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時(shí)間:2022-07-28 22:20:34
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇微電子學(xué)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1引言
綜觀人類社會(huì)發(fā)展的文明史,一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的,科學(xué)技術(shù)作為革命的力量,推動(dòng)著人類社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式,與材料和能源一起是人類社會(huì)的重要資源,但對(duì)它的利用卻僅僅是開始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對(duì)信息的利用,更好地滿足了人們對(duì)信息的需求;而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息,使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同,它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性,它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè),改變著人類的生產(chǎn)和生活方式,改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)。可以毫不夸張地說,沒有微電子技術(shù)的進(jìn)步,就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。
50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史,實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過程,這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、CPU、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí),每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開拓出一個(gè)新的領(lǐng)域,帶來了新的巨大市場(chǎng),對(duì)我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新,才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始,與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文,所以有人認(rèn)為,1968年以后人類進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代(siliconage)〖1〗。因此可以說社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新,沒有創(chuàng)新,社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來“創(chuàng)造性的破壞”,但經(jīng)過這種破壞后,又將開始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán),社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。
在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年,創(chuàng)新起到了決定性的作用,而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為:目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期,21世紀(jì)上半葉,也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面:以硅基CMOS電路為主流工藝;系統(tǒng)芯片(SystemOnAChip,SOC)為發(fā)展重點(diǎn);量子電子器件和以分子(原子)自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué);與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn),如MEMS,DNAChip等。
221世紀(jì)上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝
微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比,因此便要求提高芯片的集成度,這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以MOS技術(shù)為例,溝道長(zhǎng)度縮小可以提高集成電路的速度;同時(shí)縮小溝道長(zhǎng)度和寬度還可減小器件尺寸,提高集成度,從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管,將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上;此外,隨著集成度的提高,系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高,價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲,這樣在器件尺寸縮小后,即使器件本身的性能沒有提高,整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。
自1958年集成電路發(fā)明以來,為了提高電子系統(tǒng)的性能,降低成本,微電子器件的特征尺寸不斷縮小,加工精度不斷提高,同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE.Moore1965年預(yù)言的摩爾定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸縮小倍。在這期間,雖然有很多人預(yù)測(cè)這種發(fā)展趨勢(shì)將減緩,但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實(shí)了Moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測(cè),微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期,這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。
現(xiàn)在,0.18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù),0.035微米乃至0.020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功,研究工作已進(jìn)入亞0.1微米技術(shù)階段,相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2.0~1.0nm。預(yù)計(jì)到2010年,特征尺寸為0.05~0.07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。
21世紀(jì),起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展;但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律,一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間,硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外,全世界數(shù)以萬億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入,已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力;同時(shí),長(zhǎng)期的科研投入已使人們對(duì)硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步,成為自然界100多種元素之最,這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用,人們不會(huì)輕易放棄。
目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0.030~0.015微米的“極限”之后,將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束,這實(shí)際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外,還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展,這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長(zhǎng)。即使是加工工藝技術(shù),很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測(cè),微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域,它仍將保持快速發(fā)展趨勢(shì),就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?/p>
