現(xiàn)代EDA技術(shù)教學(xué)方法改革與創(chuàng)新探索

黃 力

(柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545006)

現(xiàn)代EDA技術(shù)教學(xué)方法改革與創(chuàng)新探索

黃 力

(柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545006)

針對(duì)《現(xiàn)代EDA技術(shù)》傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題與不足，本著提高學(xué)生應(yīng)用EDA技術(shù)、提高實(shí)踐能力為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行研究與探索，設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)高職學(xué)生基礎(chǔ)條件的新型的教學(xué)方法，既能夠提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，又能夠方便靈活地組織實(shí)施。

教學(xué)改革；EDA技術(shù)；實(shí)踐能力；分層次；多類(lèi)型

1 前言

現(xiàn)代EDA技術(shù)是目前嵌入式專(zhuān)業(yè)的一門(mén)新興課程，涵蓋的內(nèi)容非常多，主要是以FPGA等可編程邏輯器件為基礎(chǔ)利用VHDL的硬件描述理念實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用芯片的設(shè)計(jì)與功能驗(yàn)證，所涉及到的知識(shí)難度很大。高職院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，普遍出現(xiàn)了聽(tīng)不懂、學(xué)不明白、對(duì)課程的關(guān)鍵知識(shí)缺乏深刻理解等問(wèn)題。究其原因，關(guān)鍵是在高職院校開(kāi)設(shè)現(xiàn)代EDA技術(shù)課程的時(shí)候，沒(méi)有很好的對(duì)高職院校的基礎(chǔ)條件進(jìn)行分析，更沒(méi)有對(duì)現(xiàn)代EDA技術(shù)課程的授課內(nèi)容以及授課方法進(jìn)行研究，所傳授的知識(shí)都是參考當(dāng)前現(xiàn)代EDA教材和FPGA項(xiàng)目開(kāi)發(fā)指導(dǎo)書(shū)等參考書(shū)作為指導(dǎo)。所采用的教學(xué)方法大部分都是照搬教材上的知識(shí)，既沒(méi)有考慮知識(shí)與知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)和相互聯(lián)系性，也缺乏對(duì)知識(shí)的應(yīng)用融合，教學(xué)手段非常單一，不能有效提高學(xué)生對(duì)應(yīng)用EDA技術(shù)的開(kāi)發(fā)實(shí)踐能力。因此，有必要對(duì)現(xiàn)代EDA技術(shù)的教學(xué)方法進(jìn)行改革和創(chuàng)新，探索適合在高職院校開(kāi)展現(xiàn)代EDA技術(shù)課程教學(xué)的新型教學(xué)方法和組織形式。

2 當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

通過(guò)分析當(dāng)前現(xiàn)代EDA技術(shù)課程的教學(xué)方法和教學(xué)的組織形式。可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的教學(xué)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：

（1）課程教學(xué)重點(diǎn)不突出。當(dāng)前在開(kāi)設(shè)現(xiàn)代EDA技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中主要涵蓋的知識(shí)主要分為四個(gè)方面：可編程邏輯器件的相關(guān)概念和基礎(chǔ)；VHDL硬件描述語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)方法；EDA技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，如ISE等；基于EDA技術(shù)的工程開(kāi)發(fā)方法和過(guò)程。這四個(gè)方面所包含的知識(shí)都是相對(duì)獨(dú)立，每一個(gè)部分都可以自成體系，而且這四個(gè)部分的知識(shí)又共同促進(jìn)和支撐現(xiàn)代EDA的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，都力圖對(duì)這四個(gè)方面全盤(pán)進(jìn)行考慮，每一個(gè)部分都希望給學(xué)生講詳細(xì)，講透徹。然而收到的效果卻很不理想。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，由于沒(méi)有將這四個(gè)部分的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的整合，使得學(xué)生缺乏對(duì)EDA設(shè)計(jì)的整體理解。進(jìn)而也影響學(xué)生對(duì)EDA的認(rèn)識(shí)和掌握。因此，重點(diǎn)不突出是當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中遇到的首要問(wèn)題。

