以設(shè)計性實驗為引導(dǎo)的EDA技術(shù)課程教學(xué)改革與實踐

摘要：EDA原理及應(yīng)用課程是一門應(yīng)用性、實踐性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課程。從EDA技術(shù)課程的教學(xué)目標與內(nèi)容出發(fā)，闡述了其教學(xué)改革的思路，以及與之相應(yīng)的教學(xué)進程、課程考核方式、教師隊伍建設(shè)等改革策略。

關(guān)鍵詞：EDA；開放實驗室；設(shè)計性實驗

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）06-0043-02

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程是理工科高等院校電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。目前，國內(nèi)很多高校都更注重理論課教學(xué)而忽略實驗課程的教學(xué)，甚至理論課和實驗分別由不同教師完成。這樣的安排會使學(xué)生感覺理論和實踐相脫節(jié)，理論課往往枯燥無味，而實驗課又照葫蘆畫瓢地完成驗證性實驗，和實際應(yīng)用脫鉤，收獲不大。因此，對像EDA技術(shù)及應(yīng)用這樣直接面向應(yīng)用的專業(yè)課程，不但要協(xié)調(diào)好理論教學(xué)和實驗實踐的關(guān)系，并且實驗教學(xué)還應(yīng)該高于理論教學(xué)的深度和廣度，尤其是對理論教學(xué)中沒有涉及的與實際應(yīng)用密切相關(guān)的知識運用與掌握，成為教學(xué)改革的重點和難點部分。

為了解決以上的教學(xué)難點，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院EDA教研室的幾位教師通過總結(jié)自己以往的教學(xué)工作以及項目開發(fā)經(jīng)驗，并結(jié)合教學(xué)計劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提出了將EDA技術(shù)設(shè)計性實驗作為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程的主要教學(xué)手段，并且通過教學(xué)實踐摸索總結(jié)出一套行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)考核手段。

一、EDA技術(shù)課程設(shè)計性實驗的教學(xué)目標與內(nèi)容

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計性實驗的主要教學(xué)目標是，通過實驗教學(xué)使學(xué)生快速形成資料查詢，資料整理，自主思考和設(shè)計實驗方案等自主學(xué)習(xí)的能力。如通過FPGA實驗平臺，學(xué)生可以掌握以FPGA芯片為核心的可編程數(shù)字系統(tǒng)學(xué)習(xí)方法。具體內(nèi)容涵蓋分頻器的設(shè)計，序列檢測器的設(shè)計，同步整形電路設(shè)計，基于FPGA的單片機外圍電路設(shè)計，nios的設(shè)計及應(yīng)用，F(xiàn)PGA開發(fā)平臺軟硬件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計等內(nèi)容。

二、以設(shè)計性實驗為引導(dǎo)的EDA技術(shù)課程教

學(xué)改革思路

因為此次課程教學(xué)改革以設(shè)計性實驗為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)的主體，并且以設(shè)計性實驗為重點內(nèi)容，所以理論課的教學(xué)內(nèi)容也緊密地圍繞實驗題目進行。

改變傳統(tǒng)的以教師為教學(xué)主體的教學(xué)方法，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；實驗平臺選擇上以Alter公司的flex10k芯片作為核心處理器，并且擴展其外圍應(yīng)用芯片，可以方便開展涉及底層硬件的數(shù)字接口實驗和數(shù)字設(shè)計實驗。同時補充數(shù)字信號處理方面的應(yīng)用實驗，完善課程的知識體系結(jié)構(gòu)。

不同于以往的先上理論課再上實驗課，我們把實驗課的安排提前，即理論課先講部分基礎(chǔ)知識，然后就立即上實驗課。這樣安排對比傳統(tǒng)方式的好處在于，學(xué)生通過查找資料（互聯(lián)網(wǎng)、圖書館）自主完成實驗題目的主體設(shè)計，后期再由教師補充完善，這樣做提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在理解基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，幫助其形成完整的知識體系。

