導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：集成電路工藝原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系，副教授。（上海?200090）

基金項(xiàng)目：本文系上海自然科學(xué)基金（B10ZR1412400）、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（10110502200）資助的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）29-0046-01

微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大量的高質(zhì)量集成電路人才。優(yōu)秀的集成電路設(shè)計(jì)工程師需要具備一定工藝基礎(chǔ)，集成電路工藝設(shè)計(jì)和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術(shù)，以便獲得性能優(yōu)越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其主要內(nèi)容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理，培養(yǎng)學(xué)生掌握半導(dǎo)體關(guān)鍵工藝方法及其原理，熟悉集成電路芯片制作的工藝流程，并具有一定工藝設(shè)計(jì)及分析、解決工藝問(wèn)題的能力。課程的實(shí)踐性、技術(shù)性很強(qiáng)，需要大量的實(shí)踐課程作為補(bǔ)充。但是超大規(guī)模集成電路的制造設(shè)備價(jià)格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)費(fèi)用很大，國(guó)內(nèi)僅有幾所大學(xué)擁有供科研、教學(xué)用的集成電路工藝線或工藝試驗(yàn)線，很多高校開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程僅為最基本的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)，僅可以實(shí)現(xiàn)氧化、擴(kuò)散、光刻和淀積等單步工藝，而部分學(xué)校僅能開設(shè)工藝原理理論課程。所以，如何在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐、提高教學(xué)質(zhì)量，通過(guò)課程建設(shè)和教學(xué)改革，改善集成電路工藝原理課程的教學(xué)效果是必要的。如何利用多種可能的方法開展工藝實(shí)驗(yàn)的教學(xué)、加強(qiáng)對(duì)本專業(yè)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)際工作能力以及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提高微電子工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是教師所面臨的緊迫問(wèn)題。

一、循序漸進(jìn)，有增有減，科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

1.選擇優(yōu)秀教材

集成電路的復(fù)雜性一直以指數(shù)增長(zhǎng)的速度不斷增加，同時(shí)國(guó)內(nèi)的集成電路工藝技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，故首先考慮選用引進(jìn)的優(yōu)秀國(guó)外教材。本課程首選教材是國(guó)外電子與通信教材系列中美國(guó)James D.Plummer著的《硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)—理論、實(shí)踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內(nèi)容豐富、全面介紹了集成電路制造過(guò)程中的各工藝步驟；同時(shí)技術(shù)先進(jìn)，該書包含了集成電路工藝中一些前沿技術(shù)，如用于亞0.125μm工藝的最新技術(shù)、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外，該書與其他硅集成電路工藝技術(shù)的教科書相比，具有顯著的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一是在書中第一章就介紹了一個(gè)完整的工藝過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，一開始就對(duì)整個(gè)芯片的全部制造過(guò)程進(jìn)行全面的介紹，有且與學(xué)生正確建立有關(guān)后續(xù)章節(jié)中將要討論的各個(gè)不同的特定工藝步驟之間的相互聯(lián)系；其二是貫穿全書的從實(shí)際工藝中提取的“活性”成分及工藝設(shè)計(jì)模擬實(shí)例。這些模擬實(shí)例有助于清楚地顯示如氧化層的生長(zhǎng)過(guò)程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數(shù)隨著時(shí)間推進(jìn)的發(fā)展變化，有助于學(xué)生真正認(rèn)識(shí)和理解各種不同工藝步驟之間極其復(fù)雜的相互作用和影響。同時(shí)通過(guò)對(duì)這些模擬工具的學(xué)習(xí)和使用，有助于理論聯(lián)系實(shí)際，提高實(shí)踐教學(xué)效果。因而本教材是一本全面、先進(jìn)和可讀性強(qiáng)的專業(yè)書籍。

2.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

如前所述，本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力。本課程僅32學(xué)時(shí)，而教材分11章，共602頁(yè)，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對(duì)非關(guān)鍵工藝，如第1章的半導(dǎo)體器件，如PN二極管、雙極型晶體管等知識(shí)已經(jīng)在前續(xù)基礎(chǔ)課程“半導(dǎo)體物理2”和“半導(dǎo)體器件3”中詳細(xì)介紹，所以在課堂上不進(jìn)行講授。另一方面，合理安排教材內(nèi)容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進(jìn)入光刻內(nèi)容，考慮工藝流程的順序進(jìn)行教學(xué)更有利于學(xué)生理解，沒(méi)有按照教條的章節(jié)順序，教學(xué)內(nèi)容改變?yōu)榘凑涨逑础⒀趸?、擴(kuò)散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進(jìn)行。

另一方面，關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展，及時(shí)將目前先進(jìn)、主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中，如在課堂教學(xué)中介紹INTEL公司即將投產(chǎn)的采用了22nm工藝的代號(hào)為“Ivy Bridge”的處理器等。同時(shí)，積極邀請(qǐng)企業(yè)工程師或?qū)＜议_展專題報(bào)告，將課程教學(xué)和行業(yè)工藝技術(shù)緊密結(jié)合，提高學(xué)生的積極性及主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

3.引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，需要隨時(shí)跟蹤集成電路制造工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)，給學(xué)生布置若干集成電路工藝發(fā)展前沿與技術(shù)動(dòng)態(tài)相關(guān)的專題，讓學(xué)生自行查閱、整理資料，每一專題選派同學(xué)在課堂上給大家講解。例如，在第一章講解集成電路工藝發(fā)展歷史時(shí)，要求同學(xué)前往國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃網(wǎng)站，閱讀最新年份的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖，完成如最小特征指標(biāo)、工作電壓等相關(guān)技術(shù)指數(shù)的整理并作圖說(shuō)明發(fā)展趨勢(shì)等。這樣一方面激發(fā)了學(xué)生的求知欲，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)提高專業(yè)知識(shí)的能力。

二、豐富教學(xué)手段，進(jìn)行多樣化、形象化教學(xué)

篇2

一、EDA技術(shù)的定義及構(gòu)成

所謂EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以EDA工具軟件為開發(fā)環(huán)境，以大規(guī)模可編程邏輯器件PLD(ProgrammableLogicDevice)為設(shè)計(jì)載體，以專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、單片電子系統(tǒng)SOC(SystemOnaChip)芯片為目標(biāo)器件，以電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為應(yīng)用方向的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程[J]。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者只需利用硬件描述語(yǔ)言HDL(HardwareDescriptionlanguage)，在EDA工具軟件中完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的描述，EDA工具便會(huì)自動(dòng)完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒?。盡管目標(biāo)系統(tǒng)是硬件，但整個(gè)設(shè)計(jì)和修改過(guò)程如同完成軟件設(shè)計(jì)一樣方便和高效。

現(xiàn)代EDA技術(shù)的基本特征是采用高級(jí)語(yǔ)言描述，具有系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合能力。EDA技術(shù)研究的對(duì)象是電子設(shè)計(jì)的全過(guò)程，有系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理級(jí)各個(gè)層次的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)研究的范疇相當(dāng)廣泛，從ASIC開發(fā)與應(yīng)用角度看，包含以下子模塊：設(shè)計(jì)輸入子模塊、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)子模塊、分析驗(yàn)證子模塊、綜合仿真子模塊和布局布線子模塊等。EDA主要采用并行工程和“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，然后從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方框圖一級(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，并用VHDL等硬件描述語(yǔ)言對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述，在系統(tǒng)一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證，最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級(jí)邏輯電路的網(wǎng)表，其對(duì)應(yīng)的物理實(shí)現(xiàn)級(jí)可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐贰?/p>

二、EDA技術(shù)的發(fā)展

EDA技術(shù)的發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段：電子線路的CAD是EDA發(fā)展的初級(jí)階段，是高級(jí)EDA系統(tǒng)的重要組成部分。它利用計(jì)算機(jī)的圖形編輯、分析和存儲(chǔ)等能力，協(xié)助工程師設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設(shè)計(jì)人員的繁瑣重復(fù)勞動(dòng)，但自動(dòng)化程度低，需要人工干預(yù)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

EDA技術(shù)中級(jí)階段已具備了設(shè)計(jì)自動(dòng)化的功能。其主要特征是具備了自動(dòng)布局布線和電路的計(jì)算機(jī)仿真、分析和驗(yàn)證功能。其作用已不僅僅是輔助設(shè)計(jì)，而且可以代替人進(jìn)行某種思維。

高級(jí)EDA階段，又稱為ESDA(電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化)系統(tǒng)。過(guò)去傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，設(shè)計(jì)者先對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分塊，直接進(jìn)行電路級(jí)的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)高級(jí)階段采用一種新的設(shè)計(jì)概念：自頂而下(TOP-Down)的設(shè)計(jì)程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者的精力主要集中在所設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的準(zhǔn)確定義上，EDA系統(tǒng)去完成電子產(chǎn)品的系統(tǒng)級(jí)至物理級(jí)的設(shè)計(jì)。此階段EDA技術(shù)的主要特征是支持高級(jí)語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述。可進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的仿真和綜合。

三、基于EDA技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1.電子系統(tǒng)電路級(jí)設(shè)計(jì)

首先確定設(shè)計(jì)方案，同時(shí)要選擇能實(shí)現(xiàn)該方案的合適元器件，然后根據(jù)具體的元器件設(shè)計(jì)電路原理圖。接著進(jìn)行第一次仿真，包括數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態(tài)分析。系統(tǒng)在進(jìn)行仿真時(shí)，必須要有元件模型庫(kù)的支持，計(jì)算機(jī)上模擬的輸入輸出波形代替了實(shí)際電路調(diào)試中的信號(hào)源和示波器。這一次仿真主要是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在功能方面的正確性。仿真通過(guò)后，根據(jù)原理圖產(chǎn)生的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行PCB板的自動(dòng)布局布線。在制作PCB板之前還可以進(jìn)行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以將分析后的結(jié)果參數(shù)反標(biāo)回電路圖，進(jìn)行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢驗(yàn)PCB板在實(shí)際工作環(huán)境中的可行性。

可見(jiàn)，電路級(jí)的EDA技術(shù)使電子工程師在實(shí)際的電子系統(tǒng)產(chǎn)生之前，就可以全面了解系統(tǒng)的功能特性和物理特性，從而將開發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷消滅在設(shè)計(jì)階段，不僅縮短了開發(fā)時(shí)間，也降低了開發(fā)成本。

2.系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)是一種“概念驅(qū)動(dòng)式”設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員無(wú)須通過(guò)門級(jí)原理圖描述電路，而是針對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行功能描述。由于擺脫了電路細(xì)節(jié)的束縛，設(shè)計(jì)人員可以把精力集中于創(chuàng)造性概念構(gòu)思與方案上，一旦這些概念構(gòu)思以高層次描述的形式輸入計(jì)算機(jī)后，EDA系統(tǒng)就能以規(guī)則驅(qū)動(dòng)的方式自動(dòng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的步驟如下：

第一步：按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)劃分。

第二步：輸入VHDL代碼，這是系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態(tài)圖等)，這種輸入方式具有直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)。

第三步：將以上的設(shè)計(jì)輸入編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件。對(duì)于大型設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行代碼級(jí)的功能仿真，主要是檢驗(yàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的正確性，因?yàn)閷?duì)于大型設(shè)計(jì)，綜合、適配要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，在綜合前對(duì)源代碼仿真，就可以大大減少設(shè)計(jì)重復(fù)的次數(shù)和時(shí)間，一般情況下，可略去這一仿真步驟。

第四步：利用綜合器對(duì)VHDL源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理，生成門級(jí)描述的網(wǎng)表文件，這是將高層次描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合優(yōu)化是針對(duì)ASIC芯片供應(yīng)商的某一產(chǎn)品系列進(jìn)行的，所以綜合的過(guò)程要在相應(yīng)的廠家綜合庫(kù)支持下才能完成。綜合后，可利用產(chǎn)生的網(wǎng)表文件進(jìn)行適配前的時(shí)序仿真，仿真過(guò)程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。一般設(shè)計(jì)，這一仿真步驟也可略去。

第五步：利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對(duì)某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。:

第六步：將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過(guò)編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片F(xiàn)PGA或CPLD中。如果是大批量產(chǎn)品開發(fā)，通過(guò)更換相應(yīng)的廠家綜合庫(kù)，可以很容易轉(zhuǎn)由ASIC形式實(shí)現(xiàn)。

四、前景展望

21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時(shí)期，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，并著眼于數(shù)字邏輯向模擬電路和數(shù)模混合電路的方向發(fā)展。EDA將會(huì)超越電子設(shè)計(jì)的范疇進(jìn)入其他領(lǐng)域隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC，SystemonChip)方向發(fā)展，借助于硬件描述語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)VHDL和強(qiáng)大的EDA工具，可減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并縮短周期，隨著VHDL語(yǔ)言使用范圍的日益擴(kuò)大，必將給硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)巨大的變革。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚會(huì)生，張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

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關(guān)鍵詞： 硬件木馬； 防御； 迷惑電路； 密鑰

中圖分類號(hào)： TN495?34； TN918 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）20?0001?03

Abstract： Hardware Trojans draw more and more attention of the academia and industrial community because of its huge potential threat in recent years. Trojans may be inserted in all the current main IC design process. Considering the Trojans inserting mechanism， a hardware Trojan prevention method based on secret keys is proposed， which is realized by adding initial sequence （secret keys）， confusing circuit and redundant circuit， and hiding the original circuit with correct function. The result based on a large number of test vectors shows that the optimized prevention circuit can effectively prevent the normal circuit to be attacked by the Trojans in the case of not spending more extra circuit resources.

