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(mén)工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強的課程，強化其教學(xué)對提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng )新能力非常重要,結合多輪課程教學(xué)實(shí)踐，分析了《VHDL與可編程器件》課程教學(xué)實(shí)施的具體環(huán)節,指出了教學(xué)過(guò)程中出現的問(wèn)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(huì )力量聯(lián)合辦學(xué)的成果,實(shí)行的是新的辦學(xué)機制,經(jīng)過(guò)幾年實(shí)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，以培養復合型應用人才為主要目標。電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養目標是培養具有較扎實(shí)的電子與信息技術(shù)領(lǐng)域的理論基礎和較強的工程實(shí)踐能力，能從事電子設備和信息系統的設計、開(kāi)發(fā)、應用、維護和管理的工程技術(shù)人才。
　　電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的的生源來(lái)自全國各地，學(xué)生素質(zhì)普遍較高，學(xué)生接受能力強，對學(xué)習新知識，掌握新技能的愿望非常強烈�！癡HDL與可編程器件”課程是電子、通信、計算機、自動(dòng)化等電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)十分重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，課程受益面很寬，又是一門(mén)發(fā)展迅速、工程性強、須緊密結合技術(shù)發(fā)展前沿的現代電子設計技術(shù)課程。其先修課程為模擬電子電路，數字電路等電子學(xué)基礎課程，后修的課程為一些實(shí)用性更強的應用性課程，如數字系統設計、SOPC可編片上系統設計、畢業(yè)設計等實(shí)踐環(huán)節。因此,課程的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果影響到學(xué)生對后續專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習。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(shí)俱進(jìn)。另外,獨立學(xué)院學(xué)生又有自身的特點(diǎn),比如：綜合素質(zhì)較高,但文化基礎相對較弱,社會(huì )活動(dòng)能力強,但信心不足,學(xué)習充滿(mǎn)激情,但毅力不足。因此,探索出一條適合獨立學(xué)院學(xué)生,并合乎當今社會(huì )發(fā)展趨勢的教學(xué)方法,具有重要的現實(shí)意義。
　　“VHDL與可編程器件”課程的具體目標是通過(guò)本課程及其它相關(guān)課程的學(xué)習，使學(xué)生能夠掌握常用的QuartusII和ispEXPERT等EDA開(kāi)發(fā)軟件,及時(shí)將學(xué)科的最新成果引入教學(xué)中,將HDL硬件描述語(yǔ)言編程方法和FPGA的開(kāi)發(fā)技術(shù)及符合工程規范的系統設計技術(shù)有機地融合在一起，強調理論和實(shí)際的聯(lián)系，培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)驗動(dòng)手能力。

　　二、現有教學(xué)模式存在的問(wèn)題

　�。ㄒ唬┻^(guò)于強調理論知識的傳授,忽略了解決問(wèn)題的方法
　　傳統的教學(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)習理解為在書(shū)本上的學(xué)習過(guò)程,過(guò)多地倚重“接受型”學(xué)習。獨立學(xué)院的目的是培養新時(shí)代的應用型人才,學(xué)生應該在掌握基本原理的基礎上,具有獨立分析和解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì )學(xué)習,而不是被動(dòng)地接受知識。
　�。ǘ�）理論授課和實(shí)踐結合不夠緊密
　　以往的教學(xué)方式,重理論、輕實(shí)踐,忽略了兩者實(shí)質(zhì)上是相互聯(lián)系、相互補充的有機整體。獨立學(xué)院的學(xué)生,基礎相對薄弱,理論課上感到困惑的內容,常常需要在實(shí)驗中進(jìn)行消化。以前的數電課程,理論內容和實(shí)驗內容雖然在時(shí)間上能夠做到統一,但教學(xué)內容都相對獨立,不能很好地進(jìn)行互補。
　�。ㄈ�）教學(xué)方法單一,不夠生動(dòng)
　　目前,“VHDL與可編程器件”課程的教學(xué)方式相對傳統。隨著(zhù)教育教學(xué)手段的發(fā)展,也應當積極探索教學(xué)方法的改革,加大計算機、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(shí)現課程教學(xué)方式的現代化。