隨著器件的特征尺寸越來越小,不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題,究其原因,主要是:對(duì)其中的物理規(guī)律等科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上,這些理論適合于描述微米量級(jí)的微電子器件,但對(duì)空間尺度為納米量級(jí)、空間尺度為飛秒量級(jí)的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用;在材料體系上,SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅/硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約,已無法滿足亞50納米器件及電路的需求;同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求,必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括:基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件,新型器件結(jié)構(gòu),高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu),電子束步進(jìn)光刻、13nmEUV光刻、超細(xì)線條刻蝕,SOI、GeSi/Si等與硅基工藝兼容的新型電路,低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。
3量子電子器件(QED)和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來嶄新的領(lǐng)域
在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù),可稱之為“scalingdown”,與此同時(shí)我們必須注意“bottomup”?!癰ottomup”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面:
(1)量子電子器件(QED—QuantumElectronDevice)這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng),由于系統(tǒng)能量的改變和庫侖作用,一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢(shì)阱,則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高;由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低;由于相對(duì)小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間,所以速度很快;且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難,特別是制造大量的一致性器件很困難;對(duì)環(huán)境高度敏感,可靠性難以保證;在室溫工作時(shí)要求電容極?。é罠),要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。
因此,目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的,工藝有待于探索和突破。
(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。
量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成,至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢(shì)是開關(guān)速度快,功耗低,集成密度高。但難以制造,且對(duì)值置變化和大小改變都極為靈敏,0.05nm的變化可以造成單元工作失效。
以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng),可支持高密度電流,而熱導(dǎo)性能類似于金剛石,能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散,性質(zhì)類金屬和半導(dǎo)體,特別是它有三種可能的雜交態(tài),而Ge、Si只有一個(gè)。這些都使碳納米管(CNT)成為當(dāng)前科研熱點(diǎn),從1991年發(fā)現(xiàn)以來,現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn),北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0.33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長(zhǎng)有序的符合設(shè)計(jì)性能的CNT器件,更難以集成。
目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對(duì)于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會(huì)帶來突破性的進(jìn)展。
QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做,有待突破,離開實(shí)際應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)日!但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域,我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。
4系統(tǒng)芯片(SystemOnAChip)是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)
在集成電路(IC)發(fā)展初期,電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手,后來出現(xiàn)了集成電路單元庫(Cell-Lib),使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí),這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì),極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品,它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板(PCB)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展,系統(tǒng)對(duì)電路的要求越來越高,傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí),由于IC設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高,集成電路規(guī)模越來越大,復(fù)雜程度越來越高,已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108-109個(gè)晶體管,而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展,21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3G時(shí)代逐步發(fā)展到3T時(shí)代(即存儲(chǔ)容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù))。
正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下,出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片(SystemOnAChip,簡(jiǎn)稱SOC)概念。
系統(tǒng)芯片(SOC)與集成電路(IC)的設(shè)計(jì)思想是不同的,它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類似,它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。
SOC是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā),把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來,在單個(gè)(或少數(shù)幾個(gè))芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能,它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級(jí)開始的自頂向下(Top-Down)的。很多研究表明,與IC組成的系統(tǒng)相比,由于SOC設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況,可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用SOC方法和0.35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下,能夠相當(dāng)于采用0.18~0.25μm工藝制作的IC所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能;還有,與采用常規(guī)IC方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用SOC設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l~2個(gè)數(shù)量級(jí)。
對(duì)于系統(tǒng)芯片(SOC)的發(fā)展,主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。