Keywords： hardware Trojan； prevention； confusing circuit； secret key

0 引 言

在過(guò)去幾十年里，集成電路已經(jīng)滲透到人類社會(huì)活動(dòng)現(xiàn)代科技的各個(gè)領(lǐng)域，包括在金融、軍事、工業(yè)、交通等關(guān)乎國(guó)家命脈的領(lǐng)域，因此確保集成電路的安全性與可靠性變得尤為重要。如何確保集成電路中不含硬件木馬是一個(gè)非常困難的問(wèn)題[1]。隨著電路節(jié)點(diǎn)數(shù)目成指數(shù)增長(zhǎng)，并且ASIC的門電路規(guī)模越來(lái)越大，這使得無(wú)論是窮舉測(cè)試還是形式驗(yàn)證都逐漸失效。傳統(tǒng)的集成電路測(cè)試和驗(yàn)證的主要目標(biāo)是檢測(cè)集成電路的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)期的是否一致。一般情況下，很難檢測(cè)到電路是否增加了額外的功能單元，而且隨著電路的門規(guī)模越來(lái)越大，創(chuàng)建足夠小并且高故障覆蓋率的測(cè)試向量集愈加困難。如果在測(cè)試階段，硬件木馬沒(méi)有被激活，木馬就幾乎不會(huì)被檢測(cè)到。至今還沒(méi)有一種方法可以檢測(cè)出所有的硬件木馬。雖然目前已經(jīng)有了多種多樣的檢測(cè)技術(shù)，但是這些檢測(cè)方法只能檢測(cè)出已知的一種或者一類硬件木馬。硬件木馬設(shè)計(jì)者會(huì)避開已有的木馬檢測(cè)機(jī)制，設(shè)計(jì)出用目前檢測(cè)方法不能檢測(cè)出來(lái)的硬件木馬。因此對(duì)硬件木馬的預(yù)防就很有必要。Potkonjak等人在硬件木馬防御方面做出了有意義的研究[2]――可以使用不可信的EDA工具設(shè)計(jì)出可信的集成電路。他主要是通過(guò)在任意時(shí)刻都充分利用所有的硬件資源，從而使木馬由于缺少硬件資源而無(wú)法植入，片上的硬件資源要全部被用來(lái)實(shí)現(xiàn)集成電路的正確功能。Baumgarten等人提出了通過(guò)使用可重構(gòu)邏輯防御木馬的攻擊[3]。Makris等人在一定程度上解決了關(guān)于集成電路制造過(guò)程中的不可信問(wèn)題[4]，他們提出了一個(gè)系統(tǒng)，IP消費(fèi)者提供硬件規(guī)格和與安全相關(guān)的屬性。IP消費(fèi)者和IP制造商必須都同意把這些屬性轉(zhuǎn)化為用定理證明語(yǔ)言編寫的形式數(shù)學(xué)編碼。

基于Baumgarten等人提出的電路模糊技術(shù)的思想，本文提出了一種基于密鑰的電路預(yù)防技術(shù)，在電路設(shè)計(jì)階段考慮到木馬一般是在受到一些罕見(jiàn)狀態(tài)觸發(fā)后才會(huì)激活起來(lái)，通過(guò)加入迷惑電路模塊[5]，或者增加電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的復(fù)雜度，隱藏電路相關(guān)信息，使入侵者無(wú)法正確分析出正常電路信息，從而進(jìn)行錯(cuò)誤的植入，把木馬植入到迷惑電路，插入的木馬電路無(wú)法正常工作，從而達(dá)到預(yù)防木馬保護(hù)電路的目的。

1 硬件木馬的隱藏插入設(shè)計(jì)原理

硬件木馬的組成包括觸發(fā)模塊和有效載荷兩部分，觸發(fā)模塊通過(guò)巧妙設(shè)置觸發(fā)條件來(lái)激活木馬電路，而有效載荷是木馬觸發(fā)后發(fā)揮攻擊功能的電路模塊[6]。圖1所示為一個(gè)簡(jiǎn)單的組合電路硬件木馬示例，示例中木馬侵入了正常電路的ER節(jié)點(diǎn)，將觸發(fā)模塊的輸出與原始的ER模塊輸入進(jìn)行異或操作，異或結(jié)果ER*取代了原始的ER。一般情況下，ER*的值和ER的值是一樣的，由正常電路F（x1，x2，…，xn）決定，這時(shí)硬件木馬是潛伏的并不會(huì)改變?cè)茧娐返墓δ?。?dāng)節(jié)點(diǎn)[a，b，c，d，e，f]的值為101011時(shí)，木馬的Payload部分起作用，篡改ER值為ER*值，影響了電路的正常功能，對(duì)電路造成了影響。本例子所給的硬件木馬觸發(fā)條件非常簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)[a，b，c，d，e，f]的值只有64種排列組合情況，在常規(guī)的功能驗(yàn)證測(cè)試過(guò)程中，可以比較容易地遍歷到節(jié)點(diǎn)[a，b，c，d，e，f]的101011這個(gè)值，從而發(fā)現(xiàn)木馬。實(shí)際的硬件木馬設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)更加注意木馬的隱藏性，避免在常規(guī)的功能驗(yàn)證過(guò)程中硬件木馬就被發(fā)現(xiàn)。

2 基于密鑰的硬件木馬預(yù)防機(jī)制

2.1 增加迷惑電路和密鑰

考慮到第1節(jié)中提到的硬件木馬的觸發(fā)設(shè)計(jì)機(jī)制，硬件木馬設(shè)計(jì)者喜歡使用一些低翻轉(zhuǎn)概率的信號(hào)作為觸發(fā)條件，因此在所設(shè)計(jì)的正常電路的基礎(chǔ)上，增加了迷惑電路模塊和初始序列模塊來(lái)預(yù)防硬件木馬[7]。如圖2所示。同時(shí)，增加迷惑電路模塊中低概率能到達(dá)的狀態(tài)，而在正常電路模塊里增加了不影響正常功能的測(cè)試過(guò)程中可以到達(dá)的實(shí)際正常功能不會(huì)到達(dá)的冗余狀態(tài)。

如圖2所示，在測(cè)試階段，不用正確的初始序列（K1，K2，K3），則狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)入迷惑電路模塊。攻擊者在分析電路的時(shí)候，由于電路大部分情況都在迷惑電路中運(yùn)轉(zhuǎn)，攻擊者就有很大的可能性將木馬插入到迷惑電路中的罕見(jiàn)狀態(tài)里，如圖2中木馬1所示。由于狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件使然，迷惑電路的每個(gè)狀態(tài)都會(huì)到達(dá)。所以木馬在測(cè)試階段就會(huì)激發(fā)。不過(guò)，由在正常使用過(guò)程中，并不會(huì)進(jìn)入迷惑電路，所以被攻擊者插入到迷惑電路中的硬件木馬并不會(huì)起作用。

2.2 增加正常電路模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)移的復(fù)雜度

考慮到攻擊者在電路分析過(guò)程中仍然會(huì)有一定可能性將硬件木馬插入到圖3中正常電路的狀態(tài)（0～5）中，為此，在正常電路中也額外增加了冗余狀態(tài)（6～9），如圖3所示。而冗余狀態(tài)不影響正常功能，且在測(cè)試過(guò)程中可以到達(dá)但實(shí)際正常功能不會(huì)到達(dá)。

在正常使用時(shí)，通過(guò)正確的初始序列，狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)入正確電路模塊。但是，冗余狀態(tài)在測(cè)試過(guò)程中相比正常電路也是一種罕見(jiàn)到達(dá)的狀態(tài)，所以冗余電路也會(huì)受到攻擊者的“青睞”從而將木馬插入到冗余狀態(tài)中。如圖3中的冗余狀態(tài)（6～9），只有在狀態(tài)1的情況下，有著合適的條件（精心設(shè)計(jì)的條件，測(cè)試的時(shí)候滿足，正常電路運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)永遠(yuǎn)不滿足），才進(jìn)入冗余狀態(tài)6，從而經(jīng)過(guò)其他冗余狀態(tài)（7～9）。如果到達(dá)狀態(tài)1，一直都不出現(xiàn)合適的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，那么即使在狀態(tài)（6～9）中入了木馬2，木馬2也不會(huì)在芯片正常使用的時(shí)候被激活。

加入迷惑電路模塊和初始序列模塊，還有冗余狀態(tài)后，電路能夠從那些不能到達(dá)的狀態(tài)或者一定到達(dá)的狀態(tài)獲得益處。如果根據(jù)下面的步驟，不能到達(dá)的狀態(tài)的獲取趨向最優(yōu)。首先，從所給的電路可以得S個(gè)狀態(tài)元素，則枚舉出2S 種所有可能的狀態(tài)。然后，這些狀態(tài)經(jīng)過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整[8]。調(diào)整后的狀態(tài)就是失效的，這就組成了一系列的不能到達(dá)的狀態(tài)。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 測(cè)試流程

以下是測(cè)試的步驟：

已知輸入：正常電路的網(wǎng)表，全部電路的網(wǎng)表，面積增量閾值，電路的狀態(tài)數(shù)量，初始化序列的長(zhǎng)度；

（1） 假設(shè)額外增加的狀態(tài)元素為N，正常電路的狀態(tài)元素為S，其中S是從電路隨機(jī)選取的；

（2） 通過(guò)調(diào)整狀態(tài)序列，找出正常電路中不能到達(dá)的狀態(tài)；

（3） 對(duì)額外添加的狀態(tài)元素進(jìn)行加密，讓其變得復(fù)雜；

（4） 產(chǎn)生額外電路的隨機(jī)轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖；

（5） 產(chǎn)生長(zhǎng)度為K的初始化序列；

（6） 產(chǎn)生整個(gè)電路的寄存器級(jí)電路，產(chǎn)生正常電路的寄存器級(jí)電路；

（7） 得出面積的增量；

（8） 回到步驟1，將N減1，S減1，直到面積增量小于面積增量閾值，滿足條件。

以上步驟能夠通過(guò)仿真工具自動(dòng)完成。測(cè)試電路和激勵(lì)都可以用狀態(tài)機(jī)代碼自動(dòng)生成器來(lái)實(shí)現(xiàn)[9]。在大量的隨機(jī)測(cè)試矢量激勵(lì)的條件下，利用仿真工具統(tǒng)計(jì)電路中間節(jié)點(diǎn)信號(hào)的翻轉(zhuǎn)概率。

3.2 結(jié)果分析

如圖4所示，設(shè)置N=100，S的值在0～N中變化（S均分到迷惑電路和冗余電路），密鑰為3位初始序列，通過(guò)modelsim代碼覆蓋率[10]的功能，分別得到測(cè)試電路迷惑模塊（迷惑電路+冗余電路）和正常電路模塊的信號(hào)翻轉(zhuǎn)覆蓋率Toggle比值，以評(píng)估預(yù)防電路的效果。迷惑模塊和正常電路的硬件開銷通過(guò)Quartus Ⅱ軟件綜合后的compilation report獲得。圖4中硬件開銷單位LE為L(zhǎng)ogic Element的縮寫。由圖4可看出，在S=60左右時(shí)，迷惑模塊的硬件開銷已經(jīng)堪比正常電路的開銷，并且隨著S的繼續(xù)增大，迷惑模塊的硬件開銷會(huì)繼續(xù)增大，但是實(shí)際上是有硬件開銷增量（面積增量開銷）的限制。而Toggle比值大概在S=47時(shí)達(dá)到1，并且隨著S的繼續(xù)增大，Toggle比值也會(huì)繼續(xù)增大，要想迷惑模塊能夠有效起到迷惑作用，顯然在仿真的時(shí)候宏觀上迷惑電路的活躍度（即Toggle統(tǒng)計(jì)值）不能大于正常電路的活躍度。由圖4可知迷惑功能的最具效率值和硬件開銷增量不是在一個(gè)點(diǎn)達(dá)到最優(yōu)的，在有面積增量開銷的限制條件下，需要在兩者之間權(quán)衡，以取得一個(gè)最優(yōu)的N值。另外從圖4也可看出，在S>47時(shí)，迷惑/正常Toggle比值大于1，此時(shí)迷惑電路吸引木馬的能力下降，但是冗余/正常Toggle比值仍然遠(yuǎn)小于1，冗余電路吸引木馬的能力依然很強(qiáng)。綜上，在面積開銷限制的條件下，迷惑電路和冗余電路迷惑木馬的能力還是可以預(yù)見(jiàn)的。

4 結(jié) 論

如果在龐大的集成電路芯片中，不可信賴的制造廠商已經(jīng)植入具有嚴(yán)重安全威脅的木馬。傳統(tǒng)的邏輯測(cè)試和檢測(cè)應(yīng)用技術(shù)也不能完全檢測(cè)所以木馬，保證芯片的安全。但提出利用少有的迷惑電路設(shè)計(jì)方法卻達(dá)到有效保護(hù)電路避免被木馬侵害的目的。迷惑設(shè)計(jì)使得攻擊者很難去分析電路的功能，導(dǎo)致木馬的植入失效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也充分驗(yàn)證了本方法的可行性和有效性。當(dāng)然，硬件木馬有很多種，本方法做RTL級(jí)硬件木馬預(yù)防的研究有一定局限性，并不能預(yù)防所有的硬件木馬，更全面的硬件木馬預(yù)防技術(shù)仍然需要進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] MIRON A， PAUL B， KUMAR D K， et al. Rccongurable design?for?debug in?frastructure for SoCs [J]. IEEE electron device letters， 2009， 21 （3）： 123?126.

