以激發(fā)興趣為導(dǎo)向的新生研討課教學(xué)探索

1、 以激發(fā)興趣為導(dǎo)向的新生研討課教學(xué)探索謝小東,李平（電子科技大學(xué)示范性微電子學(xué)院 四川成都 610054）照片尺寸為20mm*30mm；最好不用紅色背景摘要：新生研討課 “集成電路導(dǎo)論”教學(xué)團(tuán)隊以激發(fā)、呵護(hù)學(xué)生專業(yè)興趣為教學(xué)導(dǎo)向，進(jìn)行了一系列教學(xué)探索及實踐。在研討主題設(shè)計上注重“接地氣”，引導(dǎo)學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展研究；在教學(xué)方式上，根據(jù)課程內(nèi)容采用討論、辯論、參觀、觀影等多種形式進(jìn)行組合搭配；在研討教學(xué)中，既強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位，又注重發(fā)揮教師的積極引導(dǎo)作用；在考核方式上，大膽引入學(xué)生自評和互評等環(huán)節(jié)。實踐結(jié)果表明，教學(xué)探索取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：新生研討課；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)方式中圖

2、分類號：G426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 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 引言新生研討課（Freshman seminar）是專為大一新生開設(shè)的小班主題研討課程，學(xué)生以小組方式就某一專題開展研究1。新生研討課是研究型大學(xué)很重要的一種教學(xué)模式。在國外，哈佛大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等世界知名大學(xué)開設(shè)此類課程已有20多年歷史2。在國內(nèi)，北京大學(xué)、南京大學(xué)等一流高校也陸續(xù)開設(shè)這種新型課程3-5。電子科技大學(xué)從2013年秋季開始跟進(jìn)，迄今已建設(shè)并開出60余門新生研討課?！凹呻娐穼?dǎo)論”作為示范性微電子學(xué)院首批建設(shè)的新生研討課程，2015年春節(jié)季正式開設(shè)，至今已開設(shè)了4學(xué)年。開設(shè)對象是微電子相關(guān)專業(yè)的大一新生，共計16學(xué)時。課程教學(xué)研究團(tuán)隊由電子科技大學(xué)下屬的集成電

7、路設(shè)計中心的5位教師組成，包括2名教授、3名副教授。課程組對新生研討課的理解是，新生研討課不能將知識傳授作為首要任務(wù)，而是要培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的興趣，幫助學(xué)生在興趣中完成學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)軌，即由中學(xué)階段被動式、應(yīng)試型學(xué)習(xí)方式向主動式、探究型學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。為此，課程組通過廣泛調(diào)研、探討，并結(jié)合課程內(nèi)容在教學(xué)上進(jìn)行了一系列探索及實踐。1 研討主題設(shè)計“集成電路導(dǎo)論”課程如果從專業(yè)角度來進(jìn)行教學(xué)，課程內(nèi)容包括：電路集成原理、集成電路設(shè)計、集成電路加工工藝、集成電路封裝技術(shù)等。這些知識如以課堂講授的面目出現(xiàn)，難免會出現(xiàn)“填鴨”式的局面。大一新生由于缺乏相關(guān)前導(dǎo)課程知識，很容易在名詞和公式的海洋中迷失方向。新生

8、研討課一旦使學(xué)生喪失了主動學(xué)習(xí)的興趣，倒了學(xué)生們的胃口，教學(xué)就告失敗，甚至?xí)箤W(xué)生的學(xué)習(xí)自信心受到打擊，貽害到以后開設(shè)的相關(guān)專業(yè)課程。而研討式教學(xué)模式通過師生之間充分的交流與探討,創(chuàng)建了一種積極的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境, 能夠啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究和探索的興趣, 有助于學(xué)生探究式學(xué)習(xí)習(xí)慣的形成6。采用研討式教學(xué)要面臨的首要問題是研討主題的設(shè)計。研討的主題如何照顧到“零基礎(chǔ)”新生們的“胃口”，同時又能緊密圍繞集成電路的技術(shù)核心？這是課程組最先思索討論的問題。研討主題必須要“接地氣”，要跟學(xué)生已有知識或者生產(chǎn)生活常識相結(jié)合成為課程組的共識。經(jīng)過反復(fù)推敲凝練，課程組設(shè)計了以下研討主題：1）電路集成原理部分。在首