(1)軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論(FunctionalPartitionTheory),這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。
(2)IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核,主要是功能描述;固核,主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);和硬核,基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān),并經(jīng)過工藝驗(yàn)證過的。其中以硬核使用價(jià)值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ),在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值?,F(xiàn)在,美國(guó)硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線(Fabless)公司的基礎(chǔ)上,90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片(Chipless)的公司,專門銷售IP模塊。
(3)模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)(gluelogictechnologies)和IP模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。
微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前,SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角,21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。
在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域,需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場(chǎng)變革,例如維特比算法、小波變換等均對(duì)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中,由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入,其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu),因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外,為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯(GlueLogic)新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。
5微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)
微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),這方面的典型例子便是MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的,后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。
微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合,實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來,它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào),把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào),而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號(hào),發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講,MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。
MEMS的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)、穩(wěn)定控制和玩具;微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù);信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用;同時(shí)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等。現(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子,可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。
MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長(zhǎng)速度非常之高,目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期,再過若干年將會(huì)迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年,全世界MEMS的市場(chǎng)達(dá)到120到140億美元,而帶來的與之相關(guān)的市場(chǎng)達(dá)到1000億美元。
目前,MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期,其電路在今天看來是很簡(jiǎn)單的,應(yīng)用也非常有限,以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資,促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度,對(duì)CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng),形成了今天的雙贏局面,帶來了一場(chǎng)信息革命。現(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專用性很強(qiáng),單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步,最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè),從而對(duì)人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。
當(dāng)前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破,取決于兩方面的因素:第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展,使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng);第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口,揚(yáng)長(zhǎng)避短,以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破,從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有:MEMS建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究;三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究;MEMS的表征與計(jì)量方法學(xué);納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。
微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ),利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能,設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系,并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn),它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn),正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。
采用微電子加工技術(shù),可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況,這無疑對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。
DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測(cè)基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽,然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段,該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA(脫氧核糖核酸)是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì),它包含有大量的生物遺傳信息,DNA芯片的作用非常巨大,其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛:它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等,而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng),這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類生活的各個(gè)方面,那時(shí),生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。
