面向“应用型”的EDA技术课程教学改革研究
夏 冰
（郑州升达经贸管理学院 河南·郑州 451191）
摘 要 在EDA技术课程的教学过程中发现，学生对专业知识的应用能力明显不足。为培养高质量“应用型”本科人才，有必要进行适当的教学改革以提高教学质量。从EDA技术课程教学现状分析入手，针对目前教学中存在的问题进行改革研究，包括理论、实践教学中教学内容和教学方法等两方面，尤其是实践教学中实验项目设计、实验报告撰写、线上线下结合及质量监测等内容进行探讨。通过教学改革促使学生由被动学习向主动学习转变，逐步提高学生对专业知识的应用能力。
关键词 EDA 应用能力 教学改革
0 引言
进入21世纪以来，随着我国电子技术的不断发展，EDA技术作为微电子技术和现代电子技术结合的产物，被广泛应用在通信、电子、自动控制及计算机等多个领域，尤其是在通信领域中的实时专用集成电路设计方向。EDA技术大大降低了设计成本，缩短设计周期，且设计者拥有完全的自主权，无需受制于知识产权的困扰，有效地加速了电子产品行业快速发展和进步，成为现代电子系统设计的主流路径。
为了适应EDA技术在高新技术行业就业中的人才需求，培养学生工程实践动手能力和自主创新能力，在众多应用型本科高校的人才培养方案中，EDA技术相关课程的普及率和渗透率较高。采用EDA技术完成功能电路设计主要分为三个阶段。[1]第一阶段是使用硬件描述语言HDL进行程序设计，完成系统功能描述及编译；第二阶段是接近于真实器件的仿真测试，验证程序设计的正确性；第三阶段是在前两阶段成功后将程序下载到目标芯片中，最终完成集成电路的功能设计。因此，EDA技术课程是一门实践性较强的课程，重点培养学生综合应用所学专业知识进行具体功能电路的设计和分析能力，同时为学生的毕业论文选题和高质量完成做充分准备。
本文从时间和空间维度定义NDD体系下的脆弱性及其相关定义，结合时间概率密度函数和随机抽样模型给出NDD体系下的入侵成功概率计算公式，在此基础上，提出并证明单、多脆弱性变换场景下的入侵成功概率极限定理，并据此给出相应的最优变换空间计算公式.下一步我们将继续研究当入侵时间窗口服从其它分布规律时的最优变换空间大小计算方法.
1 EDA技术课程教学存在的问题
现有的EDA技术课程一般采用先讲理论后做实验的教学模式，而且课堂上理论学时和实验学时比例一般为2：1或1：1，基本一章理论内容对应一个实验项目。通过分析学生的平时表现及期末考试成绩，发现学生分析问题和应用知识解决问题的能力不足，因此有必要进行EDA技术课程改革的研究探索。那么首先应对现有教学过程存在的问题进行分析和总结。[2]
（1）课堂理论讲授主要是基本语法和设计分析。理论内容主要包括硬件描述语言的语法规则和设计方法等，知识点较多，教师课堂上如果面面俱到，形成“满堂灌”，会造成学生被动听课，听了很多但不知道如何用和怎么用，知识点无法充分吸收、消化和理解，不能形成良性循环。比如前期的知识点导入效果不佳则会导致进行例题分析讲解时，学生不能有效地和老师互动交流探讨，被提问的学生不能完整准确地回答问题。这种传统的教学模式最终导致学生的听课效率较低，甚至产生厌学心理。另外，理论知识点对学生来说学起来较枯燥，课堂教学方法过于单一会导致注意力不能很好集中，个别学生还容易瞌睡，严重降低课堂学习效率。还有课堂上普遍存在学生只“听”不“记”的现象。虽然部分学生做了课堂笔记，但是笔记记录质量参差不齐，分不清重点难点，个别学生基本没有记笔记的习惯，这样不利于对学生的课下复习。
（2）EDA技术实验教学的实验项目类型分为验证性和综合性两类。学生们依据老师提供的实验指导书，按照书中详细的步骤一步步完成相应操作，虽然“模仿”过程完成了实验，但是从学生书写的实验报告中发现依然存在问题。学生对实验结果的分析过于简单，只分析表面对与错，未能从实现过程和结果中总结知识点在实验中的应用及功能特点、注意事项、创新应用等。部分学生虽然在实验报告中提到了自己存在的问题，但未给出自己的解决方法或措施。个别学生仅仅把实验报告当成了一项多余的作业，而不是帮助进一步学习总结的工具。这说明学生实验过程中学生是被动学习的，缺乏主动性，学生的应用能力、解决问题能力以及创新能力得不到有效培养和提高。
