EDA技術本科實踐教學改革的研究與思考

王美妮++趙偉++李響++吳曉雪++戴禎德

摘 要：針對本科教學中EDA技術實踐教學滯后于信息技術發展、教學不能取得良好成效、學生不能適應就業需求等在電子實踐教學中普遍存在的問題，提出了EDA實踐教學改革模式。本項目的研究旨在以省級示范中心建設體系為指導，以“知識應用能力培養”和“研究創新能力培養”為目標，提高學生EDA技術實踐課程中的動手操作能力，通過融合創新的教學手段，使學生增強學習興趣，加深理論知識理解，完善學習團隊建設，提高EDA實踐課程教學質量。經過一個學期的實踐，取得了一定的教學成效。

關鍵詞：EDA；本科實踐教學；能力培養；教學質量

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

EDA技術實踐教學是高校電信類專業中一個重要分支。它所涉及的基本理論、基礎知識和基本方法對本科生、研究生的培養起著相當重要的作用；與其他相關專業的課程之間保持著緊密的銜接與交融，也是學生在今后較長時間內賴以吸取新知識和自我完善發展及終身學習、終身教育的理論基礎。實踐教學是本課程開展教學科研活動和服務社會的重要組成部分，是培養學生實踐動手能力、科學創新思維和取得科研成果的主要實踐環節[1]。本項目的研究旨在以省級示范中心建設體系為指導，以“知識應用能力培養”和“研究創新能力培養”為目標，提高學生EDA技術實踐課程中的動手操作能力，通過融合創新的教學手段，使學生增強學習興趣，加深理論知識理解，完善學習團隊建設，提高EDA實踐課程教學質量。

2 研究方法（Method）

2.1 研究條件

近年來，隨著我國經濟社會的快速發展，迫切需要大批具有創新能力、實踐能力的專門人才。電子信息專業是工程性、實踐性非常強的專業。該專業的教學效果直接影響大學生以后的深造和工作。目前關于實踐教學改革研究頗多，但是各種研究的基礎不一樣，學生素質程度也不盡相同。教學過程中，學生的學習興趣不濃厚，學習動力不足，尚存在畢業生實踐性不夠，動手能力不足，大多數學生進入公司后還要“回爐”培訓。結果直接導致學生就業困境和用人單位找不到人才的尷尬局面。

EDA技術實踐課程在多數本科院校為專業必修課，約為10—20學時，開設5—10個實驗項目。現授課學生為電子、通信、自動化等專業方向，實驗設備為ALTERA FLEX10K、XILINX等適配板，平臺軟件為Max+plusII、CYPRESS版本。在實踐環節中，如何更有效地提高教學質量和教學效率，如何提高學生創新意識與自主學習能力、培養創新與合作的團隊意識、積極參加動手實踐是目前急需解決的問題。

結合開展“提升人才培養質量”專題學習和研討，通過探索新的電子設計自動化實踐課程改革，加深學生對基礎理論的理解，加強學生實踐動手與綜合能力，提高學生就業競爭力。

2.2 EDA實踐教學改革的實施方案

2.2.1 研究目標

EDA技術實踐課程是培養學生綜合應用和工程實踐動手能力的有效途徑之一。在本項目的研究中，結合開展“提升人才培養質量”專題學習和研討，旨在探索新的教學手段，以更有效地提高EDA技術實踐教學質量和教學效率，增強學生的學習興趣與自主學習能力，培養創新與合作的團隊意識，積極參加動手實踐。

2.2.2 EDA技術實踐教學改革的研究內容分析

（1）授課教師仔細研讀EDA技術教學大綱，規范教案和補充文檔的準備

為了打造一流的教學，高校必須重視高等教育質量控制的三個核心環節：教學大綱、教學活動和教學評價[2]。授課教師應該充分分析EDA實踐課程的授課目標，落實創新教學理念，與就業需求和人才培養目標相結合，合理撰寫教學大綱。科學研讀本校及同類高校的EDA技術教學大綱也是開展教學的有益補充。如何組織和加工教學內容、靈活安排教學活動也是實踐教學改革需要思考的重要方面。參照教學大綱，授課教師應正確處理EDA技術課程理論與實踐的分配關系。實踐課程的開展切不可和理論脫節，讓學生真正掌握和驗證關鍵知識點，達到學用結合的良好教學效果。

備課是教師依照學科特點、教學內容和學生實際，搜集資料、處理信息、設計方案的過程，是教師對知識的自我轉化、改造、構思的過程，可以說它是一項再創造的工程。備課不僅是提高電子實驗教學質量的重要環節，也是促進教師專業化發展的重要手段[3]。針對EDA技術的實踐項目，可組織與理論授課教師聯合備課，參照本專業其他教師的教學經驗，備課教師從學生角度換位思考，反復論證實驗項目的擴展方向，仔細分析實驗項目的功能原理，按驗證性、設計性、綜合性分類備課，廣泛搜集文獻，積極設計可行、豐富的實用電路補充到課堂教學中。

