应用型人才培养模式下E D A 技术教学改革的探索与实践

2018-07-14姚毅姚芳

科技视界 2018年29期

姚毅姚芳

（1.湖南人文科技学院信息学院，湖南娄底 417000；2.涟源市蓝溪学校，湖南娄底 417100）

EDA 技术是一种实现电子设计自动化的应用型技术，它依靠高性能的计算机，在EDA 软件平台上，根据硬件描述语言HDL 完成设计文件，整个设计过程十分方便高效[1]。目前，EDA 技术已成为现代电子设计的重要手段，代表着现代电子设计新潮流，并已成为衡量一个国家电子技术发展水平的重要标志[2-3]。我国的EDA 技术产业由于起步晚，设计人才少，据统计，2010年我国芯片设计人员总数尚不到需求的10%[4]。目前，如何提高EDA 技术设计人才已成为政府和相关企业关心的问题，也是当前国内高校亟待完成的任务[5]，所以，大多数理工学校都开设了EDA 技术相关课程和实验，使学生掌握EDA 技术，为更好地从事本专业打下坚实的基础[6]。基于应用型人才培养模式的需要，结合我校的实际情况，我们对EDA 技术课程进行了初步的教学改革。

1 教学内容的调整

我校电子信息工程培养目标为 “培养实践能力强且具有创新精神的应用型人才”，采用的教材为潘松出版的《EDA 技术与VHDL》，使用的实验箱为杭州康芯电子有限公司的GW48EDA_PK2/PK3 实验系统，除此之外，又配备了最新的开发板。以往的教学模式重点是是将课本知识从教授给学生，学生的精力过多的放在了VHDL 语言的学习上。通过改革，我们将教学内容进行了调整，采用项目化教学进行授课，教学内容也因此也选取教材中的重要项目，将VHDL 知识的学习灵活地融入项目中，通过项目的学习掌握相关知识，提高学生的学习效率。

实践教学环节是整个教学过程中的重点，针对本课程实践性强的特点，我们对原有的课程实验内容进行了调整，增加了实验学时数，为学生创造更多的实践机会。（1）减少验证性实验。通过一两个基础实验，使学生掌握基本实验技能，为下一步实验做准备。（2）增加综合性实验。这一过程中，教师只是辅导学生，学生要自行设计并完成任务，从题目分析到电路设计，直至完成最终的设计。这些都是对学生最好的锻炼，既增加深他们对理论知识的理解，又培养他们解决问题的能力。

2 教学方法的改革

2.1 开放式学习

任何一种语言一门技术的掌握是需要大量时间的，但是上课学时是有限的，因此，我们给电子信息类专业的学生分成若干小组，两个人一个小组，每个小组都可以借一块FPGA 实验开发板。一方面提高学生的学习兴趣，另一方面，使得学生在课余时间也可以完成自主设计项目，强化学习效果。另外，实验室对学生开放，学生可以在实验室使用电子元器件、示波器、EDA 实验箱和其它相关设备。

应用型人才的培养需要学生尽早进入相关知识的学习，以往这门课程安排在大三第二学期，参考清华大学、杭州电子科技大学、北京理工大学等国内许多高校的模式，我们专业也将电子信息工程专业的课程选择性的提前，EDA 技术这一门课程也提前到了大二，学生在大学期间有更多的时间去掌握这门课程。

2.2 项目化教学

传统的教学手段单一，课堂教学主要是相关知识的教学，学生的学习兴趣不高，有的学生基础较差，有点望而却步。我们将教学内容项目化，学生带电脑和开发板上课，通过理论和实践操作相结合来提高学生学习的兴趣，提高学生学习的主动性。

教学内容项目化分为两个阶段：第一个阶段为学习阶段，教学内容分成若干的项目，比如：多路选择器的设计、加法计数器的设计、正弦信号发生器的设计、ADC0809 采样控制电路的设计、基于DSP Builder 的正弦信号发生器的设计等。第二个阶段为研究阶段，这个阶段采取教师拟定项目学生组团研究设计的方式。学生在课程设计实践阶段对选定项目进行设计，指导老师全程参与项目的指导。

2.3 其它教学方式

启发式教学方式：启发式提出问题，让大家带着问题学习。每次学生完成基本功能的设计之后，都提出进一步的要求或者更改设计方案，给出提示，让学生进一步深入的完善设计。比如多路选择器的设计这个项目，启发学生自己换一种表达方式去描述电路的基本功能；比如加法计数器的完成最基本的功能之后，启发学生对计数器的功能进行添加设计。

边干边学教学方式：边学边干的方式是指，在课堂上，实施教师边讲、学生边干、教师边辅导的教学形式。对于某些项目，比如LPM 宏功能模块的使用，MATLAB/DSPBuilder 及其设计流程，就采用边干边学的教学方式。这种方式可以使得学生快速掌握工具的使用，掌握设计流程设计方法。