試論獨立學(xué)院《VHDL與可編程器件》課程一體化教學(xué)的探索

　　論文摘要：《VHDL與可編程器件》課程是一門工程性、技術(shù)性和實踐性都很強(qiáng)的課程，強(qiáng)化其教學(xué)對提高學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力非常重要,結(jié)合多輪課程教學(xué)實踐，分析了《VHDL與可編程器件》課程教學(xué)實施的具體環(huán)節(jié),指出了教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題并對教學(xué)進(jìn)行了若干探索，提出了一體化教學(xué)模式并提出了具體的解決方法。

　　論文關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院；教學(xué)模式；一體化教學(xué)

　　一、前言

　　獨立學(xué)院是公辦院校同社會力量聯(lián)合辦學(xué)的成果,實行的是新的辦學(xué)機(jī)制,經(jīng)過幾年實踐,已經(jīng)成為高等教育事業(yè)的一支新生力量。
　　我院是一所以工科為主的獨立學(xué)院，以培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才為主要目標(biāo)。電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有較扎實的電子與信息技術(shù)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的工程實踐能力，能從事電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用、維護(hù)和管理的工程技術(shù)人才。
　　電子信息類專業(yè)的的生源來自全國各地，學(xué)生素質(zhì)普遍較高，學(xué)生接受能力強(qiáng)，對學(xué)習(xí)新知識，掌握新技能的愿望非常強(qiáng)烈。“VHDL與可編程器件”課程是電子、通信、計算機(jī)、自動化等電子信息類專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程受益面很寬，又是一門發(fā)展迅速、工程性強(qiáng)、須緊密結(jié)合技術(shù)發(fā)展前沿的現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程。其先修課程為模擬電子電路，數(shù)字電路等電子學(xué)基礎(chǔ)課程，后修的課程為一些實用性更強(qiáng)的應(yīng)用性課程，如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、SOPC可編片上系統(tǒng)設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)。因此,課程的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果影響到學(xué)生對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮,只有不斷進(jìn)行改革、創(chuàng)新,才能與時俱進(jìn)。另外,獨立學(xué)院學(xué)生又有自身的特點,比如：綜合素質(zhì)較高,但文化基礎(chǔ)相對較弱,社會活動能力強(qiáng),但信心不足,學(xué)習(xí)充滿激情,但毅力不足。因此,探索出一條適合獨立學(xué)院學(xué)生,并合乎當(dāng)今社會發(fā)展趨勢的教學(xué)方法,具有重要的現(xiàn)實意義。
　　“VHDL與可編程器件”課程的具體目標(biāo)是通過本課程及其它相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握常用的QuartusII和ispEXPERT等EDA開發(fā)軟件,及時將學(xué)科的最新成果引入教學(xué)中,將HDL硬件描述語言編程方法和FPGA的開發(fā)技術(shù)及符合工程規(guī)范的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)有機(jī)地融合在一起，強(qiáng)調(diào)理論和實際的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實驗動手能力。

　　二、現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問題

　�。ㄒ唬┻^于強(qiáng)調(diào)理論知識的傳授,忽略了解決問題的方法
　　傳統(tǒng)的教學(xué)模式,重灌輸、輕方法。主要以灌輸學(xué)科知識為宗旨,把學(xué)習(xí)理解為在書本上的學(xué)習(xí)過程,過多地倚重“接受型”學(xué)習(xí)。獨立學(xué)院的目的是培養(yǎng)新時代的應(yīng)用型人才,學(xué)生應(yīng)該在掌握基本原理的基礎(chǔ)上,具有獨立分析和解決問題的能力,讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),而不是被動地接受知識。
　�。ǘ�）理論授課和實踐結(jié)合不夠緊密
　　以往的教學(xué)方式,重理論、輕實踐,忽略了兩者實質(zhì)上是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充的有機(jī)整體。獨立學(xué)院的學(xué)生,基礎(chǔ)相對薄弱,理論課上感到困惑的內(nèi)容,常常需要在實驗中進(jìn)行消化。以前的數(shù)電課程,理論內(nèi)容和實驗內(nèi)容雖然在時間上能夠做到統(tǒng)一,但教學(xué)內(nèi)容都相對獨立,不能很好地進(jìn)行互補(bǔ)。
　　（三）教學(xué)方法單一,不夠生動
　　目前,“VHDL與可編程器件”課程的教學(xué)方式相對傳統(tǒng)。隨著教育教學(xué)手段的發(fā)展,也應(yīng)當(dāng)積極探索教學(xué)方法的改革,加大計算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在課堂中的比重,實現(xiàn)課程教學(xué)方式的現(xiàn)代化。