[2] POTKONJAK M. Synthesis of trustable ICS using untrusted cad tools [C]// proceedings of the 47th Design Automation Conference. Austin TX， USA： ACM Press， 2010： 633?634.

[3] BAUMGARTEN A， STE?EN M， CLAUSMAN M， et al. A case study in hardware Trojan design and implementation [J]. International journal of information security， 2011， 10 （1）： 1?14.

[4] LOVE E， JIN Y， MAKRIS Y. Enhancing security via provably trustworthy hardware intellectual property [C]// IEEE International Symposium on Hardware?Oriented Security and Trust. San Diego， CA， USA： IEEE， 2011： 12?17.

[5] CHAKRABORTY R S， BHUNIA S. Security against hardware Trojan through a novel application of design obfuscation [C]// IEEE/ACM International Conference on Computer?aided Design. San Jose， CA， USA： ACM Press， 2009： 113?116.

[6] WOLFF F， PAPACHRISTOU C， BHUNIA S， et al. Towards Trojan?free trusted ICs：problem analysis and detection scheme [C]// Design， Automation and Test in Europe （DATE`2008）. Dresden， Germany： German Press， 2008： 1362?1365.

[7] XAKELLIS M G， NAJM F N. Statistical estimation of the switching activity in digital circuitsy [C]// 31st Design Automation Conference. Austin TX， USA： ACM Press， 1994： 728?733.

[8] BRUNVAND Erik.數(shù)字VLSI 芯片設(shè)計(jì)：使用Cadence和SynopsysCAD工具[M].周潤(rùn)德，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

篇4

當(dāng)今社會(huì)是信息化發(fā)展迅猛的社會(huì)，各種高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，通信系統(tǒng)顯得尤為重要，通信系統(tǒng)與集成電路已經(jīng)密不可分了。如何利用集成電路工藝設(shè)計(jì)出高性能的集成電路是電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)急需解決的問(wèn)題。該文將要簡(jiǎn)要介紹光纖通信光電集成電路工藝設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：

現(xiàn)代；光纖通信；光電集成；路集成電路；設(shè)計(jì)分析

隨著國(guó)家的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，人類的生活已經(jīng)離不開通信方式了，各種各樣的交流活動(dòng)都是需要通訊的傳遞的。不管我們通過(guò)何種方式、何種途徑，只要將我們想要傳遞的信息傳遞到另外一個(gè)地方，就是稱為通信。古代所傳遞信息的方式方法也是多種多樣的。但是它們相對(duì)來(lái)說(shuō)特別落后，時(shí)間也會(huì)非常地久。而現(xiàn)代的通信方式中，電話通信是應(yīng)用最廣泛的一種。

1什么是光纖通信

近幾年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電信管理體制的改革以及電信市場(chǎng)的全面開放，光纖通信的發(fā)展呈現(xiàn)了一番全新的景象。所謂光纖通信就是一種以光線為傳媒的通信方式，利用廣播實(shí)現(xiàn)信息的傳送。光纖通訊就是以光導(dǎo)纖維作為信號(hào)傳輸介質(zhì)的通訊系統(tǒng)。具有抗干擾性好，超高帶寬等特點(diǎn)。如今社會(huì)我們使用的光纖通信有許多的優(yōu)點(diǎn)，例如，它可以傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長(zhǎng)；線徑細(xì)、重量輕，原料為石英，節(jié)省金屬材料，這樣一來(lái)，節(jié)約了許多資源和能源，有利于資源合理地開發(fā)和使用；絕緣、抗電磁干擾性能強(qiáng)；還具有抗腐蝕能力強(qiáng)、抗輻射能力強(qiáng)、可繞性好、無(wú)電火花、泄露小、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它也可以用在特殊環(huán)境或者軍事行動(dòng)中。光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度變化而變化，并通過(guò)光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。隨著信息技術(shù)傳輸速度日益更新，光纖技術(shù)已得到廣泛的重視和應(yīng)用。在多微機(jī)電梯系統(tǒng)中，光纖的應(yīng)用充分滿足了大量的數(shù)據(jù)通信正確、可靠、高速傳輸和處理的要求。光纖技術(shù)在電梯上的應(yīng)用，大大提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度，使電梯系統(tǒng)的并聯(lián)群控性能有了明顯提高。電梯上所使用的光纖通信裝置主要由光源、光電接收器和光纖組成。

2集成電路的實(shí)現(xiàn)

集成工藝技術(shù)也就是在最近的一二十年取得了飛速的發(fā)展。隨著元器件尺寸大小的不斷減小，集成電路的集成速度也在不斷地提高。發(fā)展迅速的集成電路工藝技術(shù)為通信系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)下，利用光電集成電路實(shí)現(xiàn)的光的發(fā)射和接收裝置已經(jīng)被各個(gè)實(shí)驗(yàn)室所廣泛使用。光電集成電路在單片上集成的光和電元件越來(lái)越多了，這就是光電集成電路速度越來(lái)越快的原因。

3光纖通信現(xiàn)狀

光纖通信技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了光纖產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。想要實(shí)現(xiàn)光發(fā)射與光電集成電路是非常容易的，但是想要實(shí)現(xiàn)高速系統(tǒng)的混合集成是非常困難的。由于毫米波信號(hào)是狹窄的，所以可以使用混合集成工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米波系統(tǒng)，我們可以這樣來(lái)設(shè)計(jì)集成電路及其組成部分，使其波段上的輸入和輸出阻抗保持在大約50歐姆左右，即使用50歐姆的傳輸線來(lái)連接元器件和集成電路。此外，例如激光驅(qū)動(dòng)、時(shí)鐘恢復(fù)、數(shù)據(jù)判決、復(fù)接、光接收放大等各種類型的模擬、數(shù)字、混合集成電路依然可以輕松實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)殡娐芬部梢栽O(shè)計(jì)成輸入輸出是50歐姆的阻抗。想要利用混合方法實(shí)現(xiàn)高速光發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的真正困難所在是激光二極管和光檢測(cè)器的阻抗不是50歐姆。尤其是激光二極管，他的非線性無(wú)法進(jìn)行混合集成的。沒(méi)有合適的匹配網(wǎng)絡(luò)將基帶數(shù)據(jù)信號(hào)從激光二極管連接到驅(qū)動(dòng)器或者從光檢測(cè)器連接到前置放大器上，就會(huì)大大地降低了系統(tǒng)的操作性能。這樣相比利用光發(fā)送和光接收的集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)是十分簡(jiǎn)便的。利用光集成電路實(shí)現(xiàn)光發(fā)射和接收不僅可靠性高而且成本低。但是用光電集成電路也是具有一定的挑戰(zhàn)性的，制作光元件和電子電路所需要的材料是存在一定的差別的?，F(xiàn)在制造高速光發(fā)射和接受光電集成電路在光傳輸系統(tǒng)中是十分必要的。這個(gè)設(shè)計(jì)工藝的難點(diǎn)在于要形成材料，即適合制造光電器件和電子電路所需要的制作材料，此外還要設(shè)計(jì)出光電集成電路?，F(xiàn)實(shí)很殘酷，大家仍需努力。

4光電集成電路

光發(fā)射機(jī)光電集成電路一般是由同一底上的激光二極管和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的。集成電路其中包括了電子元器件結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)、激光、激光二極管、電阻器、晶體管等電子元件的制造，其中光電元件和金屬化連接是比較困難的。在外延生長(zhǎng)的襯底上，大概需要三個(gè)工序來(lái)集成光電集成電路，分別為制作激光二極管、制作電子電路、進(jìn)行光電元件之間的連接。首先要制作激光二極管，激光二極管的P型區(qū)域歐姆接觸層通過(guò)蒸發(fā)形成金屬狀態(tài)，隨后利用光刻法來(lái)生成激光二極管的大概區(qū)間，然后進(jìn)行濕法刻蝕形成接觸激光二極管的N區(qū)區(qū)間，最后在活性離子刻蝕體系中完成刻蝕過(guò)程，直到遇到AGAAS層后停止刻蝕過(guò)程。AGAAS層能隔離電子電路機(jī)構(gòu)和激光結(jié)構(gòu)，形成一種薄膜電阻，從而形成第一金屬層和空氣橋兩個(gè)連接層。我們通常采用空氣橋連接激光二極管的P區(qū)，采用第一金屬層連接激光二極管的N區(qū)，這樣就能很好地實(shí)現(xiàn)激光二極管和電子電路層的連接。這就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)量子激光器的光電集成電路了。制作光電集成電路的芯片也是存在一定的難度的，目前端面反射激光鏡的干腐蝕技術(shù)尚未成熟，只能用解離的方法來(lái)完成，所以說(shuō)集成激光驅(qū)動(dòng)器電路還有很大的空間有待開發(fā)。光電集成電路分別是由光檢測(cè)器、前置放大器以及主放大器構(gòu)成的，這其中包括數(shù)據(jù)判決器、時(shí)鐘恢復(fù)和分接電路。光檢測(cè)器的集成是光電集成電路中最重要的一個(gè)部分，而金屬-半導(dǎo)體-金屬光檢測(cè)器（MSM）因?yàn)橹恍枰俨襟E的追加工藝，和如名字一般較為實(shí)惠且廣泛的材料在雪崩類型光電檢測(cè)器和p-i-n被廣泛運(yùn)用的同時(shí)也被單片集成光接收機(jī)廣泛的使用著。在設(shè)計(jì)中第一級(jí)為基本放大單元，是共源放大電路且?guī)в性簇?fù)載，電阻的反饋由電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電平位移級(jí)使用的是兩級(jí)源級(jí)跟隨器，它被接入到后面，與此同時(shí)，又需要引進(jìn)一個(gè)肖特基二極管，這樣就起到了一個(gè)降低反饋點(diǎn)的直流電平所特需的水平的作用，達(dá)到了這樣一個(gè)效果后，在偏低壓的條件下，電路同樣可以正常工作。

5主要工藝流程

第一步，我們要準(zhǔn)備好充足的材料，對(duì)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和參數(shù)方面的設(shè)計(jì)計(jì)算，并確定材料的外延生長(zhǎng)，來(lái)確定集成方式及集成所需要的元器件。第二步，對(duì)PD臺(tái)面進(jìn)行腐蝕，首先腐蝕掉INP層露出HEMT的帽層，把MSM保留在芯片上，即通過(guò)把PD臺(tái)面以外的PD層材料腐蝕掉來(lái)露出HEMT層。第三步就是進(jìn)行器件的隔離工作，仍然使用臺(tái)面腐蝕的辦法將HEMT和PD元器件之間隔離起來(lái)，想要實(shí)現(xiàn)比較好的隔離效果就一定要準(zhǔn)確的腐蝕到半絕緣襯底上。最后就是保護(hù)芯片的工作了，在芯片表面沉淀一層介質(zhì)，這樣不僅保護(hù)了芯片表面還成為了源漏的輔助剝離介質(zhì)。

6結(jié)束語(yǔ)

光纖通信技術(shù)作為通信產(chǎn)業(yè)中的支柱，是我們現(xiàn)如今社會(huì)中使用最多的通信方式。即使在現(xiàn)在的社會(huì)當(dāng)中，光纖通信技術(shù)得到了十分穩(wěn)定有效的發(fā)展，但是現(xiàn)在科技發(fā)展如此之快，越來(lái)越多的新技術(shù)涌現(xiàn)出來(lái)，我國(guó)的通信技術(shù)水平也得到了明顯的改善與提高，光纖通信的使用范圍和價(jià)值也在悄悄地?cái)U(kuò)張。但是光纖通信技術(shù)為了迎合網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，必須有更高層次的發(fā)展，才能占據(jù)市場(chǎng)的主流地位。我相信隨著光通信技術(shù)更加深入地發(fā)展，光纖通信一定會(huì)對(duì)整個(gè)通信行業(yè)甚至社會(huì)的進(jìn)步起到舉足輕重的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]付雪濤.集成電路工藝化學(xué)品標(biāo)準(zhǔn)體系探討[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2013(Z1).