增加EDA原理及應(yīng)用實驗設(shè)計性實驗題目，設(shè)計性實驗不給出具體實現(xiàn)步驟和實現(xiàn)方法，只是給出設(shè)計指標和設(shè)計參數(shù)，由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案并完成。這樣既鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也更加激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實踐證明，通過增加對實驗結(jié)果在課堂上進行分析、討論和總結(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠充分地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣，同時也使理論知識得到了加深理解和知識的鞏固擴展[2]。

三、合理安排教學(xué)進程

實驗的安排是以循序漸進地完成一個完整的設(shè)計項目的順序來安排的。第一步基礎(chǔ)實驗部分，主要目的是讓學(xué)生熟悉開發(fā)環(huán)境，掌握VHDL語言。主要包括：基本組合邏輯電路設(shè)計、時序電路設(shè)計、數(shù)字時鐘設(shè)計、狀態(tài)機設(shè)計等實驗內(nèi)容，為下一步工作打下堅實的基礎(chǔ)。第二步，要求學(xué)生完成FPGA最小系統(tǒng)的PCB設(shè)計，元件采購、電路的焊接調(diào)試等步驟，最后完成設(shè)計報告。第三步，要求學(xué)生利用數(shù)字信號處理里的知識，按照指定的參數(shù)設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，并用FPGA系統(tǒng)在硬件上實現(xiàn)，這一步有助于使學(xué)生加深對整個知識體系的理解、貫穿[3]。

表1EDA原理及應(yīng)用實驗安排

表1是EDA原理及應(yīng)用的實驗安排，其中前五個實驗是基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，實驗6-8是設(shè)計性實驗內(nèi)容，所有的實驗題目的設(shè)置都是圍繞著完成數(shù)字濾波器設(shè)計實驗展開的[4]。

四、確定多擇化的考核方式

如果想要取得好的教學(xué)效果就要有一套行之有效的考核及獎勵激勵機制[5]。與以往教師僅憑借實驗報告和學(xué)生在實驗課上的表現(xiàn)給實驗成績的方式不同，在設(shè)計性實驗的考核中，教師更加注重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力的考核，以及對設(shè)計報告的完整性、規(guī)范性和嚴謹性的考核，

教師在學(xué)生的設(shè)計手冊、調(diào)試手冊、設(shè)計答辯等方面對學(xué)生的成績進行評價。杜絕了以往實驗報告的抄襲現(xiàn)象，同時考核的重點并不是學(xué)生是否能夠通過考核，而在于區(qū)分每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

綜上所述，通過參加設(shè)計性實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解了做“科學(xué)研究”的一般步驟和方法，并且鍛煉了查找資料、篩選資料、撰寫設(shè)計報告以及對報告進行解說的能力。更重要的是通過一系列能力的鍛煉和提高培養(yǎng)了學(xué)生們對待科學(xué)的嚴謹態(tài)度[6]。

五、加強實驗指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)

結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的教師隊伍是實驗室開放和可持續(xù)發(fā)展的決定性因素。學(xué)生在進行綜合設(shè)計性實驗的時候會引發(fā)出更深和更加廣泛的問題，同時這些實驗還要涉及大量的新知識，這些都對實驗指導(dǎo)教師提出了更高的要求。

利用學(xué)校的開放實驗室項目培養(yǎng)學(xué)生科技團隊。一般是由大四或者大三的學(xué)生作為項目負責(zé)人，大一、大二學(xué)生作為項目參與人的形式進行申報。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下并通過老生帶新生的傳幫帶模式建立學(xué)生開發(fā)團隊。以此為基礎(chǔ)，對學(xué)生實行差別化的培養(yǎng)，有利于發(fā)現(xiàn)人才和培養(yǎng)人才，同時也為學(xué)生參加各類電子設(shè)計大賽打下良好的基礎(chǔ)。

通過三個學(xué)期對兩個班級的教學(xué)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，證明這種以實驗為主的教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生主觀能動性，并取得更好的教學(xué)效果。已經(jīng)完成的EDA技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計性實驗課程的教學(xué)獲得了學(xué)生很高的評價和諸多好評，受到了學(xué)生的歡迎。

參考文獻：

[1]鐘國輝.以設(shè)計性實驗為牽引的微機原理課程教學(xué)[J].高等工程教育研究，2013，（3）.

