《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)改革方法探討

伍亞萍 王彩霞 張燕

摘要：本科教育的主要培養(yǎng)目標(biāo)之一為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和終身學(xué)習(xí)的能力，《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程是自動化及電子信息類專業(yè)的核心課程之一，知識更新速度快、應(yīng)用面廣，具有很強(qiáng)的實踐性。本文依托我院與Altera共建實驗室，針對目前《EDA技術(shù)及應(yīng)用》理論及實驗課程中存在的問題，提出了對教學(xué)改革的目標(biāo)和具體的方法。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；應(yīng)用教學(xué)；教學(xué)改革

1 引言

EDA（Electronics Design Automation），即電子設(shè)計自動化，是現(xiàn)代電子技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，在電子技術(shù)、仿真模擬工作中扮演著十分重要的角色。EDA技術(shù)作為高等院校電子信息、自動化等電子信息類專業(yè)的一門十分重要的核心課程，對培養(yǎng)“技能型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型”人才舉足輕重的作用可見一斑。EDA技術(shù)的迅速發(fā)展，使得EDA技術(shù)及應(yīng)用課程的理論課及實驗課的教學(xué)面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)，對教學(xué)思路、內(nèi)容、方法、手段及考核機(jī)制等都提出了更高的要求。

2 《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)存在的問題

2.1 《EDA技術(shù)及應(yīng)用》理論教學(xué)存在的問題

（1）教學(xué)手段形式傳統(tǒng)、單一。我院《EDA技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)仍采用以課本為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式，理論課程中多以VHDL語句語法、編寫規(guī)則為主。對于一門實踐性很強(qiáng)的課程，單純依托理論課堂語法規(guī)則和代碼編寫的教授，學(xué)生理解和掌握知識點相對滯后，容易在課堂學(xué)習(xí)中失去興趣。

（2）教學(xué)時間安排不當(dāng)。根據(jù)我院《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程大綱要求，理論課程為18學(xué)時。在18學(xué)時的理論課程中，安排了五章內(nèi)容，課時量相對緊張，內(nèi)容強(qiáng)度相對較大，學(xué)生對知識的掌握情況不太理想。在以前的教學(xué)安排中，由于18課時的課程，采用隔周上的方式，學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)時間貫穿了整個學(xué)期，學(xué)習(xí)周期長，時間分散，對本門課程學(xué)習(xí)的時間不集中，影響學(xué)習(xí)效果。

（3）教學(xué)方式簡單。“照本宣科”、不分主次、涉及所有細(xì)節(jié)內(nèi)容的教學(xué)模式，以及單一的使用板書的教學(xué)模式，使得學(xué)生在理論課上興致不高，面對課本上零碎的知識，不能建立系統(tǒng)的體系，更談不上對內(nèi)容的比較、思考、總結(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。

2.2 《EDA技術(shù)及應(yīng)用》實驗教學(xué)存在的問題

（1）基礎(chǔ)性和驗證性實驗多。我院的EDA技術(shù)及應(yīng)用實驗安排以基礎(chǔ)性和驗證性實驗巨多，比如38譯碼器設(shè)計、多路數(shù)據(jù)選擇器、全加器、計數(shù)器等。很多實驗在數(shù)字電子技術(shù)實驗中已經(jīng)做過，只是換了實驗的手段和方法，雖然學(xué)生做了實驗，但是對實驗結(jié)果的調(diào)試、實驗的擴(kuò)展及改進(jìn)、動手能力上來說，沒有得到鍛煉，更多的是簡單的、程序性的重復(fù)和操作。

（2）實驗指導(dǎo)書針對性不強(qiáng)。我院EDA技術(shù)及應(yīng)用實驗所用教材為Altera公司提供的實驗教程材料，內(nèi)容過于冗長、多為基礎(chǔ)和驗證性實驗，操作流程和步驟十分細(xì)化，學(xué)生只要根據(jù)教材內(nèi)容的流程按部就班就能順利完成實驗。在此過程中，缺少了對實驗的預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備以及對實驗過程中的思考，致使學(xué)生對實驗的重視程度不高。

（3）學(xué)生撰寫實驗報告趨于形式。學(xué)校和學(xué)院對實驗報告很重視，但是這種重視更多的趨向于實驗報告的格式和形式問題上。學(xué)生為了完成實驗報告冊中指定的篇幅，往往照抄實驗指導(dǎo)書或者相互抄襲。致使學(xué)生往往關(guān)注的是如何“完任務(wù)”，而沒有將注意力轉(zhuǎn)移到實驗本身，實驗預(yù)習(xí)、實驗過程中的思考、解決問題能力的培養(yǎng)更無從談起。

（4）實驗考核機(jī)制不夠靈活。以往的實驗考核都是將學(xué)生按照學(xué)號進(jìn)行編號分組，在已有的9次實驗中學(xué)生隨機(jī)抽取實驗進(jìn)行考核。在考核的過程中存在一個問題，在平時做實驗過程中獨(dú)立認(rèn)真完成實驗的學(xué)生考核成績優(yōu)秀，而平時實驗課堂中沒有認(rèn)真做實驗的學(xué)生，在實驗考核中存在僥幸心理，成績不理想。