9、次課堂上展示各種分立器件，比如電阻、電容、電感、三極管、二極管等，讓學(xué)生辨認(rèn)。而后展示將這些分立元件集成到一起的集成電路圖。研討主題為：“將分立器件扎堆放置（電路集成的含義）有什么優(yōu)勢？”。引導(dǎo)學(xué)生將該研討主題與生活中的農(nóng)村和城市建筑格局對比進(jìn)行結(jié)合。農(nóng)村的建筑物樓層較少，比較分散，房屋之間的間距很大，人們交流溝通需要走較遠(yuǎn)的路程。如果將一個村莊裝在一棟摩天大樓中，大樓里有商業(yè)區(qū)域、辦公區(qū)域、休閑區(qū)域、住宅區(qū)域，完全具有以前村莊的功能，各樓層間有高速電梯可達(dá)，這就變成了城市的建筑格局，這也契合了“集成”的概念。學(xué)生很容易通過探討得出農(nóng)村建筑占用的土地面積更大，人們在路上行走花費(fèi)的時間更多。再通

10、過類比分析，將建筑比作電子元器件，人比作電子。學(xué)生不難得出電路集成的優(yōu)勢：面積小、速度快、功耗低。2）集成電路設(shè)計部分。布置學(xué)生課下探索用電源、電阻及繼電器這些中學(xué)階段學(xué)生熟悉的電子元件設(shè)計基本邏輯門-非門、與非門、或非門。課上，通過與繼電器類比，簡單給出NMOS（N型金屬氧化物半導(dǎo)體）的原理，讓學(xué)生用NMOS替代繼電器設(shè)計基本邏輯門。研討“NMOS邏輯設(shè)計存在何種弊端？”。再給出PMOS（P型金屬氧化物半導(dǎo)體）原理，引導(dǎo)學(xué)生用PMOS替代電阻，進(jìn)行CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）設(shè)計，然后研討“CMOS邏輯設(shè)計的好處？”。有了第一次主題的研討經(jīng)驗，學(xué)生會從電路面積、速度、功耗等角度進(jìn)行分析。

11、3）集成電路加工工藝部分。預(yù)先布置作業(yè)，讓學(xué)生查閱CMOS集成電路工藝的主要流程及技術(shù)。研討“集成電路的工藝技術(shù)如何用于人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中？”。集成電路的加工工藝技術(shù)雖說比較尖端，但其基本原理卻是在生產(chǎn)生活中較為常見的。比如光刻顯影工藝與生活中的照相技術(shù)是想通的；CMP（化學(xué)機(jī)械研磨）工藝與生產(chǎn)中常見的拋光技術(shù)是類似的。該研討主題通過與日常生產(chǎn)生活的技術(shù)進(jìn)行類比，一方面加深了學(xué)生對集成電路工藝技術(shù)的理解；另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。比如有同學(xué)在研討中提出，集成電路的濺射工藝可以用于高檔蛋糕精細(xì)裱花，光刻工藝可以用于制作新生兒胎發(fā)雕刻紀(jì)念品，教師及時肯定這些古靈精怪的想法，并鼓勵他們進(jìn)行技

12、術(shù)實現(xiàn)論證。其中，受該研討主題思路啟發(fā)的項目“凡米智能芯”獲得第三屆四川省大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎7。4）集成電路封裝技術(shù)部分。讓學(xué)生課前查閱主要的集成電路封裝形式及其特點(diǎn)。課上研討“集成電路為什么需要穿不同種類的衣服？”。衣服是生活必需品，學(xué)生很容易理解衣服的功能：保護(hù)、裝飾，預(yù)留身體與外界交流的接口。集成電路封裝有塑料、陶瓷、金屬等不同材質(zhì)，可以與衣服材質(zhì)類比；集成電路封裝形式有雙列直插、表面貼裝、球形點(diǎn)陣等，可以與服裝款式相類比。通過與生活中的衣服進(jìn)行類比分析，學(xué)生很容易理解集成電路的封裝技術(shù)及其特點(diǎn)。教學(xué)實踐證明，雖然新生們第一次接觸集成電路相關(guān)知識，但由于研討主題與生產(chǎn)生