在雅特乐器厂产品展厅里，数百把造型各异、颜色不一的电吉他错落有致地挂在墙上，对外宣介着雅特的产品种类。“做自己的声音，让世界惊叹。雅特不做出口代工，我们多年来一直坚持做自主品牌，我们要让更多的人，认识昌乐、认识鄌郚、认识雅特，目前雅特品牌在国内电声业界，已经成为一个响当当的品牌。雅特乐器在制琴过程中，不断完善制作工艺，力求精雕细琢，精益求精，达到技术和艺术的有机结合，将工匠精神的独具匠心和工于匠心运用到各个工序环节，崇尚完美，追求卓越。”雅特乐器厂总经理赵卫国。
2 EDA技术课程教学改革
（2）实验课课堂教学中，尽量压缩教师讲解时间，可以通过网络在线课程把实验原理、实验内容，实验步骤及应用知识点等建立对应的学习单元。课前要求学生登录网络在线课程完成线上预习，课后组织实验结果完成优秀的学生进行视频录播，上传网络在线课程平台，与全班同学分享交流。通过统计学生登录次数、观看时长等数据，作为平时考核成绩的一部分。[4]
建筑电气工程在施工中需要重点关注其质量问题，对施工质量的控制要从施工设备、材料与技术要求等各方面进行，只有这些控制要点的质量问题得到保障，电气工程的整体质量才能提高。
（3）学生在学习过程中缺少与数字电路技术、数字信号处理、通信原理等先修课程的联系，缺少学习的连续性。比如学生在进行通信专用器件“编码器”设计时，需要透彻掌握编码器的数学模型和算法原理，进而进行算法设计和程序设计。[3]完成“编码器”设计至少需要掌握两类以上不同的先修专业知识。然而现有的实验项目虽然能够将理论知识点及重难点涵盖练习，但基本还是围绕本课程内的内容例题的改进和扩展，与所学的本课程外的专业技术知识联系不够紧密，缺少对知识的二次加工，进而出现学生“考完一门，忘一门”的现象。如果教学内容仅局限于本课程内，学生不能有效进行知识的连续、交叉应用，缺少经验积累，那么基本的专业知识应用能力培养将无法保证。而且前期在教学过程中缺少专业学科间交叉型、综合应用型的实验项目锻炼，在后续应用型和创新型学习中，学生在面对新问题、新挑战，缺乏信心和勇气。
（1）改变传统的“单向灌输，学生被动接受”教学模式。课堂教学以学生为主体，将课堂还给学生。依据EDA技术课程特点，理论课堂内容以围绕某一具体功能电路设计展开，以算法设计和程序设计为中心，将知识点量化其中，重难点详细讲和反复提醒，其它点到为止。整个过程中要增加学生提问或小组讨论的频率，提高学生上课的活跃度和参与度，督导学生始终处于“在线”状态。课后对全班学生划分小组，每组同学使用XMind等软件工具将课堂所学内容组织建立学习思维导图，各小组之间相互分享交流，通过该方法进一步加强学习的记忆力和理解力。并将该项内容作为平时考核成绩的一部分。
以培养应用型本科生为目标，对现有电子信息工程专业的EDA课程进行改革研究，提出以下几点教学改革建议。
课堂实验过程中，老师尽可能少讲或不讲，让学生独立参考实验指导书完成本次课实验，并同步实时进行实验报告中的实验步骤、出现错误等内容的记录，尤其是出现错误的改正方法记录。学生通过“错误和纠正错误”不断积累设计经验，另外要求学生在实验报告的实验结果分析中一定要体现应用了哪些具体理论知识点，杜绝空话假话。这两项内容作为实验报告成绩的主要参考点。通过做实验和写报告的有机结合，逐步培养学生独立完成自己实验报告的习惯，有效控制实验报告的雷同率。
（3）EDA技术课程是一门实践性较强的课程，单纯依靠课堂教学是明显不够的，更多的是课下的反复练习和强化。学生只有动手实践“越做越多，才能越做越熟，最后实现越做越新”，所以课下实验项目如何设置尤为关键。为突出EDA技术的实用性，首先将EDA技术课程与其他专业基础课、专业课紧密联系结合。比如将数字电子技术、数字通信技术等相关专业课程的理论原理或数学模型等通过程序设计实现硬件电路设计，实现知识的“二次加工”。让学生体会到之前所学知识的有用性和可行性，进而激发学生对本专业的学习兴趣和技术应用交叉创新。
建立实验项目的数据库，对实验项目的难易度进行等级划分，不同等级的实验项目数量划分。通过网络在线课程系统进行实验项目收发、在线讨论交流、在线测试等各项教学活动，依据学生课下完成实验项目的数量和难度作为平时成绩的重要考核部分。为更加有效地实现对EDA技术的应用能力培养，在此基础上，通过增设课程设计环节培养学生查阅文献资料能力、自学能力和综合应用设计能力。学生选题以具体功能电路实现为目标，进行题目确定、可行性分析、方案设计、程序设计、仿真测试、知识应用总结等，最终提交工程文件夹和设计说明书。通过这一环节不但可以提高对本课程的掌握程度，还为大四毕业论文的开题做好引导和准备。