[2]白晉軍,李鴻強(qiáng).淺談多媒體技術(shù)在集成電路工藝教學(xué)過(guò)程中的利與弊[J].教育教學(xué)論壇,2013(42).

[3]湯乃云.“集成電路工藝原理”課程建設(shè)與教學(xué)改革探討[J].中國(guó)電力教育,2012(29).

[4]李琦,趙秋明,段吉海.工程教育背景下“集成電路工藝”的教學(xué)探索[J].中國(guó)電子教育,2011(01).

篇5

 

近年來(lái)，我國(guó)高等職業(yè)技術(shù)教育發(fā)展迅猛，規(guī)模迅速擴(kuò)大。另一方面，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)對(duì)技能型勞動(dòng)人才的需求大幅增加，對(duì)技能型勞動(dòng)人才的綜合能力亦提出了更高的要求。雖然對(duì)高等教育大眾化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了突出的問(wèn)題。課程體系是一個(gè)專業(yè)所設(shè)置的課程相互間的分工與配合，課程體系是否合理直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。高等學(xué)校課程體系主要反映在基礎(chǔ)課與專業(yè)課、理論課與實(shí)踐課、必修課與選修課之間的比例關(guān)系上。課程改革是高職教學(xué)改革的核心和難點(diǎn)。由于高職開設(shè)微電子技術(shù)專業(yè)的時(shí)間較短、學(xué)校較少，形成半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的區(qū)域還比較少，因此對(duì)微電子技術(shù)專業(yè)的人才定位、課程體系等都還不很完善，從而給本專業(yè)的人才培養(yǎng)帶來(lái)不確定因素，不利于專業(yè)的發(fā)展，也難以滿足微電子技術(shù)行業(yè)企業(yè)對(duì)人才的需求。本文即針對(duì)以上問(wèn)題展開一些有益的探討與實(shí)踐。

 

一、構(gòu)建課程體系的總體思路

 

構(gòu)建微電子技術(shù)專業(yè)課程體系的總體思路是以微電子行業(yè)職業(yè)崗位需求為依據(jù)，以素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以技術(shù)應(yīng)用能力為核心，構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系。實(shí)施學(xué)院“四環(huán)相扣”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，將“能力標(biāo)準(zhǔn)、模塊課程、工學(xué)交替、職場(chǎng)鑒定”的四個(gè)環(huán)節(jié)完整統(tǒng)一，環(huán)環(huán)相扣，充分體現(xiàn)了高職教育工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)思想，努力為社會(huì)培養(yǎng)優(yōu)秀高端技能型人才。

 

1.基于工作過(guò)程的課程體系的理論基礎(chǔ)。基于工作過(guò)程的課程體系的理論基礎(chǔ)，主要從德國(guó)“雙元制”職業(yè)教育學(xué)習(xí)論和教學(xué)論的角度闡述構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系的理論依據(jù)。工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程體系必須針對(duì)職業(yè)崗位進(jìn)行分析，整理出具體的、能夠涵蓋職業(yè)崗位全部工作任務(wù)的若干典型工作過(guò)程，按照人的職業(yè)能力的形成規(guī)律進(jìn)行序列化，從中找出符合職業(yè)崗位要求的技術(shù)知識(shí)和破譯出隱性的工作過(guò)程知識(shí)，并以工作任務(wù)為核心，組織技術(shù)知識(shí)和工作過(guò)程知識(shí)[2]。通過(guò)完全打破原有學(xué)科體系，按照企業(yè)實(shí)際的工作任務(wù)、工作過(guò)程和工作情境組織課程，形成圍繞工作過(guò)程的新型教學(xué)項(xiàng)目的“綜合性”課程開發(fā)。

 

2.行業(yè)、企業(yè)等用人單位調(diào)研。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)(“成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)”為主)微電子技術(shù)行業(yè)、企業(yè)等用人需求和要求，了解現(xiàn)有高職微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)情況、用人單位反饋意見(jiàn)及人才供需中存在的問(wèn)題。電子信息產(chǎn)業(yè)是重慶市國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一支柱產(chǎn)業(yè)。重慶市“十二五”規(guī)劃建議提出，培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。把新一代信息產(chǎn)業(yè)建設(shè)為重要支柱產(chǎn)業(yè)，建設(shè)全球最大的筆記本電腦加工基地、建設(shè)通信設(shè)備、高性能集成電路、光伏組件及系統(tǒng)、新材料等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈(集群)，建成國(guó)家重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地。以集成電路產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目為牽引，建成包括芯片制造、封裝、測(cè)試、模擬及混合集成電路設(shè)計(jì)和制造等項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)集群，形成較為完善的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈;四川電子信息產(chǎn)業(yè)未來(lái)5年將邁萬(wàn)億元，成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)將打造成西部集成電路的產(chǎn)業(yè)高地。隨著惠普、富士康、英業(yè)達(dá)、廣達(dá)集團(tuán)等世界級(jí)的IT巨頭進(jìn)入成渝，未來(lái)幾年IT人才需求在20萬(wàn)以上，而現(xiàn)在成渝地區(qū)每年培養(yǎng)的相關(guān)人才不過(guò)2萬(wàn)人左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需求。市場(chǎng)需求的調(diào)查表明，近年來(lái)成渝地區(qū)IC制造、IC封裝及測(cè)試、IC版圖設(shè)計(jì)等崗位的微電子技術(shù)應(yīng)用型人才緊缺。同時(shí)調(diào)研表明半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)卻難以招到滿意的人才，學(xué)生在校學(xué)非所用，用非所學(xué)，實(shí)踐動(dòng)手能力、社會(huì)適應(yīng)能力、責(zé)任意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)難以滿足企業(yè)要求。

 

3.形成專業(yè)定位，確定培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)存在的問(wèn)題及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)程：集成電路設(shè)計(jì)裸芯片精細(xì)加工封裝測(cè)試芯片應(yīng)用PCB設(shè)計(jì)制造，充分掌握現(xiàn)有微電子技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)的基礎(chǔ)及存在的問(wèn)題，形成重慶電子工程職業(yè)學(xué)院微電子技術(shù)專業(yè)定位，確定培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展;掌握微電子技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域必備的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí);有較強(qiáng)的崗位職業(yè)技能和職業(yè)能力;面向集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造及其相關(guān)電子行業(yè)企業(yè)，滿足生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線的優(yōu)秀高端技能型專門人才。畢業(yè)生應(yīng)該既掌握微電子方面的基本技術(shù)，又具有很強(qiáng)的實(shí)際操作能力。具體可從事崗位：集成電路版圖設(shè)計(jì);半導(dǎo)體器件制造;IC制造、測(cè)試、封裝;電子工藝(半導(dǎo)體)設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)與管理;簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā);電子產(chǎn)品的銷售與售后服務(wù)，并為技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目經(jīng)理等后續(xù)提升崗位奠定良好基礎(chǔ)。

 

二、構(gòu)建基于工作過(guò)程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系

 

對(duì)專業(yè)核心課程的構(gòu)建采用“微電子行業(yè)專家確定典型工作任務(wù)學(xué)校專家歸并行動(dòng)領(lǐng)域微電子行業(yè)專家論證行動(dòng)領(lǐng)域?qū)W校專家開發(fā)學(xué)習(xí)領(lǐng)域校企專家論證課程體系”的“五步工作機(jī)制”，實(shí)現(xiàn)校企專家共同參與課程體系設(shè)計(jì)。通過(guò)工作任務(wù)歸并法，實(shí)現(xiàn)典型工作任務(wù)到行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換，通過(guò)工作過(guò)程分析法，實(shí)現(xiàn)從行動(dòng)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換，通過(guò)工作任務(wù)還原法，實(shí)現(xiàn)從學(xué)習(xí)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)換的“三階段分析法”，構(gòu)建基于工作過(guò)程的微電子技術(shù)專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，獲得人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、課程教學(xué)方案“三項(xiàng)主要成果”。即“533”課程設(shè)計(jì)方法。

 

1.確定典型工作任務(wù)。所謂典型工作任務(wù)是指一個(gè)復(fù)雜的職業(yè)活動(dòng)中具有結(jié)構(gòu)完整的工作過(guò)程，它是職業(yè)工作中同類工作任務(wù)的歸類，能表現(xiàn)出職業(yè)工作的內(nèi)容和形式，并具有該職業(yè)的典型意義。我院召集企業(yè)專家和工作在一線的工程師、技術(shù)員，與學(xué)院的微電子技術(shù)專業(yè)教師一起，召開課程開發(fā)座談會(huì)，進(jìn)行微電子技術(shù)課程體系開發(fā)：以“集成電路(版圖)設(shè)計(jì)晶圓制造封裝測(cè)試表面貼裝”工作過(guò)程為主線，與行業(yè)企業(yè)一線技術(shù)骨干、專家解析微電子技術(shù)專業(yè)崗位中版圖設(shè)計(jì)師、半導(dǎo)體芯片制造工、IC測(cè)試助理工程師、SMT工程師、FPGA助理工程師等典型崗位，得出行動(dòng)領(lǐng)域所具有的專業(yè)素質(zhì)、知識(shí)與能力。

 

2.確定行動(dòng)領(lǐng)域。工作過(guò)程系統(tǒng)化課程是按照工作過(guò)程要求序化知識(shí)、能力和素質(zhì)，是以工作過(guò)程為參照物，將陳述性知識(shí)與過(guò)程知識(shí)整合、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)整合，在陳述性知識(shí)總量沒(méi)有變化的情況下，增加經(jīng)驗(yàn)以及策略方面的“過(guò)程性知識(shí)”[3]。對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行歸納，確定行動(dòng)領(lǐng)域。將本專業(yè)52個(gè)典型工作任務(wù)歸納為6個(gè)行動(dòng)領(lǐng)域，即集成電路版圖設(shè)計(jì)、晶圓制造、集成電路芯片制造技術(shù)、芯片封裝、芯片測(cè)試、SMT技術(shù)。

 

3.將行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)領(lǐng)域。對(duì)完成典型工作任務(wù)必須具備的基本職業(yè)能力(包括社會(huì)能力、方法能力、專業(yè)能力)進(jìn)行分析。通過(guò)歸納形成專業(yè)職業(yè)能力一覽表。這些職業(yè)能力就是學(xué)習(xí)領(lǐng)域(即課程)中學(xué)習(xí)目標(biāo)制定的依據(jù)。打破原有16門專業(yè)理論課程和9門實(shí)踐課程組成的課程體系，按照以工作過(guò)程為導(dǎo)向，進(jìn)行課程的解構(gòu)與重構(gòu)，將6個(gè)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為9個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，即集成電路版圖設(shè)計(jì)、集成電路芯片制造技術(shù)、微電子封裝與測(cè)試、表面貼裝工藝與實(shí)施、電子線路板實(shí)用技術(shù)、電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)、C語(yǔ)言、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、FPGA應(yīng)用技術(shù)及實(shí)踐。根據(jù)微電子技術(shù)專業(yè)崗位群的職業(yè)能力和工作過(guò)程要求，重新構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系。第一、二學(xué)期：電路分析、電子技術(shù)等基礎(chǔ)課程;第三、四、五學(xué)期：集成電路制造技術(shù)、電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)、FPGA應(yīng)用開發(fā)實(shí)用技術(shù)、微電子封裝與測(cè)試、 SMT技術(shù)、集成電路版圖設(shè)計(jì)等專業(yè)核心課程。

 