13、活常識以及學(xué)生已有知識進(jìn)行了結(jié)合，使學(xué)生們突破了專業(yè)技術(shù)知識高高在上的心理壁壘，研討教學(xué)得以在課堂上順利開展。學(xué)生們也在熱烈的研討中認(rèn)識了集成電路，并期待對這一專業(yè)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。2 教學(xué)方式設(shè)計新生研討課賦予教師極大的主動權(quán)，教師可以采用多種教學(xué)方式配合課程內(nèi)容的開展?！凹呻娐穼?dǎo)論”課程采用了研討、演講、報告、辯論、參觀、觀影等多種教學(xué)形式進(jìn)行組合搭配，這也在一定程度上提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了教學(xué)效果。除了研討式教學(xué)常見的討論、主題演講以及研究報告等教學(xué)形式之外，我們還安排了兩次辯論。一次是在集成電路設(shè)計部分，安排了辯題為“當(dāng)前我國應(yīng)鼓勵逆向設(shè)計（正方）/當(dāng)前我國不應(yīng)鼓勵逆向設(shè)計（反方）

14、”的辯論；第二次是在集成電路加工工藝部分，安排了辯題為“解決我國工藝技術(shù)落后問題應(yīng)主要依靠技術(shù)引進(jìn)（正方）/解決我國工藝技術(shù)落后問題不應(yīng)主要依靠技術(shù)引進(jìn)（反方）”的辯論。辯論在引導(dǎo)學(xué)生主動思考、調(diào)研，調(diào)動學(xué)生的研討積極性和活躍課堂氣氛上能起到獨(dú)特效果。除此外，辯論還在其他方面起到了積極的作用：一是可以激發(fā)學(xué)生深入研究的興趣；二是可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識；三是可以對“新四會”（即聽、說、讀、寫）能力進(jìn)行有機(jī)的綜合培養(yǎng)；四是對學(xué)生快速反應(yīng)，思辨能力也能進(jìn)行很好的培訓(xùn)。此外，結(jié)合我校優(yōu)勢資源，課程組還結(jié)合教學(xué)內(nèi)容安排了兩次參觀見習(xí)活動。一是參觀學(xué)校的電子科技博物館，重點(diǎn)是電子元器件展廳。學(xué)生可以見識

15、到各種電子元器件并目睹集成電路從硅單晶棒到成品的全流程，還能看到各種珍貴的光刻掩膜版實物，這極大的激發(fā)了學(xué)生對集成電路專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。該活動在學(xué)生中產(chǎn)生了較大反響，2018年5月，被中國大學(xué)生網(wǎng)及搜狐網(wǎng)以“博物館奇妙課”予以報道8-9；二是參觀電子薄膜與集成器件國家重點(diǎn)實驗室的微細(xì)加工平臺，學(xué)生們平生第一次穿上“兔子服”，在超凈間里親眼見識氧化、光刻、化學(xué)氣相沉積等工藝，見證了集成電路由邏輯符號到實物芯片的神奇歷程。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，這是2016年有學(xué)生在參觀完微細(xì)加工平臺后在留言簿上的感嘆。參觀體驗除了調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣之外，也增強(qiáng)了新生對學(xué)校的了解，提升了他們對學(xué)校的認(rèn)

16、同感?！凹呻娐饭に嚒闭鹿?jié)部分很適合通過“觀影”的方式來開展，課程組引入了Intel公司制作的集成電路工藝視頻?！坝^影”以直觀的方式讓學(xué)生感知微細(xì)加工的奇妙世界，讓紙面上一個個“死氣成成”的工藝剖面圖以立體影像的直觀方式生動活潑的展現(xiàn)在學(xué)生面前，起到了其他教學(xué)方式不可替代的作用。多種教學(xué)方式的有機(jī)搭配除了活躍教學(xué)氣氛之外，也讓學(xué)生對課程產(chǎn)生了熱愛。課程出勤率長期保持在90%以上。這也在無形中提升了學(xué)生們對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。3 教師在研討教學(xué)中的定位研討教學(xué)模式下, 教學(xué)活動以學(xué)生討論為主, 教學(xué)主客體發(fā)生了轉(zhuǎn)換, 學(xué)生成為了主體和教學(xué)中心, 由被動接受知識變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)10。這是研討教學(xué)模式的特點(diǎn)

17、和優(yōu)勢。但也很容易出現(xiàn)由于教師引導(dǎo)不足，研討課變成學(xué)生自由演講, 自由討論的“放羊式”學(xué)習(xí)課11。因此，絕對不能忽略教師在研討課程中的主持引導(dǎo)作用?；谶@種認(rèn)識，課程組界定了教師在研討教學(xué)中的位置。即教師是研討課堂上的主持人、氛圍秩序的維護(hù)者、話題方向的引導(dǎo)者，而不是傳統(tǒng)意義上的主講者。教師要合理把握討論節(jié)奏和討論內(nèi)容，要制造自由、平等、寬松的討論氛圍。教師必須具備開放的胸襟，能耐心傾聽學(xué)生的發(fā)言，要允許并鼓勵學(xué)生質(zhì)疑；不能輕易否決學(xué)生的觀點(diǎn)，以免挫敗學(xué)生研討的興致，更不能直接把自己的觀點(diǎn)抬出來鎮(zhèn)住學(xué)生。教師要及時抓住學(xué)生發(fā)言中出現(xiàn)的閃光點(diǎn)，加以肯定，激發(fā)學(xué)生更大的主動研討的熱情。必要的時候，

