EDA課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

鄭瑋

摘 要 針對(duì)EDA課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合本院的教學(xué)實(shí)踐，提出完善實(shí)驗(yàn)保障體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探討以突出技能為目標(biāo)的考核方式，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 EDA；實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）24-0111-02

Exploration and Practice of EDA Teaching Reform//ZHENG Wei

Abstract Combined with the problems existing in EDA course tea-

ching and the years of teaching experience. This paper proposed to

standardize a perfect lab security system， optimize the curriculum content， open-type experiment teaching and improve the examina-tion of students experiment skill. These measures will help to culti-vate students practice ability， innovative thinking and innovative ability.

Key words EDA； laboratory； experimental facilities

1 引言

信息化社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)電子設(shè)備的進(jìn)步，現(xiàn)代電子設(shè)備功能不斷增強(qiáng)，速度和可靠性提高，功耗降低，體積和重量減小，成本下降，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)步的主要原因是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的核心是EDA（Electronic Design Auto-

mation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)。EDA技術(shù)是指以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、邏輯下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T(mén)新技術(shù)[1]。它強(qiáng)烈沖擊了傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法，是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。

在各高校電子通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的課程教育中，EDA技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性、工程性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，該課程的教學(xué)越來(lái)越為廣大師生所重視。眾所周知，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)人才知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑和手段，是影響高校教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前，高校實(shí)踐教學(xué)管理相對(duì)薄弱，甚至是管理缺失，嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量。文章就EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理、實(shí)踐教學(xué)改革方面提出一些建議。

2 高校電子專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理[2]

1）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)缺乏總體規(guī)劃。教學(xué)單位對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不夠重視，存在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模小、功能單一的弊端。

2）實(shí)驗(yàn)室資源不共享、設(shè)備利用率低。實(shí)驗(yàn)室管理封閉，各學(xué)院實(shí)驗(yàn)室之間、院內(nèi)實(shí)驗(yàn)室之間以及校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室之間缺乏溝通協(xié)作，有的實(shí)驗(yàn)室出于管理、安全、耗材等方面的考慮，拒絕其他學(xué)院師生使用，甚至是拒絕本院師生課程外的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，僅承擔(dān)本院的課程教學(xué)。

就喀什大學(xué)物理與電氣工程學(xué)院而言，EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室已于2011年建立并使用，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器包括計(jì)算機(jī)20臺(tái)、EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)及各實(shí)驗(yàn)?zāi)K20套，滿(mǎn)足日常教學(xué)需求。由于管理的封閉，EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室僅用于課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開(kāi)放較少，學(xué)生課后沒(méi)有實(shí)踐機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)，利用率低。

3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置不合理，學(xué)科之間交叉越來(lái)越多，專(zhuān)業(yè)之間的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互滲透、相互交叉，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目出現(xiàn)重復(fù)設(shè)置問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)設(shè)備歸屬存在“以室為主”的痼疾，管理封閉，實(shí)驗(yàn)室資源得不到共享，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備重復(fù)購(gòu)置、利用率低；有些設(shè)備購(gòu)進(jìn)之后，由于對(duì)應(yīng)課程尚未開(kāi)設(shè)，或是不適合課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)等原因，從未使用過(guò)；有些實(shí)驗(yàn)?zāi)K未配置對(duì)應(yīng)的測(cè)試儀器，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能得不到充分發(fā)揮。

4）實(shí)驗(yàn)室管理混亂。有些高校實(shí)驗(yàn)室管理人員不足，甚至未配備專(zhuān)職的實(shí)驗(yàn)管理人員，實(shí)驗(yàn)室管理隊(duì)伍不穩(wěn)定，人員經(jīng)常更換，導(dǎo)致教學(xué)資源管理混亂。

課程教學(xué)及考核

1）實(shí)踐教學(xué)形式單一。多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，即按照教材的章節(jié)制訂教學(xué)計(jì)劃，安排教學(xué)進(jìn)程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)則主要采用知識(shí)傳授為核心的靜態(tài)方式進(jìn)行教學(xué)，始終扮演著“僅為課堂教學(xué)作為補(bǔ)充與驗(yàn)證”的角色[3]。教師教學(xué)觀念滯后，始終強(qiáng)調(diào)自身的主導(dǎo)作用，相對(duì)忽視學(xué)生的主體作用。這種教學(xué)方式不適用于實(shí)踐技能性課程。

EDA技術(shù)是一門(mén)知識(shí)綜合面寬，實(shí)用技術(shù)先進(jìn)，既具有一定的理論性，又與工程應(yīng)用密切相關(guān)的課程，與C語(yǔ)言、數(shù)字邏輯電路有一定的連貫性。如果也按照上面的方法來(lái)教學(xué)，會(huì)使得學(xué)生對(duì)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性沒(méi)有主觀的認(rèn)識(shí)，缺乏實(shí)踐技能和工程素養(yǎng)，制約創(chuàng)新能力的提高。

