基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的EDA課程改革和實(shí)踐

常紅霞+許雪艷+余建立

摘要：本文介紹了EDA課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了案例式、情境式以及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的新教學(xué)模式，給出了實(shí)驗(yàn)改革的具體內(nèi)容和操作步驟，最后從考核方式著手完善課程改革和實(shí)踐工作。實(shí)踐表明，EDA課程的教學(xué)改革對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力起到了積極作用。

關(guān)鍵詞：EDA;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）43-0101-02

一、引言

EDA技術(shù)課程是一門與工程技術(shù)緊密結(jié)合的應(yīng)用型課程，在傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)大賽中起著重要的指導(dǎo)作用，對(duì)培養(yǎng)的學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力發(fā)揮著積極作用。

二、EDA課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教與學(xué)分離

EDA課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式是以理論講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用EDA軟件進(jìn)行仿真，并在EDA實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)踐方式。EDA課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和綜合性相對(duì)較強(qiáng)，教師難以在理論課堂上講解全面、透徹，造成學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)課，總認(rèn)為教師講了很多，但卻不知道何時(shí)用、如何用。實(shí)踐中不能很好地應(yīng)用理論指導(dǎo)是普遍存在的一種現(xiàn)象。因此，引進(jìn)案例教學(xué)式、情境教學(xué)式和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式等新的教學(xué)模式，將理論課的教學(xué)搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室等新的教學(xué)方法具有重要意義。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)陳舊

目前，實(shí)踐教學(xué)主要采用EDA軟件仿真和實(shí)驗(yàn)箱下載驗(yàn)證的教學(xué)模式。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備而制定的，具有一定的局限性。學(xué)生平時(shí)的創(chuàng)新性想法和設(shè)計(jì)不能及時(shí)實(shí)現(xiàn)，欠缺對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，改變現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)模式，給學(xué)生提供電子實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，可鼓勵(lì)學(xué)生拓展思維，大膽創(chuàng)新，自己動(dòng)手搭建具有創(chuàng)新性的電子產(chǎn)品的實(shí)踐方式迫在眉睫。

（三）實(shí)驗(yàn)室管理僵化

為了便于實(shí)驗(yàn)室管理，大部分院校采用以班級(jí)為單位，固定時(shí)間上實(shí)驗(yàn)課的形式，導(dǎo)致出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1.實(shí)驗(yàn)課時(shí)間受限，無(wú)法安排一些規(guī)模較大的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2.為了保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完好率，通常禁止學(xué)生在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教師在場(chǎng)的情況下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致儀器設(shè)備利用率低，極大地浪費(fèi)了資源。

因此，在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理工作的同時(shí)，積極為學(xué)生建立可移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造條件，這樣可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐條件。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞率高

在目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生的動(dòng)手能力亟待加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)老師前面維護(hù)設(shè)備，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中損壞設(shè)備的現(xiàn)象。由于學(xué)生對(duì)硬件應(yīng)用知識(shí)的缺乏而不懂得愛(ài)護(hù)和維護(hù)設(shè)備，從而造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞率居高不下，實(shí)驗(yàn)室維護(hù)成本過(guò)高。因此，加強(qiáng)學(xué)生的硬件基礎(chǔ)知識(shí)教育尤為重要。

（五）課程考核體系單一

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果考核應(yīng)該注重于學(xué)生實(shí)際能力的考核，目前EDA課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量仍然以理論課為主，實(shí)驗(yàn)課的考核依附于理論課成績(jī)，并且所占比例不大，且考核方式單一，沒(méi)有使學(xué)生真正從思想上提高培養(yǎng)動(dòng)手能力的意識(shí)，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。

三、課程教學(xué)改革與實(shí)踐

（一）教學(xué)模式和教學(xué)方法改進(jìn)

以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，不斷修訂和完善教學(xué)大綱，建立EDA課程設(shè)計(jì)資源庫(kù)及課程教學(xué)案例庫(kù)，并在實(shí)踐中及時(shí)更新和完善。在實(shí)踐教學(xué)中，將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生能夠邊學(xué)邊練，達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量，理論應(yīng)用于實(shí)踐的目的。主要表現(xiàn)為以下幾方面。

