摘要:針對(duì)EDA技術(shù)課程在教學(xué)過程中存在的問題,從教材、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及多形式課堂等方面進(jìn)行有益的探索和實(shí)踐。實(shí)踐證明,這些措施激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)掌握及能力提升,取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:高職;EDA技術(shù);教學(xué)改革;實(shí)踐
中圖分類號(hào):G6420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-120X(2016)11-0085-02收稿日期:2016-02-07
作者簡介:覃園芳(1985—),女,廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子技術(shù)專業(yè)教師,工程師,主要研究方向:電子電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)。
EDA(Electronic Design Automation)技術(shù),即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),在計(jì)算機(jī)、EDA工具軟件和實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境下,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述,以大規(guī)??删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體,為制作專用集成電路ASIC(Application Special Integrated Circuit)、單片電子系統(tǒng)SOC(System On Chip)芯片而進(jìn)行的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程[1][2]。它目前已成為現(xiàn)代電子電路設(shè)計(jì)的主流技術(shù),是電子信息類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門重要專業(yè)技能。對(duì)于高職類學(xué)生來說,在有限的課堂時(shí)間能熟練掌握和應(yīng)用EDA技術(shù)進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì),滿足企業(yè)需求,是進(jìn)行EDA 技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)。
一、EDA課程教學(xué)現(xiàn)狀 EDA 技術(shù)是一門實(shí)用性、操作性和工程性很強(qiáng)的課程,包含了理論與實(shí)踐兩大教學(xué)環(huán)節(jié)。在以往的教學(xué)實(shí)踐中存在一些不合理的地方:
在理論教學(xué)方面,偏重理論的完整性,忽略學(xué)生的接受程度。目前,EDA 技術(shù)課程的理論教學(xué)內(nèi)容,基本上是由EDA 概述、可編程邏輯器件發(fā)展及工作原理、硬件描述語言HDL、EDA 軟件開發(fā)工具應(yīng)用、常用電路的VHDL設(shè)計(jì)實(shí)例以及EDA設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容組成。由于涉及的內(nèi)容太多太廣,如果將書本的所有知識(shí)都搬到課堂上來,學(xué)生會(huì)找不到學(xué)習(xí)的突破口,加大學(xué)習(xí)難度,降低學(xué)習(xí)的積極性。
在實(shí)踐教學(xué)方面,實(shí)驗(yàn)課程主要以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展性不強(qiáng),不能突出EDA技術(shù)的實(shí)用性。在實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生僅根據(jù)步驟完成實(shí)驗(yàn),不知如何排查錯(cuò)誤以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程缺乏自主性,不利于學(xué)生獨(dú)立思考及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。另外,目前實(shí)驗(yàn)主要采用程序編寫后直接下載到試驗(yàn)箱的方法,缺少對(duì)學(xué)生硬件電路認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)及調(diào)試的訓(xùn)練,導(dǎo)致學(xué)生這方面的能力欠缺,無法達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的要求,最終導(dǎo)致學(xué)生難以適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)企業(yè)對(duì)EDA技術(shù)實(shí)際運(yùn)用的要求。
二、EDA實(shí)踐教學(xué)改革1進(jìn)行課程有機(jī)整合,編寫教材
數(shù)字電子電路是EDA技術(shù)課程的基礎(chǔ)。EDA技術(shù)里大量的實(shí)例都以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子電路里常用的數(shù)字電路展開的,在教學(xué)過程中,這兩門課程在不同學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí),因此在進(jìn)入EDA技術(shù)學(xué)習(xí)前需要花大量時(shí)間復(fù)習(xí)數(shù)電知識(shí),而大部分同學(xué)基礎(chǔ)較薄弱,在短時(shí)間內(nèi)復(fù)習(xí)大量知識(shí)效果不佳,還會(huì)對(duì)EDA技術(shù)這門課程產(chǎn)生抵觸心理。據(jù)此,廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(以下簡稱“我?!保├蠋煾鶕?jù)課程的緊密聯(lián)系及學(xué)習(xí)的先后順序,將這兩門課程進(jìn)行有機(jī)整合,編寫并正式出版了《數(shù)字電子電路及EDA技術(shù)》。這本教材改變兩門課程獨(dú)立存在帶來課時(shí)量多,內(nèi)容“繁、難”和過于注重書本知識(shí)的問題,精選學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)原課程的內(nèi)容進(jìn)行適量刪減。例如簡化數(shù)字電子電路里對(duì)邏輯門電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的介紹,減少了EDA技術(shù)可編程邏輯器件發(fā)展史及內(nèi)部工作原理的介紹等。該教材將兩門課程內(nèi)容緊密銜接在一起,重點(diǎn)突出,學(xué)生以數(shù)字電路為主線,由淺入深,循序漸進(jìn),有利于系統(tǒng)地掌握數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)以及現(xiàn)代數(shù)字電路的設(shè)計(jì)思想,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn)。使用該教材后,學(xué)生反映良好,教學(xué)效果明顯提升。
