摘要：EDA课程教学当前的目前的现状、问题以及教学技术改革，是目前我国EDA教学过程中所必须要思考的课题。这门专业课程作为集合电子信息工程、通信工程与计算机科学与技术等知识的交叉性课程，对于学生专业技能的养成意义重大，而实践则是促进学生能力发展的驱动力，文章主要针对实践驱动的EDA教学改革展开思考，以确保学科教学目标的达成。
关键词：实践驱动；EDA教学；教学改革
中图分类号：G688.2文献标识码：A文章编号：ISSN0257-2826 （2019）09-077-02
EDA技术即电子设计自动化技术，是在对芯片与系统进行设计时必要的工具，如果没有EDA技术的支持，设计工作质量便很难保证。在当今社会，EDA工具已经逐渐成为了电路设计师开展工作的必要武器，其重要的作用开始得到愈发明确的体现。学生掌握这门技术以后，在开展电路设计工作时会得到理想的结果。而EDA教学则是培养学生专业能力与知识基础的基础课程，因此文章需要展开进一步分析，明确技术教学要点，达成教学目标。
一、EDA技术概述
EDA译作电子设计自动化，这项技术在当前的社会是一门发展迅速且应用广泛的技术，其主要以大规模可编程逻辑器件开发软件与实验开发系统为工具，以大规模的可编程逻辑器件为设计载体，并且以硬件描述语言为系统逻辑描述方式，是借助开发软件去自动完成电子系统到硬件系统设计的一门创新性设计技术。合理利用EDA技术，能够达成逻辑的模拟、化简、编译、分割、综合、布局布线与优化，进而对特定芯片进行逻辑映射、适配编译与编程下载，形成集成化的电子系统亦或是专用的集成芯片。鉴于这项技术的应用在当前时代趋势下愈发广泛，技术优势的体现愈发明确，因此针对这项技术的教学也必须要进行改革，这样才能够进一步强化学生的专业素养，培养出更多优秀的专业领域人才。但是就现状来看，EDA教学目前依然存在部分问题需要进一步思考，只有通过深入分析，明确问题所在与教学优化策略，以此推动教学改革。
二、EDA课程教学模式问题分析
（一）重理论轻实践
有些院校的EDA课程大部分课时都集中在理论课程，主要针对电路设计基本要点以及硬件描述语言的讲解，这显然说明实践课时不足的事实。在这样的教学模式下，学生多数时间都是在教室当中被动听从教师的讲解，而自己去实际动手操作的机会十分有限，这样的教学并不能真正让学生领会到教师所要传达的知识，只会让学生感受到学习内容十分繁琐乏味。鉴于实验课时整体不足，所以学生的实践过程仅限于简单的验证性实验，或者是最基础的电路设计，这样并不能掌握利用EDA技术去做好数字系统设计的方式，更无法谈及从EDA技术的实际应用角度去进行钻研，这样的学习状态下，学生难以达成自身的学习目标，教师也难以达成教学目标[1]。
（二）实践形式单一
技术实践对于学生的能力巩固意义重大，但是当前的技术实践课程一方面课时过少，另一方面因课时不足，所以实践过程通常不是循序渐进的，而是依照统一的进程开展，而且与理论教学是脱节的，这样的实践过程对于学生来说只是一个特定程序，而并不是对于理论知识的验证。过于仓促的实践教学安排，只会让学生更加盲目的去开展实践，而很难联系理论知识，很难有所收获。如果实践教学始终得不到完善，无法体现出系统性与多元性，那么其存在的意义也将无法体现。
（三）评价考核方式缺乏合理性
依照当前的课程整体教学概况来看，EDA课程的评价考核机制主要是以传统笔试为主，一般情况下评价考核的内容只能涉及最基本的理论概念，即便有部分涉及实际编程技巧的内容，也只是空泛的理论，为了通过笔试，学生的认知只依靠死记硬背，是无法掌握实际操作技巧的，即是说这样的教学过程只能够体现出学生的理论认知，而并不能体现出学生的实践能力。EDA教学的目标是让学生学会如何利用EDA技术去开展设计工作，而并不是单纯掌握理论，如果学生不能够利用EDA技术去开展电路设计，即便得到了理想的笔试成绩也毫无意义。所以必须要确保学生掌握了利用EDA技术去完成数字系统设计的方法才能够真正体现出评价考核的实际意义，应该对学生的实际技术应用能力做好考核，这是考核的意义所在，但是当前考核形式无法真正反映出学生的综合能力。