　　三、“一體化”教學(xué)模式

　　(一)教學(xué)內(nèi)容一體化
　　以培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計能力和科學(xué)的思維模式為主旨,將知識點有機(jī)地結(jié)合起來。做到以應(yīng)用為中心,從大處著眼,突出重點,融會貫通。制定教學(xué)計劃和教學(xué)大綱時,考慮當(dāng)今社會的需求和應(yīng)用,力求在有限的時間內(nèi)傳授給學(xué)生最貼近實際的知識和方法。根據(jù)教學(xué)計劃和大綱,對教材內(nèi)容進(jìn)行重組,做到主次有序,重點內(nèi)容多講、精講,次要內(nèi)容言簡意賅。
　　(二)教學(xué)方法一體化
　　EDA技術(shù)發(fā)展快，涉及面廣、實踐性強(qiáng)，對教師和學(xué)生的要求較高。掌握EDA技術(shù)，提高解決實際工程問題的能力需要一個不斷積累、不斷探索的過程。在“VHDL與可編程器件”課程教學(xué)方法上我們進(jìn)行了革新，改變了過去以教師為中心、以課堂講授為主、以傳授知識為基本目的的傳統(tǒng)教學(xué)模式，而采用教師講授與學(xué)生實踐相結(jié)合，理論知識與現(xiàn)實工程問題相結(jié)合的靈活的教學(xué)方式，留給學(xué)生充分的思考和實踐時間，鼓勵學(xué)生勤于思考，善于把握問題實質(zhì)，不斷提高自己解決實際問題的能力。

