譚露雯 衛(wèi)靜婷 黎斌

摘 要 本文針對(duì)當(dāng)前“EDA應(yīng)用技術(shù)”傳統(tǒng)的教學(xué)模式所存在的弊端，提出了基于“階梯式”項(xiàng)目導(dǎo)入法的教學(xué)思路，由淺入深，由單一到綜合，循序遞進(jìn)地實(shí)現(xiàn)整體的教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞 EDA 項(xiàng)目導(dǎo)入法 課程改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.11.059

Abstract Aiming at the shortcomings of the current "EDA application technology" traditional teaching mode， the article has put forward a new teaching ideas based on the stepped project introduction method， from easy to difficult， from single to comprehensive， achieved the whole teaching effectiveness step by step， and improved students' comprehensive ability.

Keywords EDA（Electronic Design Automation）； project introduction method； course reform

0 引言

近年來，電子產(chǎn)品的集成化程度在不斷提高，大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)一個(gè)重要的技術(shù)領(lǐng)域。而EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)是現(xiàn)代集成電路發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是電子技術(shù)的前沿與發(fā)展的主要方向。①隨著EDA 技術(shù)的迅速發(fā)展，市場面向此類型的專業(yè)人才需求在逐漸增大，因此，眾多高職院校開設(shè)了“EDA應(yīng)用技術(shù)”這門課程作為電子信息大類學(xué)生的專業(yè)技術(shù)課程。面對(duì)技術(shù)變革和市場需求，如何結(jié)合高職院校學(xué)生的實(shí)際情況，培養(yǎng)適合EDA技術(shù)就業(yè)崗位的技能型專門人才，成為迫切需要解決的問題。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

高職院校的學(xué)生的特點(diǎn)是：相較于本科院校的學(xué)生來說，高職院校的學(xué)生基礎(chǔ)更為薄弱，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也相對(duì)欠缺，動(dòng)手實(shí)踐的興趣雖然較高但容易受到挫敗，對(duì)于枯燥的內(nèi)容，容易分散精神，出現(xiàn)聽不懂、跟不上，進(jìn)而厭學(xué)的情況。

而目前傳統(tǒng)的EDA教學(xué)方法，普遍存在“重理論，輕實(shí)踐；重概念，輕應(yīng)用；重考試，輕能力”的情況。課堂教學(xué)模式中，只注重“紙上談兵”式的傳授，側(cè)重硬件編程語言的相關(guān)語法規(guī)則和程序構(gòu)成的講解，理論性、抽象性很強(qiáng)，而對(duì)于實(shí)際應(yīng)用則講述較少，對(duì)具體問題的語言代碼設(shè)計(jì)和分析等一些實(shí)際能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)相對(duì)較薄弱，創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)問題則更加缺乏。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)中很被動(dòng)，而且在學(xué)習(xí)過程中不能激勵(lì)學(xué)生積極思考，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用時(shí)不能很好地將理論運(yùn)用于實(shí)踐中。并且考試多數(shù)采用筆試的方式進(jìn)行考核，僅以單純記憶語言代碼為主，實(shí)用性不強(qiáng)。

教材方面，很多院校包括本科類學(xué)校，大都是以VHDL為主來選擇教材，但由于VHDL語言的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，掌握起來更有難度，所以多數(shù)是學(xué)術(shù)研究人員才使用VHDL語言來進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，而目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)則采用的是Verilog HDL。針對(duì)本課程所編寫的教材，因?yàn)樾枰v解語言規(guī)則，代碼語句等，所以大部分是按語法順序進(jìn)行編寫，這樣的內(nèi)容詳細(xì)但是枯燥乏味，且有些無法和實(shí)際設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起，生澀難懂，即使教師在授課時(shí)激情洋溢，也無法帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容主要是針對(duì)課本內(nèi)容所出的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)是比較少的，有些甚至可以直接套用課本內(nèi)容，將幾個(gè)部分內(nèi)容結(jié)合在一起即可完成，但是對(duì)于為什么會(huì)出來這個(gè)結(jié)果很多學(xué)生是懵懂不知。并且，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力有強(qiáng)弱，則完成實(shí)驗(yàn)也有先后順序，致使一些學(xué)生往往完成老師所分配的任務(wù)后，則無所事事，而一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生眼見落后，無心再思考，實(shí)訓(xùn)效果大打折扣。

