EDA技術(shù)課程教學(xué)研究

[摘 要] EDA技術(shù)是大學(xué)本科電子信息工程類相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，是一門需要較強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)，以實(shí)踐為主的課程，其教學(xué)質(zhì)量的好壞不僅影響學(xué)生對(duì)該門課程的掌握，甚至?xí)苯佑绊懙綄W(xué)生對(duì)該專業(yè)的興趣延伸與期待。針對(duì)該課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法進(jìn)行研究改進(jìn)，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以提高EDA技術(shù)課程的理論實(shí)踐教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] EDA技術(shù);互動(dòng)教學(xué);實(shí)踐教學(xué)

21世紀(jì)以來，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)計(jì)技術(shù)已成為最活躍、最具有滲透力的技術(shù)，它的應(yīng)用在生活中無處不在。EDA（Electronic Design Automation）即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，是高校電子信息工程相關(guān)專業(yè)的核心技術(shù)課程。本世紀(jì)以來，EDA技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，如教學(xué)、科研、產(chǎn)品制造與設(shè)計(jì)等。

我校開設(shè)EDA技術(shù)課程多年，本人作為在本科教學(xué)一線工作多年的高校教師，根據(jù)EDA技術(shù)課程理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)及課程實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)不斷地對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行研究并加以總結(jié)改進(jìn)，由此激發(fā)廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以提高理論實(shí)踐教學(xué)效果。

一、理論課程教學(xué)

EDA技術(shù)理論課程教學(xué)首先要注重與學(xué)習(xí)過的專業(yè)基礎(chǔ)課的銜接。針對(duì)EDA技術(shù)課程，學(xué)生需要學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課主要是數(shù)字電子技術(shù)。數(shù)字電子技術(shù)中的組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路等基本電路理論和分析方法在EDA技術(shù)課程中經(jīng)常用到。比如，計(jì)數(shù)器就是記錄CP輸入端脈沖的個(gè)數(shù)，多路選擇器就是通過地址的不同組合來選擇不同通道的數(shù)據(jù)，多位加法器就是對(duì)兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)由低位到高位進(jìn)行相加操作，等等。因此在EDA技術(shù)課程開始之前，需要學(xué)生復(fù)習(xí)曾經(jīng)學(xué)過的數(shù)字電子技術(shù)主要知識(shí)，并在課堂上帶著具體問題和同學(xué)們一起回顧相關(guān)內(nèi)容，這樣學(xué)習(xí)起來就不那么吃力。

其次，要將理論和實(shí)際加以聯(lián)系，從而更好地激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過程中，教師可以通過把教材中理論知識(shí)和實(shí)際生活中的應(yīng)用實(shí)例聯(lián)系起來，使學(xué)生對(duì)EDA技術(shù)這門課程的實(shí)際價(jià)值有更深入的了解。例如，在講解PLD器件的發(fā)展時(shí)，可把當(dāng)今市場(chǎng)流行的相關(guān)器件進(jìn)行介紹;在講解狀態(tài)機(jī)時(shí)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)常用的ADC控制電路;在講解LPM調(diào)用時(shí)，可以做一個(gè)正弦信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行ROM調(diào)用。在理論教學(xué)中多從實(shí)例應(yīng)用出發(fā)，由實(shí)際問題引出將要學(xué)習(xí)的相關(guān)理論，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，從而提升教學(xué)效果。由此，能使學(xué)生更好地理解掌握所學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容，更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新性，提高教學(xué)質(zhì)量。

最后，在理論教學(xué)中要加強(qiáng)師生互動(dòng)，多采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方式，不斷地提出學(xué)生感興趣的問題，再進(jìn)一步解決問題，從而引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激發(fā)其無盡的求知欲，更加有利于學(xué)生深入學(xué)習(xí)EDA技術(shù)課程。例如，可以在下次課之前向?qū)W生提出如下問題：我們一般在設(shè)計(jì)多路選擇器時(shí)，通常是設(shè)計(jì)2n選1的電路，如果需要設(shè)計(jì)3選1或者5選1的MUX電路怎樣實(shí)現(xiàn)？這樣提出問題以后，能夠引導(dǎo)學(xué)生課后積極思考，主動(dòng)查找相關(guān)資料，還能針對(duì)某些題目相互討論，從而使學(xué)生在自由的環(huán)境中不僅能獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)，還能相互促進(jìn)、共同提升。互動(dòng)教學(xué)是以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一種教學(xué)模式。在EDA技術(shù)課程教學(xué)中，合理地運(yùn)用互動(dòng)教學(xué)模式，能夠更大程度地激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問題的主動(dòng)性。

二、實(shí)踐課程教學(xué)

