試論獨立學院《VHDL與可編程器件》課程一體化教學的探索
論文摘要：《VHDL與可編程器件》課程是一門工程性、技術性和實踐性都很強的課程，強化其教學對提高學生實踐和創(chuàng)新能力非常重要,結合多輪課程教學實踐，分析了《VHDL與可編程器件》課程教學實施的具體環(huán)節(jié),指出了教學過程中出現(xiàn)的問題并對教學進行了若干探索，提出了一體化教學模式并提出了具體的解決方法。
論文關鍵詞：獨立學院；教學模式；一體化教學
一、前言
獨立學院是公辦院校同社會力量聯(lián)合辦學的成果,實行的是新的辦學機制,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院，以培養(yǎng)復合型應用人才為主要目標。電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有較扎實的電子與信息技術領域的理論基礎和較強的工程實踐能力，能從事電子設備和信息系統(tǒng)的設計、開發(fā)、應用、維護和管理的工程技術人才。
電子信息類專業(yè)的的生源來自全國各地，學生素質(zhì)普遍較高，學生接受能力強，對學習新知識，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、自動化等電子信息類專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎課，課程受益面很寬，又是一門發(fā)展迅速、工程性強、須緊密結合技術發(fā)展前沿的現(xiàn)代電子設計技術課程。其先修課程為模擬電子電路，數(shù)字電路等電子學基礎課程，后修的課程為一些實用性更強的應用性課程，如數(shù)字系統(tǒng)設計、SOPC可編片上系統(tǒng)設計、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)。因此,課程的教學質(zhì)量、教學效果影響到學生對后續(xù)專業(yè)課的學習。在信息技術迅猛發(fā)展的今天,新技術、新產(chǎn)品層出不窮,只有不斷進行改革、創(chuàng)新,才能與時俱進。另外,獨立學院學生又有自身的特點,比如：綜合素質(zhì)較高,但文化基礎相對較弱,社會活動能力強,但信心不足,學習充滿激情,但毅力不足。因此,探索出一條適合獨立學院學生,并合乎當今社會發(fā)展趨勢的教學方法,具有重要的現(xiàn)實意義。
“VHDL與可編程器件”課程的具體目標是通過本課程及其它相關課程的學習，使學生能夠掌握常用的QuartusII和ispEXPERT等EDA開發(fā)軟件,及時將學科的最新成果引入教學中,將HDL硬件描述語言編程方法和FPGA的開發(fā)技術及符合工程規(guī)范的系統(tǒng)設計技術有機地融合在一起，強調(diào)理論和實際的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實驗動手能力。
二、現(xiàn)有教學模式存在的問題
（一）過于強調(diào)理論知識的傳授,忽略了解決問題的方法
傳統(tǒng)的教學模式,重灌輸、輕方法。主要以灌輸學科知識為宗旨,把學習理解為在書本上的學習過程,過多地倚重“接受型”學習。獨立學院的目的是培養(yǎng)新時代的應用型人才,學生應該在掌握基本原理的基礎上,具有獨立分析和解決問題的能力,讓學生學會學習,而不是被動地接受知識。
�。ǘ├碚撌谡n和實踐結合不夠緊密
以往的教學方式,重理論、輕實踐,忽略了兩者實質(zhì)上是相互聯(lián)系、相互補充的有機整體。獨立學院的學生,基礎相對薄弱,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,但教學內(nèi)容都相對獨立,不能很好地進行互補。
�。ㄈ┙虒W方法單一,不夠生動
目前,“VHDL與可編程器件”課程的教學方式相對傳統(tǒng)。隨著教育教學手段的發(fā)展,也應當積極探索教學方法的改革,加大計算機、多媒體、網(wǎng)絡技術等先進技術在課堂中的比重,實現(xiàn)課程教學方式的現(xiàn)代化。
三、“一體化”教學模式
(一)教學內(nèi)容一體化
以培養(yǎng)學生分析、設計能力和科學的思維模式為主旨,將知識點有機地結合起來。做到以應用為中心,從大處著眼,突出重點,融會貫通。制定教學計劃和教學大綱時,考慮當今社會的需求和應用,力求在有限的時間內(nèi)傳授給學生最貼近實際的知識和方法。根據(jù)教學計劃和大綱,對教材內(nèi)容進行重組,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)教學方法一體化
