“EDA技術與應用”教學現狀分析與教學方法改進

聶夢雅

摘? ?要：“EDA技術與應用”是高校電子類專業的應用型課程，為了培養學生的自主學習、搜集資料、團隊合作等能力，文章提出了分組完成任務并在課堂呈現的理論教學方法，和課堂、課后相結合是實驗教學方法，在提高學生學習效率、增強學生實踐能力方面取得良好的效果。

關鍵詞：電子設計自動化;課程改革;分組教學

隨著半導體技術的飛速發展，最初的小規模集成電路發展到超大規模集成電路，再結合計算機的發展，形成現有的電子設計自動化（Electrical Design Automation，EDA）技術[1-2]。其是現代集成電路及電子整機系統設計科技創新和產業發展的關鍵技術，而EDA技術教學則是培養高素質電子設計人才，尤其是IC設計人才的重要途徑。獨立院校一直把培養應用型人才作為教育教學的出發點和落腳點。

“EDA技術與應用”作為電子信息類專業的專業必修課程，是基于數字電子技術的延伸，在數字電子的設計方面有著非常綜合的應用，同時也是學生畢業設計中使用的熱門工具，但是通過平時的實踐教學和畢業設計的選題情況，發現學生對于這門課程的掌握還遠遠不足，本文將針對這些不足產生的原因加以分析，并通過實踐教學結果提出自己的見解。

1? ? 課程教學中存在的問題

1.1? 課程設置

以南京師范大學中北學院電子信息類專業為例，“EDA技術與應用”為專業必修課，共72課時，理論課36課時，實驗課36課時，從課時上來看，理論課和實驗課課時持平，但是由于這門課本身偏重應用，理論課除了新硬件語言的學習，大部分都要靠編程來實踐，學生才能更加熟練。該課程作為數字電子技術的延伸，大部分理論知識都已經被學習過，而本課程的重點在于培養學生通過編程把數字電路模塊整合成大型系統的能力，需要通過更多的實踐來完成。

1.2? 實際學情

現在傳統教學仍然以“教師教，學生學”為主，主要特點是：老師通過PPT向學生傳輸知識，必要時會加上板書，學生聽課然后記錄，這種方式可以較好地完成教師的預定課堂目標，但是正因為如此，在課堂上，教師為了完成教學目標，通常提問時間比較有限，和學生互動較少，從而也導致了學生上課時的專注力不夠。上課時筆記的記錄和課程的理解很難達到80%甚至更低，由于每周只有一次課，學生課后的自覺性也有所欠缺，除了極少數同學會和老師主動互動交流，大多數學生都將剛剛學習的知識拋之腦后，所學知識并不能得到復習和應用，等再次上課的時候已經是一周以后，根據記憶遺忘曲線，可以肯定之前的知識已經被遺忘了，而再次學習新知識的效果就會變得更差。

1.3? 考試考核方法單一

“EDA技術與應用”課程一般按照平時成績的40%和期末考試成績的60%來計算，平時成績中包括課堂表現及上機實驗部分，期末成績以閉卷筆試為主，主要為理論知識為主，一些操作題和改錯題涉及平時的實驗操作。學生雖然平時學習上有所欠缺，卻仍然可以通過考前突擊過關，通過前幾屆學生畢業論文選題證明，很多學生課程完畢后就把這門課拋之腦后，不能達到理想的教學效果。

2? ? 課程教學的改進

2.1? 上課方法的改進

大學生課業比較繁重，對于電子信息類的同學而言，不但專業課程較多，且課程難度也較高。EDA相對來說有了先修課程“數字電子技術”和“C語言程序設計”學習作為基礎[3]，難度上來講并不是特別高。通過對已修本課程的60名同學的調研發現，84%的學生認為這門課對找工作是有用的;70%的同學都覺得這門課學得不是很好，只有15%的同學覺得學得比較好。學得不好的同學覺得主要原因是自己基礎差且沒有用功，還有一部分同學對其沒有興趣;對于學得好的同學，54%認為是學過其他編程語言的原因，但大部分同學甚至87%的同學認為是愛動腦、勤上機的原因，還有一部分是自學能力較強的原因。學生還認為提問法和討論法要比講授法更容易讓學生掌握知識點，還有學生提出實踐法;87%的學生認為學好C語言是學習好本門課程的一個重要前提;96%的學生認為提問法能夠幫助學生更好地理解和掌握知識，61%的學生認為提問法也可以幫學生集中注意力在課堂上。綜上所述，學生具有一定的自學能力，如果可以事先通過查找資料，預習課本等學習相關的理論知識，有一部分學生很愿意去自學，也愿意下課花時間去做功課。