EDA技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)主要包含實(shí)驗(yàn)課程及其課程實(shí)訓(xùn)。在大學(xué)生整個(gè)本科學(xué)習(xí)期間，實(shí)踐教學(xué)一直都是非常重要的內(nèi)容。實(shí)踐能力的強(qiáng)弱是大學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)學(xué)以致用的能力標(biāo)志，實(shí)踐性教學(xué)可將大學(xué)生在本科學(xué)習(xí)過程中學(xué)到的理論在實(shí)踐學(xué)習(xí)中加以綜合應(yīng)用，更是培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

在EDA技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)要針對(duì)學(xué)生的不同層次水平，需要充分考慮學(xué)生的差異性，著重培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，強(qiáng)調(diào)因材施教。例如，在EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中，可以設(shè)置基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展部分，幫助學(xué)生結(jié)合自身基礎(chǔ)知識(shí)水平，選擇自己適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而有針對(duì)性地對(duì)不同層次基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力的學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用教育。其次，針對(duì)大部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告重復(fù)率較高的問題，一是要讓學(xué)生明確EDA技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，強(qiáng)調(diào)專業(yè)實(shí)踐課程的實(shí)用價(jià)值及其重要性;二是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，指導(dǎo)老師要加強(qiáng)教學(xué)管理，經(jīng)常在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)學(xué)生隨機(jī)提問考核，從而能夠更加真實(shí)、客觀地把握調(diào)整學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和水平。另外，EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)老師還可以借助網(wǎng)絡(luò)公開課等形式，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的重點(diǎn)難點(diǎn)問題給予公開解答并在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與同學(xué)分享，以便于學(xué)生及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)中及實(shí)驗(yàn)后遇到的問題，從而避免問題壓積，提高學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程的積極性。最后，指導(dǎo)教師可以以多種形式鼓勵(lì)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐設(shè)計(jì)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)于EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的積極性，如適度增加學(xué)生自主設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的時(shí)間;根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展及學(xué)生的實(shí)際需求積極開發(fā)一些實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高的實(shí)驗(yàn)課題;相關(guān)專業(yè)的教師可以共同研討開發(fā)低價(jià)便攜的EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)板，為開展創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)提供良好的條件，從而更好地激勵(lì)本專業(yè)學(xué)生的科研探索精神，更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生興趣，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力。

EDA技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)是EDA技術(shù)所學(xué)課程的綜合性應(yīng)用。在課程實(shí)訓(xùn)過程中，主要以實(shí)際應(yīng)用的綜合性電路設(shè)計(jì)為主。例如，課程實(shí)訓(xùn)中所設(shè)計(jì)的出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器、交通信號(hào)燈控制器、洗衣機(jī)控制器等都是我們?nèi)粘Ｉ钪袑?shí)際所用的電路。在EDA技術(shù)課程實(shí)踐的操作過程中，同學(xué)們既可以深化理論知識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，又能增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神、協(xié)作能力和集體榮譽(yù)感。有時(shí)候看似簡單的內(nèi)容在實(shí)際操作中也會(huì)遇到很多問題，比如一些基本的語法問題、實(shí)驗(yàn)箱的具體應(yīng)用、硬件接口的設(shè)置，等等，都能讓學(xué)生在具體的實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)一步熟悉，理解電路的實(shí)際意義。

另外，我們把思維創(chuàng)新化和學(xué)生的成績掛鉤，鼓勵(lì)學(xué)生自己思考，用多種方法實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的電路并且使用實(shí)驗(yàn)仿真確認(rèn)設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。本科學(xué)生在EDA技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)過程中，可以有計(jì)劃地重點(diǎn)培養(yǎng)，對(duì)部分積極性高的優(yōu)秀學(xué)生，鼓勵(lì)他們進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室深入實(shí)踐教學(xué)，或可以跨年級(jí)組建實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參加多項(xiàng)專業(yè)技能競(jìng)賽、學(xué)生科研、專利申報(bào)等，從而推動(dòng)廣大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)自我價(jià)值的認(rèn)同。

三、小結(jié)

EDA技術(shù)是一門需要較強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)，以實(shí)踐為主的課程，其教學(xué)質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到學(xué)生對(duì)該門課程的掌握，而且會(huì)直接影響到學(xué)生對(duì)該專業(yè)的興趣延伸與期待。近年來，筆者不斷對(duì)該課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行研究改進(jìn)，在本校電子專業(yè)2014級(jí)、2015級(jí)學(xué)生中均取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，學(xué)生的理論實(shí)踐能力都有不同程度的提升。對(duì)于存在的不足，將在今后的教學(xué)中不斷地進(jìn)行改進(jìn)。

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