4.形成學(xué)習(xí)情境模式。學(xué)習(xí)情境是實(shí)施基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的行動(dòng)導(dǎo)向課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，由教師根據(jù)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃，結(jié)合學(xué)校的教學(xué)設(shè)施條件、教師執(zhí)教能力和專長(zhǎng)，由教師按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”的行動(dòng)方式來(lái)組織教學(xué)，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)職業(yè)實(shí)踐的整體性把握[4]。微電子技術(shù)專業(yè)核心課程形成的學(xué)習(xí)情境模式為：①集成電路版圖設(shè)計(jì)課程以任務(wù)為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境：N/PMOS晶體管版圖設(shè)計(jì)、反相器、與非門、或非門版圖設(shè)計(jì)、觸發(fā)器版圖設(shè)計(jì)、電壓取樣電路版圖設(shè)計(jì)、比較器版圖設(shè)計(jì)、DC-DC版圖設(shè)計(jì);②集成電路芯片制造技術(shù)課程以設(shè)備為載體形成8個(gè)學(xué)習(xí)情境：集成電路芯片制造技術(shù)工藝流程、硅晶圓制程、硅晶薄膜制備、氧化工藝、摻雜技術(shù)、光刻工藝、刻蝕工藝、集成電路芯片品檢;③微電子封裝與測(cè)試課程以工藝為載體形成4個(gè)學(xué)習(xí)情境：DIP封裝、BGA封裝、CSP封裝、MCM封裝;④表面貼裝工藝與實(shí)施課程以工藝流程為載體形成5個(gè)學(xué)習(xí)情境：SMT工藝流程的基本認(rèn)知、表面貼裝生產(chǎn)準(zhǔn)備、表面貼裝設(shè)備操作與編程、表面貼裝品質(zhì)控制、SMT生產(chǎn)線運(yùn)行及工藝優(yōu)化5個(gè)學(xué)習(xí)情境;⑤電子線路板實(shí)用技術(shù)課程以項(xiàng)目為載體形成3個(gè)學(xué)習(xí)情境：?jiǎn)蚊姘宓闹茍D與制板、簡(jiǎn)單雙面板的制圖與制板、復(fù)雜雙面板的制圖與制板;⑥電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)課程以電路設(shè)備為載體形成9個(gè)學(xué)習(xí)情境：收音機(jī)元件準(zhǔn)備、收音機(jī)電路測(cè)試、收音機(jī)電路工作狀態(tài)檢測(cè)、收音機(jī)整機(jī)調(diào)整、收音機(jī)裝調(diào)使用儀器的保養(yǎng)與維護(hù)、電視機(jī)元件檢測(cè)、電視機(jī)電路檢測(cè)、電視機(jī)的質(zhì)量檢查、電視機(jī)裝調(diào)使用儀器的保養(yǎng)與維護(hù);⑦C語(yǔ)言課程以項(xiàng)目為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境：編程的基本概念、C語(yǔ)言上機(jī)步驟C語(yǔ)言上機(jī)步驟、算法的概念、基本數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、函數(shù)的概念;⑧單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程以任務(wù)為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境：“跑馬燈”電路分析與實(shí)踐、單片機(jī)做算術(shù)、邏輯運(yùn)算并顯示、開關(guān)信號(hào)狀態(tài)讀取與顯示電路的制作、交通信號(hào)燈電路的設(shè)計(jì)與制作、產(chǎn)品數(shù)量統(tǒng)計(jì)電路的設(shè)計(jì)與制作、兩臺(tái)單片機(jī)數(shù)據(jù)互傳;⑨FPGA應(yīng)用技術(shù)及實(shí)踐課程以項(xiàng)目為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境：課程概述、基于QuartusII的原理圖輸入設(shè)計(jì)、宏功能模塊應(yīng)用、基于 QuartusII軟件的VHDL文本輸入設(shè)計(jì)、VHDL設(shè)計(jì)、實(shí)用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)。

 

三、試點(diǎn)實(shí)施效果分析

 

在教學(xué)實(shí)施上，重點(diǎn)是加強(qiáng)教師執(zhí)教能力：教師在教學(xué)中的角色應(yīng)由主宰者轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)者。教師應(yīng)該主動(dòng)地引導(dǎo)、疏導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好，在教師的指導(dǎo)下，充分利用各種資源，相互協(xié)作開展對(duì)某一問(wèn)題的學(xué)習(xí)探討，從而獲得新知識(shí)，得到探索的體驗(yàn)及情感，促進(jìn)能力全面發(fā)展。經(jīng)過(guò)我院近3年的教學(xué)實(shí)踐，課程教學(xué)效果得到顯著提高，學(xué)生專業(yè)核心能力、崗位適應(yīng)能力、社會(huì)能力顯著提高，“雙證書”提高到100%，專業(yè)對(duì)口率從原來(lái)的48%上升到92%，用人單位滿意度達(dá)90%以上。

 

高職院校在辦學(xué)過(guò)程中要形成特色鮮明的高職辦學(xué)模式，課程體系是重要的載體。辦學(xué)特色正是通過(guò)課程體系的實(shí)施來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；诠ぷ鬟^(guò)程系統(tǒng)化的課程體系，跟隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，調(diào)整專業(yè)的課程設(shè)置，符合職業(yè)崗位要求，學(xué)生技能顯著提升，同時(shí)結(jié)合我院的辦學(xué)特色，努力探索基于工作過(guò)程的高職微電子技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建思路和構(gòu)建策略。

篇6

筆者所在學(xué)院也開設(shè)了該門課程，原來(lái)的教學(xué)方案是先學(xué)習(xí)相關(guān)電子電路知識(shí)，介紹使用的設(shè)備，設(shè)計(jì)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生完成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的焊接、調(diào)試。在目前全國(guó)均在推行一體化課程改革過(guò)程中，筆者通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)整體項(xiàng)目，分模塊實(shí)施，讓學(xué)生按照一個(gè)項(xiàng)目的模式來(lái)學(xué)習(xí)。在具體教學(xué)中，分拆了一個(gè)個(gè)任務(wù)，采用任務(wù)引領(lǐng)型課程的方式，讓學(xué)生逐步掌握課程知識(shí)和技能。這里采用了“多功能數(shù)字鐘”的設(shè)計(jì)與制作為項(xiàng)目總目標(biāo)。

一、整體設(shè)計(jì)思路

以綜合實(shí)訓(xùn)多功能項(xiàng)目數(shù)字鐘為任務(wù)引領(lǐng)，將項(xiàng)目分成6個(gè)模塊，每個(gè)模塊都以實(shí)訓(xùn)內(nèi)容帶動(dòng)相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。前期采用化整為零的方式，將綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目分成6個(gè)模塊來(lái)實(shí)施，分別進(jìn)行制作、調(diào)試、測(cè)試，并將相關(guān)理論知識(shí)融合在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中感悟理論。6個(gè)模塊分別包括：振蕩器電路、分頻器電路、分秒計(jì)數(shù)器電路、小時(shí)計(jì)數(shù)器電路、顯示譯碼電路、校時(shí)電路。6個(gè)模塊分別調(diào)試完成后，就要采用積零為整的方式，將6種模塊合在一起，完成數(shù)字鐘主體電路的制作與調(diào)試，最后設(shè)計(jì)并組裝一個(gè)多功能數(shù)字鐘電子產(chǎn)品。

二、材料工具準(zhǔn)備

預(yù)計(jì)用到的集成電路包括：（1）74LS48：BCD―7段譯碼驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極的數(shù)碼管顯示器；（2）74LS74：雙D觸發(fā)器；（3）74LS191：?jiǎn)螘r(shí)鐘4位同步加/減可逆計(jì)數(shù)器，是BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；（4）74LS92：二―六―十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器；（5）74LS90：二―五―十進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器；（6）555：集成定時(shí)器，因內(nèi)部有三個(gè)5千歐電阻而得名；（7）BS202：7段發(fā)光共陰數(shù)碼管，每段的驅(qū)動(dòng)電流最大為15mA。

其他常用的電阻、二極管、三極管若干。

主要工具設(shè)備有示波器、萬(wàn)用表、數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)和直流穩(wěn)壓電源等電子儀器設(shè)備。

三、項(xiàng)目實(shí)施要點(diǎn)

首先是檢查各元件。電阻、電容、各集成芯片，檢查各邏輯功能。在插接安裝階段，要注意以下幾點(diǎn)：（1）集成電路的插接應(yīng)認(rèn)清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意引腳不要彎曲；（2）元器件的位置要根據(jù)電路的各部分功能確定元器件在PCB板上的位置，相互有影響或產(chǎn)生干擾的元器件應(yīng)盡可能分開或屏蔽，輸入級(jí)與輸出級(jí)之間要盡量安排遠(yuǎn)一些；（3）連接用的導(dǎo)線要緊貼電路板，避免接觸不良，連線不允許跨接在集成電路器件上，一般從集成電路器件周圍通過(guò)，盡量做到橫平豎直，導(dǎo)線就盡可能短一些，避免交織混雜在一起；（4）接地的處理，線路組裝時(shí)，電路之間要共地。

其次是調(diào)試。要對(duì)照電路圖檢查電路元器件連接是否正確，器件引腳、二極管方向、電容極性、電源線、地線是否接對(duì)，焊接是否牢固。要按功能模塊分別調(diào)試，步驟可分為：（1）首先調(diào)整振蕩電路部分，以為其他電路提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)；（2）然后調(diào)整控制電路的分頻器；（3）調(diào)整信號(hào)處理電路、計(jì)數(shù)、譯碼、顯示；（4）調(diào)整按時(shí)電路。

最后是產(chǎn)品組裝。主體電路安裝調(diào)試完成后，將其放置在一個(gè)外殼盒里，在此可以讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)這個(gè)外殼盒并將其組裝好，最終完成一個(gè)DIY數(shù)字鐘電子產(chǎn)品。

四、技能考核方案

直接采用一體化考核方式，在每個(gè)模塊設(shè)置考核環(huán)節(jié)，占50%，最后整體設(shè)備制作及答辯占50%。其中，模塊考核主要包括以下幾項(xiàng)：（1）元件的檢查與選擇；（2）按照給出的線路正確接線；（3）電路的調(diào)試，主要考核主要工具設(shè)備（如示波器、萬(wàn)用表、數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)和直流穩(wěn)壓電源）的使用；（4）電路測(cè)試，主要檢查模塊功能是否滿足要求；（5）簡(jiǎn)述電路的工作原理，考核對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。每個(gè)任務(wù)模塊按ABC等級(jí)評(píng)定，A是指能高質(zhì)、高效地完成此能力目標(biāo)的全部?jī)?nèi)容，并能解決遇到的特殊問(wèn)題；B指能按時(shí)完成此能力目標(biāo)的全部?jī)?nèi)容； C指能在老師或同學(xué)的幫助下完成此能力目標(biāo)的全部?jī)?nèi)容。

五、教學(xué)過(guò)程

篇7

關(guān)鍵詞:PC機(jī);C語(yǔ)言;單片機(jī);硬件;集成塊;數(shù)字集成電路測(cè)試儀

中圖分類號(hào):TN431文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)20-0035-02

在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)室,集成塊是常見(jiàn)的,由于它的體積較小,性能的好壞很難判斷。因此,這里提出運(yùn)用了單片機(jī)原理、C語(yǔ)言、通信原理、低頻電路、數(shù)字電路等基本知識(shí),設(shè)計(jì)了一臺(tái)基于PC機(jī)的數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀。這里主要探討硬件電路構(gòu)思與設(shè)計(jì)。

該測(cè)試儀主要是運(yùn)用單片機(jī)的接口與顯示程序和C語(yǔ)言的串行通訊程序來(lái)測(cè)試14管腳、16管腳的74Ls系列的集成塊好壞。主要用到單片機(jī)CPU集成塊89C51、驅(qū)動(dòng)器集成塊164、通信集成塊232。該測(cè)試儀運(yùn)用發(fā)光二極管實(shí)測(cè)燈與標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)光情況相比較,來(lái)判斷其好壞。該方法簡(jiǎn)單方便,是實(shí)驗(yàn)室不可缺少的工具之一。

一、想法的來(lái)源

一塊小小的集成塊,如何才能判斷它的好壞呢?當(dāng)然,有一些集成塊在工作時(shí)是可以用萬(wàn)用表測(cè)量其管腳電壓來(lái)判斷它的好壞,但是比較麻煩。

“數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀”,目的是能夠簡(jiǎn)單而且方便地測(cè)試集成塊的好壞。它主要是運(yùn)用單片機(jī)的匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言來(lái)編程,還要用到通信原理、數(shù)字電路等知識(shí)。

該測(cè)試儀可以單拍測(cè)試,也可以連續(xù)測(cè)試,通過(guò)串行通訊送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),用發(fā)光二極管的發(fā)光情況來(lái)判斷。用實(shí)測(cè)燈(綠色二極管)與標(biāo)準(zhǔn)燈(紅色二極管)的亮暗來(lái)比較,如果兩者發(fā)光情況一致,則表示通過(guò),說(shuō)明集成塊是好的;如果不一致,則表示通不過(guò),說(shuō)明有管腳壞了。

有了這種測(cè)試儀,我們可以很方便地判斷集成塊的好壞,減少了實(shí)驗(yàn)室人員的工作量,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

二、總體設(shè)計(jì)

(一)技術(shù)指標(biāo)