科创板“选秀”闪烁“行政化政绩幻觉”，也容易诱导企业的依赖思想。企业是市场的主体，是否上市，纯粹是企业的一种市场行为，应由企业自己决定。现在的情况是，一些地方政府主动充当“媒婆”的角度，出台各种优惠政策鼓励一些高新企业去科创板上市，行政化“动员”手段过于张扬，滋长了企业抱“奶瓶”的想法，在某种程度上侵害了企业的自主权，也不利于企业提升自力更生闯市场的能力。须知科创板也不是随便闲逛的集市，那些科技含量高、市场潜力大、规范性强、具有一定产业规模的企业才能捷足先登，而不是一味仰仗政府的行政支持。
3 结束语
EDA技术作为电子信息工程专业中一门实践性较强的课程，结合该课程的特点分析目前教学过程中存在的“教和学”问题，从改善教学内容、改进教学方法等方面提出了部分建议，并适当借助于信息化技术实现课下网络教学。通过EDA技术课程教学改革，不断激发学生对数字电路系统设计的学习兴趣，逐步提高学生的学习效率和动手实践能力，进一步培养学生的知识应用能力和自主创新能力，丰富工程设计经验，让学生在专业学习中“学有所用，学有所成”。
参考文献
[1] 潘松,黄继业.EDA技术使用教程——VHDL版(第6版)[M].北京：科学出版社,2018.
[2] 侯永春.EDA技术课程教学改革分析与探索[J].信息系统工程,2019(01)：167-168.
[3] 倪德克,师亚莉,朱旭花,王静,戢小亮.EDA技术在数字电路课程设计教学改革中的探索与实践[J].大学教育,2016(04)：118-119.
[4] 会芳.基于混合式学习的EDA技术教学做一体化教学模式研究[J].信息记录材料,2019.20(02)：176-178.
Research on Teaching Reform of EDA Technology Courseto"Application-Oriented"
XIA Bing
(Shengda Economics Trade&Management Collegeof Zhengzhou,Zhengzhou,Henan 451191)
Abstract Intheteachingprocessof EDA technology course,itisfound thattheability of studenttoapply professional knowledge is obviously insufficient.In order to train high-quality"applied"undergraduatetalents,it isnecessary to carry out appropriateteaching reform in order to improvethequality of teaching.According to thepresentsituation of EDA technology course teaching,and aiming at the problemsexisting in currentteaching,theteaching reform includesteaching contentsand methods of theory and practice Teaching.The focus is on design of experimental items,test reports,on-line and off-line combination,quality monitoring in practice teaching.The learning attitude of students is changed from passiveness to activeness through teaching reform,which gradually improvesthestudents’ability of apply professional knowledge.
Keywords EDA;application ability;teaching reform
中图分类号： G424
文献标识码： A
DOI： 10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.08.054
基金项目： 郑州升达经贸管理学院教改项目《EDA技术课程教学改革研究》（编号：SDJG-2018-YB06）
标签：eda论文; 应用能力论文; 教学改革论文; 郑州升达经贸管理学院论文;