新工科人才培養(yǎng)模式下的EDA課程教學(xué)與實(shí)踐探索

高玉峰 劉迪 潘登

摘? ?要：新工科是時(shí)代發(fā)展的要求，EDA課程不但是電子信息類專業(yè)的專業(yè)課程，而且在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域上也具有重要地位。在高速發(fā)展的今天，提高EDA課程教學(xué)方法至關(guān)重要。本文針對(duì)EDA課程現(xiàn)狀，從教學(xué)理念，教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課設(shè)置以及考核等方面進(jìn)行分析，提出在新工科模式下EDA課程改革和實(shí)踐措施，多方面提高學(xué)生對(duì)EDA課程的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：新工科? EDA課程? 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0182-02

21世紀(jì)我國(guó)電子技術(shù)不斷發(fā)展，EDA作為當(dāng)今電子設(shè)計(jì)的發(fā)展發(fā)向，其課程對(duì)于電子信息相關(guān)專業(yè)的學(xué)生非常重要。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)EDA技術(shù)人才的需求，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力以及自主創(chuàng)新能力，本文對(duì)新工科人才培養(yǎng)模式下的EDA課程教學(xué)與實(shí)踐進(jìn)行了探索，達(dá)到對(duì)學(xué)生EDA課程的實(shí)踐及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而為社會(huì)提供具有創(chuàng)新性的技能型應(yīng)用人才。

1? EDA課程現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)理念

EDA課程教學(xué)方式，多以理論課程及實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，且以理論課為主實(shí)驗(yàn)課為輔。但在理論課中多以乏味枯燥的講課進(jìn)行，忽略對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)課缺乏新意，以應(yīng)付作業(yè)形式面對(duì)實(shí)驗(yàn)。這種模式是學(xué)生被動(dòng)的接受課程，沒有積極性可言。更難以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。學(xué)生面對(duì)課程甚至有畏難、厭煩情緒，嚴(yán)重偏離了教學(xué)的目的，學(xué)生難以從中學(xué)會(huì)EDA技術(shù)的要領(lǐng)，更難以鍛煉實(shí)際應(yīng)用能力。

1.2 教學(xué)內(nèi)容

EDA教學(xué)內(nèi)容以VHDL語(yǔ)言為基礎(chǔ)進(jìn)行教授，沒有更好地課外補(bǔ)充。而且主要講授的都是基礎(chǔ)語(yǔ)法以及設(shè)計(jì)分析，知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜冗長(zhǎng)。學(xué)生被動(dòng)聽課，難以對(duì)復(fù)雜全面的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行消化理解，而且課時(shí)較短，學(xué)生和老師不能有效的溝通和互動(dòng)探討。學(xué)生基礎(chǔ)掌握不牢，導(dǎo)致后續(xù)課程難以延續(xù)，形成惡性循環(huán)。致使學(xué)生厭學(xué)，不聽課。而且課程更新緩慢，難以跟上時(shí)代的潮流，教師外出學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)甚少，不能及時(shí)地對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行更新，沒有將新技術(shù)引進(jìn)課堂。而且課程內(nèi)容也與社會(huì)新興產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)無法連接，使學(xué)生不能學(xué)以致用，嚴(yán)重阻礙了新工科人才發(fā)展戰(zhàn)略。

1.3 實(shí)驗(yàn)安排

EDA的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為驗(yàn)證型和綜合型。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)學(xué)生根據(jù)教師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，按部就班的一步步完成各步操作，雖然實(shí)驗(yàn)仿真成功，但是學(xué)生難以理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，沒有很好地從中明白原理和過程。實(shí)驗(yàn)報(bào)告上也沒有很好地體現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，更多的照抄照搬書中的相關(guān)概念，停留在問題的表面，未能總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用和功能特點(diǎn)，創(chuàng)新應(yīng)用等。綜合型實(shí)驗(yàn)不但安排很少，而且其給出的時(shí)間也特別短。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上也總是一成不變，沒有及時(shí)的引進(jìn)新興技術(shù)。使學(xué)生產(chǎn)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，面對(duì)實(shí)驗(yàn)既畏懼又厭煩。

1.4 考核方式

EDA考核方式為期末考試，并且都以筆試為主，即使有編程題，也不過是紙上談兵，不做仿真驗(yàn)證。所以多數(shù)學(xué)生期末突擊復(fù)習(xí)，死記硬背，只為了應(yīng)付考試。而實(shí)驗(yàn)考核基本就是上交報(bào)告，出勤作為考核重點(diǎn)，學(xué)生多數(shù)以借鑒和抄襲別人的形式草草了事，不能很好地對(duì)學(xué)生整體技術(shù)水平進(jìn)行檢驗(yàn)。

2? 新工科模式下的EDA課程改革

2.1 以學(xué)生為主體的教學(xué)理念

新工科模式的教學(xué)理念，首先就要改變傳統(tǒng)的單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，課堂以學(xué)生為主體。采用案例教學(xué)式，課程以某一具體功能的電路為主題展開，以算法設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)為主，以提問和小組討論的方式進(jìn)行，在課上采用EDA軟件進(jìn)行仿真，讓學(xué)生更透徹地進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的參與度和積極性，讓學(xué)生始終處于“在線狀態(tài)”。然后讓學(xué)生分組，運(yùn)用工具自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)分享交流，并且通過這一方法使學(xué)生更好地增加理解，加強(qiáng)記憶力。并且，課程深入前沿技術(shù)，與實(shí)踐相結(jié)合。此外，讓部分教學(xué)老師適當(dāng)外出學(xué)習(xí)前沿技術(shù)，改變傳統(tǒng)理念，引進(jìn)新的教學(xué)理念。使課堂活躍不失精彩。

