改革视点

　　编者按：为充分发挥精品课程的标杆示范作用，促进研究生课程质量进一步提升，研究生院自2018启动了研究生精品课程建设工作，以公共基础课和各一级学科（类别）专业课为重点，充分结合国务院学位委员会学科评议组和全国专业学位研究生教育指导委员会编写的《研究生核心课程指南》，整体规划、分步实施，至2020年，经学院推荐、学校专家评审、研教指委审议通过，学校已立项了三批共146门“精品课程”。新闻中心特开设【研究生精品课程】栏目，分享这些“精品课程”基于“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的教育理念，从课程目标与定位、课程内容、教学和考核方式、课程特色和成效等方面总结梳理其经验心得，与师生读者共享。本期介绍电子科学与工程学院罗萍教授在《模拟集成电路分析与设计》课程上的教学改革探索经验。

　　“明知山有虎、偏向虎山行”。对教授《模拟集成电路分析与设计》课程的电子科学与工程学院罗萍教授来说，这是她作为传道授业解惑者的一种态度、更是一种信念。

　　长期以来，《模拟集成电路分析与设计》课程学习的难度是本专业学生需要攀登的一座高峰，甚至有人闻“模”生畏，学生普遍反映难度大、不好学。针对面临的学习难度大的问题，如何在教学过程中有意识地进行研究生创新思维与创新能力的培养，引导学生养成自主学习、研精覃思的习惯，树立不畏艰难、敢于挑战的决心，形成独立思考、富于创新的素质，一直是罗萍教授深思琢磨、不断探索的事儿，凭借坚定的信念，长期的实践，创新的教学方式，还真让她找到了“北”，摸索出一条行之有效的路。

课前：学习观与方法论为课堂赋能

　　相较于本科生宽口径、厚基础的通识教育培养，研究生培养更要求了解专业知识体系、明确各门课程间的横纵关系，具有“一览众小山”的高度与气魄。在罗萍看来，课前就为学生树立正确的学习观与方法论是教好一门课的前提。

　　在研究生一接触到课程之初，罗萍首先会为同学们梳理微电子和集成电路专业的核心专业课程体系，进而介绍《模拟集成电路分析与设计》这一门课的知识结构和学习内容，同时，她还会结合该课程的开设历史和教改历程，通过分析对比国内外电子科学与技术或EE排名靠前的高等院校相应课程开设情况，向同学们说明课程的重要性与学习难度，在大家困惑于如何学好这门的同时，又巧妙地把基于专业知识体系与课程体系的学习方法介绍给同学们。

　　“建立了课程知识体系，就容易把前后知识关联起来学习，使学习更有系统性和高效性。”上这门课的同学们普遍有这样的感觉。

图1 课程知识体系思维导图

　　如同下围棋中布好局的第一颗棋子，罗萍将学习观与方法论的棋子一摆，千变万化的模拟集成电路也变得“温柔”了，“就算我们现阶段课程采用的WIlly M.C. Sansen的《Analog Design Essentials》教材里没有任何电路的理论公式推导过程，对学习微电子和集成电路专业的研究生们而言，因为课程一开始就交代清楚了课程的特点与基本学习方法，容易调动起同学们不畏艰难、勇于挑战的决心，走好课程主动学习、高效学习的第一步。”

　　罗萍除了在课程理论知识的传授上积极探索新的教学方式，更在如何调动学生主动学习、积极思考、不畏艰难、勇于挑战上下足功夫，将思政教育潜移默化地贯穿于课堂内外。

　　“模拟芯片创业大有可为”、“华为提出6G方案，将发射10000颗卫星实现天地互联，成本99亿美元”、“大动作！中国投二千亿推进国产化芯片，日媒：十年内或席卷市场”、“台积电三星新一轮争夺战开打”、“任正非咖啡对话第三期完整版：华为运气好，瞎猫猫碰上了死耗子！”、“利润同比增10倍！中国芯片巨头打出漂亮仗”……利用课间时间，罗萍常常见缝插针分享一条条鲜活接地气的业界新闻，用丰富的资讯弥补课程知识点多、学时有限的缺憾，让同学们深入了解国内外集成电路领域技术发展动态、行业发展形势，感受到与国外集成电路设计上的差距。

图2 罗萍老师课间分享一周IC新闻

　　“尽管《模拟集成电路分析与设计》课程内容多、学习难度大，然而使命所然，我们必须勇敢面对。”罗萍用这种潜移默化的引导，唤起同学们的抱负和勇气，进而激发起担当未来时代重任负的责任感与使命感。

课中：案例分析与互动教学为课堂造血

　　《模拟集成电路分析与设计》课程是一门理论性和工程性都很强的课程。2002年，为微电子与集成电路专业研究生开设课程最初，选用了被称为模拟IC领域圣经的《Analysis and Design of Analog Integrated Circuits》作为教材，但由于教材版权等原因，课程现在采用由比利时知名模拟IC设计大师Willy M.C. Sansen编著的《Analog Design Essentials》为教材，该书将一些经典电路结构和实际工程设计案例引入到教材，是一本知识面广、难度大的高阶模拟集成电路设计领域教材。

