EDA開放式實驗模式探討

白芳

【摘 要】EDA技術發展日新月異滲透到各個領域，針對目前實驗教學模式的局限，本文提出EDA開放式實驗模式，即開放式實驗教學開展，開放式實驗管理，開放式實驗主導原則。通過EDA開放式實驗教學這個平臺給了學生一個充分發揮自己的空間，使其投入到EDA學習中去，以此來提高創新實踐能力，使其掌握EDA這門技術，為以后從事相關工作打下良好的基礎。

【關鍵詞】開放實驗教學；EDA開放式實驗模式；創新實踐能力

EDA（Electronic Design Automation）是電子設計自動化的縮寫，它設計靈活，應用范圍廣，在機械控制、電子信息、航空航天、生物醫學、軍事等領域都有應用。面對EDA技術日新月異的變化和市場的需求，很多理工類的高校對EDA教學改革和學科建設進行了大膽的嘗試和探索[1]。我院針對EDA課程的實踐性強，提出了開放式EDA實驗教學，即開放式實驗教學開展、開放式實驗管理，開放式實驗主導原則，重在提高學生的動手能力和實踐能力，實現獨立設計電路和創新。

1 開放式實驗教學開展

開放實驗教學是現代開放性教育的重要組成部分，它是針對傳統實驗教學“課堂中心、書本中心、教師中心”的封閉性，不利于培養學生創造力的弊端提出來的一種實踐教學模式[2]。開放實驗創設了一種開放的、自主的學習環境。是培養學生理論結合實際、動手能力、創造力、想象和思維能力的有效手段。有利于學生學習積極性的培養，有利于學生學習潛力的發揮，有利于學生學習個性化的發展，有利于創新人才的早期發現和成長。

項目分為兩個內容進行研究：

1）結合實驗中心設備條件精心設計開放性實驗課題

在實驗內容上，設置一定的數量的大型EDA綜合性實驗，采用開放性實驗教學模式，可使學生有足夠的選擇余地并有獨立思考問題、解決問題的空間，配合教師的指導，使學生得到足夠的鍛煉，產生創造性思維，培養創新能力。

2）加強開放性實驗的過程管理，保證開放效果

（1）對學生來說開放性實驗的完成要利用課余時間。學生課業負擔重時，就可能影響實驗項目的完成。另外，學生在項目完成過程中遇到挫折和困難也會動搖他們完成項目的信心。項目實行平時出勤與實驗完成效果相結合的方式，將學生成績劃分等級ABCD四個等級，依據等級達到監管學生的目的。

（2）對指導教師來說，因為這類教學任務和課堂教學相比在形式上比較自由，教師們其他工作忙時就有可能疏于對學生的指導。所以我們要嚴格過程管理，在項目執行之初就明確教師的職責、指導方式、指導時間；同時明確對學生的要求，并組織對教學過程的階段性檢查，保證了開放性實驗的執行效果。

高校開放實驗管理是用開放教育理念指導實驗管理，是開放教育在實驗教學中的具體化。開放教育是指全過程開放的教育，包括教育政策的開放，教學觀念的開放，教學時間空間的開放，教學手段的開放等[3]。

2 開放式實驗管理

2.1 提高設備利用率

在改革不斷深入的新形勢下，實驗室工作正面臨難得的機遇，市場經濟也直接給實驗室建設與發展帶來新的活力，實驗室在學校規定的制度范圍內，在對外開放、技術開發、技術服務、技術咨詢、產品試制和生產等方面可以自主地通過市場與社會發生直接聯系，使實驗室的人、財、物、技術等資源充分發揮作用[4]。由于我校設備有限，為提高學生動手能力開放實驗均為一人一組。在時間上打破上課時間的限制，學生可自由選時。在給定時間段內未完成還可補做。以這種方式實踐下來學生的收益很大，既起到了能力培養的積極作用，又解決了設備不足的現實矛盾。

2.2 開放不等于不管

如何使好的理念達到好的效果是我們從改革之初一直在研究并不斷改進完善的，若解決不好開放流于形式成了放任自流甚至逃課也無人知曉。其把握程度就是教學藝術的水平高低。

2.3 教師實驗人員共同參與

由于改革是教學活動的組成部分，因此教師是主體。若教師只提出思想不參與，再加上沒有相應政策兌現，任何一個舉措都是紙上談兵。從傳統經驗可見，凡是教師參與的項目實現更為容易。教研室和實驗室主任負責組織協調，為解決開放工作量成倍增加的具體問題，將實驗人員培訓后達到與教師一樣水平指導實驗，實驗時間內教師實驗人員施行大排班。

2.4 必須提高隊伍素質

沒有高素質的實驗隊伍不可能開展高水平的實驗研究和一流的管理。隨著高、精、尖設備的增加，現代設備的技術含量大大提高，而管理人員的知識水平和操作技能往往跟不上科技發展的需要，這就需要不斷更新、充實管理人員和專業技術人員的知識與技術。實驗人員素質的高低，直接影響到實驗教學水平，而實驗教學水平的高低，又會直接影響到實驗教學質量和學生上實驗課的興趣。所以必須重視實驗隊伍建設、加強業務培訓，提高實驗技術水平，調動實驗人員的積極性，穩定實驗隊伍。