18、教師必須給發(fā)言“卡殼”的學(xué)生救場，讓探討流暢的進(jìn)行下去。同時，教師必須實時介入過分渙散的話題，將探討引入正題?？傊n程組對教師在研討教學(xué)中的定位，既肯定了學(xué)生的主體地位，注重發(fā)揮學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)能動性,也強(qiáng)調(diào)了教師的積極主持引導(dǎo)作用。熱烈而又有序的研討氛圍，既能訓(xùn)練學(xué)生對別人觀點(diǎn)的批判式思維，也讓學(xué)生在捍衛(wèi)自己觀點(diǎn)中認(rèn)識到自身知識的不足，從而引發(fā)他們深入學(xué)習(xí)集成電路專業(yè)的興趣。4 考核方式探索公平、陽光的評價方式也能護(hù)航學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對學(xué)生評價的科學(xué)性和公正性是課程組考核方式研究的焦點(diǎn)。課程組做了如下一些探索：一是“集成電路導(dǎo)論”課程不進(jìn)行期末考試，由學(xué)生綜合各個研討主題，撰寫課程報告替代，

19、學(xué)生不用死記硬背各種名詞公式。二是提高平時成績的比重，平時成績占到總成績的50%，引導(dǎo)學(xué)生注重研究學(xué)習(xí)的過程。三是引入“自評”和“互評”?！白栽u”即學(xué)生的自我評價，學(xué)生有權(quán)為自己在研討、辯論、報告等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)作出評價。而“互評”指學(xué)生們輪流擔(dān)“學(xué)生評委”作出的評價。平時成績由 “自評”30%+“互評”30%+“師評”40%三部分組成，評價具有一定的廣泛性。四是信息公開，不管是平時成績還是課程報告成績，教師都予以QQ群中及時公布，允許學(xué)生申辯。該套評價方式得到了學(xué)生們的良好反饋。之前課程組有老師擔(dān)心的各種混亂現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)，學(xué)生們表現(xiàn)出很強(qiáng)的客觀性和公正性?？己朔绞降霓D(zhuǎn)變將學(xué)生們從考試卷面分?jǐn)?shù)的

20、緊箍咒中解放出來，讓他們放心進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，注重學(xué)習(xí)的過程。研討時的積極態(tài)度、新穎的觀點(diǎn)、流暢的表達(dá)，辯論時的機(jī)智應(yīng)對、良好風(fēng)度、默契配合，報告中的資料全面、論據(jù)有力、邏輯清晰等都會作為“績點(diǎn)”在“師評”成績中得到體現(xiàn)。學(xué)生充分感受到“有努力，就有肯定”，就會對課程保持濃厚興趣。5 教學(xué)效果在2017年學(xué)校組織的匿名教學(xué)效果評估調(diào)查中， 94.12%的學(xué)生認(rèn)為“集成電路導(dǎo)論”課程教法新穎、講解生動、深入淺出； 91.18的學(xué)生認(rèn)為課程對他們創(chuàng)新意識、科學(xué)思想與思維、表達(dá)能力的形成有幫助，97.06%的學(xué)生認(rèn)為老師的教學(xué)使學(xué)生有明顯學(xué)習(xí)獲得感。學(xué)生們也對該課程的教學(xué)給予了高度評價。課程2014年-2018年的學(xué)生評教成績及在全校60余門新生研討課中的排名依次為：第6，第4，第1，第2。專家同仁們也對該課程的教學(xué)給予了鼓勵。課程組在2017年受邀參加電子科技大學(xué)第一屆本科教學(xué)改革創(chuàng)新論壇并作了“新生研討課教學(xué)模式探索”主題發(fā)言。課程組主講教師獲得2018年校級榮譽(yù)“教學(xué)改革創(chuàng)新示范獎”。6 結(jié)語通過研討式教學(xué)，學(xué)生們慢慢具有了批判式思維?！袄蠋?，我覺得你講的不對”，每當(dāng)課堂上有學(xué)生提