（2）能力培養(yǎng)不夠。目前所開(kāi)展的EDA教學(xué)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生傳授的知識(shí)主要是以相關(guān)概念，基本原理，基本方法發(fā)闡述。然而，現(xiàn)代EDA技術(shù)在實(shí)際的就業(yè)應(yīng)用需求中，并不要求學(xué)生能夠熟練的背下EDA技術(shù)中的相關(guān)概念和方法，更重要的是要求學(xué)生能夠真正理解和掌握EDA技術(shù)的精髓，具備比較強(qiáng)的綜合實(shí)踐能力。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)過(guò)程中，雖然會(huì)給學(xué)生介紹一些基于VHDL的程序設(shè)計(jì)案例，但是這些程序設(shè)計(jì)案例都是一個(gè)個(gè)非常孤立的設(shè)計(jì)案例，而且其主要目的是讓學(xué)生理解VHDL里面的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，語(yǔ)句格式，并不是讓學(xué)生去理解和掌握EDA設(shè)計(jì)思想。因此要提高現(xiàn)代EDA教學(xué)的效果，必須突出對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)為宗旨。

（3）對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)欠缺。當(dāng)前的現(xiàn)代EDA技術(shù)教學(xué)過(guò)程中，由于對(duì)學(xué)生所傳授的知識(shí)是以概念性的知識(shí)和基本方法基本原理的闡述為主，因此，整個(gè)教學(xué)過(guò)程主要是以老師的課堂講課為主，學(xué)生只需要被動(dòng)的接受即可。整個(gè)課程安排的實(shí)踐動(dòng)手課時(shí)量相對(duì)較少。在當(dāng)前的教學(xué)過(guò)程中，給學(xué)生開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程主要是以VHDL程序編寫(xiě)的實(shí)踐為主，其主要的授課形式是讓學(xué)生依照一些成熟VHDL程序進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證，在這種過(guò)程中，學(xué)生只能夠加強(qiáng)對(duì)VHDL程序的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、語(yǔ)句用法的認(rèn)識(shí)，而不能夠增強(qiáng)學(xué)生更多的實(shí)踐動(dòng)手應(yīng)用能力。

3 教學(xué)方法的創(chuàng)新及實(shí)踐研究

為了打破現(xiàn)代EDA技術(shù)課程現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中存在的種種問(wèn)題，真正提高高職院校開(kāi)設(shè)現(xiàn)代EDA技術(shù)課程的教學(xué)效果，本文進(jìn)行了深入的研究和探索，提出了以下一系列的教學(xué)改革措施和實(shí)踐方法。

（1）多類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式。針對(duì)目前現(xiàn)代 EDA技術(shù)課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)不夠，不能夠有效的提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)代EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了深入的研究，提出了采用多類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式。其多類(lèi)型指的是將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、自主發(fā)揮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三個(gè)部分。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是針對(duì)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的一些基本方法原理的驗(yàn)證，讓學(xué)生通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)，加深和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)EDA技術(shù)中的相關(guān)概念的理解和認(rèn)識(shí)。自主發(fā)揮的實(shí)驗(yàn)一般是在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)驗(yàn)證的條件，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境參數(shù)以及實(shí)驗(yàn)的基本流程進(jìn)行適當(dāng)有針對(duì)性的修改和創(chuàng)新，讓學(xué)生去觀測(cè)和分析在不同條件下所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及效果。創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的能力是一個(gè)全方位的要求，不僅要學(xué)生將所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行融匯貫通，應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中來(lái)，而且還要求學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題主動(dòng)的去分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因，尋找解決問(wèn)題的方法，因此創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的提升特別明顯。通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中設(shè)置這種多類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式，能夠有效的對(duì)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力進(jìn)行培養(yǎng)和提高。

