魏明哲

摘要：本文針對(duì)我院通信工程專業(yè)的特點(diǎn)，提出變換課程教學(xué)語(yǔ)言、改革課程教學(xué)方式和課程考核方式等結(jié)合業(yè)界應(yīng)用、符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的新教學(xué)模式，結(jié)合案例教學(xué)。實(shí)踐表明，EDA課程的教學(xué)改革對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力起到了積極作用。

關(guān)鍵詞：EDA課程；教學(xué)改革；通信工程專業(yè)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）02-0116-02

一、引言

集成電路技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中的飛速發(fā)展，促使EDA技術(shù)的不斷深化，同時(shí)也推動(dòng)了高等院校電子信息類專業(yè)課程設(shè)置與培養(yǎng)方案的不斷調(diào)整。用人單位對(duì)相關(guān)專業(yè)高校畢業(yè)生的實(shí)際工作能力要求不斷提高，學(xué)生的培養(yǎng)面臨新的挑戰(zhàn)，為了使學(xué)生掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)適應(yīng)電子信息技術(shù)快速發(fā)展的專業(yè)技術(shù)人才，各大高校在EDA技術(shù)課程的設(shè)置上都有許多探索和實(shí)踐。本校針對(duì)通信工程專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生就業(yè)方向及趨勢(shì)的分析，對(duì)傳統(tǒng)EDA教學(xué)進(jìn)行了改革，并付諸教學(xué)實(shí)踐，力求更好的培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、以往教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）課程語(yǔ)言定位

我院通信工程專業(yè)EDA課程設(shè)置為FPGA設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，以往教學(xué)采用VHDL語(yǔ)言，VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語(yǔ)句外，VHDL的語(yǔ)言形式和描述風(fēng)格與句法是十分類似于一般的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言。在對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開(kāi)發(fā)完成后，其他的設(shè)計(jì)就可以直接調(diào)用這個(gè)實(shí)體。這種將設(shè)計(jì)實(shí)體分成內(nèi)外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本點(diǎn)。而Verilog HDL是以模塊為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，在描述復(fù)雜的硬件電路時(shí)，設(shè)計(jì)人員總是將復(fù)雜的功能劃分為簡(jiǎn)單的功能，模塊是提供每個(gè)簡(jiǎn)單功能的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員可以采取“自頂向下”的思路，將復(fù)雜的功能模塊劃分為低層次的模塊。并且Verilog HDL的設(shè)計(jì)初衷是成為一種基本語(yǔ)法與C語(yǔ)言相近的硬件描述語(yǔ)言。這是因?yàn)镃語(yǔ)言在Verilog HDL設(shè)計(jì)之初，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，C語(yǔ)言的許多語(yǔ)言要素已經(jīng)被許多人習(xí)慣。一種與C語(yǔ)言相似的硬件描述語(yǔ)言，可以讓電路設(shè)計(jì)人員更容易學(xué)習(xí)和接受。

（二）教學(xué)融合度

EDA課程的常用教學(xué)方式是以理論講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用EDA軟件進(jìn)行仿真，并在EDA實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)踐方式。本院EDA課程設(shè)置為FPGA開(kāi)發(fā)，應(yīng)用Quartus II軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，EDA課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和綜合性相對(duì)較強(qiáng)，教師難以在理論課堂上講解全面、透徹，造成學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)課，總認(rèn)為教師講了很多，但卻不知道何時(shí)用、如何用。實(shí)踐中不能很好地應(yīng)用理論指導(dǎo)是普遍存在的一種現(xiàn)象。

（三）實(shí)驗(yàn)考核與管理

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果考核應(yīng)該注重于學(xué)生實(shí)際能力的考核，目前EDA課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量仍然以理論課為主，實(shí)驗(yàn)課的考核依附于理論課成績(jī)，并且所占比例不大，且考核方式單一，沒(méi)有使學(xué)生真正從思想上提高培養(yǎng)動(dòng)手能力的意識(shí)，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。

