《EDA技术及应用》课程教学改革方法探讨

伍亚萍 王彩霞 张燕

摘要：本科教育的主要培养目标之一为培养学生自学和终身学习的能力，《EDA技术及应用》课程是自动化及电子信息类专业的核心课程之一，知识更新速度快、应用面广，具有很强的实践性。本文依托我院与Altera共建实验室，针对目前《EDA技术及应用》理论及实验课程中存在的问题，提出了对教学改革的目标和具体的方法。

关键词：EDA技术；应用教学；教学改革

1 引言

EDA（Electronics Design Automation），即电子设计自动化，是现代电子技术的主要发展趋势，在电子技术、仿真模拟工作中扮演着十分重要的角色。EDA技术作为高等院校电子信息、自动化等电子信息类专业的一门十分重要的核心课程，对培养“技能型、应用型、创新型、创业型”人才举足轻重的作用可见一斑。EDA技术的迅速发展，使得EDA技术及应用课程的理论课及实验课的教学面临着严重挑战，对教学思路、内容、方法、手段及考核机制等都提出了更高的要求。

2 《EDA技术及应用》课程教学存在的问题

2.1 《EDA技术及应用》理论教学存在的问题

（1）教学手段形式传统、单一。我院《EDA技术及应用》教学仍采用以课本为主的传统教学方式，理论课程中多以VHDL语句语法、编写规则为主。对于一门实践性很强的课程，单纯依托理论课堂语法规则和代码编写的教授，学生理解和掌握知识点相对滞后，容易在课堂学习中失去兴趣。

（2）教学时间安排不当。根据我院《EDA技术及应用》课程大纲要求，理论课程为18学时。在18学时的理论课程中，安排了五章内容，课时量相对紧张，内容强度相对较大，学生对知识的掌握情况不太理想。在以前的教学安排中，由于18课时的课程，采用隔周上的方式，学生对本门课程的学习时间贯穿了整个学期，学习周期长，时间分散，对本门课程学习的时间不集中，影响学习效果。

（3）教学方式简单。“照本宣科”、不分主次、涉及所有细节内容的教学模式，以及单一的使用板书的教学模式，使得学生在理论课上兴致不高，面对课本上零碎的知识，不能建立系统的体系，更谈不上对内容的比较、思考、总结，学生的学习效果不佳。

2.2 《EDA技术及应用》实验教学存在的问题

（1）基础性和验证性实验多。我院的EDA技术及应用实验安排以基础性和验证性实验巨多，比如38译码器设计、多路数据选择器、全加器、计数器等。很多实验在数字电子技术实验中已经做过，只是换了实验的手段和方法，虽然学生做了实验，但是对实验结果的调试、实验的扩展及改进、动手能力上来说，没有得到锻炼，更多的是简单的、程序性的重复和操作。

（2）实验指导书针对性不强。我院EDA技术及应用实验所用教材为Altera公司提供的实验教程材料，内容过于冗长、多为基础和验证性实验，操作流程和步骤十分细化，学生只要根据教材内容的流程按部就班就能顺利完成实验。在此过程中，缺少了对实验的预习、准备以及对实验过程中的思考，致使学生对实验的重视程度不高。

（3）学生撰写实验报告趋于形式。学校和学院对实验报告很重视，但是这种重视更多的趋向于实验报告的格式和形式问题上。学生为了完成实验报告册中指定的篇幅，往往照抄实验指导书或者相互抄袭。致使学生往往关注的是如何“完任务”，而没有将注意力转移到实验本身，实验预习、实验过程中的思考、解决问题能力的培养更无从谈起。

（4）实验考核机制不够灵活。以往的实验考核都是将学生按照学号进行编号分组，在已有的9次实验中学生随机抽取实验进行考核。在考核的过程中存在一个问题，在平时做实验过程中独立认真完成实验的学生考核成绩优秀，而平时实验课堂中没有认真做实验的学生，在实验考核中存在侥幸心理，成绩不理想。

3 教学改革方案

3.1 EDA技术及应用理论教学改革方案

（1）转变单一的授课模式。将传统的板书+讲授法改为板书+讲授+多媒体+实物演示+实例引导的方式进行授课。在进行新内容或方法的讲授之前，可以通过提问的方式，让学生带着疑问听课，遇到实际设计问题，先启发学生思考，再去讲解现有的解决方法，并将经典的方法和学生的方法进行对比，增强学生的思考能力激发学习兴趣。

（2）教学内容上的改变。在有限的教学课时下，对教学内容方面化零为整，即对教材内容进行系统分析，将不同章节内容进行融合，建立模块及框架。将课程中所有涉及到的VHDL编程语句、FPGA设计流程融汇到应用实例中，“老瓶装新酒”使学生能够掌握不同软件、硬件实现同一个设计目的思路及学习方法。

（3）优化教学时间规划。为提高学习效率及教学质量，调整为9周课程。在理论课程学习的过程中穿插实验教学，理论和实验课程内容进行衔接，使得理论课程中的学习内容能够通过实验得到练习、验证和巩固。

3.1 EDA技术及应用实验教学改革方案

（1）增加综合性实验比重。在已有实验的基础上，将实验教学内容分为三个类别，即验证性实验、综合性实验和小型数字系统设计性实验。

（2）编写具有针对性的实验指导书。实验教学课题的名称直接与相应的知识点内容对应，在实验指导书中能够指出所用到的知识点在理论课本中的出处，便于学生自学实验内容；实验指导书的内容以精简引导为主，给出实验题目、实验目的、实验要求、相关知识要点、提供给学生设计思路、操作过程中的注意事项、有意引导学生主动思考。

（3）对实验报告格式进行重新设计。对实验报告内容进行改变，摒弃之前的固有模块，将实验报告内容按照实验侧重点进行简化。

（4）改变实验主体和实验考核机制。在整个实验过程中，转变实验主体，将以往的老师讲解转变为将学生进行分组，组内讨论推荐代表进行实验设计思路讲解、组内学生相互解决实验过程中的问题。

改变以往的随机抽取已做过实验的方法，学生可以根据自己的兴趣点课余时间进行小型数字系统设计，内容不限，题目不可重复，老师规定完成时间，学生利用实验室的EDA实验箱最终完成设计，老师验收实验结果并进行考核评分。

对于《EDA技术及应用》这门课，教学环节仅仅停留在理论课、实验教学两部分，学生的实际开发能力和动手能力锻炼不够。本课程后续将考虑逐步建立起涵盖验证性实验，设计性实验，综合性实验，小型数字系统设计性实验，EDA课程设计，EDA竞赛等多层次，多方位的实验实践环节，逐步使学生脱离死记硬背VHDL语句应付考试，参考其他学生程序代码应付实验课和考试的思想，真正提高动手能力和程序编写的能力。

参考文献：

[1]黄乡生.《EDA技术与应用》的研究性实践教学方法研究[J].华东理工大学学报（社会科学版），2010.5.

[2]黄成，翟丽芳.EDA技术及应用课程教学改革与实践[J].江苏技术师范学院学报（自然科学版），2009.12.

[3]蓝伟斌.EDA技术应用实验教学改革初探[J].梧州学院学报，2010.6.

[4]梁文斌，趙志鹏，欧少敏.独立学院嵌入式课程——《EDA技术及应用》实验教学改革与实践[J].大众科技，2017.3.

[5]郭治元.基于EDA技术的数字电路实验教学改革的研究[J].信息通信，2017.9.

作者简介：伍亚萍（1988-），女，硕士研究生，助教，主要从事自动控制、电子设计自动化方面的研究，承担EDA技术及应用、过程控制等课程的教学工作。