[2]林連冬.EDA技術(shù)開放實驗室研究型實驗的教學(xué)探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2013，（5）.

[3]林連冬，于翔.EDA原理及應(yīng)用實驗教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011：56-59.

[4]林連冬，馬慧珠，溫少波.基于FPGA技術(shù)的RC6改進算法研究[J].電測與儀表，2008，（11）.

[5]王勇，宋萬年.改進綜合性、設(shè)計性實驗考核辦法提高學(xué)生實驗?zāi)芰J].實驗技術(shù)與管理，2006，（4）.

[6]孫艷麗，胡欣敏.實踐教學(xué)：創(chuàng)新人才培養(yǎng)的路徑[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2013，（6）.

收稿日期：2013-10-22

作者簡介：林連冬（1978—）， 男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院講師，博士，主要從事信號處理、電力電子設(shè)備開發(fā)、傳感器技術(shù)應(yīng)用研究。

基金項目：黑龍江省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題（HGJXHC110509）

endprint

摘要：EDA原理及應(yīng)用課程是一門應(yīng)用性、實踐性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課程。從EDA技術(shù)課程的教學(xué)目標與內(nèi)容出發(fā)，闡述了其教學(xué)改革的思路，以及與之相應(yīng)的教學(xué)進程、課程考核方式、教師隊伍建設(shè)等改革策略。

關(guān)鍵詞：EDA；開放實驗室；設(shè)計性實驗

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）06-0043-02

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程是理工科高等院校電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。目前，國內(nèi)很多高校都更注重理論課教學(xué)而忽略實驗課程的教學(xué)，甚至理論課和實驗分別由不同教師完成。這樣的安排會使學(xué)生感覺理論和實踐相脫節(jié)，理論課往往枯燥無味，而實驗課又照葫蘆畫瓢地完成驗證性實驗，和實際應(yīng)用脫鉤，收獲不大。因此，對像EDA技術(shù)及應(yīng)用這樣直接面向應(yīng)用的專業(yè)課程，不但要協(xié)調(diào)好理論教學(xué)和實驗實踐的關(guān)系，并且實驗教學(xué)還應(yīng)該高于理論教學(xué)的深度和廣度，尤其是對理論教學(xué)中沒有涉及的與實際應(yīng)用密切相關(guān)的知識運用與掌握，成為教學(xué)改革的重點和難點部分。

為了解決以上的教學(xué)難點，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院EDA教研室的幾位教師通過總結(jié)自己以往的教學(xué)工作以及項目開發(fā)經(jīng)驗，并結(jié)合教學(xué)計劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提出了將EDA技術(shù)設(shè)計性實驗作為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程的主要教學(xué)手段，并且通過教學(xué)實踐摸索總結(jié)出一套行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)考核手段。

一、EDA技術(shù)課程設(shè)計性實驗的教學(xué)目標與內(nèi)容

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計性實驗的主要教學(xué)目標是，通過實驗教學(xué)使學(xué)生快速形成資料查詢，資料整理，自主思考和設(shè)計實驗方案等自主學(xué)習(xí)的能力。如通過FPGA實驗平臺，學(xué)生可以掌握以FPGA芯片為核心的可編程數(shù)字系統(tǒng)學(xué)習(xí)方法。具體內(nèi)容涵蓋分頻器的設(shè)計，序列檢測器的設(shè)計，同步整形電路設(shè)計，基于FPGA的單片機外圍電路設(shè)計，nios的設(shè)計及應(yīng)用，F(xiàn)PGA開發(fā)平臺軟硬件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計等內(nèi)容。