（2）從實踐項目內容改革入手，增強學生學習興趣與學習動機通過校內實踐教學改革探索，如大量采用項目法進行教學實踐，增強學生實戰能力，達到實踐教學改革的目的[4]。改革實驗教學項目的內容安排，總結實驗授課經驗，優化綜合性、設計性實驗項目或內容。實驗介紹的基礎項目，要抓住學生的興趣點所在，注重精彩性，按照學生的認知規律來捕捉教學重點和難點。點陣顯示模塊的程序設計實驗中，顯示圖案可自行設定為藝術圖案、漢子字體等。在74LS138仿真電路實驗中，預先設置CASE語句的錯誤代碼，要求學生先進行程序糾錯，再進行調試下載。十字路口信號燈測試實驗中，要求學生進行狀態設計，預習狀態賦值語句的基本格式，并作圖說明實際應用中交通燈的切換順序和工作周期。邏輯函數運算實驗中，鼓勵學生描述自行設計的函數表達式。鼓勵學生把積極的學習態度展現出來，實施課堂量化考核，按照出勤、預習、提問、思考、創新五個方面打分，這樣對營造課堂氣氛、強化知識應用都起到了顯著的推動作用，從而實現以“知識應用能力培養”和“研究創新能力培養”為目標的實踐教學改革。

（3）加強學習團隊建設，分層教學，對問題學生因材施教endprint

鼓勵推行學習團隊建設，提倡團隊成員課余時間研習較大設計題目，分工合作，相互支持，并給予附加成績加分。采取分層教學，對成績較好的學生增加設計題目，加深難度；對成績較低的同學注重基礎知識的講解，安排稍簡單的題目。在布置實驗內容時按學生能力的不同，設置不同題目，這樣既能挖掘每個學生的潛力，又能避免報告抄襲[5]。課下與學生交流學習體會，開展教學效果調查，了解他們對本課程的掌握程度，發現教學中存在的問題，整理出調查結果，從而找出提高EDA技術實踐教學質量的解決方案。

2.2.3 實踐教學改革的研究實施

課程體系是人才培養的總體藍圖，是實現人才培養目標和培養規格的主要依據。就目前電信類實踐課程而言，應該適時更新課程體系，增加實用內容，減少理論學時，增加實驗教學內容，增加實習課程和學時。實踐教材的選定要立足于應用技術的講述，實踐課的教學內容應該引入實物，以拓展應用技能為主。

電信類本科實踐課程的組織與管理也是重中之重，可將目前的現有實踐課程分類，完善教學文檔管理手段，建立采用網絡通信平臺完成“教師—課程—學生”的科學連接。可按照如下模塊設定平臺內容：

（1）課程內容組織（視頻、音頻、PPT、文本、文檔……）；

（2）課程交互設計（測試、調查、作業、討論、特殊交互）；

（3）項目教學（項目管理、分組管理、成果管理、評價指標）；

（4）學習數據管理（數據記錄、數據統計、數據分析）。

這種方式不但提高了教學的工作效率，還能將轉型期的教學活動與互聯網對接，增強了知識拓展的有效途徑，完成師生間應用技能學習的適時交互，可實現不受環境、場地、時間限制的互助學習、考核、答疑。

對教學效果反饋采用調查研究法；EDA實踐教學的技術研究帶動人才培養模式改革采用文獻研究、理論分析、調查研究相結合的方法；實踐課程內容改革采用調查研究、座談交流的研究法；組織課程組教師研究、討論，確定建設內容，并進行課程建設、教學模式、教學方法的改革等采用行動總結法；對課程管理建設改革采用項目實踐研發的方法和歸納總結的方法。

依據國家、省中長期教育改革和發展規劃綱要有關要求，緊密結合學校教育教學改革和本單位的實際情況，以省級示范中心課程建設內容為指導，以實踐課程內容改革為引領，以課程管理建設為載體，積極開展本科教學應用轉型的課程內容改革。根據學校教學改革最新要求，優化EDA實踐教學內容，形成有利于學生知識、能力與素質協調發展的實用、創新相結合的EDA課程體系。

3 討論（Discussion）

為滿足產業結構調整對人才的需求，我國“211”高校在電信類課程改革中為所在學科的發展做出了重要的貢獻。他們的辦學模式、課程方法改革也給普通高校本科電信類的教學發展提供了參考。清華大學的研究文獻從EDA技術實踐課程大綱制定、就業需求、學生培養方式特別是強化實習的推動方式進行了總結，認為信息技術的發展需求催生了電子設計自動化的推廣。近期調研表明，諸多“211”高校在EDA技術的實踐課程內容設定、設備升級和項目培訓等方面位于國內先進水平，積累了成熟的教學改革經驗，學生的實踐能力較強，能適應就業需求和信息社會的技術變革。

適應社會與科學技術發展的需要、符合學校的實際條件、突出學校優勢和特色的課程改革勢在必行，提高教學質量必須深化教學改革，強化教學研究。學校應將教學改革作為提高教學質量的重要推動力，將教學改革貫穿人才培養的全過程，將教學改革與研究變成廣大教學工作者的自覺行為，大力推進培養模式、教學模式和教學管理模式改革，推動教學質量的不對提升。

