EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教改的研究

馬炳周 常國權(quán)

摘 要：本文在研究了《EDA技術(shù)及應(yīng)用》的教學(xué)現(xiàn)狀之后，針對目前教學(xué)中存在的問題，并結(jié)合實際教學(xué)經(jīng)驗和經(jīng)歷，提出基于MOOC的以綜合項目貫穿課程教學(xué)的教學(xué)練一體化模式的教學(xué)改革。以求在有限學(xué)時內(nèi)完成規(guī)定的理論教學(xué)，同時充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造能力，提高學(xué)生運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)及應(yīng)用;MOOC;教學(xué)練一體化模式;教學(xué)改革;實踐教學(xué)

1、引言

EDA是Electronic Design Automation（電子設(shè)計自動化）的縮寫，是現(xiàn)代電子信息工程領(lǐng)域中一門發(fā)展迅速的新技術(shù)，它融合了多學(xué)科的最新成果，已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計和制造的主要技術(shù)手段[1]。在當(dāng)今信息技術(shù)革命大潮中，現(xiàn)代電子產(chǎn)品已滲透到社會的方方面面，并越來越呈現(xiàn)出功能多樣、體積小、功耗低、更新?lián)Q代節(jié)奏快、開發(fā)風(fēng)險大的特點，EDA技術(shù)能夠大大降低電子系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的工作量和難度，降低成本，同時使用可編程邏輯器件還能夠提升集成度，在系統(tǒng)體積小型化的同時，提高系統(tǒng)可靠性[2]。因此《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程的開設(shè)是必要的，培養(yǎng)學(xué)生運用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的能力、創(chuàng)新思維能力以及獨立分析和解決問題的工程實踐能力，為其就業(yè)或創(chuàng)業(yè)提供一個良好的基礎(chǔ)。

2、教學(xué)現(xiàn)狀

《EDA技術(shù)及應(yīng)用》是利用硬件描述語言進行電子系統(tǒng)設(shè)計的一門課程，實踐性強，學(xué)時少。盡管教學(xué)大綱給該課程安排了近一半課時的實驗教學(xué)，但是高校教師仍然無法擺脫以知識為本位、以理論教學(xué)為主的現(xiàn)狀，經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，開展教學(xué)活動時仍然遇到了很多問題。

（1）理論和實踐教學(xué)的脫節(jié)

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師先按照教學(xué)大綱在課堂上開展理論教學(xué)，接下來學(xué)生在實驗上機課中做實驗，這樣，理論教學(xué)和實踐教學(xué)就被人為地割裂開來，這樣的格局很難培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能，學(xué)生難以積極主動地參與到課堂協(xié)作中[3]。

（2）課程難度大

雖然本課程實踐性強，主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)硬件描述語言（Hardware Description Language， HDL），以及用HDL語言設(shè)計開發(fā)電子系統(tǒng)，但是HDL語言語句多，語句相對比較抽象，難以理解，難學(xué)難懂，教師也難以用生動形象的語言將教學(xué)內(nèi)容組織串聯(lián)起來。EDA技術(shù)是用軟件的方式來設(shè)計硬件，對于第一次接觸該課程的學(xué)生來說，這個觀點難以接受和掌握。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度存在問題

在與學(xué)生溝通交流時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對本課程的認識存在比較大的認識偏差。之所以存在這樣的現(xiàn)象，主要是因為：首先，先導(dǎo)課程《數(shù)字邏輯》和《計算機組成原理》難度大，給學(xué)生一個假象，有關(guān)硬件的課程重點難點多，難度大，不好理解和掌握;其次，雖然本課程實踐性很強，但是硬件描述語言語句難學(xué)難懂，概念抽象，學(xué)生感性認知差。

（4）實驗設(shè)置存在問題

實驗課時雖多，但是大部分實驗都是驗證性的，主要是增進學(xué)生對工具軟件QuartusⅡ和實驗開發(fā)系統(tǒng)的熟悉程度，以及掌握EDA技術(shù)開發(fā)的流程;而設(shè)計性實驗所占比重太少，無法達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、運用所學(xué)知識解決實際問題的教學(xué)目的。

3、教學(xué)改革

針對本課程的特點，高校教師需要轉(zhuǎn)變以往以編程語言的知識傳授為主的教學(xué)模式，應(yīng)該用基于MOOC的以綜合項目貫穿課程教學(xué)的教學(xué)練一體化模式來組織教學(xué)活動，從而達到“在學(xué)中做，在做中學(xué)”的目的。為了在實際教學(xué)活動中貫徹該教學(xué)方法，從以下四個方面來設(shè)計組織教學(xué)內(nèi)容：