二、以設(shè)計性實驗為引導(dǎo)的EDA技術(shù)課程教

學(xué)改革思路

因為此次課程教學(xué)改革以設(shè)計性實驗為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)的主體，并且以設(shè)計性實驗為重點內(nèi)容，所以理論課的教學(xué)內(nèi)容也緊密地圍繞實驗題目進行。

改變傳統(tǒng)的以教師為教學(xué)主體的教學(xué)方法，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；實驗平臺選擇上以Alter公司的flex10k芯片作為核心處理器，并且擴展其外圍應(yīng)用芯片，可以方便開展涉及底層硬件的數(shù)字接口實驗和數(shù)字設(shè)計實驗。同時補充數(shù)字信號處理方面的應(yīng)用實驗，完善課程的知識體系結(jié)構(gòu)。

不同于以往的先上理論課再上實驗課，我們把實驗課的安排提前，即理論課先講部分基礎(chǔ)知識，然后就立即上實驗課。這樣安排對比傳統(tǒng)方式的好處在于，學(xué)生通過查找資料（互聯(lián)網(wǎng)、圖書館）自主完成實驗題目的主體設(shè)計，后期再由教師補充完善，這樣做提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在理解基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，幫助其形成完整的知識體系。

增加EDA原理及應(yīng)用實驗設(shè)計性實驗題目，設(shè)計性實驗不給出具體實現(xiàn)步驟和實現(xiàn)方法，只是給出設(shè)計指標和設(shè)計參數(shù)，由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案并完成。這樣既鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也更加激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實踐證明，通過增加對實驗結(jié)果在課堂上進行分析、討論和總結(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠充分地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣，同時也使理論知識得到了加深理解和知識的鞏固擴展[2]。

三、合理安排教學(xué)進程

實驗的安排是以循序漸進地完成一個完整的設(shè)計項目的順序來安排的。第一步基礎(chǔ)實驗部分，主要目的是讓學(xué)生熟悉開發(fā)環(huán)境，掌握VHDL語言。主要包括：基本組合邏輯電路設(shè)計、時序電路設(shè)計、數(shù)字時鐘設(shè)計、狀態(tài)機設(shè)計等實驗內(nèi)容，為下一步工作打下堅實的基礎(chǔ)。第二步，要求學(xué)生完成FPGA最小系統(tǒng)的PCB設(shè)計，元件采購、電路的焊接調(diào)試等步驟，最后完成設(shè)計報告。第三步，要求學(xué)生利用數(shù)字信號處理里的知識，按照指定的參數(shù)設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，并用FPGA系統(tǒng)在硬件上實現(xiàn)，這一步有助于使學(xué)生加深對整個知識體系的理解、貫穿[3]。

表1EDA原理及應(yīng)用實驗安排

表1是EDA原理及應(yīng)用的實驗安排，其中前五個實驗是基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，實驗6-8是設(shè)計性實驗內(nèi)容，所有的實驗題目的設(shè)置都是圍繞著完成數(shù)字濾波器設(shè)計實驗展開的[4]。

四、確定多擇化的考核方式

如果想要取得好的教學(xué)效果就要有一套行之有效的考核及獎勵激勵機制[5]。與以往教師僅憑借實驗報告和學(xué)生在實驗課上的表現(xiàn)給實驗成績的方式不同，在設(shè)計性實驗的考核中，教師更加注重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力的考核，以及對設(shè)計報告的完整性、規(guī)范性和嚴謹性的考核，

教師在學(xué)生的設(shè)計手冊、調(diào)試手冊、設(shè)計答辯等方面對學(xué)生的成績進行評價。杜絕了以往實驗報告的抄襲現(xiàn)象，同時考核的重點并不是學(xué)生是否能夠通過考核，而在于區(qū)分每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