針對(duì)這些問題，本文提出“階梯式”項(xiàng)目導(dǎo)入法的教學(xué)新思路，逐層遞進(jìn)，對(duì)課程改革進(jìn)行探討。

2 “階梯式”項(xiàng)目導(dǎo)入法的教學(xué)思路

作為教學(xué)的主體，學(xué)生不應(yīng)該是知識(shí)的被動(dòng)接受者，而應(yīng)該是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者。②而作為高職院校的學(xué)生，學(xué)生對(duì)技能的要求更高，需要“學(xué)以致用”，因此激發(fā)學(xué)生興趣，能幫助學(xué)生形成持久的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是關(guān)鍵。本著“以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的精神，采用“教、學(xué)、做三合一”的教學(xué)思想，運(yùn)用項(xiàng)目導(dǎo)入法，以應(yīng)用為目的、以必需、夠用為原則，將原本的章、節(jié)之間界限打破，重整課程模塊，將課堂理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合。

教學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容是利用“項(xiàng)目”、“實(shí)例”、“問題”等手段來激發(fā)學(xué)生的興趣。以項(xiàng)目導(dǎo)入法的方式為展開，選擇的項(xiàng)目要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既在鞏固舊有知識(shí)基礎(chǔ)上，又可以促使學(xué)生使用新知識(shí)、技能解決實(shí)際問題。摒棄按照課本章節(jié)依次學(xué)習(xí)的方式，將課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都圍繞大的課題項(xiàng)目系統(tǒng)展開。引入“階梯式”項(xiàng)目導(dǎo)入法，在原有的項(xiàng)目導(dǎo)入法基礎(chǔ)上，按照分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)改革思路，進(jìn)行階梯遞增的教學(xué)模式：“基礎(chǔ)層—應(yīng)用層—?jiǎng)?chuàng)新層—考核層”。

2.1 基礎(chǔ)層

這里需要先解決三個(gè)方面：首先是教材的選取。結(jié)合目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)對(duì)崗位實(shí)際需求的情況，首要選取理論性難度不高，但綜合實(shí)踐性較強(qiáng)，以硬件描述語言Verilog HDL為主的教材。

其次是解答學(xué)生的疑惑。學(xué)生剛接觸“EDA應(yīng)用技術(shù)”課程時(shí)，由于不太了解，很容易理解成計(jì)算機(jī)之類的編程課程，容易產(chǎn)生枯燥難學(xué)、沒興趣的念頭，甚至?xí)a(chǎn)生“學(xué)了不知用在哪里？”和“C語言有什么區(qū)別？”的想法。如何正確引導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和主觀能動(dòng)性，這些是需要放在教學(xué)的首位?？梢粤信eEDA在工業(yè)、日常生活中廣泛應(yīng)用的例子，使學(xué)生對(duì)這門課程有一個(gè)初步的了解。通過芯片實(shí)物展示，產(chǎn)品內(nèi)部電路剖析，將課程由抽象變?yōu)樾蜗螅瑫r(shí)聯(lián)系當(dāng)前就業(yè)市場的需求，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

最后是課時(shí)安排方面。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案里面的教學(xué)安排，理論課與實(shí)訓(xùn)課的課時(shí)比重為1：1。但如果按照1節(jié)課在多媒體課室，1節(jié)課在實(shí)訓(xùn)室的方式進(jìn)行教學(xué)，則很多情況是在多媒體上講解完理論知識(shí)點(diǎn)后，下次在實(shí)訓(xùn)室上課學(xué)生進(jìn)行操作時(shí)容易忘記前面內(nèi)容，印象不深，聯(lián)系不強(qiáng)，很可能需要重新再講一遍。

所以這一階段，主要特點(diǎn)是課堂教學(xué)移到實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生接觸課程內(nèi)容不久，重在掌握基本知識(shí)。以項(xiàng)目導(dǎo)入法為主，案例教學(xué)法為輔。把課堂教學(xué)安排在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，教師以一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行導(dǎo)入，先進(jìn)行詳細(xì)分析，知識(shí)點(diǎn)拆解，從整體到個(gè)體，從復(fù)雜到簡單，將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)為一個(gè)課程模塊，講授一部分知識(shí)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)一部分，邊學(xué)邊做，淡化實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)概念，通過實(shí)踐來強(qiáng)化知識(shí)內(nèi)容。

2.2 應(yīng)用層

第二個(gè)階段，在完成第一個(gè)階段的基礎(chǔ)上——一個(gè)一個(gè)小項(xiàng)目子模塊，整合以前學(xué)過的內(nèi)容，引入一個(gè)完整產(chǎn)品的設(shè)計(jì)項(xiàng)目訓(xùn)練，將之前的小項(xiàng)目全部囊括其中，并將課題以項(xiàng)目的形式分配給學(xué)生。如設(shè)計(jì)一個(gè)“可當(dāng)鬧鈴的電子時(shí)鐘”，學(xué)生2～3人一組，合作進(jìn)行元器件選擇，電路搭建，軟硬件結(jié)合，程序下載與系統(tǒng)調(diào)試，完成整個(gè)設(shè)計(jì)，同時(shí)，留下產(chǎn)品功能擴(kuò)展的思考。根據(jù)學(xué)生不同的掌握情況，可自由選擇是否完成擴(kuò)展部分。啟發(fā)學(xué)生多向思維和設(shè)計(jì)思路，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造靈感和創(chuàng)新欲望。

