新工科人才培养模式下的EDA课程教学与实践探索
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作者:高玉峰 刘迪 潘登
摘 要：新工科是时代发展的要求，EDA课程不但是电子信息类专业的专业课程，而且在电子设计领域上也具有重要地位。在高速发展的今天，提高EDA课程教学方法至关重要。本文针对EDA课程现状，从教学理念，教学内容，实验课设置以及考核等方面进行分析，提出在新工科模式下EDA课程改革和实践措施，多方面提高学生对EDA课程的基础知识和实践应用能力的培养。
关键词：新工科 EDA课程 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0182-02
21世纪我国电子技术不断发展，EDA作为当今电子设计的发展发向，其课程对于电子信息相关专业的学生非常重要。为了适应社会对EDA技术人才的需求，培养学生专业实践能力以及自主创新能力，本文对新工科人才培养模式下的EDA课程教学与实践进行了探索，达到对学生EDA课程的实践及创新能力的培养，从而为社会提供具有创新性的技能型应用人才。
1 EDA课程现状
1.1 教学理念
EDA课程教学方式，多以理论课程及实验相结合，且以理论课为主实验课为辅。但在理论课中多以乏味枯燥的讲课进行，忽略对学生创新能力培养。实验课缺乏新意，以应付作业形式面对实验。这种模式是学生被动的接受课程，没有积极性可言。更难以培养学生创新能力。学生面对课程甚至有畏难、厌烦情绪，严重偏离了教学的目的，学生难以从中学会EDA技术的要领，更难以锻炼实际应用能力。
1.2 教学内容
EDA教学内容以VHDL语言为基础进行教授，没有更好地课外补充。而且主要讲授的都是基础语法以及设计分析，知识点复杂冗长。学生被动听课，难以对复杂全面的知识点进行消化理解，而且课时较短，学生和老师不能有效的沟通和互动探讨。学生基础掌握不牢，导致后续课程难以延续，形成恶性循环。致使学生厌学，不听课。而且课程更新缓慢，难以跟上时代的潮流，教师外出学习的机会甚少，不能及时地对课程知识进行更新，没有将新技术引进课堂。而且课程内容也与社会新兴产业的相关技术无法连接，使学生不能学以致用，严重阻碍了新工科人才发展战略。
1.3 实验安排
EDA的实验项目分为验证型和综合型。验证型实验学生根据教师的实验指导书，按部就班的一步步完成各步操作，虽然实验仿真成功，但是学生难以理解实验内涵，没有很好地从中明白原理和过程。实验报告上也没有很好地体现对实验的分析，更多的照抄照搬书中的相关概念，停留在问题的表面，未能总结实验中的应用和功能特点，创新应用等。综合型实验不但安排很少，而且其给出的时间也特别短。实验内容上也总是一成不变，没有及时的引进新兴技术。使学生产生被动的学习习惯，面对实验既畏惧又厌烦。
1.4 考核方式
EDA考核方式为期末考试，并且都以笔试为主，即使有编程题，也不过是纸上谈兵，不做仿真验证。所以多数学生期末突击复习，死记硬背，只为了应付考试。而实验考核基本就是上交报告，出勤作为考核重点，学生多数以借鉴和抄袭别人的形式草草了事，不能很好地对学生整体技术水平进行检验。
2 新工科模式下的EDA课程改革
2.1 以学生为主体的教学理念
新工科模式的教学理念，首先就要改变传统的单向灌输的教学模式，课堂以学生为主体。采用案例教学式，课程以某一具体功能的电路为主题展开，以算法设计和程序设计为主，以提问和小组讨论的方式进行，在课上采用EDA软件进行仿真，让学生更透彻地进行学习，提高学生的参与度和积极性，让学生始终处于“在线状态”。然后让学生分组，运用工具自主学习，加强分享交流，并且通过这一方法使学生更好地增加理解，加强记忆力。并且，课程深入前沿技术，与实践相结合。此外，让部分教学老师适当外出学习前沿技术，改变传统理念，引进新的教学理念。使课堂活跃不失精彩。
2.2 多元化的教学内容
以往教学内容都以单一的课程为主，理论课生硬没新意。基本上都是遵循先语法后应用的原则，开篇往往都是发展历史，之后开始介绍VHDL基本构建，文字规则等，虽注重了连贯性和整体性，但对于初学者来说，难以从生硬的课程中掌握知识，所以教学应以电子线路设计为基点，通过实例讲解来进行提高性学习，让学生对基本流程以及设计理念有感性的认识，比如第一课可以以简单的选择器，加法器等典型实例为题进行讲解，同时进行课上仿真，让学生根据仿真波形等更好的理解，并让学生进行硬件验证。将EDA技术与课程有机的结合。
此外，在新的EDA教学内容上，要以培养学生创新精神，实践能力等为主要内容。在原有讲授的VHDL语言的基础上，增加对Verilog语言部分的课外补充，使同学建立兴趣。同时突出以FPGA为应用对象，以VHDL语言为主要手段进行电子電路设计。多列举实例，提高学生的兴趣，并且进一步增加实验课学时，以验证性实验为基础，增加综合型实验和创新研究型实验，让学生很好的应用在实训，实习，电子科技竞赛以及毕业设计上。
引入网络教学。学校在提供的网络教学平台上增加EDA相关的课程，在课上进行录制后投放到平台上，供学生学习。同时可以在平台上进行专题探讨，加强学生之间，学生与老师之间互动，整合资源共享与学术交流，为学生提供广阔充实的学习环境。
2.3 注重创新的实验设计
实验课程尽量压缩教师的讲解时间，把实验原理、实验内容以及应用知识点通过网络在线课程或文字资料的形式提供给学生，课上时间更多以学生进行实验、教师进行指导的模式进行。并且及时让学生记录，在实验报告中更好地体现出仿真分析和实验结果。创新型实验中，让学生给出方案设计以及内容分析、错误及改正过程，同时增加小论文，课程设计等环节。
实验室不但更新试验设备，而且实验内容也不断更替。难度由浅入深，与先进的EDA技术企业进行更好的连接。并且建立实验室项目的数据库，通过等级难度进行划分，让学生实验的选择方面更广，增进学生的兴趣。添加一些生活中使用的课题设计，让学生实习或实验中进行制作和研发，增进学生的学习兴趣。增进部分实验课题难度，增加查阅资料文献等环节，增加学生自学能力和综合应用设计能力。
2.4 整体性的考核方式
传统的考核方式多以期末考试为主，新模式下应注重学生的语言学习能力和动手能力，多方面考核学生整体水平。笔试难以体现学生的EDA技术水平，注重实验考核和课题设计，让学生自主选题，自主设计，并且进行答辩形式的验收方式。提倡学生创新题目，培养学生创新能力。而且对实验报告等进行严谨的检查，培养学生书写设计思路的规范化，为未来的毕业论文提供基础。
3 结语
EDA技术作为电子信息工程专业的较重要的课程，教学改革意义重大。在新工科模式下结合目前的课程特点，借助信息技术下的网络课程以及新技术的加持，使学生不断激发学习兴趣，综合提升EDA技术的实践能力以及创新能力，让毕业的学生能“学有所成，学以致用”。
参考文献
[1] 潘松，黄继业.EDA技术使用教程—VHDL版[M].6版.北京：科学出版社，2018.
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