突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的行業(yè)特色《EDA技術》課程建設探索*

柴明鋼 海霞

（南昌航空大學 測試與光電工程學院，江西 南昌 330063）

突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的行業(yè)特色《EDA技術》課程建設探索*

柴明鋼 海霞

（南昌航空大學 測試與光電工程學院，江西 南昌 330063）

文章以行業(yè)應用為背景，通過行業(yè)特色《EDA技術》課程建設，提高學生電子設計的應用及創(chuàng)新能力。課程建設在教學內容上強化行業(yè)特色、突出EDA創(chuàng)新實踐訓練，教學方法上重視研究性學習，教學條件強化網絡資源建設。教學實踐表明，采用的措施有效地激發(fā)了學生現代電子設計興趣，提高了學生在行業(yè)中的創(chuàng)新及實踐應用能力。

EDA技術；課程建設；行業(yè)特色；創(chuàng)新能力

引言

EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術的發(fā)展，使得設計者可以使用軟件的方式（即利用硬件描述語言和EDA軟件）來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現[1]。在發(fā)達國家中許多大學已將EDA技術融入教學并占有重要地位[2]。與國際先進的EDA教學相比較，目前國內高校在EDA課程的教學內容、教學方法、甚至實踐環(huán)節(jié)上都存在較大差距[3]。不少學生甚至對電子系統(tǒng)設計的EDA方法還不甚了解，課程的教學內容也未能適應行業(yè)的需求，教學資源也比較缺乏。這些差距都是客觀存在的，因此以EDA技術教學為契機，與國際先進水平接軌，進行適合本校人才培養(yǎng)定位、適應專業(yè)培養(yǎng)目標、適合行業(yè)需求的EDA教學改革，以激發(fā)學生的學習熱情，引發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，提高行業(yè)中的實踐能力。

一、行業(yè)特色《EDA技術》課程建設的必要性

在當前信息時代，電子技術的廣泛應用極大地激發(fā)了學生在該學科領域的創(chuàng)新欲望；同時，EDA技術吸納了其他先進技術最新成果而成為現代技術的典范，其為學生提供了十分方便的實現創(chuàng)新實踐的工作平臺，有利于培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才。

在具有行業(yè)應用背景的高校中，如航空類高校中航空類專業(yè)就業(yè)形勢很好，而工科一般性專業(yè)因行業(yè)背景不鮮明，在就業(yè)率、就業(yè)質量方面明顯不如航空類專業(yè)；已經在行業(yè)企業(yè)中就業(yè)的學生因專業(yè)課程設置中行業(yè)特色不鮮明，故而在企業(yè)中競爭優(yōu)勢不明顯。為了改變人才培養(yǎng)方面的這種不利局面，結合EDA技術的發(fā)展優(yōu)勢，探索建設具有行業(yè)特色的《EDA技術》課程，以培養(yǎng)能適應行業(yè)需要的電子設計創(chuàng)新型人才。

二、課程建設的內容與方法

在人才培養(yǎng)中，課程具有無可替代的基礎性和重要性。課程是一種文化傳遞，它既是科學、文化發(fā)展的總結，又是科技發(fā)展前沿的反映?；趹脛?chuàng)新型人才培養(yǎng)的行業(yè)特色《EDA技術》課程建設圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標，通過組織教學內容，吸收EDA應用最新研究成果，突出行業(yè)應用背景；注重以學生為主體，體現現代教育思想，符合科學性、先進性和教育教學的普遍規(guī)律；運用現代教育技術與方法，提高教學及人才培養(yǎng)質量。

（一）教學內容

在教學內容方面力求處理好經典與現代、理論與實踐的關系，重視在實踐教學中培養(yǎng)學生的EDA創(chuàng)新能力和行業(yè)中實踐應用能力。

1.理論教學建設

在理論教學建設中，教材代表的是經典理論，論文代表的是現代科技前沿。在已有的成熟理論知識的基礎上，為了課程建設與時俱進，圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標，吸收EDA技術在行業(yè)中的最新應用和最新研究成果，使課程內容具有基礎性、研究性、前沿性；凝煉有行業(yè)應用背景的案例，強化行業(yè)特色，增強學生在行業(yè)中的核心創(chuàng)新能力和實踐應用能力。