1.測(cè)試管腳數(shù)≤16PIN;

2.測(cè)試速度

3.測(cè)試品種可任意更換。

(二)技術(shù)要求

1.能對(duì)各種數(shù)字集成電路進(jìn)行功能測(cè)試。

2.可連續(xù)測(cè)試,連續(xù)測(cè)試時(shí),每按一次按鈕,可全部測(cè)完,發(fā)光二極管上給出合格(失敗)判斷,并將測(cè)試結(jié)果在PC機(jī)上顯示。

3.也可單拍測(cè)試,單拍測(cè)試時(shí),每按一次按鈕,進(jìn)行一個(gè)節(jié)拍的測(cè)試并在顯示器顯示節(jié)拍號(hào)。

4.通過(guò)鍵盤操作,可將盤上的品種程序調(diào)入測(cè)試儀,測(cè)試結(jié)果通過(guò)串口回送PC機(jī),PC機(jī)在屏幕上能顯示合格管腳圖形及實(shí)測(cè)管腳圖形。

(三)硬件設(shè)計(jì)

對(duì)于生活在現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)的社會(huì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō),軟件已經(jīng)成為一種時(shí)尚,有了軟件,提高了現(xiàn)代人生存的速度,但是,有些軟件的應(yīng)用必須在硬件的基礎(chǔ)上才能夠使用。對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)不但要熟練掌握低頻電路原理、高頻電路原理、數(shù)字電路原理、還得熟練掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的技術(shù)。

(四)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)必須結(jié)合進(jìn)行。在本次課題設(shè)計(jì)中,主要是運(yùn)用LCAW軟件和C語(yǔ)言進(jìn)行編程,用PROTEL軟件畫原理圖。

基于PC機(jī)的數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀設(shè)計(jì)時(shí)所用到的元件比較多,設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)原理圖仔細(xì)安裝,熟練掌握有關(guān)軟件的使用,并且特別要注意軟、硬件的結(jié)合使用。

三、硬件電路的設(shè)計(jì)

如一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣,單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件所組成。硬件由單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備等硬部件組成的機(jī)器,軟件是各種工作程序的總稱。硬件和軟件只有緊密結(jié)合、協(xié)調(diào)一致,才能組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在系統(tǒng)的研制過(guò)程中,軟硬件的功能總是不斷地調(diào)整,以便于相互適應(yīng)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求,在所選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上,具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件,設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的電路原理圖,必要時(shí)做一些部件實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證電路圖的正確性,以及工藝加工的設(shè)計(jì)加工、印制板的制作、樣機(jī)的組裝。

(一)硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一個(gè)設(shè)計(jì)確定后,經(jīng)過(guò)詳細(xì)調(diào)研,可能產(chǎn)生多種設(shè)計(jì)方案,在眾多的設(shè)計(jì)方案中怎樣選擇?為使硬件設(shè)計(jì)盡可能合理,應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn):

1.盡可能選擇功能強(qiáng)的芯片,以簡(jiǎn)化電路。

2.留有余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí),要考慮到將來(lái)修改、擴(kuò)展的方便。ROM空間、RAM空間、I/O端口,在樣機(jī)研制出來(lái)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí),往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽略的問(wèn)題,而這些問(wèn)題是不能單靠軟件措施來(lái)解決的。如有些新的信號(hào)需要采集,就必須增加輸入檢測(cè)端,有些物理量需要控制,就必須增加輸出端。如果在硬件設(shè)計(jì)之初就多設(shè)計(jì)出一些I/O端口,這個(gè)問(wèn)題就會(huì)迎刃而解;A/D和D/A通道和I/O端口同樣的原因留出一些A/D和D/A通道,將來(lái)可能會(huì)解決大問(wèn)題。

3.以軟代硬。單片機(jī)和數(shù)字電路本質(zhì)的區(qū)別就是它具有軟件系統(tǒng)。很多硬件電路能做到的,軟件也能做到。原則上,只要軟件能做到的就不用硬件。硬件多了不但增加成本,而且系統(tǒng)故障率也提高了。以軟代硬的實(shí)質(zhì)是以時(shí)間代空間,軟件執(zhí)行過(guò)程需要消耗時(shí)間,因此,這種代替帶來(lái)的不足就是實(shí)時(shí)性下降,在實(shí)時(shí)性不高的場(chǎng)合,以軟代硬是很合算的。

4.工藝設(shè)計(jì)。包括機(jī)箱、面板、配線、接插件等。必須考慮到安裝、調(diào)試、維修的方便。另外,硬件抗干擾措施也必須在硬件設(shè)計(jì)時(shí)一并考慮進(jìn)去。

(二)所用芯片介紹

硬件設(shè)計(jì)的步驟中的第一步就是查找可能涉及的芯片的資料。這是一步非常重要的步驟。它是硬件電路設(shè)計(jì)正確性和可靠性的基礎(chǔ)。

1.89C51芯片的簡(jiǎn)介。AT89C51是一種低功耗、高性能內(nèi)含4K字節(jié)閃電存儲(chǔ)(Flash memory)的8位CMOS微控制器。片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的程序代碼或數(shù)據(jù)可在線寫入,亦可通過(guò)常規(guī)的編程器編程。AT89C51芯片內(nèi)部具有下列硬件資源:4K字節(jié)閃電存儲(chǔ)器,128字節(jié)RAM ,32條I/O線,兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,五源兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路等。AT89C51片內(nèi)含三個(gè)封鎖位,若封鎖位LB1已被編程,則EA引腳上的邏輯電平在芯片復(fù)位時(shí)被采樣并鎖存。但如果該器件上電時(shí)無(wú)復(fù)位,那么相應(yīng)鎖存器便被初始化為隨機(jī)值,此值將保持到復(fù)位時(shí)止。片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的編程,AT89C51片內(nèi)存儲(chǔ)器售后通常處于擦除狀態(tài),即每一地址單元內(nèi)容均為FFH,人們隨時(shí)可對(duì)其編程,編程電壓有高壓12V的,也有低壓5V的低壓編程方式為在用戶系統(tǒng)內(nèi)對(duì)AT89C51進(jìn)行編程提供了方便;而高壓編程方式則與常規(guī)的閃電存儲(chǔ)器或EPROM編程器相兼容。

2.RS-232芯片的簡(jiǎn)介。RS-232是美國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)推廣使用的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn),是DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備,如微機(jī))和DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備,如CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的總線。TC232內(nèi)部有兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接受器,還有一個(gè)電源變換器,是一種廉價(jià)RS232電平轉(zhuǎn)換器, RS232C雖共有25根信號(hào)線,但在近程通信不需要調(diào)制解調(diào)器的情況下,一般只用少量信號(hào)線。若采用直接通信,則通常只用TXD和RXD及地信號(hào)線。

3.164芯片的簡(jiǎn)介。方式0是外接移位寄存器的工作方式,用以擴(kuò)展I/O接口。輸出時(shí)將發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器中的內(nèi)容串行地址到外部的移位寄存器,輸入時(shí)將外部移位寄存器內(nèi)容移入內(nèi)部的移位寄存器,然后寫入內(nèi)部的接受數(shù)據(jù)緩沖器。在以方式0工作時(shí),數(shù)據(jù)由RXD串行地輸入/輸出,TXD輸出移位脈沖,使外部的移位寄存器移位。方式0輸出時(shí),串行口上外接74LS164串行輸入并行輸出移位寄存器的接口。TXD端輸出的移位脈沖將RXD端輸出的數(shù)據(jù)移入74LS164。CPU發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器SPUF寫入一個(gè)數(shù)據(jù),就啟動(dòng)串行口發(fā)送,對(duì)SBUF的寫信號(hào)在S6P2時(shí)把1寫入輸出移位寄存器的第9位,并使發(fā)送控制電路開始發(fā)送。內(nèi)部的定時(shí)邏輯在對(duì)SBUF寫和SEND被激活(高電平)之間有一個(gè)完整的機(jī)器周期。在SEND有效時(shí),輸出移位寄存器中輸出位內(nèi)容送RXD端輸出,移位脈沖由TXD端輸出,它使RXD端的輸出數(shù)據(jù)移入到外部的移位寄存器。

(三)硬件電路的設(shè)計(jì)

硬件電路的設(shè)計(jì)如下圖所示:

參考文獻(xiàn)

[1]張友德,趙志英,涂時(shí)亮.單片微型機(jī)原理/應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,1996.

[2]周仲.國(guó)內(nèi)外常用集成電路互換手冊(cè)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2001.

篇8

【關(guān)鍵詞】組合邏輯電路；電路設(shè)計(jì)；解決方法

隨著數(shù)字電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)字通信、自動(dòng)控制、數(shù)字計(jì)算機(jī)、數(shù)字測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域，并已深入我們的日常生活中。數(shù)字電路又稱邏輯電路，可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩種。它們的區(qū)別在于時(shí)序邏輯電路有存儲(chǔ)單元，具有記憶功能。而組合邏輯電路沒(méi)有，它只由常用門電路組合而成，即沒(méi)有從輸出到輸入的反饋連接，它的輸出僅決定于該時(shí)刻的輸入狀態(tài)。在對(duì)組合邏輯電路原理進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可采用以下方法步驟：（1）分析設(shè)計(jì)要求，理清輸入與輸出的端口數(shù)和相互關(guān)系；（2）根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)定變量并進(jìn)行狀態(tài)賦值，再列出相應(yīng)的真值表；（3）由真值表寫出邏輯電路的輸出表達(dá)式；（4）利用卡諾圖或邏輯公式將輸出表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)；（5）根據(jù)最簡(jiǎn)表達(dá)式畫出相應(yīng)邏輯電路圖。按照上述方法步驟，組合邏輯電路原理設(shè)計(jì)就完成了，但實(shí)際設(shè)計(jì)工作除此之外，還包括電路器件的選擇，安裝和調(diào)試等過(guò)程。而往往就是在這些環(huán)節(jié)中容易遇到問(wèn)題，現(xiàn)將常遇問(wèn)題及解決方法歸納如下：

1.接口電路的電平轉(zhuǎn)換

在設(shè)計(jì)組合邏輯電路時(shí)，常常由于速度、功耗和帶負(fù)載能力等問(wèn)題需要將TTL門電路和CMOS門電路混合使用。這兩種門電路的電源電壓、參數(shù)指標(biāo)等均有所不同，因此不能直接連接，而需要借助于接口電路。接口電路是指不同類型邏輯門電路之間或邏輯門電路與外部電路之間有效連接的中間電路。接口電路的設(shè)計(jì)主要分以下兩種情況：第一，用TTL門電路驅(qū)動(dòng)CMOS門電路。TTL門電路的電源電壓為+5V，而CMOS的電源電壓范圍是3～18V，因此需要將TTL輸出的高電平值升高來(lái)驅(qū)動(dòng)CMOS門電路。方法是利用TTL門電路中的OC門做接口，適當(dāng)選取OC門的外接電源和電阻來(lái)滿足CMOS門電路對(duì)電源電壓的要求。由OC門的功能分析可知，OC門輸出的低電平約等于0.3V，高電平約等于UCC。所以，改變電源電壓可以方便地改變其輸出高電平。圖1第二，用CMOS門電路驅(qū)動(dòng)TTL門電路。方法是應(yīng)用六反相緩沖器等專用接口器件直接驅(qū)動(dòng)TTL負(fù)載電路，如圖1所示。這類專用接口器件使用電源為+5V電源，與TTL負(fù)載電路一致，輸入端允許超過(guò)電源電壓，可與CMOS門電路電源相配合使用。

2.扇入問(wèn)題

扇入問(wèn)題是指門電路輸入端口與實(shí)際電路輸入端口的關(guān)系，一般分以下兩種情況：（1）門電路多余輸入端的處理設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要用到的集成門電路的輸入端多于實(shí)際電路需要的輸入端數(shù)時(shí)，就需要將多余的輸入端進(jìn)行處理。在保證輸入正確邏輯電平的條件下，可將多余的輸入端接高電平或低電平。如果是與門或與非門，應(yīng)將多余的輸入端接高電平；如果是或門或或非門，應(yīng)將多余的輸入端接地或接低電平。為防止干擾，多余的輸入端一般不能懸空。接高、低電平的方法可通過(guò)限流電阻接正電源或地，也可直接和地相連接，如圖2所示。但要注意輸入端所接的電阻不能過(guò)大，否則將改變輸入邏輯狀態(tài)。（2）門電路輸入端少于實(shí)際電路需要輸入端的處理當(dāng)用到的集成門電路的輸入端少于實(shí)際電路需要的輸入端數(shù)時(shí)，可采用分組的方法進(jìn)行解決。例如，實(shí)際電路需要與非門輸入端口為A、B、C、D共4個(gè)，但集成門電路是2輸入端與非門，可按以下分組連接解決，輸出Y=，如圖3所示。

3.扇出問(wèn)題

邏輯電路的扇出問(wèn)題，主要是指它的帶負(fù)載能力，即在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可能存在一個(gè)門電路的輸出端所帶的負(fù)載門太多，超出了它的帶負(fù)載能力。門電路的帶負(fù)載能力主要通過(guò)扇出系數(shù)N來(lái)說(shuō)明，它代表電路能驅(qū)動(dòng)同類型門電路的最大個(gè)數(shù)。當(dāng)輸出高電平、帶拉電流負(fù)載時(shí)：如果NH≠NL，則把較小的個(gè)數(shù)定義為扇出系數(shù)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可采用扇出系數(shù)大的門電路作為輸出門。在設(shè)計(jì)組合邏輯電路時(shí)，除了以上所分析的問(wèn)題外，還有一些細(xì)節(jié)需要注意的。如：用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)會(huì)使電路連接簡(jiǎn)單很多；對(duì)邏輯表達(dá)式的變換與化簡(jiǎn)，是盡可能使其與給定的組合邏輯器件的形式一致，而不是單純簡(jiǎn)化；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮合理充分地應(yīng)用組合器件的功能，應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)原理比較簡(jiǎn)單的，但數(shù)量又少的器件來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。綜上所述，要成功設(shè)計(jì)出一個(gè)組合邏輯電路不容易，要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完整、參數(shù)合理的組合邏輯電路就更難，這需要設(shè)計(jì)者不斷地去嘗試、安裝和調(diào)試，從設(shè)計(jì)的過(guò)程去積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程(第三版)[M].高等教育出版社,2007,01.

