强化课内外融合的EDA技术课程教学模式改革与探索

2019-10-08黄继业李芸

课程教育研究 2019年30期

黄继业李芸

【摘要】EDA技术作为普通高校电子专业的专业基础课，随着数字技术的发展，它的重要性不言而喻。本文基于长期EDA教学实践，针对现有课程面临的问题，提出了网上知识库、便携式实验板、精品课程网上视频等课内外强化融合的教学模式，进行了两年的课程改革和探索，取得了良好的效果。

【关键词】EDA技术便携式实验板课内外融合

【中图分类号】TN02-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）30-0030-02

前言

随着数字技术的快速发展，在普通高校电子信息工程专业的课程列表中，EDA（电子设计自动化，Electronics Design Automation）技术课程从最初的专业选修课逐渐成为专业必修课，到如今，在很多高校它已经成为一门专业基础课程。开课对象从感兴趣的学生，扩大到电子专业的所有学生。由此，EDA技术课程的教学方式也应该做出改变，以便适应学生群体的改变，提高学生学习兴趣。另外，成为专业基础课程后，需要处理与前期课程、后续课程的衔接关系，也需要对课程内容进行调整。

一、问题的提出

经过多年的教学观察，现行的EDA技术教学存在以下几个方面的问题：

1.课程内容未考虑前期和后续课程，导致部分教学内容在多门课程中反复出现

由于EDA技术前期课程——数字逻辑电路课程的提前，导致除EDA技术课程外很多专业课程的提前，比如单片机、片上系统、嵌入式系统等。在改革的初期，稳定的数字系统设计教学体系还未完整建立，而提前的课程往往或多铺垫些基础的内容，或增加后续内容。这导致EDA技术课程与前期的数字逻辑电路课程和后期的某些课程，在内容上有所重复，需要进行结合整个数字系统设计教学体系进行内容调整。

2.辅助教学手段过于传统，教学效率低下

EDA技术是一门现代电子设计高度自动化的技术，而目前的教学还是采用传統课程的教学方式进行，没有沾到技术先进性的光，导致教学效率不能提高。在EDA技术教学中，大量涉及数字逻辑的HDL（硬件描述语言）程序描述问题，而习题中往往也需要有大量的HDL编程实践，但长长的HDL程序批改，给EDA技术授课教师带来了沉重负担，学生也往往因为不能及时得到反馈信息，导致对课程的兴趣度下降。

3.理论教学受学时数限制且不能个性化定制教学内容

我们学院电子信息类专业涉及到更新快速的专业技术领域，不断增加新课程的同时，会不断压缩专业基础课的学时数。另外，大量的互动教学手段的引入，也需要占据大量的教学课时。这些都导致教学过程紧张，无法对有兴趣的学生施以更深入的教学内容，而对于基础薄弱的学生，也无法停下教学过程，对同一内容反复讲述。

4.实践教学受实验室资源限制

EDA技术是一门工程技术类的专业技术课程，显然“不注重实际技术而过多原理性讨论”的教学模式是不可取的。需要在实践中展开EDA理论知识的学习，但有限的实验室空间、实验室开放时间都制约了实践教学的有效开展。实验室空间和时间都可归为实验室资源，打破有限的实验室资源的限制，需要有效的创新实践教学手段和方法。

二、模式改革探索

我们课程组近几年针对上述问题，进行了强化课内外实践的教学模式改革。

1.完善精品视频课的视频资料，尝试MOOCs教学

本课程已建立精品网上视频课，拍摄了大量课程教学视频，视频总时长超过1400分钟，充分利用这些现有的教学视频，按MOOCs的思维方式，进行重新内容编排，给学生提供课前和课后的网上自主视频教学辅导。为了提高学生的自学兴趣，利用现有网络教学资源，构建有自身特点的定制型特色MOOCs。针对每个MOOCs课程视频，归纳出相应的知识点，从中找到学生学习中会遇到的难点与重点。