1.案例教學(xué)式。改變傳統(tǒng)的利用多媒體演示的教學(xué)模式，將工程設(shè)計(jì)案例引入課堂，在分析解決案例的過(guò)程中，介紹EDA課程的基本概念、設(shè)計(jì)方法和流程，達(dá)到教學(xué)最終目的。現(xiàn)以三層電梯的設(shè)計(jì)為例，表1系統(tǒng)地介紹了EDA設(shè)計(jì)的基本流程。

通過(guò)采取案例式教學(xué)法，將理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，有效避免了理論教學(xué)的單調(diào)，增加了實(shí)踐的興趣，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。課后作業(yè)要求學(xué)生提出自己的創(chuàng)新性設(shè)想并進(jìn)行實(shí)踐，不僅可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時(shí)也提高了實(shí)戰(zhàn)能力。

2.情境教學(xué)式。改變理論與實(shí)踐相分離的傳統(tǒng)教學(xué)模式，結(jié)合實(shí)際教學(xué)課時(shí)安排，在整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了八個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境基本都在學(xué)生已有的認(rèn)知、生活經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)本身聯(lián)系的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)。每個(gè)教學(xué)情境都輔以具體案例，表2具體列出4個(gè)教學(xué)情境加以說(shuō)明。

情境式教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)提供豐富的感性材料，展現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)生發(fā)展的實(shí)際背景，設(shè)計(jì)恰當(dāng)貼近學(xué)生生活的問(wèn)題情境，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生用自己的思維方式積極思考，主動(dòng)探索，創(chuàng)新已有知識(shí)。

3.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以“完成某一項(xiàng)目”為載體，由教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、討論，進(jìn)而完成最終設(shè)計(jì)，最后教師檢查評(píng)比，提出期望。采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”的教學(xué)法，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合，有效培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

教學(xué)過(guò)程中采用軟硬件系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試的教學(xué)方式，使學(xué)生初步具備了綜合性電路設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試能力，同時(shí)也達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)造力。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方式創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)時(shí)更新。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，定時(shí)對(duì)學(xué)生開(kāi)放。將EDA最新技術(shù)和發(fā)展方向積極納入到數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣不僅豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也將課堂教學(xué)和工程設(shè)計(jì)有效結(jié)合到了一起。

2.實(shí)驗(yàn)方式積極創(chuàng)新。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)踐。為達(dá)到真正訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱模式的目的，具體實(shí)踐需要學(xué)生自己動(dòng)手完成，這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和實(shí)踐應(yīng)用能力。

（三）積極建立可移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室

基于目前實(shí)驗(yàn)室的固定管理模式，積極地幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)條件。EDA課程實(shí)踐中只需電腦以及實(shí)驗(yàn)器件，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求不是很高，主要通過(guò)以下幾方面。

1.將常用的EDA軟件及安裝方法、軟件使用教程掛到網(wǎng)上供學(xué)生參考。

2.學(xué)校提供簡(jiǎn)單的公共實(shí)踐場(chǎng)地。

3.實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生配備常用耗材。

這樣學(xué)生只要有時(shí)間就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甚至在宿舍就能完成實(shí)踐，大大降低了實(shí)驗(yàn)室管理難度。

（四）加強(qiáng)基本實(shí)踐技能培訓(xùn)

在學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，對(duì)學(xué)生進(jìn)行一次簡(jiǎn)單深刻的實(shí)驗(yàn)室知識(shí)培訓(xùn)：出錯(cuò)不可怕，要及時(shí)糾正;實(shí)踐中操作要正確合理;碰到問(wèn)題要積極面對(duì)和解決;共同維護(hù)和建設(shè)實(shí)驗(yàn)室。

（五）考核方式的改革

打破傳統(tǒng)的理論考試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告出成績(jī)的模式，逐步將課程的考核貫穿到每一節(jié)課中，主要表現(xiàn)為以下幾方面。

1.鼓勵(lì)學(xué)生自己選題，盡量做到人人不同，且具有創(chuàng)新設(shè)想，不僅可避免學(xué)生相互抄襲，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，將創(chuàng)新性作為考核的一部分。

2.重要的實(shí)踐過(guò)程需有圖片和視頻進(jìn)行記錄，以自己完成的電子實(shí)物進(jìn)行考核。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫要規(guī)范化，要寫出實(shí)踐中的問(wèn)題和具體解決思路，以及實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)完善設(shè)想，這也是考核的重要一環(huán)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)的EDA教學(xué)發(fā)展中，要積極地將FPGA的知識(shí)與單片機(jī)等嵌入式技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，以積極帶動(dòng)課程的建設(shè)。

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