由于每個(gè)班學(xué)生的情況都不一樣，綜合素質(zhì)，自主學(xué)習(xí)能力均不同。就算是分組進(jìn)行項(xiàng)目合作，同一組內(nèi)學(xué)生程度不同，積極性也有差異。需要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的情況，因人而異，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)組織和教學(xué)內(nèi)容。這樣對(duì)教師的能力要求相對(duì)比較高。解決方法可以采用組長輪流制，階段性對(duì)小組進(jìn)行評(píng)定，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和學(xué)習(xí)積極性。

在此過程當(dāng)中，教師適當(dāng)?shù)脑O(shè)置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在這些節(jié)點(diǎn)上配合引導(dǎo)，全程組織和參與，將前面所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來，達(dá)到對(duì)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)的全面覆蓋，并針對(duì)容易出現(xiàn)的問題，進(jìn)行糾錯(cuò)，學(xué)生根據(jù)引導(dǎo)完成任務(wù)，個(gè)別小組展示設(shè)計(jì)方案，點(diǎn)出其中亮點(diǎn)。訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的能力，設(shè)計(jì)完成后對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行總結(jié)、點(diǎn)評(píng)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所涉及的課程相關(guān)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)加深學(xué)生的印象。

2.3 創(chuàng)新層

通過基礎(chǔ)層與應(yīng)用層進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)與調(diào)試的全過程訓(xùn)練，學(xué)生已基本具備電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試的能力。在這第三階段，要求學(xué)生自行進(jìn)行綜合性項(xiàng)目設(shè)計(jì)，以學(xué)生獨(dú)立完成為主，充分利用現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺(tái)。采用課賽結(jié)合的方式進(jìn)行提升，做到“以學(xué)生為主”。項(xiàng)目的選題利用qq、微信或是網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)發(fā)布，分為“易中難”三個(gè)程度。學(xué)生可以自行選擇設(shè)計(jì)項(xiàng)目，自行組合團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。從文獻(xiàn)查閱、方案制定、可行性分析、設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、報(bào)告總結(jié)等方面組織學(xué)生獨(dú)立開展工作，分析解決實(shí)際問題。教師可以通過結(jié)果檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新，綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試的能力。這一階段的特點(diǎn)是突出學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、成員合理分配，鍛煉學(xué)生能夠自主分析問題和解決問題，讓學(xué)生體驗(yàn)完整項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)的整個(gè)流程，從而為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽做準(zhǔn)備。

2.4 考核層

最后一階段是考核方式。通常的課程考核是以試卷筆試的形式進(jìn)行，這種形式更適合理論課的教學(xué)。而對(duì)于EDA 應(yīng)用技術(shù)這類實(shí)踐型課程僅僅掌握硬件描述語言的語法規(guī)則并不能讓學(xué)生做到學(xué)以致用，因此常規(guī)的考試并不適用于 EDA 課程的考核。改變普通以筆試為主的考核方式，主要通過平時(shí)考核（30%）、自主創(chuàng)新（20%）、上機(jī)考試（50%）這3個(gè)方面的成績綜合而成。平時(shí)考核主要是針對(duì)學(xué)生完成基礎(chǔ)層和應(yīng)用層這兩方面的情況，自主創(chuàng)新對(duì)應(yīng)創(chuàng)新層，而上機(jī)考試是期末最后根據(jù)學(xué)生整體情況進(jìn)行的綜合考試。避免學(xué)生出現(xiàn)“一考定成績”，可以分別從不同角度，更好地考察學(xué)生對(duì)課程知識(shí)掌握的情況，對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐有推動(dòng)作用。

3 結(jié)語

作為電子大類一門比較重要的專業(yè)課程，“EDA應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)改革是需要不斷探索的一個(gè)項(xiàng)目。采用項(xiàng)目導(dǎo)入方式，按照分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)改革思路，構(gòu)建“階梯式”的設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，實(shí)現(xiàn)整體的教學(xué)效果，讓學(xué)生在這過程中，提升綜合創(chuàng)新能力與科技開發(fā)能力，有利于學(xué)生畢業(yè)后能更好地適應(yīng)崗位需求。

注釋

① 潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

② 李琳，唐利強(qiáng)，石偉等.基于建構(gòu)主義的《EDA技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006.28（2）：130-132.