以EDA技術改革為契機，結合國內現行審核評估指標要求，在課程改革和建設中，我們應該拓展國內本科教學可借鑒的改革模式與教學改革思考：（1）多元化的人才培養模式：科教協同、產學合作、復合型、本碩聯合培養。（2）研究性的教學模式：大班上課小班研討、啟發式、討論式、案例式。（3）以學生為本的管理模式：彈性學制、轉專業、選課、選教師。（4）課程教學建設：課程的教學要求有哪些？教學內容是否體現人才培養目標要求？教師是否了解學生的求知需求？課程教學大綱制定、執行是否規范？課程教學內容是否符合更新的制度要求？教學方法、教學手段是否具有改革措施？實施方案與效果是否明顯？網絡教學資源利用率與使用效果如何？考試方法改革（基于能力考核）是否取得成效[6]？

實驗教學項目作為高校開展實驗教學的基本單元，其建設水平直接決定實驗教學的整體質量。堅持一切從學生的需求出發，注重對學生社會責任感、創新精神、實踐能力的綜合培養，注重知識傳授、能力培養、素質提高的協同實施，調動學生參與實驗教學的積極性和主動性，激發學生的學習興趣和潛能，增強學生創新創造能力。堅持需求導向，緊密結合經濟社會發展對高校人才培養的需求，緊密結合專業特色和行業產業發展最新成果，緊密結合學校定位和人才培養特點，采用現代信息技術，研發原理準確、內容緊湊、時長合理、難度適宜的虛擬仿真實驗教學項目。始終關注信息化時代背景下學生需求，重點實行基于問題、案例的互動式、研討式教學，倡導自主式、合作式、探究式學習。創新實驗教學項目資源呈現方式，注重通過文字、圖片、視頻等各種媒介促進教學準備、線上討論、線下交流。加強網絡化條件下實驗教學規律研究，探索提升實驗教學效果的方式方法。

信息工程學院高度重視實踐教學，不斷增加實踐教學的比重。在制定2016版本科人才培養方案過程中，學院大力開展了實踐教學改革，并規定實踐課程占總學分比例不低于30%，以此構建了立體化的實踐教學方案和漸進式的藍色實踐教學體系。學院電信實驗中心是省級實驗教學示范中心建設單位，課程建設和改革更應提高標準，不斷深化改革，不斷創新成績。

EDA技術實踐教學改革課題組于2016年11月針對2014級本科學生對EDA課程發展、教師教學水平、教材、實踐教學、教學設施等方面的滿意度進行了問卷調查。問卷共設五個觀測指標，評分分為“滿意”“基本滿意”“不滿意”三個層次；2014級每個行政班隨機抽選5名同學填寫，共回收有效問卷15份，“滿意”和“基本滿意”所占比例的平均值為96%；并針對學生日常的課堂表現實施課堂量化考核，這一舉措大大提高學生的學習興趣。

4 結論（Conclusion）

EDA技術實踐教學改革作為一種適應信息時代的促進本科實踐創新的教學手段，已成為高校電信專業的重要改革熱點。它帶來的不僅是本科高校工科實踐教學工作方式的轉變，更是實踐教學理念和人才培養目標的革新。通過一學年的教學實踐，教學過程中課堂氣氛活躍了。教學中穿插對理論知識進行回顧和提問。有90%的同學能在顯示電路設計實驗中自行完成圖案的程序設計，并成功下載。有50%的同學能夠完成調試電路視頻錄制。全學年無曠課情況。本科高校電子設計自動化的實踐推廣工作應更廣泛地將信息技術與媒介應用于實際教學中去，建立適應信息浪潮的工科實踐教育新模式，提高實踐教育實效。只要改革者充滿決心，拓展視野，通過不斷改革與思考，最終一定能解決實際困難，實現學以致用的終極價值。

參考文獻（References）

[1] 張樹永.給青年教師的教學建議[R].大連：大連海洋大學藍色講壇，2016：10.

[2] 郭文革.高等教育質量控制的三個環節：教學大綱、教學活動和教學評價[J].中國高教研究，2016（6）：58-64.

[3] 任維政，呂玉琴，王葵如，等.電子實驗教學合作備課模式的研究與實踐[J].實驗技術與管理，2007（3）：116-118.

[4] 李娜，賈方，楊瀚宇，等.我國高校實踐教學改革的困境及對策[J].大學教育，2015（1）：16-19.

[5] 王美妮，谷軍，趙偉.以高校實踐教學管理與資源共享平臺為指導的EDA實踐教學改革新途徑[J].教育教學論壇，2016（5）：87-88.

[6] 朱泓.審核評估內涵解析及自評自建工作要點[R].大連：大連海洋大學藍色講壇，2017：44-46.

作者簡介：

王美妮（1978-），女，碩士，講師.研究領域：電子與通信工程.

趙 偉（1978-），男，碩士，副教授.研究領域：計算機應用.

李 響（1983-），男，碩士，講師.研究領域：信息處理.

吳曉雪（1989-），女，碩士，講師.研究領域：自動控制技術.

戴禎德（1996-），男，本科生.研究領域：電子與通信工程.endprint