綜上所述，通過參加設(shè)計性實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解了做“科學(xué)研究”的一般步驟和方法，并且鍛煉了查找資料、篩選資料、撰寫設(shè)計報告以及對報告進行解說的能力。更重要的是通過一系列能力的鍛煉和提高培養(yǎng)了學(xué)生們對待科學(xué)的嚴謹態(tài)度[6]。

五、加強實驗指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)

結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的教師隊伍是實驗室開放和可持續(xù)發(fā)展的決定性因素。學(xué)生在進行綜合設(shè)計性實驗的時候會引發(fā)出更深和更加廣泛的問題，同時這些實驗還要涉及大量的新知識，這些都對實驗指導(dǎo)教師提出了更高的要求。

利用學(xué)校的開放實驗室項目培養(yǎng)學(xué)生科技團隊。一般是由大四或者大三的學(xué)生作為項目負責(zé)人，大一、大二學(xué)生作為項目參與人的形式進行申報。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下并通過老生帶新生的傳幫帶模式建立學(xué)生開發(fā)團隊。以此為基礎(chǔ)，對學(xué)生實行差別化的培養(yǎng)，有利于發(fā)現(xiàn)人才和培養(yǎng)人才，同時也為學(xué)生參加各類電子設(shè)計大賽打下良好的基礎(chǔ)。

通過三個學(xué)期對兩個班級的教學(xué)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，證明這種以實驗為主的教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生主觀能動性，并取得更好的教學(xué)效果。已經(jīng)完成的EDA技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計性實驗課程的教學(xué)獲得了學(xué)生很高的評價和諸多好評，受到了學(xué)生的歡迎。

參考文獻：

[1]鐘國輝.以設(shè)計性實驗為牽引的微機原理課程教學(xué)[J].高等工程教育研究，2013，（3）.

[2]林連冬.EDA技術(shù)開放實驗室研究型實驗的教學(xué)探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2013，（5）.

[3]林連冬，于翔.EDA原理及應(yīng)用實驗教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011：56-59.

[4]林連冬，馬慧珠，溫少波.基于FPGA技術(shù)的RC6改進算法研究[J].電測與儀表，2008，（11）.

[5]王勇，宋萬年.改進綜合性、設(shè)計性實驗考核辦法提高學(xué)生實驗?zāi)芰J].實驗技術(shù)與管理，2006，（4）.

[6]孫艷麗，胡欣敏.實踐教學(xué)：創(chuàng)新人才培養(yǎng)的路徑[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2013，（6）.

收稿日期：2013-10-22

作者簡介：林連冬（1978—）， 男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院講師，博士，主要從事信號處理、電力電子設(shè)備開發(fā)、傳感器技術(shù)應(yīng)用研究。

基金項目：黑龍江省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題（HGJXHC110509）

endprint

摘要：EDA原理及應(yīng)用課程是一門應(yīng)用性、實踐性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課程。從EDA技術(shù)課程的教學(xué)目標與內(nèi)容出發(fā)，闡述了其教學(xué)改革的思路，以及與之相應(yīng)的教學(xué)進程、課程考核方式、教師隊伍建設(shè)等改革策略。

關(guān)鍵詞：EDA；開放實驗室；設(shè)計性實驗

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）06-0043-02

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程是理工科高等院校電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。目前，國內(nèi)很多高校都更注重理論課教學(xué)而忽略實驗課程的教學(xué)，甚至理論課和實驗分別由不同教師完成。這樣的安排會使學(xué)生感覺理論和實踐相脫節(jié)，理論課往往枯燥無味，而實驗課又照葫蘆畫瓢地完成驗證性實驗，和實際應(yīng)用脫鉤，收獲不大。因此，對像EDA技術(shù)及應(yīng)用這樣直接面向應(yīng)用的專業(yè)課程，不但要協(xié)調(diào)好理論教學(xué)和實驗實踐的關(guān)系，并且實驗教學(xué)還應(yīng)該高于理論教學(xué)的深度和廣度，尤其是對理論教學(xué)中沒有涉及的與實際應(yīng)用密切相關(guān)的知識運用與掌握，成為教學(xué)改革的重點和難點部分。

