现代EDA技术教学方法改革与创新探索

黄 力

(柳州职业技术学院，广西 柳州 545006)

现代EDA技术教学方法改革与创新探索

黄 力

(柳州职业技术学院，广西 柳州 545006)

针对《现代EDA技术》传统教学过程中存在的问题与不足，本着提高学生应用EDA技术、提高实践能力为目标，对教学方法进行研究与探索，设计能够适应高职学生基础条件的新型的教学方法，既能够提高学生的实践应用能力，又能够方便灵活地组织实施。

教学改革；EDA技术；实践能力；分层次；多类型

1 前言

现代EDA技术是目前嵌入式专业的一门新兴课程，涵盖的内容非常多，主要是以FPGA等可编程逻辑器件为基础利用VHDL的硬件描述理念实现专用芯片的设计与功能验证，所涉及到的知识难度很大。高职院校的学生在学习的过程中，普遍出现了听不懂、学不明白、对课程的关键知识缺乏深刻理解等问题。究其原因，关键是在高职院校开设现代EDA技术课程的时候，没有很好的对高职院校的基础条件进行分析，更没有对现代EDA技术课程的授课内容以及授课方法进行研究，所传授的知识都是参考当前现代EDA教材和FPGA项目开发指导书等参考书作为指导。所采用的教学方法大部分都是照搬教材上的知识，既没有考虑知识与知识之间的关联和相互联系性，也缺乏对知识的应用融合，教学手段非常单一，不能有效提高学生对应用EDA技术的开发实践能力。因此，有必要对现代EDA技术的教学方法进行改革和创新，探索适合在高职院校开展现代EDA技术课程教学的新型教学方法和组织形式。

2 当前教学过程中存在的问题

通过分析当前现代EDA技术课程的教学方法和教学的组织形式。可以发现当前的教学过程中主要存在以下问题：

（1）课程教学重点不突出。当前在开设现代EDA技术课程教学过程中主要涵盖的知识主要分为四个方面：可编程逻辑器件的相关概念和基础；VHDL硬件描述语言程序开发方法；EDA技术应用环境，如ISE等；基于EDA技术的工程开发方法和过程。这四个方面所包含的知识都是相对独立，每一个部分都可以自成体系，而且这四个部分的知识又共同促进和支撑现代EDA的开发与设计。在实际教学过程中，都力图对这四个方面全盘进行考虑，每一个部分都希望给学生讲详细，讲透彻。然而收到的效果却很不理想。在实际的教学过程中，由于没有将这四个部分的内容进行有机的整合，使得学生缺乏对EDA设计的整体理解。进而也影响学生对EDA的认识和掌握。因此，重点不突出是当前教学过程中遇到的首要问题。

（2）能力培养不够。目前所开展的EDA教学过程中，对学生传授的知识主要是以相关概念，基本原理，基本方法发阐述。然而，现代EDA技术在实际的就业应用需求中，并不要求学生能够熟练的背下EDA技术中的相关概念和方法，更重要的是要求学生能够真正理解和掌握EDA技术的精髓，具备比较强的综合实践能力。在传统的课程教学过程中，虽然会给学生介绍一些基于VHDL的程序设计案例，但是这些程序设计案例都是一个个非常孤立的设计案例，而且其主要目的是让学生理解VHDL里面的语法结构，语句格式，并不是让学生去理解和掌握EDA设计思想。因此要提高现代EDA教学的效果，必须突出对学生的能力培养为宗旨。

（3）对学生的实践动手能力培养欠缺。当前的现代EDA技术教学过程中，由于对学生所传授的知识是以概念性的知识和基本方法基本原理的阐述为主，因此，整个教学过程主要是以老师的课堂讲课为主，学生只需要被动的接受即可。整个课程安排的实践动手课时量相对较少。在当前的教学过程中，给学生开设的实践课程主要是以VHDL程序编写的实践为主，其主要的授课形式是让学生依照一些成熟VHDL程序进行重复验证，在这种过程中，学生只能够加强对VHDL程序的语法结构、语句用法的认识，而不能够增强学生更多的实践动手应用能力。