例如，經過調研，將EDA技術在航空通信和航空控制等

方面的應用進行提煉，及時融入到相關教學中，不僅豐富了教學內容，而且使教學內容體現了成熟與發(fā)展的關系。如在航空通信領域中提煉應用EDA技術設計航空通信總線接口、按照不同的通信協議設計數據傳輸系統(tǒng)等；在航空控制領域中提煉應用EDA技術設計機輪防滑剎車控制器、EDA在航空設備綜合智能檢測儀中的應用等。通過具體案例的學習及消化吸收，培養(yǎng)學生在航空電子領域的創(chuàng)新設計能力。

2.實踐教學建設

《EDA技術》是一門面向實踐應用的課程[4]。在實踐教學建設中，將課內實驗和課外實踐相結合，相互補充，以培養(yǎng)學生的應用創(chuàng)新能力。

課內實驗依據完善后的行業(yè)特色《EDA技術》課程教學大綱，設置基礎驗證性實驗和綜合設計性實驗。通過基礎驗證性實驗如1位全加器原理圖分層輸入設計實驗、8位硬件加法器VHDL設計實驗等可驗證、掌握理論知識；通過綜合設計性實驗如基于EDA技術的多級保護電子密碼鎖的設計、航空通信中小數分頻器的設計實驗等可進一步綜合并靈活運用理論知識，熟練掌握EDA設計方法。

課外實踐包括創(chuàng)新實踐訓練、科技制作及“三小”等方面，作為第二課堂進行開展。創(chuàng)新實踐訓練強調創(chuàng)新，例如基于EDA技術的雷達協控制器設計、基于EDA技術的漢明碼編碼解碼器設計等，通過創(chuàng)新實踐訓練，強化在行業(yè)背景下提高實踐中的核心創(chuàng)新能力?？萍贾谱骷啊叭　笨萍蓟顒?，由學生自己提出方案，將EDA技術應用于小發(fā)明、小創(chuàng)作、小設計等項目中；還可主動加入到教師的科研課題中，運用EDA技術進行相應的科研開發(fā)及科技制作，通過訓練可強化并提高學生靈活運用EDA技術進行科研開發(fā)、科技制作的實踐應用能力。

（二）教學方法與手段

教學方法是實現教育目的，完成教書育人的基本手段。作為強調實踐的《EDA技術》課程[5，6]，在教學上重視體現以學生為主體、以教師為主導的教育理念，靈活運用多種教學方法，調動學生學習積極性、主動性，將知識內化為創(chuàng)新源泉，促進學習能力、創(chuàng)新思維的發(fā)展。在講授EDA設計過程中，綜合采用多種教學方法。在階段學習之前，采用引導式教學法，引導學生查詢相關知識背景；在階段學習之中，采用互動式教學法，調動學生積極參與討論，促進學生查閱相關應用和最新發(fā)展；在階段學習之后，采用梳理總結式教學法，引導學生進行知識的梳理及總結，幫助學生掌握如何將各個知識點連接成知識網，利于解決實際問題時視野的總體觀。在掌握相關知識點后，針對EDA技術在行業(yè)中的應用案例，采用研討式教學法進行設計案例的學習，注重思想、方法的培養(yǎng)，引導學生運用已學知識分析問題和解決問題，在此過程中適當地、有目的地讓學生嘗試困難，有破有立，以使學生養(yǎng)成正確的思維方式，促進學習能力及創(chuàng)新潛能的發(fā)展。

在具體教學手段上，充分發(fā)揮課堂教學等傳統(tǒng)教學手段作用的同時，用好多媒體、網絡等現代教育技術的優(yōu)勢，并做好與課程的整合。例如，在運用EDA工具進行案例分析時，不僅要學習設計思路、設計方法，而且在具體設計過程中要使用特定的EDA設計軟件進行研討，多媒體教學手段必不可少；在進行個性化學習方面，在個人的查漏補缺、個體的學習進度安排等方面，網絡課程等現代教學手段則不可或缺。