并且實(shí)驗(yàn)課程大部分采用以班級(jí)為單位，固定時(shí)間上實(shí)驗(yàn)課的形式，導(dǎo)致出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課時(shí)間受限，無(wú)法安排一些規(guī)模較大的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題和通常不安排學(xué)生在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教師在場(chǎng)的情況下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，儀器設(shè)備利用率低的問(wèn)題，極大地浪費(fèi)了資源，限制了EDA課程開(kāi)展的系統(tǒng)性和靈活性。

因此，在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理工作的同時(shí)，積極為學(xué)生建立可移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造條件，這樣可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐條件。

三、解決方案

（一）更換課程語(yǔ)言

VHDL語(yǔ)言因其語(yǔ)法規(guī)范豐富且教材體系完整，更嚴(yán)謹(jǐn)、更容易和實(shí)際硬件聯(lián)系起來(lái)等特點(diǎn)，被廣大院校應(yīng)用于課程教學(xué)中。但VHDL語(yǔ)言存在于業(yè)界應(yīng)用脫節(jié)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。在產(chǎn)業(yè)界Verilog HDL比較流行，應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)應(yīng)充分考慮用人單位和市場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用需求；另外，Verilog HDL適合算法級(jí)，RTL，邏輯級(jí)，門(mén)級(jí)，而VHDL適合特大型的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，高校教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生相關(guān)課程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的扎實(shí)性和良好的后續(xù)擴(kuò)展性；Verilog HDL的設(shè)計(jì)初衷是成為一種基本語(yǔ)法與C語(yǔ)言相近的硬件描述語(yǔ)言。這是因?yàn)镃語(yǔ)言在Verilog HDL設(shè)計(jì)之初，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，C語(yǔ)言的許多語(yǔ)言要素已經(jīng)被許多人習(xí)慣。一種與C語(yǔ)言相似的硬件描述語(yǔ)言，可以讓學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和接受。

基于以上分析，通信工程專業(yè)注重于通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中所應(yīng)用到的通信模塊的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，區(qū)別于電子信息工程專業(yè)的中大型集成電路的設(shè)計(jì)，所以，我院將通信工程專業(yè)EDA課程的教學(xué)語(yǔ)言改為Verilog HDL語(yǔ)言，適合專業(yè)發(fā)展，迎合業(yè)界應(yīng)用。

（二）改革課堂教學(xué)方式

課程共為56學(xué)時(shí)，其中課堂理論授課學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)，主要側(cè)重Verilog HDL語(yǔ)言的語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)和工程編寫(xiě)方法的理論部分授課；實(shí)驗(yàn)課程12學(xué)時(shí)，主要側(cè)重于課堂基本知識(shí)的驗(yàn)證和學(xué)習(xí)；其他14學(xué)時(shí)采用實(shí)驗(yàn)室授課模式，側(cè)重于結(jié)合工程案例，引導(dǎo)學(xué)生從工程應(yīng)用角度理解課程知識(shí)點(diǎn)，

與課堂以語(yǔ)法知識(shí)為重點(diǎn)的教學(xué)方式形成互補(bǔ)，構(gòu)建更加全面的知識(shí)體系，并通過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，得到了較好的效果，學(xué)生反響好。

（三）改變考核結(jié)構(gòu)

原課程期末考試采用傳統(tǒng)的理論試卷考試和實(shí)驗(yàn)考試兩部分，存在考核方式較為獨(dú)立，考核結(jié)果不能完全反映學(xué)生掌握程度的問(wèn)題。改革之后，期末考核部分分為平時(shí)作業(yè)、理論考試、實(shí)驗(yàn)考試和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)等多方面的考核方式，再結(jié)合課程之后的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，充分深化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的掌握程度，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)一個(gè)學(xué)期的應(yīng)用論證和本學(xué)期的教學(xué)反饋，我院通信工程專業(yè)EDA課程改革的模式和方法取得了預(yù)期的效果，學(xué)生反響較好，課程教學(xué)效果良好，此教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生畢業(yè)后更好地適應(yīng)社會(huì)需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（作者單位：唐山學(xué)院智能與信息工程學(xué)院）

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