[2]秀.電工電子學(xué)[M].高等教育出版社,2014,07.

篇9

關(guān)鍵詞：《電子線路》；課程改革；實(shí)踐教學(xué)

《電子線路》是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是為專業(yè)課學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)的，起到承上啟下的作用。但是，高職院?！峨娮泳€路》課程教學(xué)普遍存在著以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）現(xiàn)行《電子線路》教材內(nèi)容落后，以分離元件電路分析為主，集成電路介紹為輔的課程體系遠(yuǎn)不能適應(yīng)目前電子設(shè)備中集成電路大量推廣使用的客觀現(xiàn)實(shí)。（2）高職院?！峨娮泳€路》教材理論水準(zhǔn)定位偏高，給自學(xué)能力、理解能力和知識(shí)接受能力還不強(qiáng)的職校生帶來(lái)了困難。（3）教學(xué)過(guò)程中重理論、輕實(shí)踐，重系統(tǒng)知識(shí)、輕專業(yè)需要和知識(shí)應(yīng)用的問(wèn)題表現(xiàn)得十分突出，這和職業(yè)教育要從學(xué)科型轉(zhuǎn)到職業(yè)能力型的要求相矛盾。因此我們要從教學(xué)思想、教材體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等各方面進(jìn)行課程改革，以便建設(shè)《電子線路》新的課程體系。那么，如何使《電子線路》課程的教學(xué)更加符合培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的要求呢？下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐談?wù)劇峨娮泳€路》課程改革的基本思路。

適當(dāng)降低理論深度，突出物理概念，理論聯(lián)系實(shí)際，使課程內(nèi)容和體系更好地為高職院校教育這一層次服務(wù)高職院校培養(yǎng)的是懂技術(shù)、懂管理、能操作的應(yīng)用型高級(jí)人才。在知識(shí)結(jié)構(gòu)方面，基礎(chǔ)理論要少而精。然而就目前采用的全國(guó)統(tǒng)編《電子線路》教材來(lái)看，教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)基本上沒(méi)有擺脫大學(xué)教材的框架，某種意義上可以說(shuō)是大學(xué)教材的濃縮，內(nèi)容一般都較深，理論水準(zhǔn)定位偏高，使得很多學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以理解消化。加之學(xué)生在前面課程的學(xué)習(xí)中形成了嚴(yán)格分析與計(jì)算的習(xí)慣，《電子線路》課上第一次碰到工程估算的概念，很不適應(yīng)，于是學(xué)不懂《電子線路》的內(nèi)容，造成了被動(dòng)局面。因此必須降低教材的理論深度，對(duì)內(nèi)容合理取舍、深入淺出，突出物理概念。對(duì)課程中有些較為復(fù)雜的公式，在講清物理意義的前提下可不作具體的推導(dǎo)，使教材內(nèi)容和學(xué)生的知識(shí)能力相適應(yīng)。對(duì)傳統(tǒng)的分析方法應(yīng)有取舍，如三極管的電流放大作用，統(tǒng)編教材上沿用大學(xué)教材模式，從三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，學(xué)生很難理解。若采用三極管的電流分配關(guān)系進(jìn)行分析，內(nèi)容篇幅少了很多，學(xué)生對(duì)三極管的電流放大作用的概念就很容易接受。再如適用于分離元件功放電路的圖解法，負(fù)反饋放大器的開閉環(huán)算法等，可不再作為主要的電路分析法。對(duì)于像二極管整流，調(diào)諧放大器，功率放大器等內(nèi)容，若能理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合一些生產(chǎn)實(shí)例講授教學(xué)內(nèi)容及其應(yīng)用，還能起到事半功倍的效果。

緊跟電子技術(shù)的發(fā)展，改革課程內(nèi)容和體系從教學(xué)法的觀點(diǎn)來(lái)看，課程體系恰當(dāng)與否直接影響教學(xué)質(zhì)量的好壞。一個(gè)好的課程體系，不僅要符合初學(xué)者的認(rèn)識(shí)規(guī)律，而且應(yīng)當(dāng)注意經(jīng)典理論與先進(jìn)科技的適當(dāng)結(jié)合。從上世紀(jì)60年代集成電路問(wèn)世起，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，模擬集成電路塊的種類愈來(lái)愈多，功能愈來(lái)愈強(qiáng)，在許多電子設(shè)備中已經(jīng)改變了用分離元件組裝電子線路的傳統(tǒng)作法。這就給電子技術(shù)人員的培訓(xùn)方法及要求帶來(lái)新的要求，過(guò)去要求技術(shù)人員根據(jù)輸入和輸出條件逐級(jí)分配指標(biāo)、逐級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法，而現(xiàn)在取而代之的是正確選擇和使用集成電路塊及其附加電路和接口電路等。因此，《電子線路》課程應(yīng)在確?；A(chǔ)的前提下，跟蹤電子技術(shù)的發(fā)展，建立以集成電路為主干的新課程體系，例如在講好半導(dǎo)體基本知識(shí)和講清基本放大電路概念的基礎(chǔ)上，圍繞著模擬集成電路講分離元件電路?？梢赃m當(dāng)壓縮一些內(nèi)容，如多級(jí)放大器的分析與設(shè)計(jì)、放大器微變等效電路分析法等。像負(fù)反饋放大器的分析、功率放大器等內(nèi)容可以借助于集成電路進(jìn)行討論。從而用較多的時(shí)間去培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

根據(jù)專業(yè)教學(xué)需要，專業(yè)工作需要和崗位職業(yè)能力的需要，確定課程教學(xué)內(nèi)容傳統(tǒng)的教學(xué)模式是先有教材，教師根據(jù)教材編寫授課計(jì)劃，講授學(xué)科內(nèi)容。編寫教材一方面要兼顧學(xué)科的系統(tǒng)性、完整性，同時(shí)又要考慮發(fā)行后教材使用的廣泛性，這樣的教材針對(duì)性自然不強(qiáng)。各專業(yè)對(duì)《電子線路》課程內(nèi)容及深淺程度要求不盡相同，兩者差異的存在使得授課內(nèi)容一定意義上脫離了專業(yè)需要，專業(yè)必需的內(nèi)容沒(méi)有講，客觀上造成人力、物力的浪費(fèi)和一些必需知識(shí)的殘缺。畢業(yè)生常感到“在學(xué)校學(xué)習(xí)的某些知識(shí)在工作中根本用不上”。許多畢業(yè)生不能很快上崗操作，需要一個(gè)較長(zhǎng)的適應(yīng)期。這從一個(gè)側(cè)面反映教學(xué)與崗位工作相脫節(jié)，學(xué)生的專業(yè)能力不適應(yīng)工作崗位的需求，甚至滯后于科技的發(fā)展，所以在《電子線路》的教改中，我們應(yīng)瞄準(zhǔn)崗位目標(biāo)，實(shí)施能力教學(xué)，不要過(guò)多地考慮知識(shí)容量，而以學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和畢業(yè)后直接從事崗位需求為準(zhǔn)講授課程內(nèi)容。以下幾點(diǎn)在教學(xué)過(guò)程中值得考慮：（1）建立以職業(yè)能力為中心的課程體系，要針對(duì)培養(yǎng)職業(yè)能力的目標(biāo)來(lái)定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱，要深刻理解專業(yè)課培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力目標(biāo)。針對(duì)不同專業(yè)制定《電子線路》所需要掌握的內(nèi)容。（2）在給各專業(yè)班級(jí)分配任課教師時(shí)，一定要考慮該教師所學(xué)或者從事過(guò)的專業(yè)，盡可能做到專業(yè)與教學(xué)內(nèi)容對(duì)口。（3）積極創(chuàng)造條件，爭(zhēng)取在三到四年內(nèi)讓每位任課教師參加一定的專項(xiàng)生產(chǎn)實(shí)踐，以便更好地熟悉專業(yè)及其發(fā)展趨勢(shì)。（4）《電子線路》課程的各任課教師要經(jīng)常和與其他專業(yè)課教師座談，及時(shí)掌握專業(yè)課教學(xué)對(duì)《電子線路》的要求，并結(jié)合專業(yè)課的實(shí)例來(lái)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。

加強(qiáng)工程實(shí)踐訓(xùn)練，實(shí)行三層次實(shí)踐教學(xué)《電子線路》課是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，突出高職院校辦學(xué)特點(diǎn)具有顯著的作用，因此必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。受過(guò)去學(xué)科型教育思想的影響，長(zhǎng)期以來(lái)《電子線路》實(shí)驗(yàn)依附于《電子線路》理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)只是作為驗(yàn)證理論的補(bǔ)充，而不是作為培養(yǎng)能力的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以二多（分離元件實(shí)驗(yàn)多，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多）、二少（實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)占本課程成績(jī)比例少）為主要特點(diǎn)。多數(shù)學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)，往往是一看（看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）、二抄（抄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）、三完成（完成實(shí)驗(yàn)）。這幾年許多學(xué)校進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，適度增加了實(shí)驗(yàn)課時(shí)，增多集成電路實(shí)驗(yàn)次數(shù)，實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，這些都在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。但要從根本上提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，還是要從實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行改革，其立足點(diǎn)是“學(xué)”而不是“教”，根本目的在于創(chuàng)造一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，組織吸引學(xué)生積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，變被動(dòng)實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中學(xué)出興趣，獲得知識(shí)。三層次實(shí)踐教學(xué)正是基于這樣的考慮而設(shè)計(jì)的。所謂三層次實(shí)踐教學(xué)就是把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基本實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)、綜合練習(xí)三個(gè)層次，各層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求及指導(dǎo)方法由淺入深，由易到難，以符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，對(duì)基本技能、基本方法做到反復(fù)練習(xí)，做到“熟能生巧”?；緦?shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本理論、基本方法、基本技能等“三基”進(jìn)行初步訓(xùn)練?？砂才旁谇懊骝?yàn)證理論的五個(gè)實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)容包括常用儀表練習(xí)，常用元器件的識(shí)別、測(cè)試與應(yīng)用，基本放大電路和運(yùn)算放大電路的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)量數(shù)據(jù)的處理、誤差分析等。這樣安排便于學(xué)生入門，提高其實(shí)驗(yàn)興趣，同時(shí)也為以后實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。電子儀表是電子實(shí)驗(yàn)的工具，一定要熟練掌握其實(shí)驗(yàn)方法，放大器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試是電子實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)也要反復(fù)練習(xí)，掌握各種測(cè)試方法和技巧。提高性實(shí)驗(yàn)安排在基本實(shí)驗(yàn)之后的其他十個(gè)實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)容有研究特性指標(biāo)、分析與排除故障、焊接與調(diào)試電路，目的是進(jìn)一步加強(qiáng)和提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的“三基”。這時(shí)實(shí)驗(yàn)講義可根據(jù)需要寫得簡(jiǎn)明扼要，對(duì)一些基本要求安排得多一些，并且反復(fù)練習(xí)。有些內(nèi)容如焊接實(shí)驗(yàn)電路板、擬定實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格可在不同的實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生完成其中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)。綜合練習(xí)安排在期末，集中一段時(shí)間（三周或四周）進(jìn)行，以培養(yǎng)技術(shù)人員應(yīng)有的能力為主要任務(wù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合練習(xí)，在動(dòng)手與動(dòng)腦的協(xié)作中完成知識(shí)技能的結(jié)合，使之成為課程的綜合能力。具體有以下幾個(gè)方面：讀識(shí)繪制電路圖的能力；查閱技術(shù)資料的能力；選用器件和電路，分析估算電路的能力；搭接調(diào)試電路的能力；分析排除故障的能力；制作電路產(chǎn)品，解決工藝問(wèn)題的能力。綜合練習(xí)教師只需給出練習(xí)課題和技術(shù)指標(biāo)，其他具體工作如查資料、定方案、選擇電路、制作印刷電路板、選擇儀表、組織實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等則是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成。綜合練習(xí)課題選擇得是否適當(dāng)直接關(guān)系到它的教學(xué)效果，在選題時(shí)既要考慮所選課題應(yīng)能使學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論和技能，達(dá)到培養(yǎng)能力促進(jìn)理論學(xué)習(xí)，促進(jìn)技能訓(xùn)練的目的，又要考慮學(xué)校的實(shí)際條件和學(xué)生的知識(shí)能力。注意不能脫離學(xué)生的原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，避免綜合性太強(qiáng)、太復(fù)雜，應(yīng)使絕大多數(shù)學(xué)生經(jīng)過(guò)努力可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成為標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，要保證課程改革順利進(jìn)行，只有正確的改革思路還不夠，還需要一定的輔助條件作保證，如：（1）課時(shí)分配。目前高職院校《電子線路》課程中理論課時(shí)比較多，實(shí)踐課時(shí)比較少，在以能力為本位的新體系中，我們要在“必需、夠用”的前提下，精講理論，以便拿出更多的時(shí)間去加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。（2）教師業(yè)務(wù)能力的提高?，F(xiàn)在任教《電子線路》課程的教師大都是大學(xué)或研究生畢業(yè)后直接分配到高職院校的，他們理論水平較高，實(shí)踐動(dòng)手能力較差，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，需要學(xué)校創(chuàng)造條件，逐步提高教師的實(shí)踐動(dòng)手能力。（3）課程改革與專業(yè)改革的相容性。要提高學(xué)生能力，滿足崗位需求，單靠改革《電子線路》一門課程是不可能實(shí)現(xiàn)的，只有把《電子線路》課程改革和專業(yè)結(jié)構(gòu)及專業(yè)課程改革結(jié)合起來(lái)同時(shí)進(jìn)行，學(xué)生的專業(yè)能力才能提高，才能滿足崗位需求。