2.5 管理網絡化

隨著無紙化辦公進程的到來，實驗室管理和實驗排課網絡化已在日程。今后排課、通知等煩瑣工作都將簡化，我們可全身心地投入到教學及實驗改革之中。

3 開放式實驗主導原則

3.1 學生主體

開放實驗活動的主體是學生。傳統的實驗教學中學生只是被動地按照老師和書本上給定的方法和內容，按部就班地操作，整個實驗過程中學生不能充分發揮其主觀能動性。而開放實驗教學模式是以學生為中心，以學生自主創新為基礎的新型實驗教學模式，實驗的主體是學生，強調學生的主體地位，尊重學生的個性特征，鼓勵其創新思維。實驗教學的過程既可以是學生驗證或重演知識技能產生過程，也可以是學生生成建構新的知識技能的過程，學生通過以自我為主體的實驗活動，提高對所學知識的進一步理解和消化，達到提高操作熟練程度的目的。

3.2 教師主導

3.2.1 積極引導學生做好實驗前預習

預習是對實驗內容認識的第一步，是保證實驗課質量的第一環節。預習時：第一，要求學生做到必須明確實驗內容，實驗目的，掌握實驗原理。教師應對學生進行簡單的有關實驗內容，實驗原理的提問。第二，對較難理解，難懂的問題給予必要的揭示或解釋。第三，根據不同的教學對象，采用不同的引導方式，因材施教，對于理論基礎好，自學能力強的學生，則可提出一些較難、較深的問題，進一步激發學習積極性，拓寬知識面，加深對實驗內容的理解，而對那些基礎差、學習主動性不強的同學，則采用積極引導、耐心指導的手段，啟發他們的學習積極性和主動性，過好預習這一關。

3.2.2 激發興趣精心指導

學生動手操作，完成實驗，這是實驗的重要環節，也是關鍵環節。在實驗過程中，教師要注意激發學生學習興趣，指導學生自學、獨立完成實驗。教師的作用主要是提出安排意見和建議、進行技術指導、幫助解決疑難問題，使學生最大限度內發揮其主觀能動性，充分調動學生的積極性和探知熱情。設計性實驗能夠增強學生的實際應用能力，提高他們分析問題和解決問題的能力。例如對于設計的電路，先有一個設計理念，學生根據實驗室提供的儀器與元件，由教師進行核定，再進行實際操作。

在實驗過程中，教師指導實驗時要在實驗室不停地來回巡視，及時檢查學生使用儀器，連接線路等情況，觀察指導學生細心觀察每一個實驗現象，分析實驗現象，做好真實、準確的記錄，進一步培養學生思考問題，分析問題和解決問題的能力。學生動手機會多，潛在著損壞儀器的可能性也大。教師也要根據實驗操作情況給出課堂成績，確實體現公開、公平的原則，而教師面對面的提問也無形中對學生產生一種競爭和激勵作用。

3.2.3 指導學生認真分析實驗數據、實驗結果

處理數據，分析結果是實驗的最后環節，也是衡量實驗成功與否的依據，因此不能忽視這一環節。各種因素都會影響實驗結果的準確性，因此，必須認真檢查學生的實驗數據、運算過程、誤差處理等方面。對明顯錯誤的數據及時給以指正，如果發現實驗結果偏差大時，則及時幫助分析，尋找原因，減少不必要的、可避免的誤差出現，杜絕修改數據、拼湊結果的現象出現。實驗結束，一定認真引導學生正確地分析結果、總結實驗、找出不足，鼓勵學生大膽提出改進意見，設計新的實驗，充分開發學生創造性思維。

4 結語

天津商業大學信息工程學院的EDA開放式實驗教學，以“加強基礎，培養能力，提高素質，突出創新”教學思想為指導，以培養學生創新能力和探究能力為教學目的，以研究型的復合人才為培養目的，對現有實驗及新開實驗進行優化組合，使EDA實驗課形成一個從淺到深、從基礎到前沿、從接受知識到培養綜合能力的逐漸提高的實驗課程體系。以上是我校信息工程學院電工電子實驗中心對EDA實驗教學改革的一些思路，通過總結和與大家相互交流，以期對EDA實驗教學改革的探索和實踐起到促進作用。

【參考文獻】

[1]李俊杰，夏清華.實驗室開放的實踐與探索[J].高等函授學報：自然科學版，2006，19（5）：57-59.

[2]王頠.實驗室開放實驗教學原則探索[J].中國建設教育，2011，5，3（5）.

[3]梁長屹.淺議高等學校開放實驗管理模式創新[N].山西青年報，2014 年2 月23 日第004 版.

[4]常亞芳，李青松.提高學校實驗室管理水平的措施[J].教學與管理，2006，10，20：28-29.

[責任編輯：湯靜]