應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下E D A 技術(shù)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

姚 毅 姚 芳

（1.湖南人文科技學(xué)院信息學(xué)院，湖南 婁底 417000；2.漣源市藍(lán)溪學(xué)校，湖南 婁底 417100）

EDA 技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的應(yīng)用型技術(shù)，它依靠高性能的計(jì)算機(jī)，在EDA 軟件平臺(tái)上，根據(jù)硬件描述語(yǔ)言HDL 完成設(shè)計(jì)文件，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程十分方便高效[1]。目前，EDA 技術(shù)已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的重要手段， 代表著現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)新潮流， 并已成為衡量一個(gè)國(guó)家電子技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志[2-3]。 我國(guó)的EDA 技術(shù)產(chǎn)業(yè)由于起步晚，設(shè)計(jì)人才少，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)芯片設(shè)計(jì)人員總數(shù)尚不到需求的10%[4]。目前，如何提高EDA 技術(shù)設(shè)計(jì)人才已成為政府和相關(guān)企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校亟待完成的任務(wù)[5]，所以，大多數(shù)理工學(xué)校都開(kāi)設(shè)了EDA 技術(shù)相關(guān)課程和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握EDA 技術(shù)，為更好地從事本專(zhuān)業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6]。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的需要，結(jié)合我校的實(shí)際情況，我們對(duì)EDA 技術(shù)課程進(jìn)行了初步的教學(xué)改革。

1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

我校電子信息工程培養(yǎng)目標(biāo)為 “培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)且具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才”， 采用的教材為潘松出版的《EDA 技術(shù)與VHDL》，使用的實(shí)驗(yàn)箱為杭州康芯電子有限公司的GW48EDA_PK2/PK3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，除此之外， 又配備了最新的開(kāi)發(fā)板。 以往的教學(xué)模式重點(diǎn)是是將課本知識(shí)從教授給學(xué)生， 學(xué)生的精力過(guò)多的放在了VHDL 語(yǔ)言的學(xué)習(xí)上。通過(guò)改革，我們將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整， 采用項(xiàng)目化教學(xué)進(jìn)行授課， 教學(xué)內(nèi)容也因此也選取教材中的重要項(xiàng)目， 將VHDL 知識(shí)的學(xué)習(xí)靈活地融入項(xiàng)目中， 通過(guò)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)掌握相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)， 針對(duì)本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)， 我們對(duì)原有的課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整， 增加了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)， 為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。 （1）減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。 通過(guò)一兩個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，為下一步實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。（2）增加綜合性實(shí)驗(yàn)。 這一過(guò)程中，教師只是輔導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生要自行設(shè)計(jì)并完成任務(wù)， 從題目分析到電路設(shè)計(jì)，直至完成最終的設(shè)計(jì)。 這些都是對(duì)學(xué)生最好的鍛煉，既增加深他們對(duì)理論知識(shí)的理解， 又培養(yǎng)他們解決問(wèn)題的能力。

2 教學(xué)方法的改革

2.1 開(kāi)放式學(xué)習(xí)

任何一種語(yǔ)言一門(mén)技術(shù)的掌握是需要大量時(shí)間的，但是上課學(xué)時(shí)是有限的，因此，我們給電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生分成若干小組， 兩個(gè)人一個(gè)小組， 每個(gè)小組都可以借一塊FPGA 實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板。 一方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 另一方面， 使得學(xué)生在課余時(shí)間也可以完成自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。 另外，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室使用電子元器件、示波器、EDA 實(shí)驗(yàn)箱和其它相關(guān)設(shè)備。

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要學(xué)生盡早進(jìn)入相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)， 以往這門(mén)課程安排在大三第二學(xué)期， 參考清華大學(xué)、 杭州電子科技大學(xué)、 北京理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)許多高校的模式， 我們專(zhuān)業(yè)也將電子信息工程專(zhuān)業(yè)的課程選擇性的提前，EDA 技術(shù)這一門(mén)課程也提前到了大二，學(xué)生在大學(xué)期間有更多的時(shí)間去掌握這門(mén)課程。