（四）课程体系不完善
EDA作为一门专业性很强的科目，随着EDA技术开始广泛应用于计算机、电子、通信与自动化等多个领域，与多个学科达成交叉，联系愈发密切，体系建设的要求也更高，但是当目前的EDA课程体系建设依然不能保证完善，学科体系当前依然缺乏关联性，尚处于“孤岛”状态，因此无法体现出实际的学科教学价值，因为如果与其他相关学科缺乏关联性，学生的认知便会受到局限，无法变通利用专业知识与技巧。
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三、实践驱动的EDA课程教学模式探索
（一）开展多层次教学，培养学生实践能力
EDA技术教学的最终目标，是要让学生具备利用EDA技术开展设计工作的能力，而每个学生在个人性格、知识与能力基础以及学习习惯等各个方面都普遍存在差别，教师为了满足学生的学习需求，必须要懂得利用多层次教学手段开展教学，迎合学生的概况与需要，进而保证学生能够掌握EDA工具软件的实际使用方法以及HDL编程手段等，教师要确保学生养成利用软件去解决设计问题、开展设计工作的能力，同时要让学生掌握硬件调试的能力。为了让学生更快把握技术要点，更快消化理论知识内容，必须要确保教学过程有层次的推进。为保证循序渐进，首先必须要给实践教学留出更多空间，要通过实践教学去实现多项目标，包括帮助学生掌握利用HDL语言开展分析、设计的能力，并且掌握中、小规模系统设计的方法与步骤。所以为了达成EDA课程的实践教学目标，首先要将实践教学分为以下几个层次。一是课堂实验教学过程中，教师要培养学生对于EDA工具的应用能力与编程相关能力。要确保课堂实验教学与理论课的同步开展，只有让学生将理论认知与实践操作关联起来，才能让学生加深理解。要将实践课时适当增加，要认真的对实验项目进行设计，要尽可能减少简单重复的实验，并且增加设计性的以及综合性实验，随着实验难度的不断递进，在基本实验任务基础上要适当增加选作实验与实验思考，这样才能满足不同学生不同阶段的学习需求。二是对于课程设计要进行进一步优化，要确保学生具备EDA技术的实际应用能力。为此应当安排一周左右的集中性实践空间，让学生通过自主的研究与开发去完成一个小课题，课题的实际研究内容不仅仅局限在HDL编程这一层面，而是要结合多方面的应用去思考。对于课题的选题范围确定应当尽可能广泛，选题可源于教师的课题、竞赛类项目、创新性的项目以及企业项目等，要通过多样化的途径去实现不同的培养目标，除此之外也可允许学生进行独立选题，教师要给课题赋予更加明确的背景、任务内容与目标。在经过教师审核之后才能作为课题布置给学生。要依据课题的难度与内容量将学生分为一到三人的学习组,将任务细化落实到个人，进而体现出实践的意义。三是要重视对课外实践的落实,要通过课外实践去强化学生的EDA技术应用能力、自主实践探索能力以及团队协作能力等综合能力。教师要激励学生去充分利用课外的时间参与到设计竞赛以及研究活动中，更为重要的是在企业中的实习,因为这会让学生体会到EDA技术在其未来实际就业过程中的应用要点，更快适应就业环境。最后是要引导学生做好毕业设计，要确保学生的EDA技术学习成果得到更直接的体现，学生的学习过程，目标是要通过不断的学习养成独立应用EDA技术的能力。所以在毕业设计环节，必须要集中于EDA技术去设置毕业设计的课题。通过课题的合理设置，能够让学生通过完成毕业设计课题去更全面体现出自身对于EDA理论与技能的掌握程度，这样能够让学生更快适应就业大环境[2]。
（二）合理应用实践驱动理论
