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1結(jié)合院校特點(diǎn)，合理組織教學(xué)內(nèi)容

EDA技術(shù)涉及面廣，內(nèi)容更新也快，可以說凡是通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)都能歸入EDA范疇，那么在有限學(xué)時(shí)和內(nèi)容增長的情況下，對教學(xué)內(nèi)容的取舍本身就是一個(gè)值得討論的問題。目前在大多數(shù)高校的相關(guān)學(xué)科中，EDA技術(shù)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課已成為共識，但對其教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)安排上，至今尚有諸多不同看法。而河南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程組教師考慮農(nóng)科院校培養(yǎng)實(shí)用型、技術(shù)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，同時(shí)結(jié)合實(shí)踐專家現(xiàn)場研討會(huì)和企業(yè)調(diào)研，對原有知識體系進(jìn)行解構(gòu)，以掌握基本技能為主，兼顧內(nèi)容系統(tǒng)性為教學(xué)指導(dǎo)原則，在理論方面應(yīng)將基本原理和方法流程等共性問題作為重點(diǎn)來講述。譬如：可編程邏輯器件是EDA得以實(shí)現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)，然而對于初學(xué)者卻無需對復(fù)雜可編程邏輯器件FPGA/CPLD內(nèi)部的詳細(xì)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入細(xì)致的學(xué)習(xí)。所以對于這部分內(nèi)容可只講FPGA/CPLD的硬件結(jié)構(gòu)區(qū)別，可以讓感興趣的學(xué)生自學(xué)，針對器件的特性，重點(diǎn)使學(xué)生學(xué)會(huì)選擇和配置器件，這樣并不影響后面硬件描述語言的學(xué)習(xí)。硬件描述語言是電子系統(tǒng)硬件行為描述、結(jié)構(gòu)描述、數(shù)據(jù)流描述的語言，是EDA技術(shù)的重要組成部分，利用這種語言，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以從抽象到具體(從頂層到底層）逐層描述描述設(shè)計(jì)思想，用一系列分層次的模塊來表示極其復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。目前應(yīng)用最為廣泛并以成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語言是VHDL和VerilogHDL。有關(guān)專家認(rèn)為，在新世紀(jì)中，VHDL與VerilogHDL語言將承擔(dān)起幾乎全部的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。考慮到VHDL發(fā)展較早，語法嚴(yán)格，國內(nèi)VHDL的參考書很多，便于查找資料，而VerilogHDL的參考書相對較少，而且verilog自由的語法也容易讓初學(xué)者出錯(cuò)，對于本科階段的學(xué)生學(xué)習(xí)一種硬件描述語言就足夠?qū)嵺`用，所以只講述VHDL語言。對于VHDL語言部分的講解，對實(shí)際應(yīng)用中最常用的語句進(jìn)行重點(diǎn)細(xì)致講解，要求學(xué)生達(dá)到熟練應(yīng)用的水平，重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，對于尚不能綜合的語句、語法僅作一般性介紹，可作為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。關(guān)于軟件開發(fā)工具部分的授課，根據(jù)對河南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)生就業(yè)情況跟蹤調(diào)研看，目前讓畢業(yè)生真正直接承擔(dān)比較復(fù)雜的現(xiàn)代EDA技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)的崗位比較少，大部分畢業(yè)生從事的是一些與現(xiàn)代EDA技術(shù)相關(guān)的崗位，這些崗位對學(xué)生最為重要的要求是學(xué)生應(yīng)具備現(xiàn)代EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念，為此以QuartusII為開發(fā)平臺，重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握軟件的使用方法和設(shè)計(jì)流程，熟悉實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，以提高學(xué)生理解和掌握現(xiàn)代EDA技術(shù)設(shè)計(jì)理念為核心，從而強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。