（三）教學條件

教學條件是教育教學成功進行的必要保障。在課程建設過程中，必須及時提煉適合培養(yǎng)目標的訓練項目，編寫配套的實驗講義，充實實踐教學條件，這樣不僅能指導相關實踐，而且有助于在此基礎上開展高水平的開放性實驗。大力進行《EDA技術》課程網絡教學資源的建設，設計相應的多媒體學習網站，提供學習課件、視頻資源、師生交流、在線練習、EDA創(chuàng)新實踐參考等內容，學生可以根據自己的興趣、根據自己的學習進度進行個性化學習，網站具有輔教輔學、輔助實驗等功能。例如，學生可根據自己具體學習情況，可隨時在線打開各個課件進行查漏補缺；網站提供多個學習視頻，學生可以按照自己的不同需要進行個性化學習；學生在學習中遇到疑難，可以隨時通過師生交流欄與老師、學生進行實時的交流；在階段學習完成后，為了檢驗學習的效果，可以通過在線練習欄進行在線測試；網站不斷更新已成功完成的EDA創(chuàng)新實踐項目，激發(fā)學生的積極性，也利于學生們相互學習、共同進步。

三、課程建設見成效

根據學校人才培養(yǎng)目標和專業(yè)培養(yǎng)方案，修訂了航空特色《EDA技術》課程教學大綱及實驗大綱，編寫了教學計劃，以使教和學有綱可依；吸收其他兄弟院校在EDA課程教學中優(yōu)秀經驗及EDA技術在航空電子、通信領域中的最新應用狀況，進行案例提煉，充實到課堂教學和創(chuàng)新實踐訓練中，使教學內容兼具基礎性、研究性、前沿性；在教學大綱的指導下，編寫各個EDA技術創(chuàng)新實踐項目訓練計劃，以使相關訓練有章可循。

在課程建設的基礎上，著力進行了創(chuàng)新實踐訓練。應用學校的大學生科研創(chuàng)新訓練平臺，積極組織學生加入EDA創(chuàng)新實踐訓練，在創(chuàng)新訓練過程中，突出行業(yè)特色，學生反響良好。在創(chuàng)新實踐訓練檢驗中，100%項目都完成了硬件系統(tǒng)的設計及制作，并進行現場演示；在此基礎上，將成果進行總結和提煉，有40%以上的學生發(fā)表了相關論文或申報專利；以能力的提高為基礎，30%以上的學生積極參加各種科技競賽，如全國大學生光電設計競賽、全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等，獲獎既是一種肯定，更是一種激勵。經學習、訓練，學生在行業(yè)中的實踐應用能力、創(chuàng)新意識及能力得到普遍提高

四、結束語

EDA技術的應用，為學生電子設計開辟了廣闊的空間。通過融知識傳授及能力培養(yǎng)為一體、強調創(chuàng)新和突出行業(yè)特色的《EDA技術》理論學習及實踐訓練，使學生學會主動性學習、探索性學習、在行業(yè)應用實踐中研究性學習，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和行業(yè)中的可持續(xù)發(fā)展能力，這將使之終生受益。

[1]潘松，黃繼業(yè).EDA技術實用教程（第五版）[M].北京：科學出版社，2013.

[2]高歡，羅長杰，張翔.將EDA技術引入到電子技術實驗實踐中的探討[J].實驗室科學，2008（3）：98-100.

[3]關維國，魯寶春，于玲，等.電子類專業(yè)EDA技術課程教學改革探索[J].遼寧工業(yè)大學學報（社科版），2014，16（6）：124-126.

[4]金寧治，李文娟，高晗瓔，等.電氣專業(yè)“EDA技術”課程實驗教學的改革[J].電氣電子教學學報，2015，37（4）：86-88.

[5]李如密，陳彩萍.“生-生”課堂提問模式探析[J].江蘇教育研究，2011（04A）：9-12.

[6]張安富.改革教學方法 探索研究型教學[J].中國大學教學，2012（1）：65-67.

Based on the background of industry application，through the construction of industry characteristics EDA technology course，improve the application and innovation ability of students'electronic design.Course construction strengthens on industry characteristics and highlights EDA innovation practice training in the teaching content，emphasizes research study in the teaching methods，emphasizes on network resources construction in the teaching conditions.Teaching practice shows that the measures are effective to stimulate students'interest in modern electronic design，and improve students'ability of innovation and practical application in the industry.

EDA technology;course construction;industry characteristics;innovation ability

G642

A

2096-000X（2016）23-0182-02

2014年江西省高等學校省級教學改革立項課題（課題編號：JXJG-14-8-22）；2015年南昌航空大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程培育資助項目（項目編號：KCPY1525）。

柴明鋼（1973-），男，籍貫：浙江慈溪，碩士，副教授，研究方向：現代電子設計等；海霞（1977-），女，籍貫：河南許昌，碩士，講師，研究方向：光電、物理等。