2）課程考核方式不合理。目前EDA技術(shù)課程的考核方式多為閉卷筆試，形式單一也不合理，無(wú)法真實(shí)反映實(shí)際教學(xué)效果和學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度。不合理的考核方式導(dǎo)致學(xué)生采用錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)方法，只會(huì)機(jī)械性地記憶編程語(yǔ)句，不能靈活應(yīng)用，不重視操作能力。

3 EDA課程教學(xué)的改革措施

依據(jù)教學(xué)中實(shí)際存在的問(wèn)題，文章對(duì)EDA課程的教學(xué)進(jìn)行探索、實(shí)踐，推出幾項(xiàng)改革措施，嘗試改善現(xiàn)狀、解決問(wèn)題。

完善實(shí)驗(yàn)保障體系，增加實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放 由于實(shí)驗(yàn)室存在各自為政、缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的弊病，造成實(shí)驗(yàn)資源和實(shí)驗(yàn)人員的浪費(fèi)。高校要逐步完善實(shí)踐教學(xué)管理制度，各實(shí)驗(yàn)室由專(zhuān)門(mén)實(shí)驗(yàn)管理人員管理，實(shí)驗(yàn)人員負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的管理以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的日常維護(hù)，以保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備在高負(fù)荷的狀態(tài)下仍能正常運(yùn)行。這為提高學(xué)生實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提供了制度保障，也為有效利用實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放實(shí)現(xiàn)多樣化的實(shí)踐教學(xué)提供了條件。

改革課程教學(xué)，形式多樣化 在EDA傳統(tǒng)的授課模式中，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是獨(dú)立的，編程語(yǔ)言VHDL先在多媒體教室進(jìn)行逐條講解，然后另外安排時(shí)間讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐，這種先理論后實(shí)踐的方式易造成理論與實(shí)踐脫節(jié)。

EDA課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)都在實(shí)驗(yàn)室完成，即在講解VHDL語(yǔ)言語(yǔ)法的同時(shí)，結(jié)合實(shí)例講授，然后由學(xué)生各自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師隨機(jī)指導(dǎo)，最后針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行集中講解。這種教學(xué)方式能有效地將知識(shí)點(diǎn)融入實(shí)驗(yàn)，不會(huì)出現(xiàn)理論與實(shí)際的脫節(jié)，學(xué)生既了解了自己掌握的情況，又能加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，從中得到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

要修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)綜合了多門(mén)課程的內(nèi)容，與實(shí)際生活密切相關(guān)。教師給出設(shè)計(jì)要求，學(xué)生自行查閱資料、確立設(shè)計(jì)方案，自行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不但幫助學(xué)生加深了理論知識(shí)的理解，而且提高了學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。

在課外，組織開(kāi)展興趣小組或是科技創(chuàng)新等項(xiàng)目，由學(xué)生自主申報(bào)立項(xiàng)，并給予一定的經(jīng)費(fèi)資助，以提供學(xué)生科研訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

建設(shè)良好的校園局域網(wǎng)，在校園論壇里開(kāi)辟EDA技術(shù)的學(xué)習(xí)交流園地，在局域網(wǎng)空間里提供技術(shù)文章、各種軟件工具與學(xué)習(xí)教程，以及各種優(yōu)秀的中英文教材的電子版，供學(xué)生學(xué)習(xí)交流。

改革考核方式，突出技能 EDA課程的教學(xué)原則是“實(shí)踐為主，重在應(yīng)用”。為提高教學(xué)質(zhì)量，真實(shí)反映實(shí)際教學(xué)效果和學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度，必須有一套客觀有效的考核方法。將EDA技術(shù)課程傳統(tǒng)的試卷考試方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄芸己?，由教師或是學(xué)生自行擬題，3～5人為一組，由學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后提交書(shū)面設(shè)計(jì)報(bào)告；教師現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，最后進(jìn)行答辯，并根據(jù)驗(yàn)收、答辯、書(shū)面設(shè)計(jì)報(bào)告情況，最終給予評(píng)定成績(jī)。這種考核形式側(cè)重于考核學(xué)生的應(yīng)用能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生的全面考查，促使學(xué)生全面掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能。

4 結(jié)束語(yǔ)

EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的一項(xiàng)新興技術(shù)，發(fā)展迅速。課題根據(jù)目前EDA課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理、課程教學(xué)方法和考核方式提出幾點(diǎn)改進(jìn)措施，并取得一定的成效。但是，課程教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，還需進(jìn)一步深化EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，完善實(shí)驗(yàn)管理辦法，以更好地適應(yīng)當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的要求。

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