通信工程专业EDA课程教学改革模式探索

魏明哲

摘要：本文针对我院通信工程专业的特点，提出变换课程教学语言、改革课程教学方式和课程考核方式等结合业界应用、符合应用型人才培养目标的新教学模式，结合案例教学。实践表明，EDA课程的教学改革对培养学生的应用和创新能力起到了积极作用。

关键词：EDA课程；教学改革；通信工程专业

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）02-0116-02

一、引言

集成电路技术在实际工程应用中的飞速发展，促使EDA技术的不断深化，同时也推动了高等院校电子信息类专业课程设置与培养方案的不断调整。用人单位对相关专业高校毕业生的实际工作能力要求不断提高，学生的培养面临新的挑战，为了使学生掌握现代电子设计方法，培养适应电子信息技术快速发展的专业技术人才，各大高校在EDA技术课程的设置上都有许多探索和实践。本校针对通信工程专业的特点和学生就业方向及趋势的分析，对传统EDA教学进行了改革，并付诸教学实践，力求更好的培养学生的综合实践能力和创新能力，提高人才培养质量。

二、以往教学存在的问题

（一）课程语言定位

我院通信工程专业EDA课程设置为FPGA设计开发，以往教学采用VHDL语言，VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。而Verilog HDL是以模块为基础的设计方法，在描述复杂的硬件电路时，设计人员总是将复杂的功能划分为简单的功能，模块是提供每个简单功能的基本结构。设计人员可以采取“自顶向下”的思路，将复杂的功能模块划分为低层次的模块。并且Verilog HDL的设计初衷是成为一种基本语法与C语言相近的硬件描述语言。这是因为C语言在Verilog HDL设计之初，已经在许多领域得到广泛应用，C语言的许多语言要素已经被许多人习惯。一种与C语言相似的硬件描述语言，可以让电路设计人员更容易学习和接受。

（二）教学融合度

EDA课程的常用教学方式是以理论讲授为主，实验教学采用EDA软件进行仿真，并在EDA实验箱上进行验证的实践方式。本院EDA课程设置为FPGA开发，应用Quartus II软件进行开发，EDA课程的实验内容和综合性相对较强，教师难以在理论课堂上讲解全面、透彻，造成学生被动听课，总认为教师讲了很多，但却不知道何时用、如何用。实践中不能很好地应用理论指导是普遍存在的一种现象。

（三）实验考核与管理

以应用型人才培养为目标的教学质量和教学效果考核应该注重于学生实际能力的考核，目前EDA课程的教学效果和教学质量仍然以理论课为主，实验课的考核依附于理论课成绩，并且所占比例不大，且考核方式单一，没有使学生真正从思想上提高培养动手能力的意识，没有达到实验教学的真正目的。

并且实验课程大部分采用以班级为单位，固定时间上实验课的形式，导致出现实验课时间受限，无法安排一些规模较大的综合设计性实验的问题和通常不安排学生在没有实验教师在场的情况下进入实验室做实验，仪器设备利用率低的问题，极大地浪费了资源，限制了EDA课程开展的系统性和灵活性。

因此，在加强实验室的建设和管理工作的同时，积极为学生建立可移动实验室创造条件，这样可大大提高学生的学习积极性和实践条件。

三、解决方案

（一）更换课程语言

VHDL语言因其语法规范丰富且教材体系完整，更严谨、更容易和实际硬件联系起来等特点，被广大院校应用于课程教学中。但VHDL语言存在于业界应用脱节的实际应用问题。在产业界Verilog HDL比较流行，应用型高校人才培养应充分考虑用人单位和市场的实际应用需求；另外，Verilog HDL适合算法级，RTL，逻辑级，门级，而VHDL适合特大型的系统级设计，高校教学应注重学生相关课程基础学习的扎实性和良好的后续扩展性；Verilog HDL的设计初衷是成为一种基本语法与C语言相近的硬件描述语言。这是因为C语言在Verilog HDL设计之初，已经在许多领域得到广泛应用，C语言的许多语言要素已经被许多人习惯。一种与C语言相似的硬件描述语言，可以让学生更容易学习和接受。

基于以上分析，通信工程专业注重于通信系统开发设计过程中所应用到的通信模块的设计和应用，区别于电子信息工程专业的中大型集成电路的设计，所以，我院将通信工程专业EDA课程的教学语言改为Verilog HDL语言，适合专业发展，迎合业界应用。

（二）改革课堂教学方式

课程共为56学时，其中课堂理论授课学时为30学时，主要侧重Verilog HDL语言的语法知识点和工程编写方法的理论部分授课；实验课程12学时，主要侧重于课堂基本知识的验证和学习；其他14学时采用实验室授课模式，侧重于结合工程案例，引导学生从工程应用角度理解课程知识点，

与课堂以语法知识为重点的教学方式形成互补，构建更加全面的知识体系，并通过一个学期的教学实践，得到了较好的效果，学生反响好。

（三）改变考核结构

原课程期末考试采用传统的理论试卷考试和实验考试两部分，存在考核方式较为独立，考核结果不能完全反映学生掌握程度的问题。改革之后，期末考核部分分为平时作业、理论考试、实验考试和工程项目设计等多方面的考核方式，再结合课程之后的课程设计环节，充分深化学生对基础知识点和工程项目设计的掌握程度，提高学生的应用能力。

四、结语

通过一个学期的应用论证和本学期的教学反馈，我院通信工程专业EDA课程改革的模式和方法取得了预期的效果，学生反响较好，课程教学效果良好，此教学模式能够培养学生的科学研究素养，激发学生的创新能力，锻炼学生的实践能力，提高了学生学习的主观能动性，切实提高学生的创新能力，为学生毕业后更好地适应社会需求打下坚实的基础。

（作者单位：唐山学院智能与信息工程学院）

参考文献：

[1]基于通信工程专业的EDA教学探讨与实践.于华楠，赵睿，邬春明等.东北电力大学学报，2011，31（5/6）：195-197.

[2]基于培养学生创新能力的EDA教学改革探索.徐学红.教育论坛，2011.8：147-149.

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[4]基于创新型人才培养模式的EDA课程改革和实践.常红霞，许雪艳，余建立.教育教学论坛，2015.10（43）：101-102.