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        基于FPGA的EDA課程職業(yè)化教學改革研究

        2020-11-06 02:47:46丁浩閆偉史洪瑋
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2020年10期
        關(guān)鍵詞:教學改革

        丁浩 閆偉 史洪瑋

        摘 要:EDA技術(shù)課程作為電子信息類專業(yè)的專業(yè)課程,課程實踐性和應(yīng)用性較強。針對電子信息類本科畢業(yè)生就業(yè)需求,結(jié)合目前EDA技術(shù)課程教學現(xiàn)狀,文中分析了本科教學中EDA技術(shù)課程教學滯后于電子信息技術(shù)發(fā)展、實踐教學效果不顯著、學生就業(yè)與企業(yè)需求脫節(jié)等普遍存在的問題。對EDA技術(shù)課程教學模式進行研究探索,提出基于FPGA的EDA技術(shù)課程職業(yè)化改革的有效途徑。最終提高了EDA實踐課程的教學質(zhì)量,增強了學生的學習動力,提升了學生的應(yīng)用技術(shù)能力及畢業(yè)就業(yè)率。

        關(guān)鍵詞:FPGA;EDA;就業(yè)需求;課程職業(yè)化;應(yīng)用技術(shù)能力;教學改革

        中圖分類號:TP319文獻標識碼:A文章編號:2095-1302(2020)10-0-02

        0 引 言

        隨著信息技術(shù)的發(fā)展,對畢業(yè)生的技能要求越來越高,對高校人才培養(yǎng)提出更高的要求,必將進一步推動高校課程改革。針對目前高校課程改革情況,主要分為如下幾種趨勢:課程要求職業(yè)化、課程設(shè)置多樣化、課程內(nèi)容綜合化。

        職業(yè)化是目前高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的總趨勢和總要求。課程職業(yè)化目標已成為高校課程改革的重要目標,通過職業(yè)化教學,培養(yǎng)具有職業(yè)化素養(yǎng)的畢業(yè)生,在以后的工作中更加容易成功[1]。

        隨著信息技術(shù)的發(fā)展,對于電子信息類本科畢業(yè)生而言,從事應(yīng)用型職業(yè)的學生比例較高。結(jié)合當前本科高校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)情況,對學生的應(yīng)用技術(shù)能力培養(yǎng)不足,導致畢業(yè)生無法滿足新興電子產(chǎn)業(yè)對人才的需求[2]。特別在現(xiàn)如今集成電路和計算機技術(shù)快速發(fā)展的背景下,EDA技術(shù)已成為電子行業(yè)從業(yè)者工作中必不可少的設(shè)計工具,EDA技術(shù)應(yīng)用能力也成為評價電子工程師職業(yè)素質(zhì)的評價指標之一[3]。為提升本科畢業(yè)生應(yīng)用技術(shù)水平,滿足新興電子行業(yè)對人才的需求,EDA技術(shù)課程的職業(yè)化教學改革勢在必行。

        1 研究現(xiàn)狀

        1.1 課程大綱設(shè)計

        EDA技術(shù)課程大綱課時設(shè)計不合理,其中實踐課時不足。通過查閱高校教學大綱以及報道交流,高校考慮到其是一門融合多學科于一體的綜合性學科,要求學生在掌握基本理論基礎(chǔ)上,精通開發(fā)語言并熟練使用設(shè)計工具,從而各高校EDA技術(shù)課程中的實踐課時占比約1/3。但是EDA技術(shù)是一門操作性、實踐性較強的綜合課程,實踐課時的不足無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標要求[3]。

        1.2 實踐教學設(shè)備

        EDA技術(shù)課程側(cè)重實用電子系統(tǒng)的設(shè)計,培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力,通過實驗箱硬件設(shè)備作為載體予以體現(xiàn),增強學生的自主能動性,提升學習興趣。但實驗設(shè)備得不到保障,所用實驗箱集成度較高,對外開放接口較簡單,可擴展性較差。學生只需在實驗箱上進行簡單的插接連線、信號檢測等工作,不利于學生理解實驗原理,影響實際動手能力和學習興趣,從而導致實踐課程無法滿足社會對應(yīng)用型人才的要求[4]。

        1.3 實踐教學內(nèi)容

        實驗教學內(nèi)容形式單一,缺乏創(chuàng)新及動手能力培養(yǎng)。驗證性實驗居多,只需完成EDA軟件簡單操作;綜合設(shè)計性實驗偏少,對EDA軟件和設(shè)計語言應(yīng)用能力培養(yǎng)不足,無法充分調(diào)動學生積極性,無法有效利用EDA工具高效完成電子系統(tǒng)設(shè)計,更無法滿足就業(yè)市場對EDA開發(fā)能力的需求[2]。

        1.4 課程考核方式

        課程考核方式單一,無法反映學生實際應(yīng)用能力。目前課程考核方式主要以書面答卷方式開展。從學生應(yīng)試角度出發(fā),主要采用短期復(fù)習、死記硬背方式,不能夠深入理解課程內(nèi)容。雖然在課程實踐環(huán)節(jié)包括了程序設(shè)計、軟件操作等內(nèi)容,但實踐課程評價依托于實驗報告、出勤情況等指標,抄襲復(fù)制情況嚴重,不能有效體現(xiàn)學生實踐應(yīng)用能力水平,最終導致學生創(chuàng)新實踐能力和應(yīng)用水平較低[1]。