2教學(xué)實(shí)施方式的改變

古今中外積累的有效教學(xué)方法十分豐富，但每種方法都有其不同的特點(diǎn)、適用范圍和應(yīng)用條件。教學(xué)方法和手段的科學(xué)性與合理性對教學(xué)效果起著至關(guān)重要的作用。EDA技術(shù)自身特點(diǎn)決定了它的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式與其他課程相比具有自身的規(guī)律和獨(dú)特性。因此在教學(xué)過程中不能拘泥于某幾種教學(xué)方法，而應(yīng)根據(jù)授課內(nèi)容和學(xué)生的個(gè)性特征進(jìn)行多種教學(xué)方法的穿插運(yùn)用，以便達(dá)到更好的教學(xué)效果。以下是根據(jù)多年教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)而對教學(xué)方法和手段的嘗試性改革研究。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相互獨(dú)立開課，沿襲先理論后實(shí)踐的方式，理論教學(xué)環(huán)節(jié)整堂課以教師為主，盡管任課教師語言也生動(dòng)幽默，也注意課堂與學(xué)生互動(dòng)，但無奈在學(xué)生對EDA技術(shù)一無所知的大背景下處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的授課模式下，開課之初就面臨大量抽象的理論知識，使得學(xué)生只能機(jī)械記憶，很難有學(xué)習(xí)積極性。實(shí)踐環(huán)節(jié)以傳統(tǒng)驗(yàn)證性試驗(yàn)為主，擴(kuò)展性不足，并且這種理論和實(shí)踐在不同時(shí)間和空間完成的教學(xué)方式容易造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想，教學(xué)有效性不強(qiáng)。因此探尋能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高動(dòng)手能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的教學(xué)方法很重要。為了提高教學(xué)效率和效果，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)必須緊密結(jié)合。盡管多媒體教學(xué)具有直觀、高效的特點(diǎn)，但如果單純利用多媒體課件進(jìn)行EDA課程教學(xué)，使得以教師講解為主，學(xué)在圖片之間的切換中雖然所獲得的信息量很大，但幾乎沒有給學(xué)生留下思考的時(shí)間，且容易給造成學(xué)生視覺、心里疲勞，從而學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣。故此，采用一體化教學(xué)方式，即把上課地點(diǎn)從普通多媒體教室轉(zhuǎn)移到有黑板、投影儀、試驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)室或機(jī)房(根據(jù)授課內(nèi)容確定）。在這種授課環(huán)境中，任課教師可以充分整合資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。為了在開課之初就使學(xué)生對該課程產(chǎn)生興趣，同時(shí)還能讓學(xué)生盡快對電子線路設(shè)計(jì)的完整性有主觀認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生熟練操作技能，教師應(yīng)打破教材章節(jié)的界限，選擇代表性的電路實(shí)例作為教學(xué)單元模塊，按照由易到難的順序來安排。在首次授課時(shí)，可借助板書和多媒體課件，采用啟發(fā)式提問和直接講授結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，通過探究式學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識點(diǎn)和原理。這之后的授課就可以用原理圖輸入法設(shè)計(jì)簡單電路，讓學(xué)生熟悉QuartusII這一平臺的同時(shí)也掌握了原理圖輸入設(shè)計(jì)方法，學(xué)生自己能夠在課堂上及時(shí)動(dòng)手操作，學(xué)習(xí)興趣就得到提高。對于EDA技術(shù)課程中另一個(gè)關(guān)鍵章節(jié)硬件描述語言,授課教師要考慮到本課程側(cè)重于應(yīng)用這一特點(diǎn)，在教學(xué)中仍像學(xué)習(xí)C語言那樣逐條介紹語法是不適用的，教師應(yīng)該把具體典型實(shí)例引入課堂。比如數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)，將此設(shè)計(jì)分為時(shí)、分、秒三個(gè)子任務(wù)，通過對這幾個(gè)子任務(wù)的講解，就可以讓學(xué)生很好的掌握VHDL語言基本的語句現(xiàn)象極其使用方法。再比如學(xué)習(xí)“鍵盤輸入電路”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，教師提示鍵盤掃描的原理是行列矩陣掃描，從而讓學(xué)生在對其原理理解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)采用硬件描述語言來實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入電路，這樣使學(xué)生既在具體情境中設(shè)計(jì)了電路也同時(shí)為后面學(xué)習(xí)模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。此外，老師在課堂上以把握時(shí)間為前提下將語句寫在軟件界面中，同時(shí)講解，實(shí)例中的部分語句還可空出來由學(xué)生完成填寫并顯示仿真界面。通過這種教學(xué)方法可以讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)從而使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)有效把握語法要點(diǎn)。為了讓學(xué)生持續(xù)保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握現(xiàn)代EDA技術(shù)設(shè)計(jì)理念，整個(gè)教學(xué)過程圍繞大量切近生活實(shí)例展開，將實(shí)踐環(huán)節(jié)按照難易程度分層次的完全滲入課堂，比如交通信號燈控制、數(shù)碼譯碼顯示、全加器、邏輯表決器、接口與通信模塊、虛擬儀表等，從而讓學(xué)生有這門課是實(shí)用的認(rèn)知。這種一體化教學(xué)方式能夠有效避免理論與實(shí)踐脫節(jié)，使學(xué)生能夠更加深刻地理解掌握所學(xué)知識。這里授課教師要注意避免使學(xué)生進(jìn)入一個(gè)誤區(qū)，教師應(yīng)明確告訴EDA技術(shù)課程不是僅學(xué)習(xí)一種開發(fā)工具軟件或是學(xué)習(xí)一種語言，更不是某個(gè)軟件的操作，告訴學(xué)生本課程的學(xué)習(xí)重心在于掌握設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法。因?yàn)檐浖埠茫Z言也罷，始終只是工具，且更新比較快，比如曾被業(yè)界認(rèn)為最優(yōu)秀的PLD開發(fā)平臺之一的MAX+PLUSII軟件目前也由QuartusII替代。此外老師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)媒體資源進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，各種電子設(shè)計(jì)競賽中的題目，可由老師將其拆解為若干子任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生由前期系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證仿真到實(shí)際電路的設(shè)計(jì)制作，以便學(xué)生把握當(dāng)今技術(shù)本身發(fā)展動(dòng)向，進(jìn)而對自己感興趣的方向進(jìn)行自主深入的學(xué)習(xí)。