所谓实践驱动，如其字面所述，是通过实践作为驱动力去推动教学过程的理念。传统理论教学是普遍依照教材内容进行逐章讲解，以达成系统性与完整性教学的目标。为了将这样的传统模式转变为实践驱动的模式，我们应当打破传统形式化的理论教学方法，要以实践过程的指导为主要目标,对于理论教学内容要做好分解与整理，有效的对课程授课内容做好安排，体现出教学的重点与难点。对于部分不必要的内容，可以摒弃或是少讲,要让学生通过实验课上的实践与理论学习去巩固认知，强化能力。在理论教学过程中，要把教学内容主要区分成几个部分，包括EDA基础理论知识、案例教学以及EDA工程的设计方法等等。在基础知识部分，教师需要让学生理解EDA技术的基本定义以及可编程描述语言特征、EDA设计流程等等，要让学生了解到主流的FPGA/CPLD厂商，以及其主要器件，这样能够对EDA技术有更加全面的了解。对于FPGA/CPLD的内部结构可适当讲解，但实质上无需进行作深入剖析。此外应介绍硬件描述语言、设计实体的结构与HDL语言要素等。在案例教学过程中，对于案例分析与设计应当尽可能不对语句逐一进行讲解，而是应当选取部分较为典型的构成，包括时序逻辑电路结合以及HDL基本语句等做好讲解。要对案例结构与不同设计方式进行对比。对于最基本的电路设计，应主要借助实验的方式去让学生自主通过实践操作去完成。这样能够进一步加深学生对于HDL语句了解的程度。对于EDA工程设计方法的讲解，主要集中于有一定规模的数字系统设计方式，要利用综合性的案例去做好分析，这样才能让学生对于元件例化、函数与过程等有更深入的了解，要帮助学生学会应用层次化的设计手段去实现数字系统设计，激发学生的设计灵感，并培养学生的技术应用能力。
（三）制定合理的考核评价方式
对于考核评价机制的改革，是实践驱动教学的核心任务之一，为了保证教学目标的达成，确保学生养成优秀的专业素养并且夯实学生的知识基础，必须要加大实践考核比重，实际的考核评价体系主要由日常的考核、实践操作考核和以及阶段性的考试成绩构成。日常考核主要是指平时每堂课的课堂小考等。实践考核则是对于实际技术操作成果的考核，为了确保实践考核的意义得以体现，必须要对以往的传统实践教学评价思想与评价手段，要适度减少设计报告评分的比重、着重于对设计思想以及算法的评价，要从多方面开展综合性的评价、确保学生学习的态度、创新能力以及知识总结能力等各方面的潜在能力得到重视。要重视设计、重视学生设计的独创性。只有打破了以实验结果为凭依的单一考核方式,添加更多环节与内容，包括答辩、实践操作以及设计创新等。在阶段性的考试过程中，要利用上机操作与笔试结合的方式去对学生的综合能力进行考核。这就需要学生在特定的时间内完成对数字电路系统的简单设计，教师可以现场进行打分，对于独创性强的设计应当予以额外加分，激发学生的热情，让学生感受到自身的努力得到了认可，创新意识得到了认同与重视，这样才会有更理想的教学评价成果。总之，评价的目标不仅仅在于得出一个分数，而是要得出学生多方面的综合素养信息，为其指明学习的方向，这样才能让学生进步更大，更明显[3]。
结语：
实践驱动的教学，是当前我国专业教学发展的大势所趋，在EDA教学过程中，为了强化学生的认知程度与技术水平，也要采取实践驱动的教学方式，激发学生的学习与研究热情，为此文章进行了深入探讨，以促进教学的改革，在教学改革的趋势下，这是职业教学领域必须要思考的课题，是教师群体改革教学的方向。
参考文献：
[1]殷伟凤.实践驱动的EDA课程教学模式改革与探索[J].现代计算机：下半月版,2012,(15):37-39.
[2]常红霞,许雪艳,余建立.基于创新型人才培养模式的EDA课程改革和实践[J].教育教学论坛,2015,(43):101-102.
[3]刘大利,龙帮强,赵旭琛.以学科竞赛为驱动的EDA课程实践教学改革与探索[J].科技资讯,2015,13(34):196-197.
论文作者:魏娜
论文发表刊物:《教学与研究》2019年9期
论文发表时间:2019/9/5
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