黃繼業(yè) 李蕓

【摘要】EDA技術(shù)作為普通高校電子專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，它的重要性不言而喻。本文基于長期EDA教學(xué)實(shí)踐，針對現(xiàn)有課程面臨的問題，提出了網(wǎng)上知識庫、便攜式實(shí)驗(yàn)板、精品課程網(wǎng)上視頻等課內(nèi)外強(qiáng)化融合的教學(xué)模式，進(jìn)行了兩年的課程改革和探索，取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù) ?便攜式實(shí)驗(yàn)板 ?課內(nèi)外融合

【中圖分類號】TN02-4 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）30-0030-02

前言

隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，在普通高校電子信息工程專業(yè)的課程列表中，EDA（電子設(shè)計(jì)自動化，Electronics Design Automation）技術(shù)課程從最初的專業(yè)選修課逐漸成為專業(yè)必修課，到如今，在很多高校它已經(jīng)成為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。開課對象從感興趣的學(xué)生，擴(kuò)大到電子專業(yè)的所有學(xué)生。由此，EDA技術(shù)課程的教學(xué)方式也應(yīng)該做出改變，以便適應(yīng)學(xué)生群體的改變，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。另外，成為專業(yè)基礎(chǔ)課程后，需要處理與前期課程、后續(xù)課程的銜接關(guān)系，也需要對課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

一、問題的提出

經(jīng)過多年的教學(xué)觀察，現(xiàn)行的EDA技術(shù)教學(xué)存在以下幾個方面的問題：

1.課程內(nèi)容未考慮前期和后續(xù)課程，導(dǎo)致部分教學(xué)內(nèi)容在多門課程中反復(fù)出現(xiàn)

由于EDA技術(shù)前期課程——數(shù)字邏輯電路課程的提前，導(dǎo)致除EDA技術(shù)課程外很多專業(yè)課程的提前，比如單片機(jī)、片上系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等。在改革的初期，穩(wěn)定的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)體系還未完整建立，而提前的課程往往或多鋪墊些基礎(chǔ)的內(nèi)容，或增加后續(xù)內(nèi)容。這導(dǎo)致EDA技術(shù)課程與前期的數(shù)字邏輯電路課程和后期的某些課程，在內(nèi)容上有所重復(fù)，需要進(jìn)行結(jié)合整個數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)體系進(jìn)行內(nèi)容調(diào)整。

2.輔助教學(xué)手段過于傳統(tǒng)，教學(xué)效率低下

EDA技術(shù)是一門現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)高度自動化的技術(shù)，而目前的教學(xué)還是采用傳統(tǒng)課程的教學(xué)方式進(jìn)行，沒有沾到技術(shù)先進(jìn)性的光，導(dǎo)致教學(xué)效率不能提高。在EDA技術(shù)教學(xué)中，大量涉及數(shù)字邏輯的HDL（硬件描述語言）程序描述問題，而習(xí)題中往往也需要有大量的HDL編程實(shí)踐，但長長的HDL程序批改，給EDA技術(shù)授課教師帶來了沉重負(fù)擔(dān)，學(xué)生也往往因?yàn)椴荒芗皶r得到反饋信息，導(dǎo)致對課程的興趣度下降。

3.理論教學(xué)受學(xué)時數(shù)限制且不能個性化定制教學(xué)內(nèi)容

我們學(xué)院電子信息類專業(yè)涉及到更新快速的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，不斷增加新課程的同時，會不斷壓縮專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)時數(shù)。另外，大量的互動教學(xué)手段的引入，也需要占據(jù)大量的教學(xué)課時。這些都導(dǎo)致教學(xué)過程緊張，無法對有興趣的學(xué)生施以更深入的教學(xué)內(nèi)容，而對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，也無法停下教學(xué)過程，對同一內(nèi)容反復(fù)講述。

