甚至会使学生的学习自信心受到打击，贻害到以后开设的相关专业课程。而研讨式教学模式通过师生之间充分的交流与探讨,创建了一种积极的课堂学习环境, 能够启发学生进行科学研究和探索的兴趣, 有助于学生探究式学习习惯的形成6。采用研讨式教学要面临的首要问题是研讨主题的设计。研讨的主题如何照顾到“零基础”新生们的“胃口”，同时又能紧密围绕集成电路的技术核心？这是课程组最先思索讨论的问题。研讨主题必须要“接地气”，要跟学生已有知识或者生产生活常识相结合成为课程组的共识。经过反复推敲凝练，课程组设计了以下研讨主题：1）电路集成原理部分。在首

9、次课堂上展示各种分立器件，比如电阻、电容、电感、三极管、二极管等，让学生辨认。而后展示将这些分立元件集成到一起的集成电路图。研讨主题为：“将分立器件扎堆放置（电路集成的含义）有什么优势？”。引导学生将该研讨主题与生活中的农村和城市建筑格局对比进行结合。农村的建筑物楼层较少，比较分散，房屋之间的间距很大，人们交流沟通需要走较远的路程。如果将一个村庄装在一栋摩天大楼中，大楼里有商业区域、办公区域、休闲区域、住宅区域，完全具有以前村庄的功能，各楼层间有高速电梯可达，这就变成了城市的建筑格局，这也契合了“集成”的概念。学生很容易通过探讨得出农村建筑占用的土地面积更大，人们在路上行走花费的时间更多。再通

10、过类比分析，将建筑比作电子元器件，人比作电子。学生不难得出电路集成的优势：面积小、速度快、功耗低。2）集成电路设计部分。布置学生课下探索用电源、电阻及继电器这些中学阶段学生熟悉的电子元件设计基本逻辑门-非门、与非门、或非门。课上，通过与继电器类比，简单给出NMOS（N型金属氧化物半导体）的原理，让学生用NMOS替代继电器设计基本逻辑门。研讨“NMOS逻辑设计存在何种弊端？”。再给出PMOS（P型金属氧化物半导体）原理，引导学生用PMOS替代电阻，进行CMOS（互补金属氧化物半导体）设计，然后研讨“CMOS逻辑设计的好处？”。有了第一次主题的研讨经验，学生会从电路面积、速度、功耗等角度进行分析。

11、3）集成电路加工工艺部分。预先布置作业，让学生查阅CMOS集成电路工艺的主要流程及技术。研讨“集成电路的工艺技术如何用于人们日常的生产生活中？”。集成电路的加工工艺技术虽说比较尖端，但其基本原理却是在生产生活中较为常见的。比如光刻显影工艺与生活中的照相技术是想通的；CMP（化学机械研磨）工艺与生产中常见的抛光技术是类似的。该研讨主题通过与日常生产生活的技术进行类比，一方面加深了学生对集成电路工艺技术的理解；另一方面也培养了学生的创新思维。比如有同学在研讨中提出，集成电路的溅射工艺可以用于高档蛋糕精细裱花，光刻工艺可以用于制作新生儿胎发雕刻纪念品，教师及时肯定这些古灵精怪的想法，并鼓励他们进行技

12、术实现论证。其中，受该研讨主题思路启发的项目“凡米智能芯”获得第三届四川省大学生“互联网+”创新创业大赛一等奖7。4）集成电路封装技术部分。让学生课前查阅主要的集成电路封装形式及其特点。课上研讨“集成电路为什么需要穿不同种类的衣服？”。衣服是生活必需品，学生很容易理解衣服的功能：保护、装饰，预留身体与外界交流的接口。集成电路封装有塑料、陶瓷、金属等不同材质，可以与衣服材质类比；集成电路封装形式有双列直插、表面贴装、球形点阵等，可以与服装款式相类比。通过与生活中的衣服进行类比分析，学生很容易理解集成电路的封装技术及其特点。教学实践证明，虽然新生们第一次接触集成电路相关知识，但由于研讨主题与生产生

13、活常识以及学生已有知识进行了结合，使学生们突破了专业技术知识高高在上的心理壁垒，研讨教学得以在课堂上顺利开展。学生们也在热烈的研讨中认识了集成电路，并期待对这一专业进行深入学习。2 教学方式设计新生研讨课赋予教师极大的主动权，教师可以采用多种教学方式配合课程内容的开展。“集成电路导论”课程采用了研讨、演讲、报告、辩论、参观、观影等多种教学形式进行组合搭配，这也在一定程度上提升了学生的学习兴趣，加强了教学效果。除了研讨式教学常见的讨论、主题演讲以及研究报告等教学形式之外，我们还安排了两次辩论。一次是在集成电路设计部分，安排了辩题为“当前我国应鼓励逆向设计（正方）/当前我国不应鼓励逆向设计（反方）

14、”的辩论；第二次是在集成电路加工工艺部分，安排了辩题为“解决我国工艺技术落后问题应主要依靠技术引进（正方）/解决我国工艺技术落后问题不应主要依靠技术引进（反方）”的辩论。辩论在引导学生主动思考、调研，调动学生的研讨积极性和活跃课堂气氛上能起到独特效果。除此外，辩论还在其他方面起到了积极的作用：一是可以激发学生深入研究的兴趣；二是可以培养学生团队合作意识；三是可以对“新四会”（即听、说、读、写）能力进行有机的综合培养；四是对学生快速反应，思辨能力也能进行很好的培训。此外，结合我校优势资源，课程组还结合教学内容安排了两次参观见习活动。一是参观学校的电子科技博物馆，重点是电子元器件展厅。学生可以见识