結合調研成果和一些上課的經驗，筆者以通信工程班級為例，把40位學生按照學號分成8組，每組5個學生，如圖1所示，在每一節課后給一組學生布置任務，讓學生回去收集資料，自己編寫PPT，上課的時候呈現出來。

筆者根據學生呈現的情況現場問答，一部分提問本組同學，檢查學生課后學習情況;一部分提問全班同學，檢查學生上課聽講情況，結合以上信息當場給出相應的分數，作為平時分進行累計，如表1所示。最后會根據學生講課的情況，對于學生在預習過程中漏掉或者展示不全的知識點加以補充，使學生加深印象和查漏補缺。

2.2? 實驗課程的改進

根據應用型本科的要求，對于應用類的課程必須要增加相應的實驗課程，在課內實驗課很難增加的情況下，筆者結合課上和課后兩個部分進行練習，課后的時候會讓學生編寫一些比較常用的小模塊，比如計數器、分頻器、觸發器等，上課時會給出一個綜合題目，比如“基于FPGA的交通信號控制”[4]，該系統中包括了使用狀態機進行狀態的轉換、分頻器、紅綠燈倒計時的計數器、七段譯碼顯示等，課上會給學生分組討論的時間，每個組拿出一份實行方案，實驗課時可以拿出已經編好的某個小模塊，然后加上需要編寫的主模塊一起使用，最后在實驗箱上進行實現，既可以達到課后練習的目的，又可以達到上課節約時間的目的，從而可以練習到更多的綜合實驗。

2.3? 評價體系的改進

根據上述理論課和實驗課程的改進，可以把評分標準變成累積式標準[5]，平時成績仍然為20%，但是根據分組后完成的任務和上課回答的問題進行評分;實驗成績提高為40%，主要是課后完成小模塊編寫的結果，加上上課的時候分析題目，思考和提問，編寫實現結果等;最后還是40%的期末成績，但是最主要是根據平時的學習情況、參與程度等決定是否可以通過這門課，或者獲得高分，讓整個評分體系更加規范和公平。

3? ? 結語

實踐結果表明：通過平時對學習過程的參與，學生上課時的注意力更加集中了，而且期末的成績也有了大幅度的提高。實踐過程中仍然存在一定的問題，比如對于收集資料的同學，沒有辦法控制是由本人完成的，還是直接由PPT制作者代為完成;再如，課后完成的小程序和綜合實驗，在后續的評價中，是否要以報告的形式呈現等，這些實踐過程中的問題還需要得到進一步改進。根據成績的數據，可以證明該方法是可行的，在之后的教學中有推廣的價值。

[參考文獻]

[1]劉愛榮，王振成，陳楊，等.EDA技術與CPLD/FPGA開發應用簡明教程[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2]潘松，黃繼業.EDA技術與VHDL[M].北京：清華大學出版社，2017.

[3]康華光.電子技術基礎（數字部分）[M].北京：高等教育出版社，2014.

[4]郭改枝，俞宗佐，張鵬舉.電子信息類專業畢業設計案例剖析[M].北京：清華大學出版社，2014.

[5]邢曉敏，李貽濤，趙翠然，等.高等學校電子技術類課程現狀分析與教學方法研究[J].無線互聯科技，2019（14）：70-72.

Analysis of the current situation of “EDA Technology and Application”

teaching and improvement of teaching methods

Nie Mengya

（Nanjing Normal University Zhongbei College， Danyang 212300， China）

Abstract：“EDA Technology and Application” is an application-oriented course for electronic majors in colleges and universities. In order to cultivate students ability of independent learning， data collection， team cooperation and so on， this paper puts forward the theoretical teaching method of completing tasks in groups and presenting them in class， which is the experimental teaching method combined with after class and classroom. It has achieved good results in improving students learning efficiency and enhancing students practical ability.

Key words：electrical design automation; curriculum reform; group teaching