為了解決以上的教學(xué)難點，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院EDA教研室的幾位教師通過總結(jié)自己以往的教學(xué)工作以及項目開發(fā)經(jīng)驗，并結(jié)合教學(xué)計劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提出了將EDA技術(shù)設(shè)計性實驗作為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程的主要教學(xué)手段，并且通過教學(xué)實踐摸索總結(jié)出一套行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)考核手段。

一、EDA技術(shù)課程設(shè)計性實驗的教學(xué)目標與內(nèi)容

EDA技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計性實驗的主要教學(xué)目標是，通過實驗教學(xué)使學(xué)生快速形成資料查詢，資料整理，自主思考和設(shè)計實驗方案等自主學(xué)習(xí)的能力。如通過FPGA實驗平臺，學(xué)生可以掌握以FPGA芯片為核心的可編程數(shù)字系統(tǒng)學(xué)習(xí)方法。具體內(nèi)容涵蓋分頻器的設(shè)計，序列檢測器的設(shè)計，同步整形電路設(shè)計，基于FPGA的單片機外圍電路設(shè)計，nios的設(shè)計及應(yīng)用，F(xiàn)PGA開發(fā)平臺軟硬件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計等內(nèi)容。

二、以設(shè)計性實驗為引導(dǎo)的EDA技術(shù)課程教

學(xué)改革思路

因為此次課程教學(xué)改革以設(shè)計性實驗為EDA技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)的主體，并且以設(shè)計性實驗為重點內(nèi)容，所以理論課的教學(xué)內(nèi)容也緊密地圍繞實驗題目進行。

改變傳統(tǒng)的以教師為教學(xué)主體的教學(xué)方法，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；實驗平臺選擇上以Alter公司的flex10k芯片作為核心處理器，并且擴展其外圍應(yīng)用芯片，可以方便開展涉及底層硬件的數(shù)字接口實驗和數(shù)字設(shè)計實驗。同時補充數(shù)字信號處理方面的應(yīng)用實驗，完善課程的知識體系結(jié)構(gòu)。

不同于以往的先上理論課再上實驗課，我們把實驗課的安排提前，即理論課先講部分基礎(chǔ)知識，然后就立即上實驗課。這樣安排對比傳統(tǒng)方式的好處在于，學(xué)生通過查找資料（互聯(lián)網(wǎng)、圖書館）自主完成實驗題目的主體設(shè)計，后期再由教師補充完善，這樣做提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在理解基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，幫助其形成完整的知識體系。

增加EDA原理及應(yīng)用實驗設(shè)計性實驗題目，設(shè)計性實驗不給出具體實現(xiàn)步驟和實現(xiàn)方法，只是給出設(shè)計指標和設(shè)計參數(shù)，由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案并完成。這樣既鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也更加激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實踐證明，通過增加對實驗結(jié)果在課堂上進行分析、討論和總結(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠充分地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣，同時也使理論知識得到了加深理解和知識的鞏固擴展[2]。

三、合理安排教學(xué)進程

實驗的安排是以循序漸進地完成一個完整的設(shè)計項目的順序來安排的。第一步基礎(chǔ)實驗部分，主要目的是讓學(xué)生熟悉開發(fā)環(huán)境，掌握VHDL語言。主要包括：基本組合邏輯電路設(shè)計、時序電路設(shè)計、數(shù)字時鐘設(shè)計、狀態(tài)機設(shè)計等實驗內(nèi)容，為下一步工作打下堅實的基礎(chǔ)。第二步，要求學(xué)生完成FPGA最小系統(tǒng)的PCB設(shè)計，元件采購、電路的焊接調(diào)試等步驟，最后完成設(shè)計報告。第三步，要求學(xué)生利用數(shù)字信號處理里的知識，按照指定的參數(shù)設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，并用FPGA系統(tǒng)在硬件上實現(xiàn)，這一步有助于使學(xué)生加深對整個知識體系的理解、貫穿[3]。