3 教學(xué)改革方案

3.1 EDA技術(shù)及應(yīng)用理論教學(xué)改革方案

（1）轉(zhuǎn)變單一的授課模式。將傳統(tǒng)的板書+講授法改為板書+講授+多媒體+實物演示+實例引導(dǎo)的方式進(jìn)行授課。在進(jìn)行新內(nèi)容或方法的講授之前，可以通過提問的方式，讓學(xué)生帶著疑問聽課，遇到實際設(shè)計問題，先啟發(fā)學(xué)生思考，再去講解現(xiàn)有的解決方法，并將經(jīng)典的方法和學(xué)生的方法進(jìn)行對比，增強(qiáng)學(xué)生的思考能力激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（2）教學(xué)內(nèi)容上的改變。在有限的教學(xué)課時下，對教學(xué)內(nèi)容方面化零為整，即對教材內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)分析，將不同章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行融合，建立模塊及框架。將課程中所有涉及到的VHDL編程語句、FPGA設(shè)計流程融匯到應(yīng)用實例中，“老瓶裝新酒”使學(xué)生能夠掌握不同軟件、硬件實現(xiàn)同一個設(shè)計目的思路及學(xué)習(xí)方法。

（3）優(yōu)化教學(xué)時間規(guī)劃。為提高學(xué)習(xí)效率及教學(xué)質(zhì)量，調(diào)整為9周課程。在理論課程學(xué)習(xí)的過程中穿插實驗教學(xué)，理論和實驗課程內(nèi)容進(jìn)行銜接，使得理論課程中的學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠通過實驗得到練習(xí)、驗證和鞏固。

3.1 EDA技術(shù)及應(yīng)用實驗教學(xué)改革方案

（1）增加綜合性實驗比重。在已有實驗的基礎(chǔ)上，將實驗教學(xué)內(nèi)容分為三個類別，即驗證性實驗、綜合性實驗和小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計性實驗。

（2）編寫具有針對性的實驗指導(dǎo)書。實驗教學(xué)課題的名稱直接與相應(yīng)的知識點內(nèi)容對應(yīng)，在實驗指導(dǎo)書中能夠指出所用到的知識點在理論課本中的出處，便于學(xué)生自學(xué)實驗內(nèi)容；實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容以精簡引導(dǎo)為主，給出實驗題目、實驗?zāi)康摹嶒炓?、相關(guān)知識要點、提供給學(xué)生設(shè)計思路、操作過程中的注意事項、有意引導(dǎo)學(xué)生主動思考。

（3）對實驗報告格式進(jìn)行重新設(shè)計。對實驗報告內(nèi)容進(jìn)行改變，摒棄之前的固有模塊，將實驗報告內(nèi)容按照實驗側(cè)重點進(jìn)行簡化。

（4）改變實驗主體和實驗考核機(jī)制。在整個實驗過程中，轉(zhuǎn)變實驗主體，將以往的老師講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生進(jìn)行分組，組內(nèi)討論推薦代表進(jìn)行實驗設(shè)計思路講解、組內(nèi)學(xué)生相互解決實驗過程中的問題。

改變以往的隨機(jī)抽取已做過實驗的方法，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點課余時間進(jìn)行小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)容不限，題目不可重復(fù)，老師規(guī)定完成時間，學(xué)生利用實驗室的EDA實驗箱最終完成設(shè)計，老師驗收實驗結(jié)果并進(jìn)行考核評分。

對于《EDA技術(shù)及應(yīng)用》這門課，教學(xué)環(huán)節(jié)僅僅停留在理論課、實驗教學(xué)兩部分，學(xué)生的實際開發(fā)能力和動手能力鍛煉不夠。本課程后續(xù)將考慮逐步建立起涵蓋驗證性實驗，設(shè)計性實驗，綜合性實驗，小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計性實驗，EDA課程設(shè)計，EDA競賽等多層次，多方位的實驗實踐環(huán)節(jié)，逐步使學(xué)生脫離死記硬背VHDL語句應(yīng)付考試，參考其他學(xué)生程序代碼應(yīng)付實驗課和考試的思想，真正提高動手能力和程序編寫的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃鄉(xiāng)生.《EDA技術(shù)與應(yīng)用》的研究性實踐教學(xué)方法研究[J].華東理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010.5.

[2]黃成，翟麗芳.EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革與實踐[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009.12.

[3]藍(lán)偉斌.EDA技術(shù)應(yīng)用實驗教學(xué)改革初探[J].梧州學(xué)院學(xué)報，2010.6.

[4]梁文斌，趙志鵬，歐少敏.獨(dú)立學(xué)院嵌入式課程——《EDA技術(shù)及應(yīng)用》實驗教學(xué)改革與實踐[J].大眾科技，2017.3.

[5]郭治元.基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路實驗教學(xué)改革的研究[J].信息通信，2017.9.

作者簡介：伍亞萍（1988-），女，碩士研究生，助教，主要從事自動控制、電子設(shè)計自動化方面的研究，承擔(dān)EDA技術(shù)及應(yīng)用、過程控制等課程的教學(xué)工作。