　　前者侧重理论，而后者偏重案例分析，鉴于此，《模拟集成电路分析与设计》课程在教学设计中充分发挥两本教材各自的优势，将其特色融为一体。

　　一方面，沿袭《Analysis and Design of Analog Integrated Circuits》的知识体系，保持模拟集成电路基本理论体系架构，并补充Behzad Razavi的《Design of Analog CMOS Integrated Circuits》和Phillip E. Allen的《CMOS Analog Circuit Design》的内容，使模拟集成电路基础理论体系更加完善，教学内容由浅入深；另一方面，充分利用《Analog Design Essentials》中JSSC、ISSCC等领域顶级刊物和会议的先进电路案例，提升我校微电子/集成电路专业学生的专业技能和竞争能力。

图3 案例分析中罗萍老师补充的仿真结果

　　“安排课程教学内容时，我们按照以理论体系为基础，以案例分析为重点；以理论体系为线索，以案例分析为亮点；以基础理论为讲解主体，以案例分析为互动主题的思路组织课程教学工作。”正是这样，罗萍用基础理论串联案例分析，打好基础理论与案例分析两张牌，实现了理论与案例的有机融合、相得益彰。

课余：打造自主学习与互动研讨的教学模式

　　有限的学时、十几章节的内容、200余篇引用文献，教材里还没有任何电路公式推导……如何化解这些教学中的矛盾，罗萍的做法是，自主学习与互动研讨紧密结合。

　　除了自己进行电路的数学推导和仿真分析之外，罗萍鼓励同学们自己完成疑难电路的分析，提升分析能力。

图4 师生在课间讨论交流相关问题

　　补充科研工作成果以及近几年行业涌现出的新思想、新技术，紧跟行业发展的步伐和趋势是研究生创新思维教学的重要环节。《模拟集成电路分析与设计》课程通过布置学生撰写行业技术发展趋势或新近文献阅读心得的作业，并选取优秀文献阅读心的学生在课堂上通过PPT分享他们的收获，使全班学生都可以拓展视野、共享信息、收获更多新而精的知识。

　　分享阅读心得PPT的同学在制作PPT的时候会更深入理解文献的思想和精髓，提升自己对模拟IC的理解；有的同学在理解文献内容时还会通过仿真对文献中的电路进行验证，不仅可深入领悟文献中电路的优点，而且还发现其不足之处，并给出修改建议，这对学生来说无疑是一个再创新的过程，课堂上通过表扬、鼓励这类学生，可激励更多的学生带着分析、理解、掌握、出新的心态学习课堂知识。　

　　《模拟集成电路分析与设计》课程通过布置课程设计作业，让每一位学生有机会参与模拟IC电路设计，从而真正得到能力上的锻炼。

　　具体来讲，就是在课程进行到约1/3的时候安排助教进行一次模拟IC电路仿真软件使用的培训，让不会模拟IC仿真软件的同学快速掌握Cadence软件的基本使用方法，一方面为后续的课程学习中注入新方法新技能；另一方面，为该课程最后的课程设计奠定基础。在课程进行约1/2的时候，布置本课程的课程设计作业——让学生分组（3-5人）设计一个模拟IC。由于课堂讲解模拟IC仿真软件如何使用的时间有限，学生为了完成课程设计尚需进一步学习Hspice或Spectre等软件的使用技巧，另一方面还需充分利用掌握课堂中所学的基本电路结构、电路设计方法以及JSSC、ISSCC等文献中的电路思想，方能完成电路分析、参数设计、功能/性能仿真。

图5 同学们在课堂上分享近年模拟IC文献阅读心得

　　“该课程设计对学生来说是一个具有一定挑战性的作业。通过这个作业的完成，可以完成从本科生被动接受知识到研究生主动学习、研精覃思、积极创新的蜕变过程。”学生魏亚瑞表示。

　　“通过课程设计，我认为从本科时候知道模拟IC中器件的大小信号模型和基本放大电路，到研究生阶段知道Vdsat、λ、GWB等参数与器件结构和工艺误差的关系以及他们对电路性能的影响，开始学会通过仿真工具来理解电路工作原理，到开始懂得什么是低压低功耗、高速和高精度，到主动阅读一些JSSC或者博士论文，然后到懂得原理性电路与实际电路设计之间的差别……”，学生周航深有感触地说。

　　认真细致的讲解、循序渐进的引导、形式多样的互动研讨令学习兴趣盎然；模拟IC理论分析、创新思考、集成电路仿真设计令学子提升学习能力，学生们通过课程学习，了解了行业发展动态、领域学术前沿趋势、祖国IC发展与自己肩上的责任，为其尽快融入到后续的科研工作提供了分析问题、研究设计的思路与方法。同时，也激发了学生的科研兴趣，提升了同学们投身IC事业的信心、决心和勇气，坚定了同学们科研报国的理念和责任。

　　一路走来，罗萍收获了历年学生的好评、历年的校督导组评教的优秀，并先后获得“研究生教学优秀主讲教师”、“研究生教学优秀奖”、“电子科技大学唐立新奖教金”、成电研究生教学优秀奖等荣誉。

　　教学过程中，“教”是载体，“学”才是主体。罗萍认为，一定要思考“教”与“学”如何达到谐振频率，产生最大振幅、得到最大输出。“作为老师，一定要站在学生的角度，换位思考看待各个知识点，考虑怎么从不懂到懂、不会到会，从而设计出更合理的课程教学方法，打造《模拟集成电路分析与设计》‘金课’，我还一直在路上。”