15、到各种电子元器件并目睹集成电路从硅单晶棒到成品的全流程，还能看到各种珍贵的光刻掩膜版实物，这极大的激发了学生对集成电路专业的学习兴趣。该活动在学生中产生了较大反响，2018年5月，被中国大学生网及搜狐网以“博物馆奇妙课”予以报道8-9；二是参观电子薄膜与集成器件国家重点实验室的微细加工平台，学生们平生第一次穿上“兔子服”，在超净间里亲眼见识氧化、光刻、化学气相沉积等工艺，见证了集成电路由逻辑符号到实物芯片的神奇历程。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，这是2016年有学生在参观完微细加工平台后在留言簿上的感叹。参观体验除了调动学生们的学习兴趣之外，也增强了新生对学校的了解，提升了他们对学校的认

16、同感。“集成电路工艺”章节部分很适合通过“观影”的方式来开展，课程组引入了Intel公司制作的集成电路工艺视频。“观影”以直观的方式让学生感知微细加工的奇妙世界，让纸面上一个个“死气成成”的工艺剖面图以立体影像的直观方式生动活泼的展现在学生面前，起到了其他教学方式不可替代的作用。多种教学方式的有机搭配除了活跃教学气氛之外，也让学生对课程产生了热爱。课程出勤率长期保持在90%以上。这也在无形中提升了学生们对专业的学习兴趣。3 教师在研讨教学中的定位研讨教学模式下, 教学活动以学生讨论为主, 教学主客体发生了转换, 学生成为了主体和教学中心, 由被动接受知识变为主动学习10。这是研讨教学模式的特点

17、和优势。但也很容易出现由于教师引导不足，研讨课变成学生自由演讲, 自由讨论的“放羊式”学习课11。因此，绝对不能忽略教师在研讨课程中的主持引导作用。基于这种认识，课程组界定了教师在研讨教学中的位置。即教师是研讨课堂上的主持人、氛围秩序的维护者、话题方向的引导者，而不是传统意义上的主讲者。教师要合理把握讨论节奏和讨论内容，要制造自由、平等、宽松的讨论氛围。教师必须具备开放的胸襟，能耐心倾听学生的发言，要允许并鼓励学生质疑；不能轻易否决学生的观点，以免挫败学生研讨的兴致，更不能直接把自己的观点抬出来镇住学生。教师要及时抓住学生发言中出现的闪光点，加以肯定，激发学生更大的主动研讨的热情。必要的时候，

18、教师必须给发言“卡壳”的学生救场，让探讨流畅的进行下去。同时，教师必须实时介入过分涣散的话题，将探讨引入正题。总之，课程组对教师在研讨教学中的定位，既肯定了学生的主体地位，注重发挥学生的主观学习能动性,也强调了教师的积极主持引导作用。热烈而又有序的研讨氛围，既能训练学生对别人观点的批判式思维，也让学生在捍卫自己观点中认识到自身知识的不足，从而引发他们深入学习集成电路专业的兴趣。4 考核方式探索公平、阳光的评价方式也能护航学生的学习兴趣。对学生评价的科学性和公正性是课程组考核方式研究的焦点。课程组做了如下一些探索：一是“集成电路导论”课程不进行期末考试，由学生综合各个研讨主题，撰写课程报告替代，

19、学生不用死记硬背各种名词公式。二是提高平时成绩的比重，平时成绩占到总成绩的50%，引导学生注重研究学习的过程。三是引入“自评”和“互评”。“自评”即学生的自我评价，学生有权为自己在研讨、辩论、报告等环节的表现作出评价。而“互评”指学生们轮流担“学生评委”作出的评价。平时成绩由 “自评”30%+“互评”30%+“师评”40%三部分组成，评价具有一定的广泛性。四是信息公开，不管是平时成绩还是课程报告成绩，教师都予以QQ群中及时公布，允许学生申辩。该套评价方式得到了学生们的良好反馈。之前课程组有老师担心的各种混乱现象并没有出现，学生们表现出很强的客观性和公正性。考核方式的转变将学生们从考试卷面分数的

20、紧箍咒中解放出来，让他们放心进行自主学习，注重学习的过程。研讨时的积极态度、新颖的观点、流畅的表达，辩论时的机智应对、良好风度、默契配合，报告中的资料全面、论据有力、逻辑清晰等都会作为“绩点”在“师评”成绩中得到体现。学生充分感受到“有努力，就有肯定”，就会对课程保持浓厚兴趣。5 教学效果在2017年学校组织的匿名教学效果评估调查中， 94.12%的学生认为“集成电路导论”课程教法新颖、讲解生动、深入浅出； 91.18的学生认为课程对他们创新意识、科学思想与思维、表达能力的形成有帮助，97.06%的学生认为老师的教学使学生有明显学习获得感。学生们也对该课程的教学给予了高度评价。课程2014年-2018年的学生评教成绩及在全校60余门新生研讨课中的排名依次为：第6，第4，第1，第2。专家同仁们也对该课程的教学给予了鼓励。课程组在2017年受邀参加电子科技大学第一届本科教学改革创新论坛并作了“新生研讨课教学模式探索”主题发言。课程组主讲教师获得2018年校级荣誉“教学改革创新示范奖”。6 结语通过研讨式教学，学生们慢慢具有了批判式思维。“老师，我觉得你讲的不对”，每当课堂上有学生提