基于創新型人才培養模式的EDA課程改革和實踐

常紅霞+許雪艷+余建立

摘要：本文介紹了EDA課程的教學現狀，提出了案例式、情境式以及項目驅動式的新教學模式，給出了實驗改革的具體內容和操作步驟，最后從考核方式著手完善課程改革和實踐工作。實踐表明，EDA課程的教學改革對培養學生的應用和創新能力起到了積極作用。

關鍵詞：EDA;實踐教學;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0101-02

一、引言

EDA技術課程是一門與工程技術緊密結合的應用型課程，在傳統電子設計大賽中起著重要的指導作用，對培養的學生的應用能力和創新能力發揮著積極作用。

二、EDA課程教學現狀

（一）教與學分離

EDA課程的傳統教學方式是以理論講授為主，實驗教學采用EDA軟件進行仿真，并在EDA實驗箱上進行驗證的實踐方式。EDA課程的實驗內容和綜合性相對較強，教師難以在理論課堂上講解全面、透徹，造成學生被動聽課，總認為教師講了很多，但卻不知道何時用、如何用。實踐中不能很好地應用理論指導是普遍存在的一種現象。因此，引進案例教學式、情境教學式和任務驅動式等新的教學模式，將理論課的教學搬進實驗室等新的教學方法具有重要意義。

（二）實驗內容相對陳舊

目前，實踐教學主要采用EDA軟件仿真和實驗箱下載驗證的教學模式。實踐教學內容是基于實驗教學大綱和實驗室現有設備而制定的，具有一定的局限性。學生平時的創新性想法和設計不能及時實現，欠缺對學生創新能力的培養。因此，改變現有的實驗箱教學模式，給學生提供電子實踐教學平臺，可鼓勵學生拓展思維，大膽創新，自己動手搭建具有創新性的電子產品的實踐方式迫在眉睫。

（三）實驗室管理僵化

為了便于實驗室管理，大部分院校采用以班級為單位，固定時間上實驗課的形式，導致出現以下幾個方面的問題。

1.實驗課時間受限，無法安排一些規模較大的綜合設計性實驗。

2.為了保證實驗設備的完好率，通常禁止學生在沒有實驗教師在場的情況下進入實驗室做實驗，導致儀器設備利用率低，極大地浪費了資源。

因此，在加強實驗室的建設和管理工作的同時，積極為學生建立可移動實驗室創造條件，這樣可大大提高學生的學習積極性和實踐條件。

（四）實驗設備損壞率高

在目前的實驗教學模式下，學生的動手能力亟待加強，實驗過程中通常會出現老師前面維護設備，學生實驗過程中損壞設備的現象。由于學生對硬件應用知識的缺乏而不懂得愛護和維護設備，從而造成實驗設備的損壞率居高不下，實驗室維護成本過高。因此，加強學生的硬件基礎知識教育尤為重要。

（五）課程考核體系單一

以應用型人才培養為目標的教學質量和教學效果考核應該注重于學生實際能力的考核，目前EDA課程的教學效果和教學質量仍然以理論課為主，實驗課的考核依附于理論課成績，并且所占比例不大，且考核方式單一，沒有使學生真正從思想上提高培養動手能力的意識，沒有達到實驗教學的真正目的。

三、課程教學改革與實踐

（一）教學模式和教學方法改進

以強化學生實踐能力，培養學生應用和創新能力為目標，不斷修訂和完善教學大綱，建立EDA課程設計資源庫及課程教學案例庫，并在實踐中及時更新和完善。在實踐教學中，將理論與實踐有機結合起來，使學生能夠邊學邊練，達到提高課堂教學質量，理論應用于實踐的目的。主要表現為以下幾方面。

1.案例教學式。改變傳統的利用多媒體演示的教學模式，將工程設計案例引入課堂，在分析解決案例的過程中，介紹EDA課程的基本概念、設計方法和流程，達到教學最終目的。現以三層電梯的設計為例，表1系統地介紹了EDA設計的基本流程。