        1.5 實踐教師隊伍

        高校教師實踐經(jīng)驗缺乏,與電子行業(yè)最新技術(shù)發(fā)展脫節(jié)。對于電子信息類教師走出高校交流、進修和進入企業(yè)學習的機會較少,特別是對于EDA技術(shù)課程教師,需要掌握電子行業(yè)最新的設(shè)計方法和積累設(shè)計經(jīng)驗。對于高校教師而言,有較強的理論知識,但對行業(yè)最新技術(shù)、設(shè)計方法和實際應(yīng)用經(jīng)驗方面存在不足,導致對學生實踐創(chuàng)新能力的指導方面存在不足,使實踐教學與職業(yè)化教學脫節(jié)。

        2 改革途徑

        2.1 優(yōu)化教學方式,理論和實踐相融合

        考慮到高校在現(xiàn)有情況下增加實踐課時的困難,通過優(yōu)化教學方式提升實踐環(huán)節(jié)占比,充分將理論與實踐進行融合。

        (1)集中講解并開展實操練習。本文考慮將EDA技術(shù)課程全部安排在EDA實驗室開展。采用理論集中講解、FPGA示例介紹、EDA軟件演示及學生實操練習方式進行授課。

        (2)關(guān)注工程案例和經(jīng)典設(shè)計講解。在課程講解過程中,要結(jié)合實際工程案例和經(jīng)典設(shè)計方法進行講解,讓學生在過程中體會和理解工程應(yīng)用,從而能夠?qū)⒗碚撆c實踐有效結(jié)合,達到學以致用的目標。

        2.2 改進實驗項目,驗證和設(shè)計相結(jié)合

        EDA技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備是可編程控制器,配合計算機和編程軟件,實現(xiàn)電子硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。將FPGA實驗平臺引入到高校實踐環(huán)節(jié),提升實踐硬件平臺的可拓展和可塑性,設(shè)計基于FPGA的實驗平臺,充分利用EDA技術(shù)完成數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合EDA技術(shù)課程的特點,按照遞進方式,分層設(shè)計EDA實踐項目,其主要分為基礎(chǔ)項目、驗證項目、設(shè)計項目和綜合項目。

        基礎(chǔ)項目熟悉軟件使用和設(shè)計流程,驗證項目包括功能性驗證和時序性驗證,設(shè)計項目完成從底層到頂層的設(shè)計,綜合項目完成從架構(gòu)設(shè)計、模塊劃分、功能實現(xiàn)及下載驗證的所有環(huán)節(jié),結(jié)合實際工程案例,在過程中理解并掌握設(shè)計方法,讓學生有一次系統(tǒng)工程的設(shè)計經(jīng)驗。

        2.3 完善考核辦法,校內(nèi)外評價考核

        針對當前EDA課程考核存在的問題,為保障EDA技術(shù)課程職業(yè)化改革,本文提出采用校內(nèi)評價和校外評價的考核辦法。

        校內(nèi)評價采用組合量化的考核方式,重點考核課堂表現(xiàn)、實驗報告和期末答辯三個項目,其中課程表現(xiàn)占比10%,實驗報告占比30%,期末答辯占比60%,解決考核結(jié)果無差異化問題,充分調(diào)動學生積極性。在期末答辯環(huán)節(jié),能夠充分體現(xiàn)學生本課程的實踐能力,具體考核方式如下:一方面在每次實踐課堂中,抽取學生進行口頭匯報實踐開展情況;另一方面在最后一次實踐課堂中,開展一對一實踐項目答辯。

        校外評價體系,側(cè)重學生實習能力的量化考核,將企業(yè)對員工的考核評價體系進行優(yōu)化并應(yīng)用到學生的校外評價體系中,讓學生認識到企業(yè)對員工的考核方向,了解由校內(nèi)評價考核向職業(yè)化考核體系的轉(zhuǎn)變。

        2.4 強化師資力量,校內(nèi)外實踐培訓

        隨著信息技術(shù)的發(fā)展,對高校教師的業(yè)務(wù)水平提出更高的要求,需要了解并掌握電子行業(yè)的前沿科技、發(fā)展趨勢及設(shè)計技術(shù)。在當前電子設(shè)計自動化背景下,設(shè)計工具集成度越來越高,對于EDA技術(shù)課程教師業(yè)務(wù)水平要求更高。對于師資力量的提升,重點實施入企培訓、進修和實訓鍛煉方式,提出“雙師型”教師隊伍培養(yǎng)方案。定期開展教師的實踐培訓、校企合作交流和企業(yè)進校園等活動,同時推動和鼓勵教師參加企業(yè)掛職鍛煉。

        3 結(jié) 語

        EDA技術(shù)是一種適應(yīng)信息時代的促進本科實踐改革的教學手段,作為一門應(yīng)用性很強的實踐類課程,已成為高校電子信息類專業(yè)的重要改革熱點。其不僅轉(zhuǎn)變了本科高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)方式,更是實踐教學理念和人才培養(yǎng)目標的革新。

        本文詳細分析了本科高校EDA技術(shù)課程的教學現(xiàn)狀和存在問題,針對當前問題,從教學方式、實驗項目、考核辦法及師資力量等方面提出EDA技術(shù)課程職業(yè)化改革方案。該方案有效提升了學生理論應(yīng)用能力和創(chuàng)新實踐能力,學生能夠?qū)W以致用,分析問題和解決問題,最終滿足社會對高校畢業(yè)人才的需求。

        參考文獻

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        [10]丁家峰,李新梅,孫克輝,等.“EDA技術(shù)與應(yīng)用”課程教學改革與創(chuàng)新[J].電氣電子教學學報,2017,39(6):47-49.

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