表1EDA原理及應(yīng)用實驗安排

表1是EDA原理及應(yīng)用的實驗安排，其中前五個實驗是基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，實驗6-8是設(shè)計性實驗內(nèi)容，所有的實驗題目的設(shè)置都是圍繞著完成數(shù)字濾波器設(shè)計實驗展開的[4]。

四、確定多擇化的考核方式

如果想要取得好的教學(xué)效果就要有一套行之有效的考核及獎勵激勵機制[5]。與以往教師僅憑借實驗報告和學(xué)生在實驗課上的表現(xiàn)給實驗成績的方式不同，在設(shè)計性實驗的考核中，教師更加注重對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力的考核，以及對設(shè)計報告的完整性、規(guī)范性和嚴謹性的考核，

教師在學(xué)生的設(shè)計手冊、調(diào)試手冊、設(shè)計答辯等方面對學(xué)生的成績進行評價。杜絕了以往實驗報告的抄襲現(xiàn)象，同時考核的重點并不是學(xué)生是否能夠通過考核，而在于區(qū)分每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

綜上所述，通過參加設(shè)計性實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解了做“科學(xué)研究”的一般步驟和方法，并且鍛煉了查找資料、篩選資料、撰寫設(shè)計報告以及對報告進行解說的能力。更重要的是通過一系列能力的鍛煉和提高培養(yǎng)了學(xué)生們對待科學(xué)的嚴謹態(tài)度[6]。

五、加強實驗指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)

結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的教師隊伍是實驗室開放和可持續(xù)發(fā)展的決定性因素。學(xué)生在進行綜合設(shè)計性實驗的時候會引發(fā)出更深和更加廣泛的問題，同時這些實驗還要涉及大量的新知識，這些都對實驗指導(dǎo)教師提出了更高的要求。

利用學(xué)校的開放實驗室項目培養(yǎng)學(xué)生科技團隊。一般是由大四或者大三的學(xué)生作為項目負責(zé)人，大一、大二學(xué)生作為項目參與人的形式進行申報。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下并通過老生帶新生的傳幫帶模式建立學(xué)生開發(fā)團隊。以此為基礎(chǔ)，對學(xué)生實行差別化的培養(yǎng)，有利于發(fā)現(xiàn)人才和培養(yǎng)人才，同時也為學(xué)生參加各類電子設(shè)計大賽打下良好的基礎(chǔ)。

通過三個學(xué)期對兩個班級的教學(xué)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，證明這種以實驗為主的教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生主觀能動性，并取得更好的教學(xué)效果。已經(jīng)完成的EDA技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計性實驗課程的教學(xué)獲得了學(xué)生很高的評價和諸多好評，受到了學(xué)生的歡迎。

參考文獻：

[1]鐘國輝.以設(shè)計性實驗為牽引的微機原理課程教學(xué)[J].高等工程教育研究，2013，（3）.

[2]林連冬.EDA技術(shù)開放實驗室研究型實驗的教學(xué)探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2013，（5）.

[3]林連冬，于翔.EDA原理及應(yīng)用實驗教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011：56-59.

[4]林連冬，馬慧珠，溫少波.基于FPGA技術(shù)的RC6改進算法研究[J].電測與儀表，2008，（11）.

[5]王勇，宋萬年.改進綜合性、設(shè)計性實驗考核辦法提高學(xué)生實驗?zāi)芰J].實驗技術(shù)與管理，2006，（4）.

[6]孫艷麗，胡欣敏.實踐教學(xué)：創(chuàng)新人才培養(yǎng)的路徑[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2013，（6）.

收稿日期：2013-10-22

作者簡介：林連冬（1978—）， 男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院講師，博士，主要從事信號處理、電力電子設(shè)備開發(fā)、傳感器技術(shù)應(yīng)用研究。

基金項目：黑龍江省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題（HGJXHC110509）

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