2打破書本限制,合理規(guī)劃安排實(shí)施教學(xué)內(nèi)容
以往的教學(xué)內(nèi)容往往根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的完整性出發(fā),會(huì)在課程安排上,集中講授相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),很少會(huì)總體把握內(nèi)容的銜接。例如涉及VHDL語法,便用大量時(shí)間集中講解語法,但是純粹的語法講解是非常枯燥的,一定要將后面章節(jié)中涉及該語法的應(yīng)用實(shí)例給學(xué)生進(jìn)行練習(xí),通過反復(fù)練習(xí),記住語法格式,而不是死記硬背。同時(shí),以往的教學(xué)內(nèi)容通常都將層次化設(shè)計(jì)歸于EDA工具的使用,與VHDL語法分開講。因此在講到元件例化語句時(shí),學(xué)生反映不佳,覺得該語法晦澀難懂。我們?cè)谥v課的過程中,有意識(shí)地將層次化的設(shè)計(jì)作為一個(gè)大類進(jìn)行介紹。首先讓學(xué)生掌握原理圖實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)的方法,原理圖的方法非常的直觀易懂,緊接著介紹VHDL語言里的元件例化語句,每一部分的說明實(shí)際都與原理圖的操作是一一對(duì)應(yīng)的。通過抽象的語句與形象的原理圖相對(duì)應(yīng),讓學(xué)生更容易接受、理解和掌握。最后,再介紹自頂向下的層次化設(shè)計(jì),可以將原理圖與VHDL語言綜合使用,層層遞進(jìn),也讓教學(xué)內(nèi)容更加合理緊湊,知識(shí)內(nèi)容之間的聯(lián)系更加緊密。
3探索學(xué)生實(shí)踐能力提高的方法,統(tǒng)籌建設(shè)實(shí)驗(yàn)室
EDA是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,大量的實(shí)驗(yàn)是不可少的。實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)一批EDA試驗(yàn)箱,讓學(xué)生不僅局限于程序編寫及仿真,通過下載程序,進(jìn)一步接觸到實(shí)物,使得課程更加直觀,加深對(duì)該課程的理解和興趣。同時(shí)通過啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué),僅提供試驗(yàn)箱的電路圖,讓學(xué)生自己進(jìn)行引腳鎖定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜ピO(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并分析、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,鼓勵(lì)學(xué)生思考、創(chuàng)新。為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室的利用率,實(shí)驗(yàn)室在工作時(shí)間都是處于開放狀態(tài),讓學(xué)生利用試驗(yàn)箱等現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行一定的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
當(dāng)然,在實(shí)驗(yàn)過程中,由于采用試驗(yàn)箱,內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)都是固定的,學(xué)生對(duì)硬件方面的知識(shí)是非常欠缺的,采用獨(dú)立模塊式電路,讓同學(xué)們進(jìn)行一定的模塊選取以及連線,包括可編程邏輯器件的最小電路等方法提高學(xué)生的硬件知識(shí),是下一步改革的思想和努力的方向[3]。
4豐富課堂形式,開拓多樣化課堂
網(wǎng)絡(luò)給現(xiàn)有的教學(xué)提供更加豐富的資源,也是比較受學(xué)生歡迎的一種形式。一方面,通過提供當(dāng)前EDA電子設(shè)計(jì)論壇以及關(guān)注度較高的網(wǎng)站,讓學(xué)生更加了解當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展,提高學(xué)生興趣。另一方面,老師制作教學(xué)視頻,這不是簡單的課堂實(shí)錄,而是對(duì)重要的知識(shí)點(diǎn)、難懂的內(nèi)容或者一個(gè)實(shí)例、一段程序等制作微課,甚至增加二維碼,讓學(xué)生掃一掃便可獲得資源等,讓學(xué)生們?cè)谳^短的時(shí)間內(nèi)獲取知識(shí),在課堂外也能自發(fā)學(xué)習(xí)。這對(duì)老師提出了更高的要求,也是我們老師進(jìn)步的動(dòng)力和方向。
三、結(jié)束語 通過對(duì)EDA技術(shù)在高職教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行分析,結(jié)合實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)我校在該課程教學(xué)改革過程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),通過教材編寫、教學(xué)內(nèi)容安排及實(shí)施、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及多形式課堂等方面的措施和應(yīng)用,能夠提高EDA技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展,課程的教學(xué)改革不能一蹴而就,必須結(jié)合教學(xué)過程中遇到的各種問題,不斷總結(jié)和改進(jìn),激發(fā)學(xué)生的積極主動(dòng)性,培養(yǎng)出符合社會(huì)需要的技能型人才。
參考文獻(xiàn):
〖1〗于海東《EDA 技術(shù)》課程的教學(xué)改革探索〖J〗中國現(xiàn)代教育裝備, 2008,(8):93—94.
〖2〗王勇,徐丹, 彭勃,等《EDA 技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)改革探索〖J〗.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊, 2008,(30):44.
〖3〗胡勝,宋躍,李君EDA 技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)體系的改革探索〖J〗理工高教研究,2010,29(5).