目前的生物芯片主要是指通過平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù),在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測(cè)。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法學(xué)等等。
6結(jié)語
在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中,創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的課題,客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。
回顧20世紀(jì)后50年,展望21世紀(jì)前50年,即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程,使我們深切地感受到,世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對(duì)我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇,也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇,立足創(chuàng)新,去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn),則有可能使我國(guó)微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛,在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán),促進(jìn)我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為迎接21世紀(jì)中葉將要到來的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ),以重鑄中華民族的輝煌!
參考文獻(xiàn)
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主管單位:工業(yè)和信息化部
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出版周期:雙月刊
出版地址:重慶市
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種:中文
開
本:大16開
國(guó)際刊號(hào):1004-3365
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發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1971
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
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二、加強(qiáng)互動(dòng)教學(xué),拉近師生情感
中職電子商務(wù)教學(xué)質(zhì)量的提高離不開良好的課堂教學(xué),然而在課堂中學(xué)生不可能和教師有更多的交流,即使在課外也不可能有過多的時(shí)間交流。有些學(xué)生性格比較內(nèi)向,平時(shí)不愿意和教師或同學(xué)面對(duì)面交流,加上中職學(xué)校教師一般都擔(dān)任多個(gè)班級(jí)的課程,工作量較大,沒有更多的時(shí)間與學(xué)生面對(duì)面的接觸和解答學(xué)生的疑問,師生之間缺少實(shí)時(shí)互動(dòng)與交流。反而有很多學(xué)生喜歡通過微信與老師交流,教師利用微信的互動(dòng)功能加強(qiáng)與學(xué)生的交流,了解學(xué)生的需要,解答學(xué)生的問題。微信可以將通訊錄中的一部分人組建在一起群聊,群成員的發(fā)言,其他成員可以及時(shí)聽到看到,還能一起對(duì)講,群聊中被人@到,也會(huì)收到提醒。教師在進(jìn)行電子商務(wù)項(xiàng)目分組教學(xué)時(shí),同組學(xué)生組建一個(gè)微信群,并給微信群起個(gè)響亮易記的名字,教師也是這個(gè)微信群的成員之一。成員可以隨時(shí)聯(lián)系,互相探討學(xué)習(xí)任務(wù),教師在微信群能夠及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)小組的任務(wù)完成進(jìn)度,隨時(shí)解答學(xué)習(xí)小組的疑問和及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí),教師還要組建一個(gè)班級(jí)微信群,將所有學(xué)習(xí)小組的成員都拉進(jìn)群,并邀請(qǐng)電子商務(wù)行業(yè)的專家加入。
在班級(jí)微信群,學(xué)習(xí)小組互相分享學(xué)習(xí)成果,交流學(xué)習(xí)心得和體會(huì),還可以通過語音、圖文和拍照等功能形象生動(dòng)地提問,并及時(shí)得到行業(yè)專家、老師和其他同學(xué)的解答,促進(jìn)學(xué)習(xí)任務(wù)的完成,激發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的習(xí)慣。例如,在客戶服務(wù)課程教學(xué)過程中,教師可以利用微信群對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組,通過微信的語音交流功能,指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行“接待客戶來電咨詢”、“處理客戶退換貨”的電話客服的教學(xué)。學(xué)生在不同地點(diǎn)分別扮演客戶、客服、發(fā)貨員等不同的電子商務(wù)角色,創(chuàng)設(shè)出近乎真實(shí)的工作場(chǎng)景,教師和其他同學(xué)還能夠在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽語音內(nèi)容,分析比較學(xué)習(xí)任務(wù)的完成效果,更好地改進(jìn)學(xué)習(xí)。利用微信的語音功能,行業(yè)專家、老師和學(xué)生都能聽到對(duì)方親切的話語,在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),感受到對(duì)方的熱情,拉近了彼此之間的感情。良好的師生感情有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,增加學(xué)生對(duì)教師的信賴,挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)電子商務(wù)專業(yè)知識(shí)的動(dòng)機(jī),使學(xué)生真正“愛學(xué)”、“樂學(xué)”。
三、拓寬知識(shí)面,延伸知識(shí)深度
在有限的課堂教學(xué)中,教師為了完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的任務(wù),不可能在課堂中講授更多的電子商務(wù)最前沿的知識(shí),也不可能在課堂中熟悉所有學(xué)生,了解學(xué)生的知識(shí)掌握程度,做到因材施教。電子商務(wù)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,日新月異的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)造就了諸如O2O、跨境電子商務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)等新型的電子商務(wù)模式。然而,中職學(xué)校電子商務(wù)專業(yè)受到教材、設(shè)備和教學(xué)軟件更新速度過慢的影響,同時(shí)中職學(xué)校電子商務(wù)的專業(yè)教師有很大一部分是非本專業(yè)出身或由計(jì)算機(jī)信息類專業(yè)、財(cái)經(jīng)類專業(yè)的教師擔(dān)任,這二個(gè)原因?qū)е码娮由虅?wù)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)電子商務(wù)專業(yè)知識(shí)時(shí)更多只能停留在教材內(nèi)容范圍,根本不能適應(yīng)電子商務(wù)的高速發(fā)展,更談不上以就業(yè)為導(dǎo)向了。微信的公眾平臺(tái)即微信公眾號(hào),可以幫助教師和學(xué)生獲取電子商務(wù)的最新動(dòng)態(tài)和前沿知識(shí)。公眾號(hào)分為服務(wù)號(hào)和訂閱號(hào),服務(wù)號(hào)是企業(yè)開展業(yè)務(wù)、信息的公眾服務(wù)平臺(tái);訂閱號(hào)為媒體和個(gè)人提供一種新的信息傳播方式,構(gòu)建與讀者之間更好的溝通模式。因此,學(xué)生通過關(guān)注電子商務(wù)企業(yè)的服務(wù)號(hào)或訂閱號(hào),比如“賣家吧”、“騰訊電商那些事”、“網(wǎng)迷電商”等,這些服務(wù)號(hào)或訂閱號(hào)都會(huì)定期推送電子商務(wù)最新的消息和技術(shù)給關(guān)注的微信用戶,教師和學(xué)生通過查閱這些消息就可以很方便地了解電子商務(wù)前沿新聞和最新動(dòng)態(tài),及時(shí)把握電子商務(wù)發(fā)展動(dòng)向,有意識(shí)地拓寬學(xué)習(xí)的視野,往更深層次地理解電子商務(wù)知識(shí)。