　　三、“一體化”教學(xué)模式

　　(一)教學(xué)內容一體化
　　以培養學(xué)生分析、設計能力和科學(xué)的思維模式為主旨,將知識點(diǎn)有機地結合起來(lái)。做到以應用為中心,從大處著(zhù)眼,突出重點(diǎn),融會(huì )貫通。制定教學(xué)計劃和教學(xué)大綱時(shí),考慮當今社會(huì )的需求和應用,力求在有限的時(shí)間內傳授給學(xué)生最貼近實(shí)際的知識和方法。根據教學(xué)計劃和大綱,對教材內容進(jìn)行重組,做到主次有序,重點(diǎn)內容多講、精講,次要內容言簡(jiǎn)意賅。
　　(二)教學(xué)方法一體化
　　EDA技術(shù)發(fā)展快，涉及面廣、實(shí)踐性強，對教師和學(xué)生的要求較高。掌握EDA技術(shù)，提高解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力需要一個(gè)不斷積累、不斷探索的過(guò)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(guò)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教學(xué)模式，而采用教師講授與學(xué)生實(shí)踐相結合，理論知識與現實(shí)工程問(wèn)題相結合的靈活的教學(xué)方式，留給學(xué)生充分的思考和實(shí)踐時(shí)間，鼓勵學(xué)生勤于思考，善于把握問(wèn)題實(shí)質(zhì)，不斷提高自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　講課時(shí)突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，注重知識點(diǎn)重組。既注重理論基礎，又強調實(shí)踐實(shí)用，即保持學(xué)術(shù)前沿性，又兼顧趣味性，師生互動(dòng)。教學(xué)中重視培養學(xué)生的運用知識，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，課程中引入大量的EDA實(shí)際例題，充分調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習積極性。實(shí)踐表明，學(xué)生選修這門(mén)課的比例較高，參與電子競賽的人數很多，取得的成績(jì)是肯定的，多元化教學(xué)方法包括：
　　1、交互討論式教學(xué)法：為調動(dòng)學(xué)生獨立思考的積極性，理論課教學(xué)中教師或學(xué)生提出問(wèn)題，師生之間、學(xué)生之間互動(dòng)討論，調動(dòng)學(xué)生的積極參與性；在設計與綜合實(shí)驗中，教師引導學(xué)生討論方案、方法等。
　　2、目標驅動(dòng)教學(xué)法：教師給出課外作業(yè)、實(shí)驗項目及其目標，學(xué)生根據任務(wù)目標完成實(shí)驗的各個(gè)環(huán)節，如資料查找、實(shí)驗方案設計、儀器調試、實(shí)驗結果測量與處理等。這種方法使學(xué)生任務(wù)目標明確，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，有利于培養其獨力工作能力。
　　3、研究式教學(xué)法：采用研究的觀(guān)點(diǎn)、研究的思路、研究的方法講授課程內容，設置研究性的作業(yè)和實(shí)驗項目。
　　4、現場(chǎng)不講授只指導的方法：對于學(xué)生能夠獨立完成的實(shí)驗項目，指導教師不統一講授，只對學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行答疑指導。這種方法有利于學(xué)生自主學(xué)習，讓學(xué)生獨力思考，自主學(xué)習。
　　5、開(kāi)放式自主實(shí)踐教學(xué)法：開(kāi)放實(shí)驗室，學(xué)生自主實(shí)驗，達到自主學(xué)習的目的。
　　6、課外科技活動(dòng)指導方法：分小組進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，開(kāi)展合作、研究性學(xué)習。
　　7、學(xué)生參與教師科研項目方法：學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中可參與教師的科研，教師指導其學(xué)習與研究。
　　8、網(wǎng)絡(luò )輔導方法：學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與教師交流，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行輔導。
　�。ㄈ�）教學(xué)手段一體化
　　1、突破傳統的VHDL語(yǔ)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(yǔ)言與EDA工程技術(shù)有機結合，以實(shí)現良好的教學(xué)效果，同時(shí)大大縮短了授課時(shí)數。
　　2、教學(xué)中以電子線(xiàn)路設計為基點(diǎn)，從實(shí)例的介紹中引出VHDL語(yǔ)句語(yǔ)法內容。在典型示例的說(shuō)明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時(shí)給出其綜合后的RTL電路圖及表現該電路系統功能的時(shí)序波形圖。通過(guò)一些簡(jiǎn)單、直觀(guān)、典型的實(shí)例，將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚，使學(xué)生在很短的時(shí)間內就能有效地掌握VHDL的主干內容，并付諸設計實(shí)踐。而傳統的方法大多數是按部就班地講解所有的VHDL語(yǔ)句，包括許多很少用到的非RTL語(yǔ)句，影響了效率。
　　3、根據EDA技術(shù)課程實(shí)踐性強的特點(diǎn)，設計由淺入深、自主創(chuàng )新等開(kāi)放類(lèi)實(shí)驗項目。各實(shí)驗除給出詳細的實(shí)驗目的、原理、思考題和實(shí)驗報告要求外，每個(gè)實(shí)驗還包括多個(gè)實(shí)驗項目（層次），即：第一實(shí)驗層次是與該課內容相關(guān)的驗證性實(shí)驗，提供了詳細的設計程序和實(shí)驗方法，使學(xué)生能有章可循，快速入門(mén)；第二實(shí)驗層次是在上一實(shí)驗基礎上提出一些要求，讓學(xué)生能做進(jìn)一步的自主發(fā)揮；第三、第四實(shí)驗層次屬于自主設計或創(chuàng )新性質(zhì)的實(shí)驗，在其中給出實(shí)驗的基本原理，實(shí)驗功能，技術(shù)指標要求和設計提示等。實(shí)驗題目包括一些全國大學(xué)生電子設計競賽的典型賽題、工程實(shí)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(shí)驗相結合、創(chuàng )新能力培養與學(xué)生科技活動(dòng)(包括電子設計競賽)相結合、完成教學(xué)任務(wù)與適應人才市場(chǎng)專(zhuān)業(yè)需求相結合、和外校技術(shù)培訓與經(jīng)驗交流相結合。教師和學(xué)生，教學(xué)互動(dòng)，教學(xué)相漲，在不斷提高教學(xué)水平，優(yōu)化實(shí)驗方法的同時(shí)，有效克服教學(xué)與實(shí)驗中出現的各種難題，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(shí)踐能力，通過(guò)大量的科研活動(dòng)，包括鼓勵教師積極參與各類(lèi)橫向和縱向科研項目，將教學(xué)實(shí)驗和科研相結合，提高自身教學(xué)和科研能力。

　　四、結論

　　近幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明：該課程的教學(xué)實(shí)現了教與學(xué)的有機結合，理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節高度統一有力地強化了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，創(chuàng )新成為學(xué)生作品的主題。學(xué)生在國內各類(lèi)電子設計競賽中屢創(chuàng )佳績(jì)。

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