网上视频课程（包括MOOCs）和其他网络教学资源的使用，可以解决“理论教学受学时数限制且不能个性化定制教学内容”的问题。

2.完善EDA技术课程的网上知识库和网上答疑网站

EDA技术作为还在继续发展的技术，教学内容更新较为频繁。单单靠课堂教学和网上视频更新是不能解决问题的，会有很大的学习延迟和局限性。为了便于学习EDA技术课程的学生快速找到概念、名词、知识点的解释，建立了一个EDA网上知识库，可以对课堂教学与网上视频教学进行很好的补充。它的内容由知识词条与知识解释两个部分构成。知识词条可以是一个专业术语或者是一个问题，解释是一段具体的介绍或解答。词条及解释均既可由教师，也可由学生提出或回答。通过网上知识库，学生可以进行学习交流，获取最新的EDA技术知识。随着时间的推移，知识库的知识词条越来越丰富，可以有效地补充课堂教学。网上知识库在试运行期间，较好地提升了教学效果。

EDA技术网上知识库与网上答疑网站被设计为一个网站的两个不同模块，网上答疑网站可以解决教师与学生在非课程时间内，时间不同步问题，学生在学习完网上视频课程后有疑问，如果在网上知识库中获得不了结果，那么就可以把疑问转到网上答疑网站模块，由教师或者定期上网解答，或者收集起来在最近一次课堂讨论时解答。

网上知识库和网上答疑解决了“辅助教学手段过于传统，教学效率低下”的问题，同时也解决了“理论教学受学时数限制且不能个性化定制教学内容”的问题。

3.给部分学有余力的学生发放便携式EDA实验板

为了鼓励学生开展实践创新设计，课程组教师还自行开发了一款低成本、便携式的EDA学生实验板，可以完成基本的EDA实验，复杂实验可再配合多种模块扩展板来完成;采用USB供电和USB下载，只要有计算机就可以使用。每次课程2-3人为一组，每组配一块便携式的EDA开发板，允许学生带回宿舍使用。跟随课程进度，学生可以根据自己的特点选取题目自行设计。学期结束把设计的成果交给教师验收，验收成绩计入学生学期考核成绩。

这种方便、低成本的学生实验板的大量使用，有效解决了学生一定要在实验室才能做实验的问题，大大提高了学生对课程的兴趣与学习效果，提升了学生的实践能力，受到学生的极大欢迎。

便携式EDA实验板完美解决了“实践教学受实验室资源限制”的问题。

4.引导学生积极参加课外科技活动

完成EDA技术课程教学后，优化后续相关专业课程的设置，让学生提前进入工程实训阶段，鼓励和帮助学生尽早进入实验室完成自主性设计开发、参加各种课外科技活动、大学生电子设计竞赛培训、飞思卡尔智能车竞赛培训、“挑战杯”竞赛准备，培养学生的实践动手和自主创新能力。

三、改革效果与结论

经过这几年的课内外实践强化融合的课程教学模式改革，收到了良好效果。

学生学习兴趣提高。上课互动性提高，课后交流学习增加。通过与普通班的对比，在同一份试卷的情况下，成绩有所提高。

学生参加学科竞赛活动获奖。EDA试点班的同学获得全国电子设计竞赛全国一等奖多次、全国电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛全国二等奖多次，以及全国大学生智能汽车竞赛全国特等奖一等奖多次。

强化课内外实践融合的教学改革后，在相同试卷难度下，学生的考试成绩平均分值有明显提高，学生对课程的评价度也有上升。

参考文献：

[1]徐楠，包浕，蔡彦.电子信息科学与技术专业建设分析[J].赤峰学院学报（自然科学版）.2017（21）

[2]江海峰，陈岱，王冠军，许新征.电子信息科学与技术“卓越工程师”人才培养方案的研究与设计[J].科教文汇（上旬刊）.2017（04）