基于微信訂閱號(hào)對(duì)個(gè)人開放申請(qǐng)和良好的互動(dòng)模式,教師在微信公眾平臺(tái)申請(qǐng)用于電子商務(wù)教學(xué)的訂閱號(hào),要求電子商務(wù)專業(yè)的學(xué)生添加此訂閱號(hào),教師就可以很方便地在網(wǎng)頁版的微信公眾平臺(tái)或通過手機(jī)微信公眾號(hào)助手的群發(fā)功能,將電子商務(wù)內(nèi)容及時(shí)快速地推送到每位學(xué)生的手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端。教師還可以通過公眾平臺(tái)的編輯模式設(shè)置“消息自動(dòng)回復(fù)”和“關(guān)鍵詞自動(dòng)回復(fù)”,學(xué)生向訂閱號(hào)提問或回復(fù),就能自動(dòng)獲取想了解的電子商務(wù)內(nèi)容,而且內(nèi)容可以是文字、圖片、語音和視頻。例如,筆者申請(qǐng)開通了電子商務(wù)學(xué)習(xí)的訂閱號(hào)“studyec”,要求電子商務(wù)專業(yè)的學(xué)生添加并關(guān)注,筆者在用戶管理后臺(tái)將電子商務(wù)專業(yè)的學(xué)生按不同年級(jí)和知識(shí)層次進(jìn)行分組,有針對(duì)性地按分組群發(fā)圖文、語音和視頻等形式的教學(xué)內(nèi)容。比如使用語音方式布置課外作業(yè)和解答學(xué)生的疑問,鼓勵(lì)學(xué)生用心學(xué)習(xí),設(shè)置自動(dòng)回復(fù)消息開設(shè)O2O電子商務(wù)模式的專題知識(shí)拓展,學(xué)生只要回復(fù)相應(yīng)的數(shù)字,即可獲得相應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容或知識(shí)難點(diǎn),延伸了課堂。學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度大了,主動(dòng)性也提高了,也能把零散的時(shí)間用在學(xué)習(xí)上,更重要的是滿足了不同層次學(xué)生的需要,真正做到“因材施教”。
四、分享學(xué)習(xí)成果,反思學(xué)習(xí)過程
微信朋友圈將微信的圈中好友緊密聯(lián)系在一起,通過朋友圈,能夠分享圖文、語音、視頻和鏈接,圈中好友點(diǎn)擊閱讀、參與評(píng)論。在學(xué)習(xí)電子商務(wù)項(xiàng)目任務(wù)的過程中,學(xué)生通過微信朋友圈“曬”照片、談心得、分享學(xué)習(xí)成果,圈中好友評(píng)論、回復(fù),在分享和評(píng)論中反思學(xué)習(xí)過程,總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)學(xué)習(xí)方式方法。例如,在學(xué)習(xí)簽名郵件和加密郵件收發(fā)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),教師組織學(xué)生通過微信朋友圈分享如何收發(fā)簽名和加密郵件以及操作過程中最該注意的問題,分享學(xué)習(xí)的喜悅,反思學(xué)習(xí)過程中的不足,總結(jié)Outlook和Foxmail軟件進(jìn)行簽名郵件和加密郵件收發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn),師生們踴躍發(fā)言,或提出疑問,或解答迷惑,一個(gè)無形而卓有成效的分享討論圈就此展開。
五、輕松點(diǎn)贊,收獲評(píng)價(jià)
學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)完成得如何?學(xué)習(xí)成果有沒有達(dá)到教學(xué)目標(biāo)?通常需要進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià),教師預(yù)先按照制定的評(píng)價(jià)量規(guī)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程或?qū)W習(xí)成果評(píng)價(jià)表,組織學(xué)生進(jìn)行自評(píng)、他評(píng)和教師評(píng),最后統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果。在微信朋友圈發(fā)表觀點(diǎn),分享有價(jià)值的信息,常常得到圈中好友的點(diǎn)贊,點(diǎn)贊越多,證明信息越受好友歡迎,越能體現(xiàn)信息主人的成就。教師可以巧妙地利用微信點(diǎn)贊的功能,快速有效地組織教學(xué)評(píng)價(jià)。例如,學(xué)生通過微信朋友圈分享簽名郵件和加密郵件的學(xué)習(xí)成果,教師組織學(xué)生在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行點(diǎn)贊和評(píng)論,最后要求學(xué)生將點(diǎn)贊和評(píng)論結(jié)果截圖發(fā)送給老師和班級(jí)微信群,老師和全班同學(xué)都可以及時(shí)了解評(píng)價(jià)結(jié)果,反思和改進(jìn)教學(xué)。點(diǎn)贊和評(píng)論的主體可以是學(xué)生本人、其他同學(xué)和老師,點(diǎn)贊的個(gè)數(shù)相當(dāng)于定量評(píng)價(jià),文字評(píng)論相當(dāng)于定性評(píng)價(jià),體現(xiàn)了評(píng)價(jià)的趣味性、評(píng)價(jià)主體的多樣性和評(píng)價(jià)方式的全面性。
六、微信在電子商務(wù)教學(xué)中應(yīng)用的注意問題
第一,教學(xué)中不能過分依賴微信。
微信雖然給電子商務(wù)教學(xué)帶來便利,對(duì)電子商務(wù)知識(shí)的掌握起到促進(jìn)作用,但是電子商務(wù)還是應(yīng)該以課堂教學(xué)為主,微信只能起到輔助教學(xué)的作用,是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。因此,教學(xué)中需要運(yùn)用微信時(shí)一定要計(jì)劃周詳,突出教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位,以提高教學(xué)效果為前提。
第二,加強(qiáng)信息的管理和更新。
微信畢竟是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的聊天交流工具,因此在利用微信進(jìn)行電子商務(wù)教學(xué)過程中,教師應(yīng)該嚴(yán)格控制學(xué)生使用微信時(shí)不偏離學(xué)習(xí)內(nèi)容而轉(zhuǎn)為娛樂,要經(jīng)常監(jiān)聽學(xué)生發(fā)送的信息是否合法合理,絕對(duì)不允許胡言亂語和發(fā)送不切實(shí)際的信息。教師在利用微信公眾平臺(tái)時(shí)千萬不能因過分強(qiáng)調(diào)群發(fā)功能,卻忽視了電子商務(wù)知識(shí)的傳授和教學(xué)互動(dòng),還要兼顧不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,否則就和垃圾郵件、垃圾短信沒什么區(qū)別了。同時(shí),要注意教師訂閱號(hào)的信息更新,如果長(zhǎng)時(shí)間不更新訂閱號(hào)的電子商務(wù)信息,粉絲就會(huì)流失,就會(huì)失去訂閱號(hào)的互動(dòng)教學(xué)功能。因此,定期更新電子商務(wù)的新知識(shí)、新聞、動(dòng)態(tài),甚至電子商務(wù)人物的故事案例,對(duì)于師生用好微信教學(xué)都是極為關(guān)鍵的。
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002—7661(2012)21—0006—01
在當(dāng)今信息時(shí)代,微電子學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。集成電路( Integrated Circuit, IC)作為微電子技術(shù)的核心,是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)和信息社會(huì)最根本的技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)對(duì)提高技術(shù)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和競(jìng)爭(zhēng)能力具有非常重要的作用,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)和人民文化生活等各方面都發(fā)揮著巨大的作用,也是一個(gè)國(guó)家參與國(guó)際化政治、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。模擬集成電路是現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁,是現(xiàn)代信息化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電子信息化,必須發(fā)展模擬IC技術(shù)。為了提高我國(guó)模擬IC電路的水平,不但要在產(chǎn)業(yè)化方面做出巨大的努力,還需培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才。事實(shí)上,模擬集成電路設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的微電子學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向,因而在教學(xué)課程設(shè)置時(shí)不僅要努力加強(qiáng)理論教學(xué),還需加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。《模擬集成電路CAD》課程作為模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的核心基礎(chǔ)課程,其教學(xué)的好壞關(guān)系到學(xué)生在模擬集成電路設(shè)計(jì)方面的發(fā)展前景。在此背景下,根據(jù)重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院微電子學(xué)專業(yè)的實(shí)際情況,結(jié)合筆者多年集成電路實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及多年教學(xué)實(shí)踐,擬從以下幾個(gè)方面對(duì)《模擬集成電路CAD》課程的教學(xué)改革進(jìn)行探索。