2.2 多元化的教學(xué)內(nèi)容

以往教學(xué)內(nèi)容都以單一的課程為主，理論課生硬沒新意?；旧隙际亲裱日Z(yǔ)法后應(yīng)用的原則，開篇往往都是發(fā)展歷史，之后開始介紹VHDL基本構(gòu)建，文字規(guī)則等，雖注重了連貫性和整體性，但對(duì)于初學(xué)者來說，難以從生硬的課程中掌握知識(shí)，所以教學(xué)應(yīng)以電子線路設(shè)計(jì)為基點(diǎn)，通過實(shí)例講解來進(jìn)行提高性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)基本流程以及設(shè)計(jì)理念有感性的認(rèn)識(shí)，比如第一課可以以簡(jiǎn)單的選擇器，加法器等典型實(shí)例為題進(jìn)行講解，同時(shí)進(jìn)行課上仿真，讓學(xué)生根據(jù)仿真波形等更好的理解，并讓學(xué)生進(jìn)行硬件驗(yàn)證。將EDA技術(shù)與課程有機(jī)的結(jié)合。

此外，在新的EDA教學(xué)內(nèi)容上，要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，實(shí)踐能力等為主要內(nèi)容。在原有講授的VHDL語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，增加對(duì)Verilog語(yǔ)言部分的課外補(bǔ)充，使同學(xué)建立興趣。同時(shí)突出以FPGA為應(yīng)用對(duì)象，以VHDL語(yǔ)言為主要手段進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)。多列舉實(shí)例，提高學(xué)生的興趣，并且進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，增加綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生很好的應(yīng)用在實(shí)訓(xùn)，實(shí)習(xí)，電子科技競(jìng)賽以及畢業(yè)設(shè)計(jì)上。

引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。學(xué)校在提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上增加EDA相關(guān)的課程，在課上進(jìn)行錄制后投放到平臺(tái)上，供學(xué)生學(xué)習(xí)。同時(shí)可以在平臺(tái)上進(jìn)行專題探討，加強(qiáng)學(xué)生之間，學(xué)生與老師之間互動(dòng)，整合資源共享與學(xué)術(shù)交流，為學(xué)生提供廣闊充實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.3 注重創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課程盡量壓縮教師的講解時(shí)間，把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)在線課程或文字資料的形式提供給學(xué)生，課上時(shí)間更多以學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、教師進(jìn)行指導(dǎo)的模式進(jìn)行。并且及時(shí)讓學(xué)生記錄，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中更好地體現(xiàn)出仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生給出方案設(shè)計(jì)以及內(nèi)容分析、錯(cuò)誤及改正過程，同時(shí)增加小論文，課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)室不但更新試驗(yàn)設(shè)備，而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不斷更替。難度由淺入深，與先進(jìn)的EDA技術(shù)企業(yè)進(jìn)行更好的連接。并且建立實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過等級(jí)難度進(jìn)行劃分，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)的選擇方面更廣，增進(jìn)學(xué)生的興趣。添加一些生活中使用的課題設(shè)計(jì)，讓學(xué)生實(shí)習(xí)或?qū)嶒?yàn)中進(jìn)行制作和研發(fā)，增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。增進(jìn)部分實(shí)驗(yàn)課題難度，增加查閱資料文獻(xiàn)等環(huán)節(jié)，增加學(xué)生自學(xué)能力和綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。

2.4 整體性的考核方式

傳統(tǒng)的考核方式多以期末考試為主，新模式下應(yīng)注重學(xué)生的語(yǔ)言學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，多方面考核學(xué)生整體水平。筆試難以體現(xiàn)學(xué)生的EDA技術(shù)水平，注重實(shí)驗(yàn)考核和課題設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主選題，自主設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行答辯形式的驗(yàn)收方式。提倡學(xué)生創(chuàng)新題目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。而且對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z查，培養(yǎng)學(xué)生書寫設(shè)計(jì)思路的規(guī)范化，為未來的畢業(yè)論文提供基礎(chǔ)。

3? 結(jié)語(yǔ)

EDA技術(shù)作為電子信息工程專業(yè)的較重要的課程，教學(xué)改革意義重大。在新工科模式下結(jié)合目前的課程特點(diǎn)，借助信息技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)課程以及新技術(shù)的加持，使學(xué)生不斷激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，綜合提升EDA技術(shù)的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力，讓畢業(yè)的學(xué)生能“學(xué)有所成，學(xué)以致用”。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)使用教程—VHDL版[M].6版.北京：科學(xué)出版社，2018.

[2] 侯永春.EDA技術(shù)課程教學(xué)改革分析與探索[J].信息系統(tǒng)工程， 2019（1）：167-168.

[3] 徐衛(wèi)林，彭曉春，岳宏衛(wèi)，等.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的微電子專業(yè)教改實(shí)踐研究[J].科技資訊，2016（22）：81-84.

[4] 楊云海，章芬.關(guān)于EDA課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].教育教學(xué)論壇，2019，14（3）：35-37.