3 教学方法的创新及实践研究

为了打破现代EDA技术课程现在教学过程中存在的种种问题，真正提高高职院校开设现代EDA技术课程的教学效果，本文进行了深入的研究和探索，提出了以下一系列的教学改革措施和实践方法。

（1）多类型的实验教学组织形式。针对目前现代 EDA技术课程对学生能力培养不够，不能够有效的提升学生的实践动手能力的问题，对现代EDA技术的实验课程的实验部分进行了深入的研究，提出了采用多类型的实验教学组织方式。其多类型指的是将实验内容分为验证性实验内容、自主发挥实验内容以及创新性综合实验内容三个部分。验证性实验内容主要是针对课程学习过程中的一些基本方法原理的验证，让学生通过具体的实验，加深和强化学生对EDA技术中的相关概念的理解和认识。自主发挥的实验一般是在验证性实验的基础之上，指导学生对验证的条件，实验的环境参数以及实验的基本流程进行适当有针对性的修改和创新，让学生去观测和分析在不同条件下所得到的实验结果及效果。创新性综合实验对学生的能力是一个全方位的要求，不仅要学生将所学习过的知识进行融汇贯通，应用到实验过程中来，而且还要求学生具备一定的自主学习能力，能够根据实验过程中遇到的问题主动的去分析产生问题的原因，寻找解决问题的方法，因此创新性综合实验对学生能力的提升特别明显。通过在教学过程中设置这种多类型的实验教学组织方式，能够有效的对学生实践应用能力进行培养和提高。

（2）分层次的教学方法。现代EDA技术由于授课的内容非常复杂，有的时候按照教材直接给学生介绍一些比较复杂的知识和内容时，学生难以很快的对这些知识进行理解和消化吸收，如果在教学过程中不对这种问题予以重视，很容易导致一部分学生学习进度跟不上进而对整个课程失去学习的兴趣。根据对大量学习学习过程的统计分析发现，由于学习进度跟不上课程的教学进度，导致对学习失去兴趣是当前教学过程中遇到的主要问题。因此，本文提出了分层次的教学组织方法。其核心思想是将一些比较复杂的教学内容拆分成多个层次的知识进行描述，在教学过程中，首先给学生讲解最为简单浅显的知识层次，让学生对整个知识有了初步的认识和理解，然后再逐步增加各种具体的实践环境，影响因素将所阐述的问题逐步复杂化，引导着学生对一些复杂问题逐步建立科学准确的认识。通过这种分层次的教学组织方法能够有效的降低课程学习的难度，这种方法尤其适合高于职院校学生的条件，因为高职院校学生的学习基础普遍相对较弱，如果不对教学内容进行这种分层次的拆分则很容易出现大面积的学生跟不上教学进度从而失去学习的兴趣。因此，分层次的这种教学组织方法在实际的教学过程中能够收获到比较好的教学效果。

（3）以网络多媒体教室为载体，开展互动式的教学方法。现代EDA技术从很多概念和方法对学生而言是全新的。学生在学习过程中往往会遇到各种问题，尤其是在课程的实践教学环节中，比如对FPGA开发环境的掌握部分，在开始实验的时候，老师一般只会对学生介绍FPGA开发环境的一些主要操作，但是，当学生真正在操作FPGA应用环境进行相关的工程开发的时候，往往会遇到很多在教学过程中没有讲到的问题，这些问题有的时候依靠学生的自我摸索能够得到解决。因此，本文提出了互动式的教学方法，即：无论是在EDA技术的课堂教学还是实验教学的环节中，老师和学生之间应该要有良好的沟通环节，学生能够及时的将其学习过程中遇到的问题进行提出并反馈给授课老师，通过老师的解答，能够有效的解决教学过程中出现的教育学脱节的问题。使得更多的学生能够及时的跟上教学进度。而且在实际组织和实施的教学过程中，这种互动式的教学方法在有的时候也并不局限于老师和学生之间的互动，学生和学生之间也能进行互动，比如学生在进行实验操作的时候，对于在实验操作遇到的一些问题，可以由一些能力较强，已经成功解决过类似问题的学生进行解答。这样既能够降低授课老师的工作量，同时也能够利用这种互动式的教学方式给更多的学生提供答疑的机会。而且在教学过程中，开展这种互动式的教学方法能够很好的活跃教学气氛，提高学生对课程学习的关注度。通过实践的验证也发现采用这种互动式的教学方法能够很好的提高学生学习的兴趣和积极性。

