EDA技術(shù)課程改革與實(shí)踐

[摘 要]為提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應(yīng)用科技型人才，針對(duì)EDA技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)大綱、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程實(shí)施與考核、網(wǎng)絡(luò)資源開發(fā)和利用等方面進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]EDA技術(shù) 課程改革 實(shí)踐性教學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G423 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）22-0085-02

教育部、財(cái)政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見中明確強(qiáng)調(diào)：以專業(yè)建設(shè)為龍頭，加強(qiáng)專業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與內(nèi)涵建設(shè)，以優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)為保障，加強(qiáng)視頻公開課和精品課程共享資源建設(shè)，以強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)為重點(diǎn)，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。根據(jù)“本科教學(xué)工程”對(duì)高校專業(yè)建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)提出的要求，我校電子信息類專業(yè)本著“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、注重實(shí)踐、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”的原則，高度重視實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要作用。

EDA技術(shù)作為通信、電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其中的硬件描述語言、建模、仿真和綜合技術(shù)既是設(shè)計(jì)高性能數(shù)字系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，也是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的有效手段。因此，我校針對(duì)該課程的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，[1-5]包括：教學(xué)大綱制定、教材編寫、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)實(shí)施與考核、網(wǎng)絡(luò)資源的利用和開發(fā)。在實(shí)踐中取得了明顯的教學(xué)效果。

一、課程現(xiàn)狀及改革思路

EDA技術(shù)課程包含了理論與實(shí)踐兩大教學(xué)環(huán)節(jié)，在以往的教學(xué)實(shí)踐中存在一些不合理的地方：理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)歸屬不同的教學(xué)單位，獨(dú)立授課，沒有形成統(tǒng)一的教學(xué)大綱，造成理論和實(shí)踐脫節(jié)；理論教學(xué)偏重理論的完整性，大量介紹各種發(fā)展史、各種硬件，軟件編程能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練稍顯不足；實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)偏少，且內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)室硬件投入相對(duì)不足；沒有充分利用現(xiàn)代化教育手段，教學(xué)形式單一。

EDA技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，因此，在教學(xué)中必須高度重視實(shí)踐性教學(xué)，改革的思路是：突出實(shí)踐性教學(xué)的主體地位，根據(jù)實(shí)踐性教學(xué)的需要制定課程的教學(xué)大綱，適當(dāng)調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)進(jìn)度，規(guī)范教學(xué)實(shí)施，并且要把網(wǎng)絡(luò)資源引入課堂，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的能力。

二、課程改革實(shí)踐

（一）教學(xué)大綱制定

課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，包含理論教學(xué)32學(xué)時(shí)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)、課程設(shè)計(jì)16學(xué)時(shí)。三部分教學(xué)內(nèi)容由同一名教師承擔(dān)。理論教學(xué)要使學(xué)生掌握可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)、EDA開發(fā)工具、軟件使用以及硬件描述語言，學(xué)會(huì)應(yīng)用EDA工具進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要使學(xué)生理解和掌握EDA工具平臺(tái)，熟練運(yùn)用軟件編寫程序，更為重要的是要學(xué)會(huì)用軟件編程的思路分析問題，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)要通過引入跟電子技術(shù)應(yīng)用聯(lián)系密切的設(shè)計(jì)課題進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際問題中提煉模型、并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化、設(shè)計(jì)的能力，當(dāng)然這就是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（二）教材建設(shè)

該課程的目的是引導(dǎo)學(xué)生由傳統(tǒng)的通用集成電路的應(yīng)用轉(zhuǎn)向可編程邏輯器件的應(yīng)用，合理選取或編寫教材就非常重要。在我校的EDA技術(shù)課程改革中，我們編寫并正式出版了《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》。該教材整合了我們多年在教學(xué)和科研實(shí)踐所取得的成果，以人才培養(yǎng)目標(biāo)為定位，體現(xiàn)了所編即所教、所教即所學(xué)、所學(xué)即所用的原則。教材內(nèi)容主要包括：EDA技術(shù)概述、可編程邏輯器件CPLD/FPGA簡(jiǎn)介、Max+plusII/QuartusII軟件應(yīng)用、Verilog HDL硬件描述語言、VHDL硬件描述語言、程序設(shè)計(jì)實(shí)例、EDA實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。該教材的特點(diǎn)就是以實(shí)踐教學(xué)為主，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的需要合理安排理論教學(xué)內(nèi)容，并且是把理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一到教材中，融理論、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)為一體的教學(xué)模式，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，效果明顯。

（三）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

EDA技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)室投入很大，EDA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)箱、芯片、下載設(shè)備等。很多高校由于資金投入大、設(shè)備利用率低而不愿過多投入。我校的解決方案就是充分利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，搞聯(lián)合建設(shè)。

EDA實(shí)驗(yàn)包括隨課實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩大部分，隨課實(shí)驗(yàn)完全在計(jì)算機(jī)上做，只做程序設(shè)計(jì)、編譯、仿真，目的就是掌握EDA工具軟件及HDL語言。而要實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的EDA過程，就需要用下載平臺(tái)、芯片等硬件，這一部分的訓(xùn)練放在課程設(shè)計(jì)階段。課程設(shè)計(jì)以3人為一組，10套平臺(tái)就可以滿足教學(xué)的需要。同時(shí)，為了使設(shè)備利用最大化，在安排課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要綜合考慮學(xué)生人數(shù)、指導(dǎo)教師人數(shù)、實(shí)驗(yàn)室硬件承受能力和實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間安排等。我校的通常做法就是打破時(shí)間規(guī)定，在一定時(shí)間范圍內(nèi)開放實(shí)驗(yàn)室，從早上8點(diǎn)到晚上10點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室全時(shí)段開放，指導(dǎo)老師全天候值班，讓學(xué)生只做下載調(diào)試這一內(nèi)容，其他步驟在各自的計(jì)算機(jī)上完成，這樣的安排，可最大限度發(fā)揮硬件設(shè)備和師資的潛力，保障教學(xué)的正常開展。