3改變考核體系，突出技能考核

對學(xué)生進(jìn)行成績考核是考察學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的重要依據(jù)，同時(shí)也是對教師教學(xué)質(zhì)量狀況檢驗(yàn)的必要途徑。好的考核體系能促進(jìn)和激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，而不好的考核體系可能扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。EDA技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課，不僅要讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)思路和理念，也要讓學(xué)生能夠?qū)⒗砟詈退悸窇?yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的試卷考核對本課程來說不能夠全面反映學(xué)生的知識掌握情況，試卷考核沒有讓學(xué)生擺脫長期形成的“應(yīng)試心態(tài)”，從而學(xué)生學(xué)習(xí)EDA主要精力用于死記硬背理論知識，并沒有考察學(xué)生實(shí)際分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。針對這種情況，調(diào)整了考核體系。首先，考慮到理論是進(jìn)行實(shí)踐的基礎(chǔ)，所以傳統(tǒng)的試卷考試不能摒棄，這里需要出題老師花費(fèi)心思引導(dǎo)學(xué)生對重點(diǎn)理論內(nèi)容進(jìn)行掌握，但這一環(huán)節(jié)在最終成績中的比例只占30%。第二部分成績是根據(jù)學(xué)生平時(shí)課堂表現(xiàn)給出，這里不僅僅是出勤率的問題，因?yàn)橐惑w化的教學(xué)模式課堂包含了實(shí)踐環(huán)節(jié)，所以這里除了看學(xué)生課堂上的活躍度(主要是看否積極參與提問和回答情況），更重要的是看學(xué)生在課堂實(shí)際操作環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，主要查看實(shí)驗(yàn)操作熟練程度(查看包含軟件基本操作、程序編輯編譯、仿真、下載、差錯(cuò)、試驗(yàn)箱連線及結(jié)果演示等方面的能力），根據(jù)上述課堂表現(xiàn)再結(jié)合提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況給出第二部分成績，這部分成績同樣占最終成績的30%。而第三部分的成績是和課程設(shè)計(jì)掛鉤的，具體實(shí)施是這樣進(jìn)行的，在開課之初就公布設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)要求(也可學(xué)生自選題目），學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求自行分組(原則上每組2~3人），查找資料、制定方案、寫代碼等，直到完成設(shè)計(jì)報(bào)告，期間老師需要進(jìn)行必要的指導(dǎo)和引導(dǎo)，這一環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力是至關(guān)重要的。最后教師驗(yàn)收設(shè)計(jì)成果，包括檢查代碼、模塊調(diào)試、系統(tǒng)仿真、硬件下載及學(xué)生答辯情況(主要是EDA技術(shù)基本知識與課程設(shè)計(jì)相關(guān)知識），給出占最終成績40%的成績。盡管這種考核體系毫無疑問增加了任課教師的工作量，但正是通過這種考核體系，才更能夠較為全面的考核學(xué)生，不僅檢查了學(xué)生的知識掌握程度，也考察了動(dòng)手能力，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。這種突出技能考核模式提高了學(xué)生在設(shè)計(jì)中分析問題和解決問題的能力，自然有助于培養(yǎng)了學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力。

4結(jié)束語

人才培養(yǎng)是長期而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)代社會(huì)對高校畢業(yè)生知識、技能和素質(zhì)的要求也在不斷變化，同時(shí)由于現(xiàn)代電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，知識結(jié)構(gòu)更新很快，要培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的高素質(zhì)人才，就要全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，不斷更新教學(xué)觀念，深化教育教學(xué)改革。認(rèn)識到EDA技術(shù)帶動(dòng)了一場電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的革命的同時(shí)，EDA技術(shù)也正處于高速發(fā)展階段，當(dāng)前深化EDA技術(shù)教學(xué)改革，應(yīng)基于以能力為本的教學(xué)理念，從培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生興趣、動(dòng)手能力、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新等方面入手。目前，正處高校教育教學(xué)改革的關(guān)鍵時(shí)期，研究探索高等教育教學(xué)改革不僅是每個(gè)高校教師面臨的迫切問題，它也將成為高等教育永恒的主題之一。（本文來自于《農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息》雜志。《農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息》雜志簡介詳見.）

作者：李勉1賈樹恒2頓文濤3吳昂1姚傳安1路康4袁超2工作單位：1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息化管理處4.鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院