一、理論教學(xué),以培養(yǎng)學(xué)生分析設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)
《模擬集成電路CAD》是模擬集成電路設(shè)計(jì)方向的一門核心基礎(chǔ)課,與其他電路基礎(chǔ)課一樣,具有承上啟下的作用。而模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn),在學(xué)習(xí)中學(xué)生普遍反映較難學(xué)習(xí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí),不僅要夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)和培養(yǎng)學(xué)生的分析與設(shè)計(jì)能力,還要盡量避免與《模擬CMOS集成電路》等課程的知識(shí)重復(fù)的問題。
根據(jù)教學(xué)大綱以及課程內(nèi)容設(shè)置原則,《模擬集成電路CAD》理論教學(xué)定為32學(xué)時(shí),并將講授內(nèi)容分為以下幾部分:第一部分,MOS仿真模型及CMOS模擬集成電路CAD;第二部分,單元電路設(shè)計(jì)、仿真及分析;第三部分,偏置電路設(shè)計(jì)、仿真及分析;第四部,跨導(dǎo)放大器設(shè)計(jì)。在授課過程中,以簡(jiǎn)單CMOS模擬集成電路基本單元分析為主,復(fù)雜CMOS模擬集成電路分析為輔;以分析能力培養(yǎng)為主,設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為輔;激勵(lì)學(xué)生CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)的興趣。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué),以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生建立起CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)流程的概念、熟練掌握各個(gè)環(huán)境的工具使用,能解決模擬集成電路設(shè)計(jì)仿真過程出現(xiàn)的問題,促使理論知識(shí)的理解和深化,因而設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)體系具有重要意義。同時(shí),Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成電路設(shè)計(jì)工具廠商提供的EDA工具是目前集成電路設(shè)計(jì)公司最廣泛使用的工具。為了使學(xué)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)崗位、能盡快進(jìn)入角色,有必要使學(xué)生學(xué)習(xí)使用這類先進(jìn)的EDA工具,從而真正幫助學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。根據(jù)這一原則,《模擬集成電路CAD》實(shí)驗(yàn)教學(xué)定為32學(xué)時(shí),并開設(shè)如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一,IC設(shè)計(jì)工具—Cadence的ADE與版圖大師等的使用;實(shí)驗(yàn)二,CMOS兩級(jí)運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證;實(shí)驗(yàn)三,CMOS帶隙基準(zhǔn)參考的設(shè)計(jì)、版圖繪制與驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)過程中,一人為一組,有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。
三、改革教學(xué)方法,豐富教學(xué)手段
教學(xué)內(nèi)容體系確定后,采用什么樣的教學(xué)方法與教學(xué)手段是非常重要的。采用有效的教學(xué)方法并結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)手段,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能動(dòng)性,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力,實(shí)現(xiàn)以教為中心到以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)換,突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性,從而獲得好的教學(xué)成果。
針對(duì)CMOS模擬集成電路具有概念細(xì)節(jié)多、理論較抽象、工程特征突出、電路結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn),在(下轉(zhuǎn)第10頁)(上接第6頁)教學(xué)手段上以多媒體教學(xué)為主,傳統(tǒng)黑板板書為輔,同時(shí)在課堂上以動(dòng)畫的形式展現(xiàn)當(dāng)前CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)趨勢(shì)及其技術(shù)特點(diǎn),從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。
四、考核方式的改革
考核是對(duì)學(xué)習(xí)的結(jié)果做出評(píng)估,是反映教學(xué)效果的手段。而課程開設(shè)能否達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo),課程的考核方式有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式為試卷筆試與平時(shí)成績(jī)結(jié)合的方式。針對(duì)《模擬CMOS集成電路》課程特點(diǎn),考核方式作如下嘗試:結(jié)合課程的專業(yè)特點(diǎn),采用提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合的考核方式。針對(duì)課程的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)幾個(gè)課外小題目,讓學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,完成電路設(shè)計(jì)并撰寫小論文,從而增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)踐動(dòng)手能力。在每個(gè)題目完成后,教師要求學(xué)生在提交論文時(shí)做好答辯ppt,并利用專門時(shí)間進(jìn)行5分鐘左右的答辯,并接受教師和同學(xué)的提問。這樣可以引導(dǎo)學(xué)生更加重視實(shí)踐性環(huán)節(jié),強(qiáng)化技能水平的提高。
教學(xué)過程是一個(gè)不斷探索、總結(jié)與創(chuàng)新的過程。要實(shí)現(xiàn)《模擬集成電路CAD》這門課的全面深入的改革,還有待與同仁一道共同努力。在今后的教學(xué)實(shí)踐中,筆者將加強(qiáng)與同行交流學(xué)習(xí),進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及考核方式等,以期改善教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
主管單位:
主辦單位:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所;中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國(guó)際刊號(hào):1003-1928
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-2635/TN
郵發(fā)代號(hào):82-15
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1985
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽(yù):
近年來,在國(guó)內(nèi)外重要期刊上發(fā)表SCI論文70余篇,El論文1 50多篇。2005年8月回國(guó)后,成為國(guó)際研究項(xiàng)目Nano-Device Modeling Initiative的研究成員,被國(guó)際期刊Recent Patents on Engineering,Open Nano Sci-ence Journal,Recent Patents on Electrical Engineering等聘為編委會(huì)成員。
