克服大四課堂空巢現象的EDA課程教學策略研究

嚴頌華

摘要：本文以EDA課程教學為例，嘗試解決大四階段易出現的課堂空巢現象，從馬斯洛的需求理論出發，詳細分析了大四學生的目標去向分類和具體需求，綜合安排教學內容，革新教學手段，從而提高了教學效果。

關鍵詞：EDA；馬斯洛需求理論；大四學生

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）12-0001-02

一、引言

電子設計自動化（Electronic Design Automation）EDA課程是以計算機為平臺，進行電路分析與設計的課程，武漢大學電子信息學院以“厚基礎、寬口徑、高素質、強技能”為人才培養目標，在EDA課程中講授電路設計、分析與仿真，以及原理圖繪制和印制板PCB設計等，開課時間是大學四年級上學期。但是在實踐中，大四的課程教學通常會出現課堂到課率低，學生曠課、請假，或者人在課堂心不在焉，低頭看考研書的“空巢現象”。該現象產生的原因復雜，既有社會、學校方面的因素如就業形勢嚴峻，企業過早進校招聘、課程安排不合理等因素，也有學生的個人需求不同（如求職、考研）等因素。而作為教師，往往處于兩難的境地，一方面需要保證上課達到好的教學效果，另一方面又要體諒學生的難處。本文以馬斯洛的需求理論為指導，分析了大四學生的需求，提出了一些對策與方法，應用在EDA教學中，取得了一定的效果。

二、馬斯洛的需求理論與EDA課程設置現狀

馬斯洛的需求層次理論是最具代表性的需求理論之一，其提出的五層次需求，即生存、安全、情感、尊重、自我實現需求，具體到大四學生這一特殊群體中，帶有鮮明的特點，值得我們分析。

大四學生經歷了幾年大學生活的親身體驗，開始規劃人生，處于就業、考研、出國留學等人生的重要選擇階段。他們的優點是開放、陽光，對新知識了解，知識面寬廣；同時他們很現實，用效益觀念看待事物，用經濟規則參與社會，價值取向短期化、功利化。而現有的EDA課程教學，要么太著重于電路仿真上的理論分析，脫離實際太遠，要么過分強調單方面的技能，如畫原理圖和PCB制版，導致知識淺顯和覆蓋面太窄，不能解決學生的急迫需求，學生學習沒有動力。

馬斯洛理論告訴我們，只有在解決了學習、經濟、就業壓力之后，較高層次的需求才能產生，繼而實現個人理想，這也是實現社會需求的前提保障。因此，作為教師，我們所要做的就是依據學生的基本需求，在社會需求與個人需求間尋找最佳契合點，革新教學方式和手段，以達到最好的教學效果。

三、大四學生的分類和需求分析

總體來說，大四學生與低年級學生存在下列不同：已經有了一定的知識積累和能力，因此需要系統性和整合性的學習方式；學習具有更大的自由度和自主權，也具有更強的內部動機；能夠以較為成熟的心態與教師互動，討論問題更加深入。

具體來講，他們可分為四種群體，包括保研型、考研型、就業型和其他類型（轉專業、出國等），以近兩年為例，其比例見表1。他們具有不同的需求。

1.保研型：這類學生已經有了明確的去向，心態較為穩定，上課能夠有較高的積極性，他們更想接觸未來科研過程中可能遇到的較為綜合的理論和實踐知識。

2.考研型：這類學生正在進行緊張的復習，希望老師能夠聯系他們的考試課程，將前面的知識點，例如信號與系統或數字信號處理的內容列入，而這兩者也是電路與系統設計中的重要部分。

3.就業型：這類學生存在就業焦慮，將大部分時間和精力用于找工作和參加招聘會，需要老師結合工作需要，談課程與工程實際的結合。

4.轉專業或出國型：他們實際上對專業知識的細節不是太重視，但是希望從整個社會需求的角度來了解本專業的背景會怎樣提高他們在社會中的競爭力。

四、采取的策略

從上述分析可見，一方面，現實壓力使得大四學生不能專注于課堂，但是另一方面，我們也可以借助于他們對積累知識，增強能力的需求，實行不同的教育策略，以提高他們的學習積極性。如可以在課程中將在考研專業課中可能會遇到的內容加以擴展，或在課堂教學上多講一些有實際用途的知識，幫助學生適應市場選擇。基于對大四學生的需求特點的研究，我們在EDA課程教學中增加了課程的挑戰度，特別突出分析、應用、創新等高階認知目標在教學活動中的體現。具體措施如下：

1.凸顯本門學科各課程之間的聯系。在授課過程中，我們結合自己的科研經驗，解剖科研案例，特別強調了電路系統的概念，通過一個完整的接收系統來串聯前面所學的各課程知識，如軟件線性調頻雷達接收機的設計，在講解時既可以從信號與系統的角度來講解信號的頻譜分析、濾波和目標檢測，鍛煉學生對仿真軟件如Matlab/simulink的使用技能，也可以從電路實現的角度來講解正弦波振蕩器、乘法器的實現，來串聯起低頻和高頻電子線路的知識，同時該案例也是通信原理的具體應用。通過這樣的一個實例，將本學科的幾門核心課程的知識進行系統性歸納和整合，既適合于保研型學生進一步了解知識對科研的應用，對考研型學生也是很好的知識點梳理，而對就業型學生來講，也是一個很好的應用實例。

2.凸顯跨學科知識之間的聯系。通過電路分析和設計過程的講解，凸顯大學期間所學的各個知識模塊之間的協作關系，注重知識體系建立。例如電路的矩陣分析方法，就涉及到了電路元件的數學建模，線性方程組的LU分解法和以及非線性方程組的牛頓拉夫遜迭代法等，這些知識是研究生或工作中所需要的理論基礎。

3.凸顯知識和實踐的聯系。為了使學生融學科知識與綜合能力于一體，我們教學中也強化了面向社會需求的能力，如電路版圖繪制也列為教學重點之一，以某研究所的電磁設計規范為藍本，強化PCB設計過程中的抗電磁干擾技術，以華為、康佳通信等公司的制版設計規范為標準，強化制圖規范。

4.加強與學生的互動。針對大四學生，我們增加了互動的深度、廣度及水平，注重與學生的情感溝通，解決學習和求職中的迷茫。為開拓他們的視野，引入了國內外著名高校的公開課視頻，如麻省理工MIT公開課《電路和電子學（MIT 6.002 Circuits and Electronics）》，該教材在第二集_基本電路分析法_中講述到基爾霍夫電流定律KCL與電壓定律KVL，是電路分析的根本依據。在涉及到數字濾波時介紹MIT公開課《信號與系統（Signals and Systems）》，在涉及矩陣的LU分解時采用視頻公開課《線性代數（MIT OpenCourseWare-Linear Algebra）》。另外還結合現階段硬件發展講述智能穿戴設備等，使得學生對前沿和國際課程有所了解。

五、結論

上述講法實施了二個學年，取得了良好的效果。在教務部組織的教學效果評估中，學生普遍認為EDA課程的講解加深了他們對于電子信息這門學科的認識，開闊了他們的眼界；同時，從在各重點高校讀研以及就業的同學反映來看，很多教學內容也正是他們在研究和工作中要應用的知識，切實對他們有很大的幫助。

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