EDA技術及應用課程教改的研究

馬炳周 常國權

摘 要：本文在研究了《EDA技術及應用》的教學現狀之后，針對目前教學中存在的問題，并結合實際教學經驗和經歷，提出基于MOOC的以綜合項目貫穿課程教學的教學練一體化模式的教學改革。以求在有限學時內完成規定的理論教學，同時充分發掘學生的創造能力，提高學生運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

關鍵詞：EDA技術及應用;MOOC;教學練一體化模式;教學改革;實踐教學

1、引言

EDA是Electronic Design Automation（電子設計自動化）的縮寫，是現代電子信息工程領域中一門發展迅速的新技術，它融合了多學科的最新成果，已成為現代電子系統設計和制造的主要技術手段[1]。在當今信息技術革命大潮中，現代電子產品已滲透到社會的方方面面，并越來越呈現出功能多樣、體積小、功耗低、更新換代節奏快、開發風險大的特點，EDA技術能夠大大降低電子系統設計開發的工作量和難度，降低成本，同時使用可編程邏輯器件還能夠提升集成度，在系統體積小型化的同時，提高系統可靠性[2]。因此《EDA技術及應用》課程的開設是必要的，培養學生運用EDA技術進行電子系統設計開發的能力、創新思維能力以及獨立分析和解決問題的工程實踐能力，為其就業或創業提供一個良好的基礎。

2、教學現狀

《EDA技術及應用》是利用硬件描述語言進行電子系統設計的一門課程，實踐性強，學時少。盡管教學大綱給該課程安排了近一半課時的實驗教學，但是高校教師仍然無法擺脫以知識為本位、以理論教學為主的現狀，經過幾年的教學實踐，開展教學活動時仍然遇到了很多問題。

（1）理論和實踐教學的脫節

傳統教學模式下，教師先按照教學大綱在課堂上開展理論教學，接下來學生在實驗上機課中做實驗，這樣，理論教學和實踐教學就被人為地割裂開來，這樣的格局很難培養學生的綜合技能，學生難以積極主動地參與到課堂協作中[3]。

（2）課程難度大

雖然本課程實踐性強，主要內容是學習硬件描述語言（Hardware Description Language， HDL），以及用HDL語言設計開發電子系統，但是HDL語言語句多，語句相對比較抽象，難以理解，難學難懂，教師也難以用生動形象的語言將教學內容組織串聯起來。EDA技術是用軟件的方式來設計硬件，對于第一次接觸該課程的學生來說，這個觀點難以接受和掌握。

（3）學生學習態度存在問題

在與學生溝通交流時發現，學生對本課程的認識存在比較大的認識偏差。之所以存在這樣的現象，主要是因為：首先，先導課程《數字邏輯》和《計算機組成原理》難度大，給學生一個假象，有關硬件的課程重點難點多，難度大，不好理解和掌握;其次，雖然本課程實踐性很強，但是硬件描述語言語句難學難懂，概念抽象，學生感性認知差。

（4）實驗設置存在問題

實驗課時雖多，但是大部分實驗都是驗證性的，主要是增進學生對工具軟件QuartusⅡ和實驗開發系統的熟悉程度，以及掌握EDA技術開發的流程;而設計性實驗所占比重太少，無法達到培養學生創新思維、運用所學知識解決實際問題的教學目的。

3、教學改革

針對本課程的特點，高校教師需要轉變以往以編程語言的知識傳授為主的教學模式，應該用基于MOOC的以綜合項目貫穿課程教學的教學練一體化模式來組織教學活動，從而達到“在學中做，在做中學”的目的。為了在實際教學活動中貫徹該教學方法，從以下四個方面來設計組織教學內容：

（1）基礎知識在線化

課堂上不再安排學時講授基礎知識，而是以MOOC的形式發布在網上，由學生課下自己安排時間來學習，每個視頻學習完后都有時效性強的相關考題來檢驗學生學習效果，考核成績作為平時成績?？己酥绣e誤率比較高的考題是學生學習的薄弱環節，可以要求學生再次看視頻加強學習或者在課堂上進行重點講授，做到重點難點突出。

（2）課堂內容項目化

課堂主要內容將以項目化的形式展開。項目的設置和選擇是在教學目標指導下，以大綱中的知識點為依據綜合考慮，同時還要考慮項目的規模、難度、以及項目間的聯系和層次遞進，做到項目的設置選擇既與書本知識緊密結合，又能展現項目的現實應用性，同時給學生留有發揮和創新的空間。這樣學生既能夠學習到EDA技術的基本知識，又能夠鍛煉動手能力，還能夠加強創造性思維，活學活用，用學做知識來分析解決問題。

（3）實驗教學偏重設計

實驗教學環節是必不可少的，學生在實驗過程中逐漸學會利用所學理論知識自主設計規模較大的電子系統。實驗教學降低驗證性實驗的比重，提高設計性實驗的比重。實驗教學按照驗證性實驗、模仿設計和綜合設計三階段開展，內容的設置由易到難，積極設置一些具備良好設計性以及開放性的實驗，提升學生的動手實踐能力，培養學生的創造性思維[4]。

（4）改革課程考核體系

高校培養的是高等技術型人才，而EDA技術具有極強的實踐性，所以本課程的考核不宜采用傳統的教師批改書面作業、期末筆試考試的考核方式，而應該采用突出技能考核的考核方式對學生進行考核。課程考核成績由平時成績、實驗成績和綜合自主電路設計成績三部分構成，MOOC在線考試成績作為平時成績，實驗成績是學生實驗部分的成績，而綜合自主電路設計的題目在本課程剛開始的時候就公布，學生主動查閱相關資料，拓展知識面，要求學生課上課下都要投入精力，綜合自主電路設計題目應考慮到學生個體差異，題目應該具有不同的難度，或者學生可以自主命題，需要教室審閱后確定。最終以答辯的形式檢查綜合自主電路設計[5]。這樣的考核方式突出了技能考核，在設計過程中，學生可以相互討論、比較、交流，共同提高自身技能，培養創新思維。

4、結束語

EDA技術及應用是計算機科學與技術專業一門專業課，教師不斷對教學內容和方法進行改革和創新具有十分重要的現實意義，才能一批又一批地為社會培養具備實踐和創新能力的EDA專業技術人才。在MOOC基礎上，以綜合項目貫穿課程教學，通過教學練一體化模式來組織教學活動，不僅能夠鍛煉學生的實踐動手能力，還能夠培養學生的學習興趣、創造性思維，同時培養學生自己獲取知識、靈活地運用所學知識分析解決實際問題的能力。

[參考文獻]

[1]王昊，王化更，等.以項目教學驅動機電系統設計課程教學改革[J].教育教學論壇，2015（1）：87.

[2]譚會生，張昌凡. EDA技術與應用：第四版[M].西安電子科技大學出版社， 2016，11： 16-19.

[3]潘松，黃繼業. EDA技術與VHDL：第四版[M].清華大學出版社，2014，7：192-194

[4]胡亮. EDA技術及應用課程教學模式改革探究[J].教育前沿，2017，（44）：161

[5]張瑾，李澤光，等. 關于《EDA技術及應用》課程的思考[J].大連大學學報，2006，（12）：111-112.

（作者單位：安陽工學院 ?計算機科學與信息工程學院，河南 安陽 ?455000）