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淺談《EDA技術》課程的教學

2019-05-20 閱讀(228)

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摘 要:《EDA技術》是一門實用性、操作性和工程性很強的課程,本文介紹了《EDA技術》課程在培養體系中的地位、作用和課程教學的目標,重點提出了優化教學內容和培養學生興趣是課程教學的關鍵,探討了以突出技能為目標的考核方法,以提高和增強學生學習的主動性與實踐動手能力,培養學生的創新思維和創新能力。

關鍵詞:EDA技術;教學改革

引言

EDA是Electronic Design Automation(電子設計自動化)的縮寫。EDA技術,就是以大規模可編程邏輯器件為設計載體,以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式,以實驗開發系統為設計工具,通過有關的開發軟件,自動完成用軟件的方式設計的電子系統到硬件系統的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、邏輯布線、邏輯仿真,最終實現既定的電子線路系統功能。簡言之,利用軟件的方式,即硬件描述語言和EDA軟件來完成對系統硬件功能的實現。

由上述定義可知,EDA技術的主要內容有大規模可編程邏輯器件、硬件描述語言、實驗開發系統和開發軟件四個主要部分所構成。《EDA技術》的課程教學則是圍繞這四個方面的內容展開的。

在當今以數字化和網絡化為特征的信息技術革命大潮中,現代電子產品已滲透到了社會的各個領域,在涉及通信、國防、航天、醫學、工業自動化、儀器儀表和計算機應用等領域,運用EDA技術設計電子產品,已是大勢所趨。因此在大中專院校中不僅在微電子、應用電子專業,而且在電子信息、通信工程、自動控制、計算機應用、生物醫藥等非電類專業中也引入了《EDA技術》的課程教學。如何規范其在課程培養體系中的地位、作用和目標;如何在有限的課程教學時數中,優化教學內容,培養學生們的學習興趣;如何根據該門課程的特點,制定合適的考核方法,這一系列的問題是教育工作者需要面臨解決的。

1明晰地位,強化目標

我系的電子信息科學與技術專業開設了《EDA技術》這門課程,在培養體系中作為專業課進行教學,屬于應用電子技術領域方面的課程。通過學習這門課程,要求學生了解EDA技術發展狀況以及設計方法,學習常用CPLD、FPGA器件的基本特性,掌握VHDL設計語言和EDA軟件如MAX+PLUSII的使用技巧,進而掌握現代數字系統的設計思想和方法,并具有動手設計電子系統的能力。

《EDA技術》課程不只是《數字電子技術》和《模擬電子技術》等課程的簡單延續,不只是學習一種語言和一種開發工具軟件,不只是數字電路的仿真,教師應該告訴學生EDA技術是設計電子系統的主要實現方法,讓學生在今后的系統設計中做出正確的選擇。教師和學生在課程的重視程度上應該把《EDA技術》和《微機原理及應用》、《單片機原理及應用》等課程同等對待。

為使學生能掌握最新的知識、做到學以致用,《EDA技術》作為一門實用性很強的技術性課程,其課程教學與實踐教學必須走理論與實踐相結合的道路,必須跟上產業界對技術發展、實踐能力的需求步伐。因此,對《EDA技術》這門課進行實踐與課程教學優化是非常必要的。

2優化教學,培養興趣

由于目前的本科課程門類已大大增加,這門課程的學時應該不會太多。因而在教學上就應該進行有效的取舍,哪些內容老師該講,哪些內容學生自學,這將是一個值得深入探討的問題。譬如對非電類專業的本科生而言,初學者無需對大規模可編程邏輯器件FPGA/CPLD的內部結構進行深入細致的了解,因而這部分內容就應該少講,而讓學生課后自學。再譬如對于VHDL語言的教學就不能像C語言或匯編語言那樣逐條語句講授,面面俱到,而是應結合具體實例講解最基本的語句及其使用方法。另外在課堂上教師可將最新的技術成果引入教學中,及時更新教學內容,使學生能夠掌握最新知識和技術。