（4）基于“创新导师”的个性化教学方法探索。在教学过程中，前面所提出的这三种教学改革方法都是面对所有学生开展的教学改革措施。这些方法也确实能够对整个高职院校的学生促进他们学习现代EDA技术的效果。但是，对于少数学习能力较强的学生，则培养力度还不够。也不能够充分发挥少量学习基础较强的学生的个性化能力的培养。为此，本文提出了“创新导师”的个性化教学方法。“创新导师”的教学方法是指在学习过程中通过对学生学习进度和学习基础的了解之后，有针对性的选择少量的学生参与到老师所从事的相关EDA工程项目中去，建立一种一对一的教学模式。这种教学培养模式能够更加准确的掌握学生在学习过程中遇到的各种问题，能够对学生的学习进度和学习方法给予更有效的指导，促进学生的自主创新和学习潜能的发挥。而且“创新导师”这种培养模式，可以拓展至整个学习阶段，整个学年甚至跨学年的培养过程，而不仅仅局限于一门课程的教学过程。从目前的实践教学以及一些重点本科院校的教学过程调研来看，“创新导师”这种模式确实能够很好的提高学生的个性化发展，对少数拔尖学生的能力培养有着十分重要的促进作用。因此，本文针对高职院校学生的学习过程提出这种“创新导师”的个性化教学方法是对前面三种大众化教学改革措施的有意补充，也是全面提高高职院校现代 EDA技术课程教学质量的有效途径。

4 总结

现代EDA技术作为近几年发展起来的新兴课程，在教学过程中，遇到种种问题是很正常的现象。本文通过对现代EDA技术教学过程中遇到的问题深入的分析和研究，结合实际教学过程中的经验，提出了四种有效的教学方法改革和措施，详细通过这些措施的实施与应用，能够有效的提高现代 EDA技术课程的教学质量。但是随着现代EDA技术的不断发展，在今后的教学过程中还应该时刻关注教学过程中遇到的种种问题，及时的进行改革和创新，以就业为指导，提高课程的教学效果。

[1] 崔晓,张武勤.EDA 教学中培养学生创新能力的探索[J].信息系统工程,2010,(01):121-124.

[2] 周德云,徐翠娟,杨文.高职计算机专业“分层教学”的探讨[J].哈尔滨职业技术学院学报.2007,(03):20-21.

[3] 董兴文,王明生,宋暖.应用EDA技术培养学生创新能力[J].黑龙江科技信息,2009,(03):187-187.

[4] 潘汉怀,安雪娥.EDA 技术与应用教学改革初探[J].科技信息,2009,(05):83-84.

[5] 李玉华.EDA技术与电子技术实验教学结合的探讨[J].长春师范学院学报(自然科学版),2009,Vol.28(03): 94-96.

[6] 于海涛,王玉松.电子技术课程设计中引入 EDA技术探讨[J].实验科学与技术,2008,Vol.6(04):14-16.

Teaching methods reform and innovation exploration of modern EDA technology

Aimed at the existing problems and deficiencies in traditional teaching process on modern EDA technology,based on the goal of improving the application of EDA technology and improving the practical ability of the students,the teaching methods were studied and explored,the new teaching methods suitable for vocational college students’basic conditions were designed, it not only improved students practical ability, but also flexible organization implementation

teaching reform; EDA technology; practical ability;layering

TN02-4

B

1008-1151(2012)06-0195-02

2012-05-08

2012年度广西高等教育教学改革工程项目“面向高职的《EDA设计与应用》课程改革与教学实践”(2012JGB328)

黄力（1968－），男，广西巴马人，柳州职业技术学院副教授，工学硕士，研究方向为嵌入式系统教学。