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《EDA技术及应用》课程教学改革方法探讨

2018.10.01      点击: 52

字数:3145

来源:东方教育      2018年27期                           

                           
  1 引言
  EDA(Electronics Design Automation),即电子设计自动化,是现代电子技术的主要发展趋势,在电子技术、仿真模拟工作中扮演着十分重要的角色。EDA技术作为高等院校电子信息、自动化等电子信息类专业的一门十分重要的核心课程,对培养“技能型、应用型、创新型、创业型”人才举足轻重的作用可见一斑。EDA技术的迅速发展,使得EDA技术及应用课程的理论课及实验课的教学面临着严重挑战,对教学思路、内容、方法、手段及考核机制等都提出了更高的要求。
  2 《EDA技术及应用》课程教学存在的问题
  2.1 《EDA技术及应用》理论教学存在的问题
  (1)教学手段形式传统、单一。我院《EDA技术及应用》教学仍采用以课本为主的传统教学方式,理论课程中多以VHDL语句语法、编写规则为主。对于一门实践性很强的课程,单纯依托理论课堂语法规则和代码编写的教授,学生理解和掌握知识点相对滞后,容易在课堂学习中失去兴趣。
  (2)教学时间安排不当。根据我院《EDA技术及应用》课程大纲要求,理论课程为18学时。在18学时的理论课程中,安排了五章内容,课时量相对紧张,内容强度相对较大,学生对知识的掌握情况不太理想。在以前的教学安排中,由于18课时的课程,采用隔周上的方式,学生对本门课程的学习时间贯穿了整个学期,学习周期长,时间分散,对本门课程学习的时间不集中,影响学习效果。
  (3)教学方式简单。“照本宣科”、不分主次、涉及所有细节内容的教学模式,以及单一的使用板书的教学模式,使得学生在理论课上兴致不高,面对课本上零碎的知识,不能建立系统的体系,更谈不上对内容的比较、思考、总结,学生的学习效果不佳。
  2.2 《EDA技术及应用》实验教学存在的问题
  (1)基础性和验证性实验多。我院的EDA技术及应用实验安排以基础性和验证性实验巨多,比如38译码器设计、多路数据选择器、全加器、计数器等。很多实验在数字电子技术实验中已经做过,只是换了实验的手段和方法,虽然学生做了实验,但是对实验结果的调试、实验的扩展及改进、动手能力上来说,没有得到锻炼,更多的是简单的、程序性的重复和操作。
  (2)实验指导书针对性不强。我院EDA技术及应用实验所用教材为Altera公司提供的实验教程材料,内容过于冗长、多为基础和验证性实验,操作流程和步骤十分细化,学生只要根据教材内容的流程按部就班就能顺利完成实验。在此过程中,缺少了对实验的预习、准备以及对实验过程中的思考,致使学生对实验的重视程度不高。
  (3)学生撰写实验报告趋于形式。学校和学院对实验报告很重视,但是这种重视更多的趋向于实验报告的格式和形式问题上。学生为了完成实验报告册中指定的篇幅,往往照抄实验指导书或者相互抄袭。致使学生往往关注的是如何“完任务”,而没有将注意力转移到实验本身,实验预习、实验过程中的思考、解决问题能力的培养更无从谈起。
  (4)实验考核机制不够灵活。以往的实验考核都是将学生按照学号进行编号分组,在已有的9次实验中学生随机抽取实验进行考核。在考核的过程中存在一个问题,在平时做实验过程中独立认真完成实验的学生考核成绩优秀,而平时实验课堂中没有认真做实验的学生,在实验考核中存在侥幸心理,成绩不理想。
  3 教学改革方案
  3.1 EDA技术及应用理论教学改革方案
  (1)转变单一的授课模式。将传统的板书+讲授法改为板书+讲授+多媒体+实物演示+实例引导的方式进行授课。在进行新内容或方法的讲授之前,可以通过提问的方式,让学生带着疑问听课,遇到实际设计问题,先启发学生思考,再去讲解现有的解决方法,并将经典的方法和学生的方法进行对比,增强学生的思考能力激发学习兴趣。
  (2)教学内容上的改变。在有限的教学课时下,对教学内容方面化零为整,即对教材内容进行系统分析,将不同章节内容进行融合,建立模块及框架。将课程中所有涉及到的VHDL编程语句、FPGA设计流程融汇到应用实例中,“老瓶装新酒”使学生能够掌握不同软件、硬件实现同一个设计目的思路及学习方法。
  (3)优化教学时间规划。为提高学习效率及教学质量,调整为9周课程。在理论课程学习的过程中穿插实验教学,理论和实验课程内容进行衔接,使得理论课程中的学习内容能够通过实验得到练习、验证和巩固。
  3.1 EDA技术及应用实验教学改革方案
  (1)增加综合性实验比重。在已有实验的基础上,将实验教学内容分为三个类别,即验证性实验、综合性实验和小型数字系统设计性实验。
  (2)编写具有针对性的实验指导书。实验教学课题的名称直接与相应的知识点内容对应,在实验指导书中能够指出所用到的知识点在理论课本中的出处,便于学生自学实验内容;实验指导书的内容以精简引导为主,给出实验题目、实验目的、实验要求、相关知识要点、提供给学生设计思路、操作过程中的注意事项、有意引导学生主动思考。
  (3)对实验报告格式进行重新设计。对实验报告内容进行改变,摒弃之前的固有模块,将实验报告内容按照实验侧重点进行简化。
  (4)改变实验主体和实验考核机制。在整个实验过程中,转变实验主体,将以往的老师讲解转变为将学生进行分组,组内讨论推荐代表进行实验设计思路讲解、组内学生相互解决实验过程中的问题。
  改变以往的随机抽取已做过实验的方法,学生可以根据自己的兴趣点课余时间进行小型数字系统设计,内容不限,题目不可重复,老师规定完成时间,学生利用实验室的EDA实验箱最终完成设计,老师验收实验结果并进行考核评分。
  对于《EDA技术及应用》这门课,教学环节仅仅停留在理论课、实验教学两部分,学生的实际开发能力和动手能力锻炼不够。本课程后续将考虑逐步建立起涵盖验证性实验,设计性实验,综合性实验,小型数字系统设计性实验,EDA课程设计,EDA竞赛等多层次,多方位的实验实践环节,逐步使学生脱离死记硬背VHDL语句应付考试,参考其他学生程序代码应付实验课和考试的思想,真正提高动手能力和程序编写的能力。