（2）分層次的教學(xué)方法。現(xiàn)代EDA技術(shù)由于授課的內(nèi)容非常復(fù)雜，有的時(shí)候按照教材直接給學(xué)生介紹一些比較復(fù)雜的知識(shí)和內(nèi)容時(shí)，學(xué)生難以很快的對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行理解和消化吸收，如果在教學(xué)過(guò)程中不對(duì)這種問(wèn)題予以重視，很容易導(dǎo)致一部分學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度跟不上進(jìn)而對(duì)整個(gè)課程失去學(xué)習(xí)的興趣。根據(jù)對(duì)大量學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)習(xí)進(jìn)度跟不上課程的教學(xué)進(jìn)度，導(dǎo)致對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣是當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題。因此，本文提出了分層次的教學(xué)組織方法。其核心思想是將一些比較復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容拆分成多個(gè)層次的知識(shí)進(jìn)行描述，在教學(xué)過(guò)程中，首先給學(xué)生講解最為簡(jiǎn)單淺顯的知識(shí)層次，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)知識(shí)有了初步的認(rèn)識(shí)和理解，然后再逐步增加各種具體的實(shí)踐環(huán)境，影響因素將所闡述的問(wèn)題逐步復(fù)雜化，引導(dǎo)著學(xué)生對(duì)一些復(fù)雜問(wèn)題逐步建立科學(xué)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這種分層次的教學(xué)組織方法能夠有效的降低課程學(xué)習(xí)的難度，這種方法尤其適合高于職院校學(xué)生的條件，因?yàn)楦呗氃盒W(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍相對(duì)較弱，如果不對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行這種分層次的拆分則很容易出現(xiàn)大面積的學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度從而失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，分層次的這種教學(xué)組織方法在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中能夠收獲到比較好的教學(xué)效果。

（3）以網(wǎng)絡(luò)多媒體教室為載體，開(kāi)展互動(dòng)式的教學(xué)方法?，F(xiàn)代EDA技術(shù)從很多概念和方法對(duì)學(xué)生而言是全新的。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往會(huì)遇到各種問(wèn)題，尤其是在課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，比如對(duì)FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境的掌握部分，在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，老師一般只會(huì)對(duì)學(xué)生介紹FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境的一些主要操作，但是，當(dāng)學(xué)生真正在操作FPGA應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行相關(guān)的工程開(kāi)發(fā)的時(shí)候，往往會(huì)遇到很多在教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有講到的問(wèn)題，這些問(wèn)題有的時(shí)候依靠學(xué)生的自我摸索能夠得到解決。因此，本文提出了互動(dòng)式的教學(xué)方法，即：無(wú)論是在EDA技術(shù)的課堂教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的環(huán)節(jié)中，老師和學(xué)生之間應(yīng)該要有良好的溝通環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠及時(shí)的將其學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行提出并反饋給授課老師，通過(guò)老師的解答，能夠有效的解決教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的教育學(xué)脫節(jié)的問(wèn)題。使得更多的學(xué)生能夠及時(shí)的跟上教學(xué)進(jìn)度。而且在實(shí)際組織和實(shí)施的教學(xué)過(guò)程中，這種互動(dòng)式的教學(xué)方法在有的時(shí)候也并不局限于老師和學(xué)生之間的互動(dòng)，學(xué)生和學(xué)生之間也能進(jìn)行互動(dòng)，比如學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)操作遇到的一些問(wèn)題，可以由一些能力較強(qiáng)，已經(jīng)成功解決過(guò)類(lèi)似問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行解答。這樣既能夠降低授課老師的工作量，同時(shí)也能夠利用這種互動(dòng)式的教學(xué)方式給更多的學(xué)生提供答疑的機(jī)會(huì)。而且在教學(xué)過(guò)程中，開(kāi)展這種互動(dòng)式的教學(xué)方法能夠很好的活躍教學(xué)氣氛，提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的關(guān)注度。通過(guò)實(shí)踐的驗(yàn)證也發(fā)現(xiàn)采用這種互動(dòng)式的教學(xué)方法能夠很好的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