2.2 項(xiàng)目化教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)手段單一， 課堂教學(xué)主要是相關(guān)知識(shí)的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，有的學(xué)生基礎(chǔ)較差，有點(diǎn)望而卻步。 我們將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化， 學(xué)生帶電腦和開(kāi)發(fā)板上課， 通過(guò)理論和實(shí)踐操作相結(jié)合來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化分為兩個(gè)階段： 第一個(gè)階段為學(xué)習(xí)階段，教學(xué)內(nèi)容分成若干的項(xiàng)目，比如：多路選擇器的設(shè)計(jì)、加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)、正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)、ADC0809 采樣控制電路的設(shè)計(jì)、 基于DSP Builder 的正弦信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)等。 第二個(gè)階段為研究階段，這個(gè)階段采取教師擬定項(xiàng)目學(xué)生組團(tuán)研究設(shè)計(jì)的方式。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐階段對(duì)選定項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)， 指導(dǎo)老師全程參與項(xiàng)目的指導(dǎo)。

2.3 其它教學(xué)方式

啟發(fā)式教學(xué)方式：?jiǎn)l(fā)式提出問(wèn)題，讓大家?guī)е鴨?wèn)題學(xué)習(xí)。 每次學(xué)生完成基本功能的設(shè)計(jì)之后， 都提出進(jìn)一步的要求或者更改設(shè)計(jì)方案， 給出提示， 讓學(xué)生進(jìn)一步深入的完善設(shè)計(jì)。 比如多路選擇器的設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目， 啟發(fā)學(xué)生自己換一種表達(dá)方式去描述電路的基本功能； 比如加法計(jì)數(shù)器的完成最基本的功能之后，啟發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)數(shù)器的功能進(jìn)行添加設(shè)計(jì)。

邊干邊學(xué)教學(xué)方式：邊學(xué)邊干的方式是指，在課堂上， 實(shí)施教師邊講、 學(xué)生邊干、 教師邊輔導(dǎo)的教學(xué)形式。 對(duì)于某些項(xiàng)目， 比如LPM 宏功能模塊的使用，MATLAB/DSPBuilder 及其設(shè)計(jì)流程，就采用邊干邊學(xué)的教學(xué)方式。 這種方式可以使得學(xué)生快速掌握工具的使用，掌握設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)方法。

3 考核方式改革

考核是人才培養(yǎng)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 是檢驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的主要手段， 工科學(xué)生需要的是工程實(shí)踐能力，因此，我們使用了綜合考核方式。EDA 技術(shù)考試成績(jī)由，平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、項(xiàng)目考核三部分組成。 具體比例為：平時(shí)成績(jī)20%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%，項(xiàng)目考核成績(jī)占40%。

平時(shí)成績(jī)主要包括課堂出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績(jī)?nèi)齻€(gè)部分，

實(shí)驗(yàn)成績(jī)：每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要考核，主要分為實(shí)驗(yàn)操作和答辯， 實(shí)驗(yàn)操作主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)的完成情況進(jìn)行評(píng)分； 實(shí)驗(yàn)答辯主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單考核。

項(xiàng)目考核采取開(kāi)放式組隊(duì)隨機(jī)抽題的方式。 具體方案為： 由教師擬取十來(lái)個(gè)小項(xiàng)目， 學(xué)生三到四人組成一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)， 采取隨機(jī)抽取的方式選題， 學(xué)生團(tuán)隊(duì)利用課程設(shè)計(jì)實(shí)踐階段對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行完成， 最后根據(jù)完成情況進(jìn)行考核， 考核內(nèi)容為項(xiàng)目操作 （即項(xiàng)目完成情況）、項(xiàng)目答辯和項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告三個(gè)部分。

4 結(jié)束語(yǔ)

EDA 技術(shù)是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要課程， 通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整， 教學(xué)方法和考核方式的改革， 提升了教學(xué)效果。 使得學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到了提高， 有助于我校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)出適應(yīng)市場(chǎng)需求的人才， 提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的水平，對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。