　　講課時突出重點、難點，注重知識點重組。既注重理論基礎(chǔ)，又強(qiáng)調(diào)實踐實用，即保持學(xué)術(shù)前沿性，又兼顧趣味性，師生互動。教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生的運用知識，解決實際問題的能力，課程中引入大量的EDA實際例題，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。實踐表明，學(xué)生選修這門課的比例較高，參與電子競賽的人數(shù)很多，取得的成績是肯定的，多元化教學(xué)方法包括：
　　1、交互討論式教學(xué)法：為調(diào)動學(xué)生獨立思考的積極性，理論課教學(xué)中教師或?qū)W生提出問題，師生之間、學(xué)生之間互動討論，調(diào)動學(xué)生的積極參與性；在設(shè)計與綜合實驗中，教師引導(dǎo)學(xué)生討論方案、方法等。
　　2、目標(biāo)驅(qū)動教學(xué)法：教師給出課外作業(yè)、實驗項目及其目標(biāo)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)目標(biāo)完成實驗的各個環(huán)節(jié)，如資料查找、實驗方案設(shè)計、儀器調(diào)試、實驗結(jié)果測量與處理等。這種方法使學(xué)生任務(wù)目標(biāo)明確，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，有利于培養(yǎng)其獨力工作能力。
　　3、研究式教學(xué)法：采用研究的觀點、研究的思路、研究的方法講授課程內(nèi)容，設(shè)置研究性的作業(yè)和實驗項目。
　　4、現(xiàn)場不講授只指導(dǎo)的方法：對于學(xué)生能夠獨立完成的實驗項目，指導(dǎo)教師不統(tǒng)一講授，只對學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑指導(dǎo)。這種方法有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生獨力思考，自主學(xué)習(xí)。
　　5、開放式自主實踐教學(xué)法：開放實驗室，學(xué)生自主實驗，達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的。
　　6、課外科技活動指導(dǎo)方法：分小組進(jìn)行實踐活動，開展合作、研究性學(xué)習(xí)。
　　7、學(xué)生參與教師科研項目方法：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可參與教師的科研，教師指導(dǎo)其學(xué)習(xí)與研究。
　　8、網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)方法：學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)與教師交流，教師通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輔導(dǎo)。
　�。ㄈ�）教學(xué)手段一體化
　　1、突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學(xué)模式和流程，采用全新的教學(xué)理念和教學(xué)方式，將VHDL語言與EDA工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實現(xiàn)良好的教學(xué)效果，同時大大縮短了授課時數(shù)。
　　2、教學(xué)中以電子線路設(shè)計為基點，從實例的介紹中引出VHDL語句語法內(nèi)容。在典型示例的說明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時給出其綜合后的RTL電路圖及表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時序波形圖。通過一些簡單、直觀、典型的實例，將VHDL中最核心、最基本的內(nèi)容解釋清楚，使學(xué)生在很短的時間內(nèi)就能有效地掌握VHDL的主干內(nèi)容，并付諸設(shè)計實踐。而傳統(tǒng)的方法大多數(shù)是按部就班地講解所有的VHDL語句，包括許多很少用到的非RTL語句，影響了效率。
　　3、根據(jù)EDA技術(shù)課程實踐性強(qiáng)的特點，設(shè)計由淺入深、自主創(chuàng)新等開放類實驗項目。各實驗除給出詳細(xì)的實驗?zāi)康�、原理、思考題和實驗報告要求外，每個實驗還包括多個實驗項目（層次），即：第一實驗層次是與該課內(nèi)容相關(guān)的驗證性實驗，提供了詳細(xì)的設(shè)計程序和實驗方法，使學(xué)生能有章可循，快速入門；第二實驗層次是在上一實驗基礎(chǔ)上提出一些要求，讓學(xué)生能做進(jìn)一步的自主發(fā)揮；第三、第四實驗層次屬于自主設(shè)計或創(chuàng)新性質(zhì)的實驗，在其中給出實驗的基本原理，實驗功能，技術(shù)指標(biāo)要求和設(shè)計提示等。實驗題目包括一些全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的典型賽題、工程實際項目等。
　　4、綜合相關(guān)因素，優(yōu)化教學(xué)效果。理論教學(xué)與創(chuàng)新實驗相結(jié)合、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與學(xué)生科技活動(包括電子設(shè)計競賽)相結(jié)合、完成教學(xué)任務(wù)與適應(yīng)人才市場專業(yè)需求相結(jié)合、和外校技術(shù)培訓(xùn)與經(jīng)驗交流相結(jié)合。教師和學(xué)生，教學(xué)互動，教學(xué)相漲，在不斷提高教學(xué)水平，優(yōu)化實驗方法的同時，有效克服教學(xué)與實驗中出現(xiàn)的各種難題，不斷將教學(xué)效果推向更好的新的高度。
　　5、提高授課教師的理論水平和工程實踐能力，通過大量的科研活動，包括鼓勵教師積極參與各類橫向和縱向科研項目，將教學(xué)實驗和科研相結(jié)合，提高自身教學(xué)和科研能力。

　　四、結(jié)論

　　近幾年來的教學(xué)實踐表明：該課程的教學(xué)實現(xiàn)了教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)高度統(tǒng)一有力地強(qiáng)化了學(xué)生的工程實踐能力，創(chuàng)新成為學(xué)生作品的主題。學(xué)生在國內(nèi)各類電子設(shè)計競賽中屢創(chuàng)佳績。

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