（4）基于“創(chuàng)新導(dǎo)師”的個(gè)性化教學(xué)方法探索。在教學(xué)過(guò)程中，前面所提出的這三種教學(xué)改革方法都是面對(duì)所有學(xué)生開(kāi)展的教學(xué)改革措施。這些方法也確實(shí)能夠?qū)φ麄€(gè)高職院校的學(xué)生促進(jìn)他們學(xué)習(xí)現(xiàn)代EDA技術(shù)的效果。但是，對(duì)于少數(shù)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，則培養(yǎng)力度還不夠。也不能夠充分發(fā)揮少量學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較強(qiáng)的學(xué)生的個(gè)性化能力的培養(yǎng)。為此，本文提出了“創(chuàng)新導(dǎo)師”的個(gè)性化教學(xué)方法?！皠?chuàng)新導(dǎo)師”的教學(xué)方法是指在學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的了解之后，有針對(duì)性的選擇少量的學(xué)生參與到老師所從事的相關(guān)EDA工程項(xiàng)目中去，建立一種一對(duì)一的教學(xué)模式。這種教學(xué)培養(yǎng)模式能夠更加準(zhǔn)確的掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)方法給予更有效的指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新和學(xué)習(xí)潛能的發(fā)揮。而且“創(chuàng)新導(dǎo)師”這種培養(yǎng)模式，可以拓展至整個(gè)學(xué)習(xí)階段，整個(gè)學(xué)年甚至跨學(xué)年的培養(yǎng)過(guò)程，而不僅僅局限于一門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程。從目前的實(shí)踐教學(xué)以及一些重點(diǎn)本科院校的教學(xué)過(guò)程調(diào)研來(lái)看，“創(chuàng)新導(dǎo)師”這種模式確實(shí)能夠很好的提高學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，對(duì)少數(shù)拔尖學(xué)生的能力培養(yǎng)有著十分重要的促進(jìn)作用。因此，本文針對(duì)高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程提出這種“創(chuàng)新導(dǎo)師”的個(gè)性化教學(xué)方法是對(duì)前面三種大眾化教學(xué)改革措施的有意補(bǔ)充，也是全面提高高職院?，F(xiàn)代 EDA技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。

4 總結(jié)

現(xiàn)代EDA技術(shù)作為近幾年發(fā)展起來(lái)的新興課程，在教學(xué)過(guò)程中，遇到種種問(wèn)題是很正常的現(xiàn)象。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)代EDA技術(shù)教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題深入的分析和研究，結(jié)合實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，提出了四種有效的教學(xué)方法改革和措施，詳細(xì)通過(guò)這些措施的實(shí)施與應(yīng)用，能夠有效的提高現(xiàn)代 EDA技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量。但是隨著現(xiàn)代EDA技術(shù)的不斷發(fā)展，在今后的教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注教學(xué)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題，及時(shí)的進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以就業(yè)為指導(dǎo)，提高課程的教學(xué)效果。

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Teaching methods reform and innovation exploration of modern EDA technology

Aimed at the existing problems and deficiencies in traditional teaching process on modern EDA technology,based on the goal of improving the application of EDA technology and improving the practical ability of the students,the teaching methods were studied and explored,the new teaching methods suitable for vocational college students’basic conditions were designed, it not only improved students practical ability, but also flexible organization implementation

teaching reform; EDA technology; practical ability;layering

TN02-4

B

1008-1151(2012)06-0195-02

2012-05-08

2012年度廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目“面向高職的《EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》課程改革與教學(xué)實(shí)踐”(2012JGB328)

黃力（1968－），男，廣西巴馬人，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，工學(xué)碩士，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)教學(xué)。