在近日剛剛公佈的2018國家精品在線開放課程認定結果中，清華大學張春老師的“IC設計與方法”課程通過認定。
2018年7月，中興事件在經歷了漫長三個月的風波後，終於平息了。中國芯片進口量遠超石油，自主研發芯片迫在眉睫。想要做強“中國芯”，人才培養最重要。而人才的培養，需要從學習專業課程開始。
張春老師是清華大學微納電子系副研究員，2000年起在清華任教，一直研究和講授“IC設計與方法”，他帶領組建了該課程的教學團隊和慕課製作團隊。唐仙老師是課程團隊主要成員，2013年她從香港中文大學畢業後進入清華大學任教，2014年開始承擔本課程的線下授課。
什麼是IC呢？IC就是集成電路，是當代電子系統的核心，是信息社會的基礎。這門課講授的是數字集成電路的設計方法以及流程，包括硬件描述語言、仿真工具、邏輯綜合及工具、後端佈局佈線及工具使用等內容。
張春老師講課時的核心內容均來源於他多年研究、教學經驗的凝練——沒有照本宣科，沒有複印的教材。 唐仙老師對這一點感觸很深：“我從本科就開始學這類的課程。但當我接到張老師這門課後，我發現他把很複雜、知識點很多的一門課，用很精煉的語言把核心的東西提出來，連貫起來。我覺得張春老師在這方面的經驗很多。這也是這門課最大的特色，是其它同類課程所沒有的。”
事實上，集成電路已經滲透到我們生活的各個領域。日常生活中的手機、筆記本電腦、電視等這些電子產品，背後都有集成電路的存在。唐老師說到：“我們現在用的手機，從最開始的個頭很大的大哥大，發展到現在很小而且功能非常全面的手機，這就是因為集成度越來越高，芯片發展得越來越好。”
時代在快速地前進，電子設備不斷地在更新，這意味著大家對芯片的要求越來越高，集成電路設計的技術也必須快速地跟上腳步。我國在這一塊發展得較晚，人才缺口很大。張老師在課堂上講道：“在座的可能成為集成電路的從業人員，我們要做到的是，一方面要設計高端的集成電路，提升自己的能力，做過去做不出來的集成電路。第二方面，我們要有足夠的設計人員和足夠多的生產能力，能滿足國內自己的生產和消費的需求。”
如果從業人員能在設計芯片之前，通過專業的課程積累相關的知識，這樣就能達到更高的效率。唐老師說道：“在這門課程裡，張老師和我把設計流程裡每一個關鍵步驟都做了詳細的介紹分析，這些內容對從業者來講非常重要。這也是我們開設這門課的初衷。”
如何才能讓更多的人接觸到這門課程，而不僅僅是侷限於清華校內學生？如何幫助更多的人能學習到這門課，對他們日後集成電路的工作上起到更好、更積極的影響？基於這些考慮，“IC設計與方法”慕課於2016年11月在學堂在線上線，到目前為止，選課人數達1.3萬，參與度超過預期。
慕課給大家提供很大的便利，讓學生學習變得積極主動。線下課程是“現場直播”，沒有重播，這節課講完了，下節課就是另外一個知識點。而線上課程彌補了這個缺憾，慕課一經錄製上傳，不管你什麼時候去學，慕課都在那裡。如此一來，學生就可以自主地學習，並根據學習者自己對知識點的掌握程度來調節學習進度，對於已經懂了的知識點可以跳過，對於不懂的難點可以反覆地學習。
混合式教學，線上線下相結合，這種教學模式不僅給學生帶來便利，也極大提升了教學效果。“自從結合慕課開展混合式教學後，課程形式更生動了，學生也更有興趣了。”唐仙老師說。上課前，唐老師都會讓學生先學習慕課上的相關內容。線下她再結合慕課，從不同的角度、使用不同的例子講解，甚至可以引入更多的內容。而且她會通過不斷的提問激發學生主動思考，讓學生能更全面、更有效地掌握知識點。
再者，線上線下使用不同的仿真和邏輯綜合工具，學生就可以同時掌握兩大類工具。並通過不同工具的使用，進一步瞭解工具本質。這將有效地幫助學生適應畢業後工作中各種新工具的使用，與他們以後的工作結合得更緊密。
談到錄製慕課的體會，唐仙老師直言不諱地說：“面對慕課，還是有很多挑戰的。”
首先，錄製慕課時缺乏氛圍和互動。“錄製慕課時，對著機器，就算你再怎樣發揮想象把它想象成學生，還是不一樣的。”唐老師笑著說道。
其次，要面對教學工具上的難題。為了讓學生能正常使用到免費的仿真和邏輯綜合工具，IC課程團隊花了很多心思，最終找到了合適的工具，提供給學生免費學習和使用。
“多站在學生的角度去考慮”這是唐仙老師一再強調的。線上學習，學生的注意力沒法集中太久，為此，團隊將教學內容進行模塊化劃分，重新梳理。另外，還要考慮如何去調動學生的積極性？如何成功地吸引學生的注意力等等。總之，有種種的問題需要考慮，需要解決。
智慧教學工具“雨課堂”在這些問題上起到了很大的幫助。比如傳統課堂上老師提問，只能靠點名的方式讓兩三個學生回答，這就導致沒法全面瞭解學生的情況。而使用雨課堂後，所有學生通過習題推送功能當場給出答案，雨課堂即時統計全部學生的作答結果，把大數據反饋給老師。這樣一來，老師就能對學生的理解程度瞭如指掌，教學效率明顯提高。
張春老師和唐仙老師也探討了下一步的教學計劃，希望能把集成電路領域基礎的重要課程，都錄製成高質量的慕課，惠及到更多的學習者。
唐老師說：“我還希望能夠在其他學科課程中介紹它們所需要的硬件電路知識，讓更多的人瞭解集成電路的重要性。我在已經上線的慕課‘數據科學導論’中講授了數據採集的硬件知識，向廣大數據方向的學習者介紹傳感器、信號處理電路等。後續我會考慮錄製更多的相關內容。”
張春老師
唐仙老師
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