在傳統的授課模式中,理論教學和實驗教學是分開進行的,理論知識先在多媒體教室中采用課件進行講解,講解完后再另外安排時間讓學生到實驗室進行實踐,教師在旁輔導。這種傳統的授模式沿襲先理論后實踐的方式,使理論和實踐在不同的時間和空間來完成,而時間和空間的不連續易造成理論與實踐的脫節。有條件的學校可采用“一體化”的授課模式,即在EDA實驗室中結合實例講授部分理論知識,然后由學生各自進行實驗操作,教師巡回指導,最后再針對實驗操作中出現的問題進行集中講解。這種一體化授課模式的教學方式能有效地將知識點融入實驗,不會出現理論與實際的脫節,而且學生通過自己實際動手發現一些問題,經教師解答或同學討論后及時解決,能使學生加深刻地理解、掌握所學的知識,提高教學質量。

興趣是學習的動力。如果學習沒有興趣,學習將成為一種沉重的負擔。學生學習被動,學習效肯定不理想,教學質量也不會高。因此,為了使學生學好EDA技術這門課程,讓學生對這門課程產生興趣是關鍵。

一般的授課方式以板書或以課件為主,但對于與EDA軟件緊密結合的《EDA技術》課程,為加強教學的互動性,給學生留下思考的空間,授課時可充分運用EDA軟件。如在VHDL語法實例講解的課件中,將例子的部分語句空出由學生來填寫完成,填寫正確則可進行仿真并顯示仿真波形結果。這種教學方法的運用可吸引學生積極主動參與到課堂教學之中,提高教學的效率與效果。

另外,學生一般對于實驗課比較感興趣,而EDA技術又具有很強的實踐性,所以應少講多練,遵循“理論講授”為輔、“上機實踐”為主的原則。理論講授與實踐環節環環相扣,一個階段的理論教學一定輔以實驗加以強化。在課堂教學中,一些抽象、繁雜的變化過程(諸如競爭冒險、延遲等現象)不易理解,但從時序仿真的波形圖中生動形象地得以表現。使學生更透徹地理解所學知識,深化所學內容,提高了學生的學習興趣。仿真結果正確后再下載到目標芯片上。當同學們看到自己成果時,成就感就會油然而生。

3改革考核,突出技能

為了提高教學質量,真實反映實際教學效果和學生對知識和技能的掌握程度,必須有一套客觀有效的考核方法。

我校定位于應用型本科高校,而EDA技術又具有很強的實踐性,因此,本課程的考核不應再采用傳統的考核方法。按照傳統模式,學生參加閉卷筆試,而EDA技術的主要內容是電路編程,最終結果要在EDA實驗系統上才能顯示出來,所以在《EDA技術》課程考核方法中將傳統的試卷考試改變為技能考核,是一種有益的考核方法。這樣既能

增加學生實踐的機會,也能使教師準確、及時地了解學生的學習情況。具體流程可為:

(1)以教學班級為單位,準備10套左右的技能考核試題;

(2)學生以3—5人為一組,隨即抽取考核試題,在規定的2~3個小時內上機完成;

(3)教師現場驗收,現場提問。

(4)學生提交書面設計報告。

(5)教師根據設計報告和現場驗收成績,給定學生的課程考核成績。

通過考試模式的改革,能夠綜合考核學生的學習成績。單純的筆試方法,僅能考核學生的對知識的掌握程度,不能考核學生的動手能力的弱點。分組考核,學生之間可相互交流和探討,培養了他們的團隊合作精神。注重技能考核,提高了學生在設計中分析問題和解決問題的能力,培養了學生的創新能力,提高了學生工程設計能力。

4結論

對于《EDA技術》課程的教學,優化教學內容和教學方法,激發和培養學生學習興趣是關鍵;改革考核模式,突出技能是手段。深入研究EDA課程的教學特點、教學目的和教學方式,將極大的推進EDA課程教學體系的完善和進一步培養更加適合市場需要的各種專業人才。

參考文獻

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