（1）基礎(chǔ)知識在線化

課堂上不再安排學(xué)時講授基礎(chǔ)知識，而是以MOOC的形式發(fā)布在網(wǎng)上，由學(xué)生課下自己安排時間來學(xué)習(xí)，每個視頻學(xué)習(xí)完后都有時效性強的相關(guān)考題來檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果，考核成績作為平時成績。考核中錯誤率比較高的考題是學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，可以要求學(xué)生再次看視頻加強學(xué)習(xí)或者在課堂上進行重點講授，做到重點難點突出。

（2）課堂內(nèi)容項目化

課堂主要內(nèi)容將以項目化的形式展開。項目的設(shè)置和選擇是在教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下，以大綱中的知識點為依據(jù)綜合考慮，同時還要考慮項目的規(guī)模、難度、以及項目間的聯(lián)系和層次遞進，做到項目的設(shè)置選擇既與書本知識緊密結(jié)合，又能展現(xiàn)項目的現(xiàn)實應(yīng)用性，同時給學(xué)生留有發(fā)揮和創(chuàng)新的空間。這樣學(xué)生既能夠?qū)W習(xí)到EDA技術(shù)的基本知識，又能夠鍛煉動手能力，還能夠加強創(chuàng)造性思維，活學(xué)活用，用學(xué)做知識來分析解決問題。

（3）實驗教學(xué)偏重設(shè)計

實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是必不可少的，學(xué)生在實驗過程中逐漸學(xué)會利用所學(xué)理論知識自主設(shè)計規(guī)模較大的電子系統(tǒng)。實驗教學(xué)降低驗證性實驗的比重，提高設(shè)計性實驗的比重。實驗教學(xué)按照驗證性實驗、模仿設(shè)計和綜合設(shè)計三階段開展，內(nèi)容的設(shè)置由易到難，積極設(shè)置一些具備良好設(shè)計性以及開放性的實驗，提升學(xué)生的動手實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維[4]。

（4）改革課程考核體系

高校培養(yǎng)的是高等技術(shù)型人才，而EDA技術(shù)具有極強的實踐性，所以本課程的考核不宜采用傳統(tǒng)的教師批改書面作業(yè)、期末筆試考試的考核方式，而應(yīng)該采用突出技能考核的考核方式對學(xué)生進行考核。課程考核成績由平時成績、實驗成績和綜合自主電路設(shè)計成績?nèi)糠謽?gòu)成，MOOC在線考試成績作為平時成績，實驗成績是學(xué)生實驗部分的成績，而綜合自主電路設(shè)計的題目在本課程剛開始的時候就公布，學(xué)生主動查閱相關(guān)資料，拓展知識面，要求學(xué)生課上課下都要投入精力，綜合自主電路設(shè)計題目應(yīng)考慮到學(xué)生個體差異，題目應(yīng)該具有不同的難度，或者學(xué)生可以自主命題，需要教室審閱后確定。最終以答辯的形式檢查綜合自主電路設(shè)計[5]。這樣的考核方式突出了技能考核，在設(shè)計過程中，學(xué)生可以相互討論、比較、交流，共同提高自身技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

4、結(jié)束語

EDA技術(shù)及應(yīng)用是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門專業(yè)課，教師不斷對教學(xué)內(nèi)容和方法進行改革和創(chuàng)新具有十分重要的現(xiàn)實意義，才能一批又一批地為社會培養(yǎng)具備實踐和創(chuàng)新能力的EDA專業(yè)技術(shù)人才。在MOOC基礎(chǔ)上，以綜合項目貫穿課程教學(xué)，通過教學(xué)練一體化模式來組織教學(xué)活動，不僅能夠鍛煉學(xué)生的實踐動手能力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)造性思維，同時培養(yǎng)學(xué)生自己獲取知識、靈活地運用所學(xué)知識分析解決實際問題的能力。

[參考文獻]

[1]王昊，王化更，等.以項目教學(xué)驅(qū)動機電系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2015（1）：87.

[2]譚會生，張昌凡. EDA技術(shù)與應(yīng)用：第四版[M].西安電子科技大學(xué)出版社， 2016，11： 16-19.

[3]潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)與VHDL：第四版[M].清華大學(xué)出版社，2014，7：192-194

[4]胡亮. EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)模式改革探究[J].教育前沿，2017，（44）：161

[5]張瑾，李澤光，等. 關(guān)于《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程的思考[J].大連大學(xué)學(xué)報，2006，（12）：111-112.

（作者單位：安陽工學(xué)院 ?計算機科學(xué)與信息工程學(xué)院，河南 安陽 ?455000）