通過采取案例式教學法，將理論教學與實踐相結合，有效避免了理論教學的單調，增加了實踐的興趣，同時也提高了學生的學習積極性。課后作業要求學生提出自己的創新性設想并進行實踐，不僅可培養學生的創新能力，同時也提高了實戰能力。

2.情境教學式。改變理論與實踐相分離的傳統教學模式，結合實際教學課時安排，在整個教學設計中設計了八個學習情境，每個情境基本都在學生已有的認知、生活經驗及知識本身聯系的基礎上創設。每個教學情境都輔以具體案例，表2具體列出4個教學情境加以說明。

情境式教學過程中，教師通過提供豐富的感性材料，展現知識產生發展的實際背景，設計恰當貼近學生生活的問題情境，引導和啟發學生用自己的思維方式積極思考，主動探索，創新已有知識。

3.項目驅動式。項目驅動教學法是以“完成某一項目”為載體，由教師引導學生進行思考、討論，進而完成最終設計，最后教師檢查評比，提出期望。采用“項目驅動式”的教學法，既提高了學生的學習興趣，又能夠將理論與實踐相結合，有效培養了學生的應用和創新能力。

教學過程中采用軟硬件系統的綜合設計與調試的教學方式，使學生初步具備了綜合性電路設計、編程與調試能力，同時也達到培養學生分析解決問題的能力及創造力。

（二）實驗內容與方式創新

1.實驗內容實時更新。在現有實驗教學內容的基礎上，建立實驗數據庫，定時對學生開放。將EDA最新技術和發展方向積極納入到數據庫，這樣不僅豐富了實驗教學內容，同時也將課堂教學和工程設計有效結合到了一起。

2.實驗方式積極創新。在現有實驗設備的基礎上，鼓勵學生自己動手完成實踐。為達到真正訓練學生動手能力、改變傳統實驗箱模式的目的，具體實踐需要學生自己動手完成，這樣既提高了學生的學習興趣，又培養了學生的創造性和實踐應用能力。

（三）積極建立可移動實驗室

基于目前實驗室的固定管理模式，積極地幫助學生提高實驗條件。EDA課程實踐中只需電腦以及實驗器件，對實驗環境要求不是很高，主要通過以下幾方面。

1.將常用的EDA軟件及安裝方法、軟件使用教程掛到網上供學生參考。

2.學校提供簡單的公共實踐場地。

3.實驗室為學生配備常用耗材。

這樣學生只要有時間就可以進行實驗，甚至在宿舍就能完成實踐，大大降低了實驗室管理難度。

（四）加強基本實踐技能培訓

在學生走進實驗室之前，對學生進行一次簡單深刻的實驗室知識培訓：出錯不可怕，要及時糾正;實踐中操作要正確合理;碰到問題要積極面對和解決;共同維護和建設實驗室。

（五）考核方式的改革

打破傳統的理論考試和實驗報告出成績的模式，逐步將課程的考核貫穿到每一節課中，主要表現為以下幾方面。

1.鼓勵學生自己選題，盡量做到人人不同，且具有創新設想，不僅可避免學生相互抄襲，同時也能培養學生的創新能力，將創新性作為考核的一部分。

2.重要的實踐過程需有圖片和視頻進行記錄，以自己完成的電子實物進行考核。

3.實驗報告的書寫要規范化，要寫出實踐中的問題和具體解決思路，以及實驗的改進完善設想，這也是考核的重要一環。

四、結束語

在未來的EDA教學發展中，要積極地將FPGA的知識與單片機等嵌入式技術進行結合，進行新項目的開發，以積極帶動課程的建設。

參考文獻：

[1]馬光喜，李良榮，李霞.電子設計教學與課程體系研究[J].實驗室研究與探索，2014，33（7）：165-168，188.

[2]孫文彬.開放性創新實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2006，25（2）：149-151.

[3]林連冬.EDA技術開放實驗室研究型實驗的教學探索[J].實驗室研究與探索，2013，32（5）：216-218，226.