（四）規(guī)范課程實(shí)施及考核

在教材的編寫中，我們已經(jīng)將理論、實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)三者做了統(tǒng)籌安排，教學(xué)大綱也明確了各環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)及相互聯(lián)系，保障教學(xué)效果的手段就是建立統(tǒng)一的課程實(shí)施規(guī)范，凡參與該課程教學(xué)的教師要嚴(yán)格遵守。課程實(shí)施過程中，主要是保證理論課、實(shí)驗(yàn)課及課程設(shè)計(jì)的時(shí)間匹配問題，即每次隨課實(shí)驗(yàn)的開設(shè)時(shí)間、課程設(shè)計(jì)的開設(shè)時(shí)間及課時(shí)數(shù)安排。

規(guī)范課程實(shí)施的另一個(gè)方面就是建立統(tǒng)一的課程考核方式：理論課、實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)分別考核，其中以課程設(shè)計(jì)為主，凡是在課程設(shè)計(jì)階段表現(xiàn)出色的學(xué)生，該課程免考，成績(jī)核定為優(yōu)秀，并且在開課之初就把考核要求告知學(xué)生，從一開始就激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另外，舉辦校級(jí)EDA設(shè)計(jì)大賽，凡參與且獲獎(jiǎng)的學(xué)生，可以抵扣部分選修課的學(xué)分，在精神和物質(zhì)上予以一定的獎(jiǎng)勵(lì)，在評(píng)先、評(píng)優(yōu)、保送、留校、推薦工作等環(huán)節(jié)予以優(yōu)先考慮等，培養(yǎng)學(xué)生自食其力，勤勉奮斗的做人態(tài)度，這是對(duì)學(xué)生最好的教育。

（五）開辟網(wǎng)絡(luò)課堂

網(wǎng)絡(luò)課堂是當(dāng)前流行且學(xué)生感興趣的一種教育手段，對(duì)于這門課，互聯(lián)網(wǎng)上有很多EDA技術(shù)方面的視頻資料，不光有教學(xué)方面的，也有公司內(nèi)部培訓(xùn)的資料。如何引導(dǎo)學(xué)生利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，也是教學(xué)環(huán)節(jié)中不可缺少的一部分。教師要根據(jù)教學(xué)需要確定一些優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源，要求學(xué)生利用課余時(shí)間作為自修的內(nèi)容，進(jìn)而要求學(xué)生把自己的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)整理成報(bào)告，對(duì)有意義、有價(jià)值、有特點(diǎn)的報(bào)告，在課堂教學(xué)中加以宣揚(yáng)，激發(fā)更多的學(xué)生參與這種形式的學(xué)習(xí)。

教師還要制作一些教學(xué)視頻，放在學(xué)校內(nèi)網(wǎng)上。這種教學(xué)視頻，不是上課實(shí)況的錄制，力求短小精悍，制作內(nèi)容包括軟件操作、編程實(shí)踐、與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密的課程設(shè)計(jì)等。一個(gè)視頻解決一個(gè)問題，幾分鐘時(shí)間就足夠，使學(xué)生投入極短的時(shí)間、極少的網(wǎng)絡(luò)成本，即可獲得好的教學(xué)效果，這本身就對(duì)教師提出了更高的要求，也是促使教師進(jìn)步的手段。

當(dāng)然，還可以固定一個(gè)時(shí)間段，由教師參與在線答疑，充分利用網(wǎng)絡(luò)工具，實(shí)現(xiàn)文字、音頻、視頻的實(shí)時(shí)教學(xué)服務(wù)。對(duì)于利用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，不能僅僅依靠教師本身的熱情，學(xué)校要充分考慮教師的付出，建立合理的課酬體系，保障教師積極參與的熱情和教學(xué)效果。

三、總結(jié)

綜上所述，我校的EDA技術(shù)經(jīng)過電子工程系全體老師的認(rèn)真探索，在實(shí)際的教學(xué)中取得了可喜的成績(jī)，很多新穎的、建設(shè)性的想法也在改革的過程中不斷涌現(xiàn)，并逐步落實(shí)到教學(xué)中，形成了比較鮮明的特色。一門課程的改革，是個(gè)系統(tǒng)工程，需要多方面密切配合，要科學(xué)規(guī)劃，保障投入，嚴(yán)格實(shí)施。相信經(jīng)過我們的努力，一定會(huì)為我校教育部應(yīng)用科技型民辦大學(xué)的建設(shè)貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 胡勝，宋躍，李君.EDA技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)體系的改革探索[J].理工高教研究，2010，29（5）.

[2] 葉波，趙倩，林麗萍.FPGA課程教學(xué)改革探索[J].中國(guó)電力教育，2010，（24）.

[3] 夏煥章.建立實(shí)踐教學(xué)體系，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（10）.

[4] 雷群安.高校實(shí)踐教學(xué)存在的問題及對(duì)策研究[J].焦作師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010，26（1）.

[5] 戴發(fā)山.高校實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保證體系的構(gòu)建研究[J].高教論壇，2007，（2）.

[責(zé)任編輯：左 蕓]