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(dòng)化及電子信息類專業(yè)的核心課程之一，知識(shí)更新速度快、應(yīng)用面廣，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。本文依托我院與Altera共建實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)目前《EDA技術(shù)及應(yīng)用》理論及實(shí)驗(yàn)課程中存在的問題，提出了對(duì)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(jì)自動(dòng)化，是現(xiàn)代電子技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，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(dòng)化等電子信息類專業(yè)的一門十分重要的核心課程，對(duì)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(shí)驗(yàn)課的教學(xué)面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)，對(duì)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(yǔ)句語(yǔ)法、編寫規(guī)則為主。對(duì)于一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，單純依托理論課堂語(yǔ)法規(guī)則和代碼編寫的教授，學(xué)生理解和掌握知識(shí)點(diǎn)相對(duì)滯后，容易在課堂學(xué)習(xí)中失去興趣。

（2）教學(xué)時(shí)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(shí)。在18學(xué)時(shí)的理論課程中，安排了五章內(nèi)容，課時(shí)量相對(duì)緊張，內(nèi)容強(qiáng)度相對(duì)較大，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況不太理想。在以前的教學(xué)安排中，由于18課時(shí)的課程，采用隔周上的方式，學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)時(shí)間貫穿了整個(gè)學(xué)期，學(xué)習(xí)周期長(zhǎng)，時(shí)間分散，對(duì)本門課程學(xué)習(xí)的時(shí)間不集中，影響學(xué)習(xí)效果。

（3）教學(xué)方式簡(jiǎn)單?！罢毡拘啤薄⒉环种鞔?、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(duì)課本上零碎的知識(shí)，不能建立系統(tǒng)的體系，更談不上對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（1）基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多。我院的EDA技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)安排以基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)巨多，比如38譯碼器設(shè)計(jì)、多路數(shù)據(jù)選擇器、全加器、計(jì)數(shù)器等。很多實(shí)驗(yàn)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)做過(guò)，只是換了實(shí)驗(yàn)的手段和方法，雖然學(xué)生做了實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的調(diào)試、實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展及改進(jìn)、動(dòng)手能力上來(lái)說(shuō)，沒有得到鍛煉，更多的是簡(jiǎn)單的、程序性的重復(fù)和操作。

（2）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書針對(duì)性不強(qiáng)。我院EDA技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)所用教材為Altera公司提供的實(shí)驗(yàn)教程材料，內(nèi)容過(guò)于冗長(zhǎng)、多為基礎(chǔ)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)。在此過(guò)程中，缺少了對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思考，致使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度不高。

（3）學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告趨于形式。學(xué)校和學(xué)院對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告很重視，但是這種重視更多的趨向于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和形式問題上。學(xué)生為了完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)中指定的篇幅，往往照抄實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)本身，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思考、解決問題能力的培養(yǎng)更無(wú)從談起。

（4）實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制不夠靈活。以往的實(shí)驗(yàn)考核都是將學(xué)生按照學(xué)號(hào)進(jìn)行編號(hào)分組，在已有的9次實(shí)驗(yàn)中學(xué)生隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核。在考核的過(guò)程中存在一個(gè)問題，在平時(shí)做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獨(dú)立認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生考核成績(jī)優(yōu)秀，而平時(shí)實(shí)驗(yàn)課堂中沒有認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)考核中存在僥幸心理，成績(jī)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(shí)物演示+實(shí)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(guò)提問的方式，讓學(xué)生帶著疑問聽課，遇到實(shí)際設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容方面化零為整，即對(duì)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(yǔ)句、FPGA設(shè)計(jì)流程融匯到應(yīng)用實(shí)例中，“老瓶裝新酒”使學(xué)生能夠掌握不同軟件、硬件實(shí)現(xiàn)同一個(gè)設(shè)計(jì)目的思路及學(xué)習(xí)方法。

（3）優(yōu)化教學(xué)時(shí)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(guò)程中穿插實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論和實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)得到練習(xí)、驗(yàn)證和鞏固。

3.1 EDA技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案

（1）增加綜合性實(shí)驗(yàn)比重。在已有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)類別，即驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

（2）編寫具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題的名稱直接與相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容對(duì)應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中能夠指出所用到的知識(shí)點(diǎn)在理論課本中的出處，便于學(xué)生自學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容以精簡(jiǎn)引導(dǎo)為主，給出實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求、相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)、提供給學(xué)生設(shè)計(jì)思路、操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)、有意引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。

（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行改變，摒棄之前的固有模塊，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化。

（4）改變實(shí)驗(yàn)主體和實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路講解、組內(nèi)學(xué)生相互解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問題。

改變以往的隨機(jī)抽取已做過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣點(diǎn)課余時(shí)間進(jìn)行小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)容不限，題目不可重復(fù)，老師規(guī)定完成時(shí)間，學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的EDA實(shí)驗(yàn)箱最終完成設(shè)計(jì)，老師驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行考核評(píng)分。

對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，學(xué)生的實(shí)際開發(fā)能力和動(dòng)手能力鍛煉不夠。本課程后續(xù)將考慮逐步建立起涵蓋驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)，小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，EDA課程設(shè)計(jì)，EDA競(jìng)賽等多層次，多方位的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，逐步使學(xué)生脫離死記硬背VHDL語(yǔ)句應(yīng)付考試，參考其他學(xué)生程序代碼應(yīng)付實(shí)驗(yàn)課和考試的思想，真正提高動(dòng)手能力和程序編寫的能力。

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