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所謂EDA技術,是指以計算機和EDA軟件為設計工具、以硬件描述語言為系統邏輯描述手段,以可編程邏輯器件設計載體、以電子系統設計和專用集成電路設計為目標的電子產品自動化設計過程。EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫。隨著電子設計自動化技術的發展,其在眾多領域得到了越來越廣泛的應用,社會對此類技術人才的需要也不斷增加,傳統教學模式已不利于培養出適應市場需要的、具有較強動手能力的應用型人才,教學改革勢在必行。提高EDA技術課程的教學質量與教學水平,形成有利于培養學生創新實踐能力的先進教學理念和教學模式,培養出一大批符合時代要求和具有較強動手能力的學生。
一、教學中存在的問題
我國長期以來形成的教育模式較為封閉、單調,滿堂灌的傳統教學模式在教學中仍占據主體地位。在EDA技術這類實踐性、應用性很強的專業課程的講授中,如何提高學生實踐能力是需要教師不斷探究的問題。目前,課程教學歸納起來主要存在以下幾個方面問題:教學方式上,除了大量采取了多媒體教學形式外,教學方式仍是單向灌輸,學生在大多數情況下為被動接受,學習興趣和積極性不高;教學過程中,以教師為中心,教學目標主要是知識的傳播,但對知識運用涉及較少,且大多數由教師直接介紹給學生,側重于講解概念和機械式的演練,而要求學生獨立思考并進行問題解決的不多,同時,由于課時有限而內容較多,以至于在課堂上沒有學生發揮的時間;實驗,多為驗證性實驗,缺少設計性和綜合性實驗,學生理論聯系實際的能力不強;考核方式,仍采取傳統考試的方式,重點考察對知識的記憶程度,缺乏對學生思維方法、分析和解決問題的訓練。
二、改革措施
在EDA技術課程教學過程中,我們一直在研究如何提高教學效果,逐步完善教學大綱,不斷整合教學內容,同時在教學方式、考核方式等方面也做了一定改革?!皩W中做,做中學”開啟教學模式,激發學生學習興趣 本課程主要講授:EDA技術的基本知識;可編程邏輯器件的結構原理;VHDL語言;EDA開發系統的使用。如果在課程講授初期按部就班從單純介紹基本知識入手,學生對可編程器件和EDA技術設計流程沒有感性的認識,這樣聽課會感到比較枯燥,沒有學習興趣,接受起來也比較困難。EDA技術實踐性很強,側重于應用,不需深入了解可編程邏輯器件的結構,就可完成一些數字電路的設計。
為了更好更高效地利用有限的學時,從EDA技術開發工具和實驗系統介紹入手,幫助學生在感性上對EDA技術產生一定的認識,第一次課可以在實驗室以繪制原理圖的方式設計一個簡單的電路,教師演示整個設計的過程,然后讓學生學著再做一遍,這樣學生很快對EDA技術設計流程有了很清晰的認識,調動了學習積極性,以后再接受其他知識時會有整體性的概念,也不再有盲目性。
“學為主,教為輔”的教學探索 實施素質教育,培養創新人才,提高學生的動手實踐能力,應以學生自主學習為主,教師給予一定的引導。在VHDL語言的學習中,教師無需逐字逐句介紹語法規范語法要素及語句,在每次課結束后布置下次課學生應具備的電子電路知識,學生在課下可以利用一些時間進行相關知識資料的查詢和學習,增強主觀能動性。課堂上,教師對語句和相關語法簡單介紹后,學生就可以用這些語句自行設計預習的邏輯電路,遇到問題大家共同探討解決,培養學生獲取知識的能力。以不同的項目為載體學習VHDL語言,讓學生快速掌握EDA技術的基本內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。實踐環節教學改革探索 精心設計實驗內容,包括驗證性、設計性和綜合性實驗。驗證性實驗主要是鞏固所學的基礎理論知識,熟練掌握軟件開發工具的操作,綜合性實驗是課程的重點實驗,學生是實驗的首要開發者,可以培養學生的綜合設計能力,提高學生分析問題、解決問題的能力,可以多設計一些綜合性實驗內容供學生選擇。設計性實驗不做具體要求,以自主學習為主,為對此知識領域感興趣的同學作為課外的學習補充。另外,鼓勵學生參與創新創業訓練、電子設計大賽等各種實訓活動,做好后續的課程設計和畢業設計工作。學生的設計成果如圖一、圖二所示:完善考核方式 采用“平時+實驗+期末考試”相結合的考核方式,分值劃分比例是:平時考勤10%、實驗40%、期末考試50%,避免考試前突擊背誦授課內容,更多重視平時學習過程的考核,注重動手實踐能力的考核,充分調動學生的上課積極性。實驗考核中包括預習情況、操作過程、實驗結果和實驗報告,嚴格考核每一環節。
三、結論
EDA技術課程在高校電子類專業教育中發揮著不容忽視的作用。本文從分析EDA課程教學中存在的問題出發,探討了如何從教學方法、考核評價方式和教學模式等方面進行改革,提高了學生開發數字系統的能力,培養了學生主動獲取知識、靈活運用知識的能力,為將來從事電子通信工程、測控技術等領域的工程應用打下堅實基礎。
作者:婁瑩 門英輝 單位:遼寧科技大學電子與信息工程學院