4.實(shí)踐教學(xué)受實(shí)驗(yàn)室資源限制

EDA技術(shù)是一門工程技術(shù)類的專業(yè)技術(shù)課程，顯然“不注重實(shí)際技術(shù)而過多原理性討論”的教學(xué)模式是不可取的。需要在實(shí)踐中展開EDA理論知識的學(xué)習(xí)，但有限的實(shí)驗(yàn)室空間、實(shí)驗(yàn)室開放時間都制約了實(shí)踐教學(xué)的有效開展。實(shí)驗(yàn)室空間和時間都可歸為實(shí)驗(yàn)室資源，打破有限的實(shí)驗(yàn)室資源的限制，需要有效的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)手段和方法。

二、模式改革探索

我們課程組近幾年針對上述問題，進(jìn)行了強(qiáng)化課內(nèi)外實(shí)踐的教學(xué)模式改革。

1.完善精品視頻課的視頻資料，嘗試MOOCs教學(xué)

本課程已建立精品網(wǎng)上視頻課，拍攝了大量課程教學(xué)視頻，視頻總時長超過1400分鐘，充分利用這些現(xiàn)有的教學(xué)視頻，按MOOCs的思維方式，進(jìn)行重新內(nèi)容編排，給學(xué)生提供課前和課后的網(wǎng)上自主視頻教學(xué)輔導(dǎo)。為了提高學(xué)生的自學(xué)興趣，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，構(gòu)建有自身特點(diǎn)的定制型特色MOOCs。針對每個MOOCs課程視頻，歸納出相應(yīng)的知識點(diǎn)，從中找到學(xué)生學(xué)習(xí)中會遇到的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

網(wǎng)上視頻課程（包括MOOCs）和其他網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的使用，可以解決“理論教學(xué)受學(xué)時數(shù)限制且不能個性化定制教學(xué)內(nèi)容”的問題。

2.完善EDA技術(shù)課程的網(wǎng)上知識庫和網(wǎng)上答疑網(wǎng)站

EDA技術(shù)作為還在繼續(xù)發(fā)展的技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容更新較為頻繁。單單靠課堂教學(xué)和網(wǎng)上視頻更新是不能解決問題的，會有很大的學(xué)習(xí)延遲和局限性。為了便于學(xué)習(xí)EDA技術(shù)課程的學(xué)生快速找到概念、名詞、知識點(diǎn)的解釋，建立了一個EDA網(wǎng)上知識庫，可以對課堂教學(xué)與網(wǎng)上視頻教學(xué)進(jìn)行很好的補(bǔ)充。它的內(nèi)容由知識詞條與知識解釋兩個部分構(gòu)成。知識詞條可以是一個專業(yè)術(shù)語或者是一個問題，解釋是一段具體的介紹或解答。詞條及解釋均既可由教師，也可由學(xué)生提出或回答。通過網(wǎng)上知識庫，學(xué)生可以進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，獲取最新的EDA技術(shù)知識。隨著時間的推移，知識庫的知識詞條越來越豐富，可以有效地補(bǔ)充課堂教學(xué)。網(wǎng)上知識庫在試運(yùn)行期間，較好地提升了教學(xué)效果。

EDA技術(shù)網(wǎng)上知識庫與網(wǎng)上答疑網(wǎng)站被設(shè)計(jì)為一個網(wǎng)站的兩個不同模塊，網(wǎng)上答疑網(wǎng)站可以解決教師與學(xué)生在非課程時間內(nèi)，時間不同步問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)完網(wǎng)上視頻課程后有疑問，如果在網(wǎng)上知識庫中獲得不了結(jié)果，那么就可以把疑問轉(zhuǎn)到網(wǎng)上答疑網(wǎng)站模塊，由教師或者定期上網(wǎng)解答，或者收集起來在最近一次課堂討論時解答。

網(wǎng)上知識庫和網(wǎng)上答疑解決了“輔助教學(xué)手段過于傳統(tǒng)，教學(xué)效率低下”的問題，同時也解決了“理論教學(xué)受學(xué)時數(shù)限制且不能個性化定制教學(xué)內(nèi)容”的問題。

