應用型人才培養模式下E D A 技術教學改革的探索與實踐

姚 毅 姚 芳

（1.湖南人文科技學院信息學院，湖南 婁底 417000；2.漣源市藍溪學校，湖南 婁底 417100）

EDA 技術是一種實現電子設計自動化的應用型技術，它依靠高性能的計算機，在EDA 軟件平臺上，根據硬件描述語言HDL 完成設計文件，整個設計過程十分方便高效[1]。目前，EDA 技術已成為現代電子設計的重要手段， 代表著現代電子設計新潮流， 并已成為衡量一個國家電子技術發展水平的重要標志[2-3]。 我國的EDA 技術產業由于起步晚，設計人才少，據統計，2010年我國芯片設計人員總數尚不到需求的10%[4]。目前，如何提高EDA 技術設計人才已成為政府和相關企業關心的問題，也是當前國內高校亟待完成的任務[5]，所以，大多數理工學校都開設了EDA 技術相關課程和實驗，使學生掌握EDA 技術，為更好地從事本專業打下堅實的基礎[6]。基于應用型人才培養模式的需要，結合我校的實際情況，我們對EDA 技術課程進行了初步的教學改革。

1 教學內容的調整

我校電子信息工程培養目標為 “培養實踐能力強且具有創新精神的應用型人才”， 采用的教材為潘松出版的《EDA 技術與VHDL》，使用的實驗箱為杭州康芯電子有限公司的GW48EDA_PK2/PK3 實驗系統，除此之外， 又配備了最新的開發板。 以往的教學模式重點是是將課本知識從教授給學生， 學生的精力過多的放在了VHDL 語言的學習上。通過改革，我們將教學內容進行了調整， 采用項目化教學進行授課， 教學內容也因此也選取教材中的重要項目， 將VHDL 知識的學習靈活地融入項目中， 通過項目的學習掌握相關知識，提高學生的學習效率。

實踐教學環節是整個教學過程中的重點， 針對本課程實踐性強的特點， 我們對原有的課程實驗內容進行了調整， 增加了實驗學時數， 為學生創造更多的實踐機會。 （1）減少驗證性實驗。 通過一兩個基礎實驗，使學生掌握基本實驗技能，為下一步實驗做準備。（2）增加綜合性實驗。 這一過程中，教師只是輔導學生，學生要自行設計并完成任務， 從題目分析到電路設計，直至完成最終的設計。 這些都是對學生最好的鍛煉，既增加深他們對理論知識的理解， 又培養他們解決問題的能力。

2 教學方法的改革

2.1 開放式學習

任何一種語言一門技術的掌握是需要大量時間的，但是上課學時是有限的，因此，我們給電子信息類專業的學生分成若干小組， 兩個人一個小組， 每個小組都可以借一塊FPGA 實驗開發板。 一方面提高學生的學習興趣， 另一方面， 使得學生在課余時間也可以完成自主設計項目，強化學習效果。 另外，實驗室對學生開放，學生可以在實驗室使用電子元器件、示波器、EDA 實驗箱和其它相關設備。

應用型人才的培養需要學生盡早進入相關知識的學習， 以往這門課程安排在大三第二學期， 參考清華大學、 杭州電子科技大學、 北京理工大學等國內許多高校的模式， 我們專業也將電子信息工程專業的課程選擇性的提前，EDA 技術這一門課程也提前到了大二，學生在大學期間有更多的時間去掌握這門課程。

2.2 項目化教學

傳統的教學手段單一， 課堂教學主要是相關知識的教學，學生的學習興趣不高，有的學生基礎較差，有點望而卻步。 我們將教學內容項目化， 學生帶電腦和開發板上課， 通過理論和實踐操作相結合來提高學生學習的興趣，提高學生學習的主動性。

教學內容項目化分為兩個階段： 第一個階段為學習階段，教學內容分成若干的項目，比如：多路選擇器的設計、加法計數器的設計、正弦信號發生器的設計、ADC0809 采樣控制電路的設計、 基于DSP Builder 的正弦信號發生器的設計等。 第二個階段為研究階段，這個階段采取教師擬定項目學生組團研究設計的方式。學生在課程設計實踐階段對選定項目進行設計， 指導老師全程參與項目的指導。

2.3 其它教學方式

啟發式教學方式：啟發式提出問題，讓大家帶著問題學習。 每次學生完成基本功能的設計之后， 都提出進一步的要求或者更改設計方案， 給出提示， 讓學生進一步深入的完善設計。 比如多路選擇器的設計這個項目， 啟發學生自己換一種表達方式去描述電路的基本功能； 比如加法計數器的完成最基本的功能之后，啟發學生對計數器的功能進行添加設計。

邊干邊學教學方式：邊學邊干的方式是指，在課堂上， 實施教師邊講、 學生邊干、 教師邊輔導的教學形式。 對于某些項目， 比如LPM 宏功能模塊的使用，MATLAB/DSPBuilder 及其設計流程，就采用邊干邊學的教學方式。 這種方式可以使得學生快速掌握工具的使用，掌握設計流程設計方法。

3 考核方式改革

考核是人才培養過程的一個重要環節， 是檢驗教學效果和教學質量的主要手段， 工科學生需要的是工程實踐能力，因此，我們使用了綜合考核方式。EDA 技術考試成績由，平時成績、實驗成績、項目考核三部分組成。 具體比例為：平時成績20%，實驗成績占40%，項目考核成績占40%。

平時成績主要包括課堂出勤、課堂表現、作業成績三個部分，

實驗成績：每個實驗都要考核，主要分為實驗操作和答辯， 實驗操作主要是對實驗的完成情況進行評分； 實驗答辯主要是針對實驗原理、 實驗內容以及相關知識點進行簡單考核。

項目考核采取開放式組隊隨機抽題的方式。 具體方案為： 由教師擬取十來個小項目， 學生三到四人組成一個項目團隊， 采取隨機抽取的方式選題， 學生團隊利用課程設計實踐階段對項目進行完成， 最后根據完成情況進行考核， 考核內容為項目操作 （即項目完成情況）、項目答辯和項目總結報告三個部分。

4 結束語

EDA 技術是電子信息類專業的重要課程， 通過教學內容的調整， 教學方法和考核方式的改革， 提升了教學效果。 使得學生的實踐能力、創新能力、團隊協作能力得到了提高， 有助于我校電子類專業培養出適應市場需求的人才， 提高學生電子設計大賽的水平，對應用型人才的培養具有十分重要的意義。