2008年5月,北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授何進(jìn)博士接到了一份期盼已久的邀請(qǐng)函,它來自美國(guó)電子和信息技術(shù)聯(lián)合會(huì)麾下的國(guó)際集成電路模型標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì),該委員會(huì)主席邀請(qǐng)何進(jìn)參加于6月5-6日在美國(guó)波士頓舉行的關(guān)于新一代ULTRA-SOI集成電路國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)模型選擇的CMC會(huì)議,并攜帶北京大學(xué)自主研發(fā)的新SOI電路模型,競(jìng)爭(zhēng)高科技IT技術(shù)一納米SOI集成電路模型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
ULTRA-SOI是北京大學(xué)研究的,針對(duì)SOI器件和電路的創(chuàng)新性納米尺寸絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型。它使用了新的物理核心和工程模型結(jié)構(gòu)來模擬納米尺寸的SOI MOSFET行為。與國(guó)際上的同類研究相比,ULTRA-SOI具有明顯的科學(xué)創(chuàng)新性和高技術(shù)特色,有望在國(guó)際主流的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具中得到實(shí)際使用,此次獲邀參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng),顯示了北京大學(xué)微電子研究在該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究方面的前沿地位,以及在集成電路工程技術(shù)開發(fā)方面所發(fā)揮的先鋒作用。
何進(jìn)說:“這一成果得到認(rèn)可,遠(yuǎn)比在知名刊物上發(fā)表幾篇文章更有說服力,也更有價(jià)值。”
科學(xué)研究的意外機(jī)遇和收獲
回望自己的科研之路,何進(jìn)說:“不管是做研究,還是我的個(gè)人發(fā)展,都是一步一步地走出來的。人生沒有坦途,奮斗終有收獲。”
其實(shí),今天在微電子學(xué)領(lǐng)域嶄露頭角的何進(jìn)起初并沒有對(duì)科學(xué)研究抱有太大的期許。當(dāng)年,能邁進(jìn)大學(xué)的門檻,何進(jìn)很滿足。然而,一進(jìn)大學(xué),中學(xué)時(shí)那種極度封閉、狹小的天地一下敞開了,何進(jìn)才發(fā)現(xiàn)原來天地是如此廣闊,世界是如此豐富。時(shí)間總是不夠,他有太多的事情可以做:去圖書館看書,跑學(xué)術(shù)廳聽演講,忙于各種課外活動(dòng)……他的腦子里開始不斷地冒出思想的火花,他甚至憧憬著去當(dāng)一個(gè)哲學(xué)家。
現(xiàn)實(shí)常常讓所謂的哲學(xué)家必須低下高昂的頭顱去面對(duì)腳下的小路。大學(xué)本科畢業(yè)以后,何進(jìn)被分配到一個(gè)無線電廠工作。當(dāng)工作像流水線作業(yè)一樣越來越熟悉的時(shí)候,他發(fā)現(xiàn)自己無法適應(yīng)這種單調(diào)、重復(fù)的生活,于是又考上了研究生。碩士上完了,何進(jìn)還是忘不了自己哲學(xué)家的夢(mèng),于是他準(zhǔn)備報(bào)考宗教學(xué)的博士。沒想到,家里人的堅(jiān)決反對(duì)讓一心想成為哲學(xué)家的何進(jìn)終于“還了俗”:“他們怕我以后畢業(yè)了連個(gè)飯碗都找不到,我就只好向現(xiàn)實(shí)妥協(xié)。”
何進(jìn)開始很不情愿地讀起了微電子學(xué)的博士?;蛟S是因?yàn)樗究啤⒋T士都不是學(xué)微電子專業(yè)的,所以到了博士生的科研階段,反而使他可以從不同的角度看待自己的專業(yè),從別人司空見慣的舊材料中不斷發(fā)現(xiàn)新的問題。讀書,在何進(jìn)看來并不難,他認(rèn)為難的是找到自己的人生目標(biāo)。正因?yàn)檫@次轉(zhuǎn)折,何進(jìn)正式開始了自己的科研之路,他在這里找到了自己的人生歸屬。2001年,何進(jìn)赴美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校電子和計(jì)算機(jī)科學(xué)系器件研究室訪問研究。
幸運(yùn)的是,何進(jìn)在求學(xué)和工作的過程中遇到了幾位讓他終身受益的老師。中國(guó)科學(xué)院院士、電子科技大學(xué)的陳星弼教授,中科院院士,北京大學(xué)的王陽元教授,中科院外籍院士、美國(guó)工程院院士、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的胡正明教授,IEEE終身院士古默爾(H.K Gummel)博士等,都曾先后做過何進(jìn)的導(dǎo)師和合作者。在何進(jìn)看來,導(dǎo)師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,他們的博學(xué)、睿智都是他終身學(xué)習(xí)的榜樣。
2005年9月,何進(jìn)結(jié)束了在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的多年研究后回國(guó)。他有幸獲得了北京大學(xué)及教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助,何進(jìn)不僅迅速建立了納太器件和電路研究室,使自己的研究工作聚焦在納米CMOS新結(jié)構(gòu),納米MOSFET的量子傳輸和準(zhǔn)彈道輸運(yùn),深亞微米芯片仿真物理模型,電子材料和相關(guān)器件等,也先后參加了國(guó)家“973”、“863”、自然科學(xué)基金等研究項(xiàng)目。他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已成為國(guó)際納米CMOS器件物理和模型研究舞臺(tái)的一支重要力量,在納米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列國(guó)際矚目的重要進(jìn)展。
2007年9月,何進(jìn)小組的CMOS集成電路用納電子器件模型成果發(fā)表在國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)電子器件領(lǐng)域最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《納電子器件模型和模擬專輯》上。該專輯的相關(guān)背景是:為了應(yīng)對(duì)納米集成電路發(fā)展中的挑戰(zhàn),反映最近一兩年來納電子器件模擬和仿真技術(shù)的快速發(fā)展,IEEE電子器件協(xié)會(huì)(EDS)在2007年初面向全球,征集該領(lǐng)域的頂尖研究成果,向全世界展示該方向的最新研究成果。經(jīng)過激烈競(jìng)爭(zhēng)和嚴(yán)格的多輪專家評(píng)審,《納電子器件模型和模擬專輯》在全世界范圍內(nèi)最后僅僅錄用了20篇投稿論文。何進(jìn)研究小組在該專輯的上發(fā)表了關(guān)于納米環(huán)柵CMOS器件模型基本解的研究論文。這是中國(guó)大陸、臺(tái)灣和香港地區(qū)入選該專集的惟一論文。
這也是何進(jìn)研究小組繼2006年在該權(quán)威期刊《先進(jìn)模型和45納米模型挑戰(zhàn)專輯》上,發(fā)表納米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效應(yīng)模擬兩篇重要論文以來,在微納電子和集成電路器件模型領(lǐng)域取得的又一新進(jìn)展。
做現(xiàn)實(shí)的理想主義者
雖然出國(guó)前已經(jīng)是北京大學(xué)的副教授,但是從伯克利回國(guó)以后,何進(jìn)還是很明顯地感到國(guó)內(nèi)、國(guó)外的差距:“和國(guó)外比起來,我們?nèi)钡牟皇怯布?,缺的不是勤奮,而是眼光?!?/p>
回國(guó)之后的何進(jìn)把自己的研究定位在國(guó)際前沿上,他已經(jīng)取得的系列成果使他成為國(guó)際微電子學(xué)術(shù)界和工程領(lǐng)域享有聲譽(yù)的中國(guó)科學(xué)家,他是國(guó)際集成電路界工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS模型BSIM4.3.0的主要研發(fā)者,模型手冊(cè)的主要作者(BSIM4.3.0經(jīng)被國(guó)際半導(dǎo)體工業(yè)界廣泛采用,促進(jìn)了國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展);BSIM5首席研究者,模型手冊(cè)第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近發(fā)表在IEEE T-ED上的綜述文章稱為“何氏模型”,是全世界4個(gè)典型代表。提出的納米CMOS參數(shù)提取新技術(shù),被發(fā)表在Micro-electronics Reliability上有關(guān)閾值電壓的綜述文章稱為“何氏方法”,為近年來11種典型方法之一。
距離何進(jìn)在北京大學(xué)的研究室不遠(yuǎn)處,就是微電子所的器件測(cè)試實(shí)驗(yàn)中心,何進(jìn)和他的團(tuán)隊(duì)整天在實(shí)驗(yàn)中心和研究室之間忙碌著。采訪時(shí),測(cè)試中心的寧??±蠋熜χf:“何進(jìn)可是我們這兒的寶貝,學(xué)生都樂意跟著何老師做研究生!”
何進(jìn)說:“目前,國(guó)家的政策、北京大學(xué)的政策都是越來越好。但是一個(gè)學(xué)科的發(fā)展,不是一個(gè)人所能決定的,它需要一個(gè)強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì),需要努力勤奮的學(xué)生,更需要更多的資源。即使在北大,要想干事情,也要從社會(huì)上去爭(zhēng)取更多的資源,也會(huì)有很多不熟悉的地方……”
主管單位:中華人民共和國(guó)教育部
主辦單位:北京郵電大學(xué)
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:英語