3.給部分學(xué)有余力的學(xué)生發(fā)放便攜式EDA實(shí)驗(yàn)板

為了鼓勵學(xué)生開展實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)，課程組教師還自行開發(fā)了一款低成本、便攜式的EDA學(xué)生實(shí)驗(yàn)板，可以完成基本的EDA實(shí)驗(yàn)，復(fù)雜實(shí)驗(yàn)可再配合多種模塊擴(kuò)展板來完成;采用USB供電和USB下載，只要有計(jì)算機(jī)就可以使用。每次課程2-3人為一組，每組配一塊便攜式的EDA開發(fā)板，允許學(xué)生帶回宿舍使用。跟隨課程進(jìn)度，學(xué)生可以根據(jù)自己的特點(diǎn)選取題目自行設(shè)計(jì)。學(xué)期結(jié)束把設(shè)計(jì)的成果交給教師驗(yàn)收，驗(yàn)收成績計(jì)入學(xué)生學(xué)期考核成績。

這種方便、低成本的學(xué)生實(shí)驗(yàn)板的大量使用，有效解決了學(xué)生一定要在實(shí)驗(yàn)室才能做實(shí)驗(yàn)的問題，大大提高了學(xué)生對課程的興趣與學(xué)習(xí)效果，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，受到學(xué)生的極大歡迎。

便攜式EDA實(shí)驗(yàn)板完美解決了“實(shí)踐教學(xué)受實(shí)驗(yàn)室資源限制”的問題。

4.引導(dǎo)學(xué)生積極參加課外科技活動

完成EDA技術(shù)課程教學(xué)后，優(yōu)化后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的設(shè)置，讓學(xué)生提前進(jìn)入工程實(shí)訓(xùn)階段，鼓勵和幫助學(xué)生盡早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成自主性設(shè)計(jì)開發(fā)、參加各種課外科技活動、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)、飛思卡爾智能車競賽培訓(xùn)、“挑戰(zhàn)杯”競賽準(zhǔn)備，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手和自主創(chuàng)新能力。

三、改革效果與結(jié)論

經(jīng)過這幾年的課內(nèi)外實(shí)踐強(qiáng)化融合的課程教學(xué)模式改革，收到了良好效果。

學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高。上課互動性提高，課后交流學(xué)習(xí)增加。通過與普通班的對比，在同一份試卷的情況下，成績有所提高。

學(xué)生參加學(xué)科競賽活動獲獎。EDA試點(diǎn)班的同學(xué)獲得全國電子設(shè)計(jì)競賽全國一等獎多次、全國電子設(shè)計(jì)競賽模擬電子系統(tǒng)專題邀請賽全國二等獎多次，以及全國大學(xué)生智能汽車競賽全國特等獎一等獎多次。

強(qiáng)化課內(nèi)外實(shí)踐融合的教學(xué)改革后，在相同試卷難度下，學(xué)生的考試成績平均分值有明顯提高，學(xué)生對課程的評價度也有上升。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐楠，包浕，蔡彥.電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)分析[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）.2017（21）

[2]江海峰，陳岱，王冠軍，許新征.電子信息科學(xué)與技術(shù)“卓越工程師”人才培養(yǎng)方案的研究與設(shè)計(jì)[J].科教文匯（上旬刊）.2017（04）

[3]滕志軍，孫增友，畢楠.淺談大學(xué)生電子類科技競賽與高頻電子線路課程的關(guān)聯(lián)[J].民營科技.2015（12）

[4]宋艷.基于項(xiàng)目驅(qū)動式的模擬電子技術(shù)教學(xué)模式研究[J].中國科技信息.2013（09）

[5]祝開艷，李松松，曹立杰，姜鳳嬌.將雙創(chuàng)意識融入電子類專業(yè)課程教學(xué)的研究[J].課程教育研究.2017（22）