參考文獻(xiàn)

[1]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1995.

[2]任為民.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1997.

篇10

傳感器應(yīng)用課程是高職院校自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)電等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要涉及傳感器的原理、特性參數(shù)、使用方法以及測(cè)量電路等重要知識(shí)內(nèi)容。學(xué)習(xí)傳感器課程后，學(xué)生掌握常見(jiàn)傳感器特點(diǎn)和使用方法，能解決實(shí)際測(cè)量所遇到的問(wèn)題。傳感器應(yīng)用是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，因此在授課過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法很難取得較好的教學(xué)效果。

項(xiàng)目教學(xué)法能夠讓學(xué)生在老師的指導(dǎo)下以小組為單位完成項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、實(shí)施最終完成項(xiàng)目任務(wù)[1]。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中教師只是引導(dǎo)、輔助作用，學(xué)生才是項(xiàng)目的真正完成者。通過(guò)完成項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)知識(shí)理解和運(yùn)用，又能提高技能，是一個(gè)合理的教學(xué)方法。因此，項(xiàng)目教學(xué)法是提高學(xué)生傳感器技能水平的有效的方法[2]。

二、項(xiàng)目教學(xué)方法實(shí)施

人類社會(huì)中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國(guó)防、醫(yī)療衛(wèi)生等等各個(gè)領(lǐng)域都與溫度密切相關(guān)，因此，在傳感器課程中溫度傳感器是必須要掌握的部分[3]。怎樣在溫度傳感器課程中實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)方法呢？需要明確以下幾個(gè)步驟：確定項(xiàng)目、知識(shí)準(zhǔn)備、方案確立、任務(wù)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、項(xiàng)目報(bào)告撰寫、檢查評(píng)估等。

2.1 確定項(xiàng)目

項(xiàng)目的內(nèi)容確定是項(xiàng)目教學(xué)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要根據(jù)學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)大綱的相關(guān)資料確定[4]。項(xiàng)目設(shè)計(jì)要將理論知識(shí)與實(shí)踐內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，要讓學(xué)生在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)到傳感器相關(guān)知識(shí)，同時(shí)又具有工程實(shí)踐的可操作性。在溫度傳感器的章節(jié)中，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握幾種溫度傳感器的工作原理和使用方法，了解其工作特性和重要參數(shù)和測(cè)量電路，重點(diǎn)掌握熱電偶、熱敏電阻的典型應(yīng)用，同時(shí)在實(shí)際的運(yùn)用中集成電路芯片的使用方法也同樣需要學(xué)生能夠掌握。為了實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，我們以制作簡(jiǎn)易溫度計(jì)作為課程的項(xiàng)目課題，讓學(xué)生親自選擇溫度傳感器，完成測(cè)量電路的搭接和系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目確定好后，對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行分配：將學(xué)生分成4人一組，各小組內(nèi)成員共同合作完成項(xiàng)目要求。采用課堂知識(shí)講授2學(xué)時(shí)，項(xiàng)目任務(wù)布置0.5學(xué)時(shí)，學(xué)生方案確立1學(xué)時(shí)，項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施與調(diào)試4學(xué)時(shí)，項(xiàng)目成果展示1學(xué)時(shí)，項(xiàng)目總結(jié)與評(píng)價(jià)1.5學(xué)時(shí)的課時(shí)分配。項(xiàng)目完成后，各組完成一個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)品，每人提交1份項(xiàng)目總結(jié)。

2.2 知識(shí)準(zhǔn)備

溫度傳感器是隨物體的熱膨脹相對(duì)變化而引起的體積變化。溫度傳感器就是利用物質(zhì)的不同物理性質(zhì)制成的。溫度傳感器的測(cè)量方法可以分為接觸式和非接觸式兩大類。常用的測(cè)量方法是接觸式測(cè)溫方法，該類溫度傳感器有熱電偶、熱電阻、集成溫度傳感器（例如AD590、DS18B20）等。在溫度傳感器選型時(shí)，教師向?qū)W生介紹熱電偶、熱電阻、集成溫度傳感器等的相關(guān)知識(shí)，主要包括各類溫度傳感器的測(cè)溫原理及各自特點(diǎn)。由學(xué)生們選擇合適的傳感器作為自己的溫度計(jì)所需的溫度傳感器，通過(guò)選型，鞏固課堂所了解的知識(shí)內(nèi)容。

根據(jù)前期的調(diào)研、相關(guān)資料查閱，學(xué)生討論等過(guò)程，了解每種傳感器測(cè)溫的典型電路。其中，熱電偶輸出信號(hào)非常小，輸出信號(hào)為0-10.356mV的微弱信號(hào)，其A/D轉(zhuǎn)換器所需電壓在0-5V范圍內(nèi)，因此對(duì)放大器要求很高。工業(yè)中熱電阻測(cè)量范圍一般在-200～500，熱電阻放大調(diào)理電路一般采用增益高、含有內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器配合恒流源電路來(lái)驅(qū)動(dòng)熱電阻，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并進(jìn)行相關(guān)輸出。集成溫度傳感器是把半導(dǎo)體溫度傳感器與后續(xù)的放大電路、信號(hào)處理電路等，用集成電路工藝技術(shù)制作在同一芯片上的集成功能器件。經(jīng)過(guò)教師和小組討論，資料比較，確定傳感器芯片型號(hào)。

2.3方案確立

傳感器型號(hào)確定好后，由小組組長(zhǎng)對(duì)各成員進(jìn)行任務(wù)分配，確定系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、可行性分析、硬件搭建、系統(tǒng)調(diào)試、質(zhì)量評(píng)估等工作安排。通過(guò)分析討論，完成溫度計(jì)控制電路設(shè)計(jì)方案，由老師和學(xué)生共同討論方案的可行性，最終確立溫度計(jì)控制電路方案。圖1中是溫度計(jì)控制系統(tǒng)框圖。

2.4任務(wù)實(shí)施

溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案確定好后，小組成員開始著手設(shè)計(jì)控制方案中各個(gè)模塊所選擇的器件，基本的控制器選擇AT89C52型號(hào)的單片機(jī)，電源模塊由外部USB電源接口供電，溫度傳感器選擇集成電路芯片DS18B20作為感溫元件，顯示模塊由四個(gè)數(shù)碼管構(gòu)成。整個(gè)過(guò)程由學(xué)生自行選擇完成，教師給予相應(yīng)的指導(dǎo)。各個(gè)模塊確定好后，通過(guò)對(duì)比選擇性價(jià)比最優(yōu)的元器件作為方案的實(shí)施元件。小組成員記錄采購(gòu)的元件性價(jià)分析，作為項(xiàng)目整體評(píng)價(jià)的一部分。各組學(xué)生通過(guò)電路的搭建，電路設(shè)計(jì)和焊接完成溫度計(jì)電路。圖2-4為溫度計(jì)控制電路中的電源、傳感器和控制器電路。

2.5實(shí)驗(yàn)調(diào)試

經(jīng)過(guò)前期的知識(shí)講授、資料查詢整理、方案確立、項(xiàng)目實(shí)施等過(guò)程后，溫度計(jì)的制作實(shí)物已經(jīng)完成，通過(guò)將程序下載，各個(gè)小組成員開始進(jìn)行電路的裝調(diào)與測(cè)試，完成項(xiàng)目最后的實(shí)驗(yàn)記錄。在整個(gè)調(diào)試過(guò)程，出現(xiàn)如下問(wèn)題：

1）溫度傳感器的引腳接線錯(cuò)誤；

2）電源供電開關(guān)接線問(wèn)題；

3）顯示電路中出現(xiàn)紊亂；

4）溫度計(jì)記錄有偏差。

針對(duì)以上問(wèn)題，指導(dǎo)老師及時(shí)糾正、適時(shí)指導(dǎo)，與學(xué)生共同完成故障排除。對(duì)于溫度傳感器引腳接線問(wèn)題，進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)，讓學(xué)生真正明白溫度傳感器的原理。對(duì)于線路接線不仔細(xì)問(wèn)題，要求學(xué)生認(rèn)真檢查和互查，完成錯(cuò)誤糾正。另外，溫度測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生誤差，通過(guò)查閱溫度傳感器的特性，分析誤差產(chǎn)生原因，利用溫度補(bǔ)償電路或更換誤差小的溫度傳感器來(lái)加以比較解決。通過(guò)親自制作調(diào)試，各小組最終完成溫度計(jì)的制作。

2.6 項(xiàng)目總結(jié)與評(píng)估

學(xué)生完成項(xiàng)目后，項(xiàng)目檢查評(píng)估尤為重要，教師要對(duì)各個(gè)小組所做項(xiàng)目進(jìn)行檢查與評(píng)價(jià)。通過(guò)教師、小組之間以及小組內(nèi)部之間打分，最終給小組及每位小組成員確定成績(jī)。對(duì)優(yōu)秀作品加以表?yè)P(yáng)，并進(jìn)行展示。由師生共同對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)，對(duì)項(xiàng)目中所涉及的知識(shí)進(jìn)一步歸納，提出項(xiàng)目中出現(xiàn)的問(wèn)題，給出解決辦法。

2.7 項(xiàng)目報(bào)告撰寫

溫度計(jì)制作好后，對(duì)項(xiàng)目的知識(shí)準(zhǔn)備、元件清單、工具型號(hào)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行記錄。對(duì)測(cè)量中產(chǎn)生的誤差加以分析、總結(jié)改進(jìn)措施，做好項(xiàng)目總結(jié)。最后，學(xué)生提交一份項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告，作為項(xiàng)目成績(jī)的一部分。

三、項(xiàng)目教學(xué)方法總結(jié)

通過(guò)簡(jiǎn)單的溫度計(jì)制作，讓學(xué)生對(duì)傳感器課程產(chǎn)生更濃厚的興趣，便于以后教學(xué)工作的展開。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生自己主動(dòng)查閱資料、互助合作，提高了實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力和與人溝通合作能力。同時(shí)，教師在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，從項(xiàng)目立項(xiàng)、實(shí)施過(guò)程到最終項(xiàng)目總結(jié)，都要精心查閱資料、調(diào)研，并及時(shí)參與項(xiàng)目中來(lái)。通過(guò)指導(dǎo)、引領(lǐng)、監(jiān)督、與學(xué)生共同合作等工作，改變以往教學(xué)思路，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。