開
本:大16開
國(guó)際刊號(hào):1005-8885
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-3486/TN
郵發(fā)代號(hào):
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1994
期刊收錄:
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽(yù):
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
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中圖分類號(hào):G633.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-7661(2012)08-0006-02
專業(yè)英語是一門語言應(yīng)用與專業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合的課程,其目的是為了提高學(xué)生閱讀英語專業(yè)文獻(xiàn)的能力,以及初步的用英語進(jìn)行專業(yè)寫作和交流的能力。由于微電子學(xué)科發(fā)展較快,而前沿技術(shù)和論題又往往首先由國(guó)外發(fā)起,因此更需要扎實(shí)的專業(yè)英語知識(shí)。但由于專業(yè)英語既包括復(fù)雜的英語句型,又包括艱深的專業(yè)知識(shí),故使得大多數(shù)學(xué)生對(duì)其望而生畏,覺得枯燥乏味,影響了教學(xué)效果。本文對(duì)重慶郵電大學(xué)微電子專業(yè)英語的授課內(nèi)容和教學(xué)方法做了一定的探索和改革,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,獲得了較好的教學(xué)效果。
一、教學(xué)內(nèi)容的安排
大多數(shù)高校都把專業(yè)英語放在大三開課,因?yàn)榇藭r(shí)學(xué)生已完成大學(xué)英語的學(xué)習(xí),同時(shí)又修完了部分專業(yè)課程。但必須注意此時(shí)的學(xué)生專業(yè)知識(shí)尚不充分,因此就課程內(nèi)容而言,不宜選擇過于專業(yè)的文獻(xiàn),而應(yīng)選擇專業(yè)基礎(chǔ)或者專業(yè)科普方面的文獻(xiàn)。所選文獻(xiàn)不宜艱深,不宜有太多公式和推導(dǎo),而應(yīng)以語言描述為主,否則將消耗大量時(shí)間來解釋專業(yè)知識(shí)和公式推導(dǎo),而削弱了對(duì)語言閱讀和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
以重慶郵電大學(xué)微電子專業(yè)為例,專業(yè)英語開設(shè)在大三上學(xué)期。按照培養(yǎng)計(jì)劃,該專業(yè)在大二下學(xué)期已開展了部分專業(yè)基礎(chǔ)課。在專業(yè)英語開設(shè)時(shí),學(xué)生已修完《電子線路》《固體物理》《數(shù)字電路》《電路分析》等專業(yè)基礎(chǔ)課程,同時(shí)正在學(xué)習(xí)《半導(dǎo)體物理》《CMOS集成電路設(shè)計(jì)》等專業(yè)課程。針對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)現(xiàn)狀,我們將微電子專業(yè)英語的內(nèi)容選為如下幾個(gè)部分:(1)半導(dǎo)體發(fā)展歷程;(2)半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識(shí);(3)集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí);(4)專業(yè)論文閱讀。其中第1部分采用科普性的文章,避免學(xué)生一開始就覺得難學(xué)。這部分內(nèi)容敘述上淺顯易懂,同時(shí)包括了大量趣聞?shì)W事,如晶體管Transistor一詞的來歷,巴丁、布拉頓、肖克利等人的合作與沖突等,適當(dāng)穿插講解,將大大提高學(xué)生的興趣。同時(shí)這部分也包括了大量的專業(yè)詞匯,因此可使學(xué)生在輕松學(xué)習(xí)之中逐步深入進(jìn)去。第2部分和第3部分,都是學(xué)生在本學(xué)期正在學(xué)習(xí)的專業(yè)課,但是只選取每門課較為基礎(chǔ)的部分,并且在時(shí)間上比專業(yè)課略微滯后。這樣在講述這部分內(nèi)容時(shí),由于學(xué)生剛剛在專業(yè)課上學(xué)完相關(guān)知識(shí),記憶猶新,此時(shí)再用英語講述,可起到趁熱打鐵之功效。一方面及時(shí)鞏固了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握,另一方面避免了專業(yè)英語糾纏在解釋專業(yè)知識(shí)的泥潭中。第4部分的內(nèi)容,是通過對(duì)1-2篇國(guó)外雜志的科研論文進(jìn)行講授,使學(xué)生了解專業(yè)論文的寫法、規(guī)范和注意事項(xiàng)等,提高閱讀科研論文的能力。這4部分教學(xué)內(nèi)容的安排,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又對(duì)學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)起到很好的促進(jìn)作用,受到學(xué)生的歡迎,大大提高了學(xué)習(xí)興趣。
二、教學(xué)方法的改進(jìn)
由上節(jié)的介紹可知,關(guān)于專業(yè)英語的教學(xué)內(nèi)容,各專業(yè)應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)具體制定。即使對(duì)同一專業(yè),由于培養(yǎng)方案和專業(yè)英語開課時(shí)機(jī)的不同,也應(yīng)選擇不同的授課內(nèi)容。從這個(gè)意義上說,專業(yè)英語不需要也不應(yīng)有統(tǒng)一的教材。各專業(yè)應(yīng)視自己的具體情況,選取不同的教學(xué)內(nèi)容,并且應(yīng)隨培養(yǎng)方案的變更而變更,但即使不需統(tǒng)一的教材,在教學(xué)方法上,也可采用一些共同的措施。
首先是選用書面教材或電子教材的問題。專業(yè)英語的教材,通常是教師從網(wǎng)上搜集相關(guān)的英文文獻(xiàn),加以系統(tǒng)整理后,首先形成一個(gè)電子版的形式。因而部分教師就直接采用電子版教材,通過投影的方式進(jìn)行授課。但根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),電子版教材十分不利于專業(yè)英語的教學(xué)。這是因?yàn)楦鶕?jù)對(duì)大量學(xué)生的調(diào)查結(jié)果,他們習(xí)慣于將書擺在面前進(jìn)行閱讀,同時(shí)用筆在書中圈點(diǎn)或注釋。而那種對(duì)著投影屏閱讀的方式,對(duì)學(xué)生來講既不習(xí)慣也易勞累。因此必須將電子版教材打印出來,通過復(fù)印的方式,發(fā)到每一個(gè)學(xué)生手中,這樣才能保證較好的閱讀效果。
其次是授課方式的選擇。通常有兩種做法,一是教師直接朗讀和翻譯;二是學(xué)生翻譯,并由教師做點(diǎn)評(píng)。第一種做法便于掌握教學(xué)進(jìn)度,對(duì)較難的句子和段落比較適合。但這樣容易造成學(xué)生表面上在教師的帶領(lǐng)下讀懂了某個(gè)文獻(xiàn),而在獨(dú)立閱讀的時(shí)候,則又困難重重。第二種做法提高了學(xué)生的參與性,使其能真正地認(rèn)識(shí)到自己的不足之處,從而找準(zhǔn)提高和改進(jìn)的方向,教學(xué)效果明顯。但是由于學(xué)生個(gè)體的差異,這種方法無法保證教學(xué)進(jìn)度,特別是遇到閱讀能力較差的學(xué)生,將導(dǎo)致嚴(yán)重的拖課。我們?cè)诮虒W(xué)中將兩種方法結(jié)合起來,同時(shí)以第二種做法為主。為避免拖課,采用了兩個(gè)措施:一是當(dāng)遇到較難的句子時(shí),采取第一種授課方式,由教師講解和分析;二是在最開始授課時(shí),讓全班每個(gè)學(xué)生都快速地翻譯一小段英文,大概摸清每個(gè)學(xué)生的英文水平,在以后的授課中,適當(dāng)安排每節(jié)課進(jìn)行翻譯的學(xué)生組合,從而較好地控制了教學(xué)進(jìn)度。在學(xué)生翻譯的過程中,我們主動(dòng)走下講臺(tái),站到學(xué)生中間,以拉近距離,表明教師在仔細(xì)聆聽,增加學(xué)生的成就感。同時(shí)及時(shí)點(diǎn)評(píng),對(duì)學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆治?,?duì)一些共性的問題,再回到講臺(tái)上進(jìn)行專門地舉例和分析。通過這種方式,學(xué)生非常樂意主動(dòng)進(jìn)行翻譯,并且課堂氣氛輕松活躍,教學(xué)效果良好。
三、結(jié)束語
我們對(duì)重慶郵電大學(xué)微電子專業(yè)英語的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了探索和改革,使得本課程既輕松有趣,同時(shí)又對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)起到了良好的促進(jìn)作用,提高了學(xué)生的積極性,獲得了較好的教學(xué)效果。我們將繼續(xù)進(jìn)行專業(yè)英語寫作和課后作業(yè)安排方面的教學(xué)研究,以獲得更好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣磊.關(guān)于專業(yè)英語學(xué)科性質(zhì)定位的思考[J].山東外語教學(xué),1998,(3).
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