EDA技術發(fā)展快，涉及面廣、實踐性強，對教師和學生的要求較高。掌握EDA技術，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”課程教學方法上我們進行了革新，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)教學模式，而采用教師講授與學生實踐相結合，理論知識與現(xiàn)實工程問題相結合的靈活的教學方式，留給學生充分的思考和實踐時間，鼓勵學生勤于思考，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，又強調(diào)實踐實用，即保持學術前沿性，又兼顧趣味性，師生互動。教學中重視培養(yǎng)學生的運用知識，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)動了學生的學習積極性。實踐表明，學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，多元化教學方法包括：
1、交互討論式教學法：為調(diào)動學生獨立思考的積極性，理論課教學中教師或?qū)W生提出問題，師生之間、學生之間互動討論，調(diào)動學生的積極參與性；在設計與綜合實驗中，教師引導學生討論方案、方法等。
2、目標驅(qū)動教學法：教師給出課外作業(yè)、實驗項目及其目標，學生根據(jù)任務目標完成實驗的各個環(huán)節(jié)，如資料查找、實驗方案設計、儀器調(diào)試、實驗結果測量與處理等。這種方法使學生任務目標明確，充分發(fā)揮學生的自主性，有利于培養(yǎng)其獨力工作能力。
3、研究式教學法：采用研究的觀點、研究的思路、研究的方法講授課程內(nèi)容，設置研究性的作業(yè)和實驗項目。
4、現(xiàn)場不講授只指導的方法：對于學生能夠獨立完成的實驗項目，指導教師不統(tǒng)一講授，只對學生提出的問題進行答疑指導。這種方法有利于學生自主學習，讓學生獨力思考，自主學習。
5、開放式自主實踐教學法：開放實驗室，學生自主實驗，達到自主學習的目的。
6、課外科技活動指導方法：分小組進行實踐活動，開展合作、研究性學習。
7、學生參與教師科研項目方法：學生在學習過程中可參與教師的科研，教師指導其學習與研究。
8、網(wǎng)絡輔導方法：學生可通過網(wǎng)絡與教師交流，教師通過網(wǎng)絡進行輔導。
�。ㄈ┙虒W手段一體化
1、突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學模式和流程，采用全新的教學理念和教學方式，將VHDL語言與EDA工程技術有機結合，以實現(xiàn)良好的教學效果，同時大大縮短了授課時數(shù)。
2、教學中以電子線路設計為基點，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技術課程實踐性強的特點，設計由淺入深、自主創(chuàng)新等開放類實驗項目。各實驗除給出詳細的實驗目的、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)容相關的驗證性實驗，提供了詳細的設計程序和實驗方法，使學生能有章可循，快速入門；第二實驗層次是在上一實驗基礎上提出一些要求，讓學生能做進一步的自主發(fā)揮；第三、第四實驗層次屬于自主設計或創(chuàng)新性質(zhì)的實驗，在其中給出實驗的基本原理，實驗功能，技術指標要求和設計提示等。實驗題目包括一些全國大學生電子設計競賽的典型賽題、工程實際項目等。
4、綜合相關因素，優(yōu)化教學效果。理論教學與創(chuàng)新實驗相結合、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與學生科技活動(包括電子設計競賽)相結合、完成教學任務與適應人才市場專業(yè)需求相結合、和外校技術培訓與經(jīng)驗交流相結合。教師和學生，教學互動，教學相漲，在不斷提高教學水平，優(yōu)化實驗方法的同時，有效克服教學與實驗中出現(xiàn)的各種難題，不斷將教學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，將教學實驗和科研相結合，提高自身教學和科研能力。
四、結論
近幾年來的教學實踐表明：該課程的教學實現(xiàn)了教與學的有機結合，理論教學和實踐環(huán)節(jié)高度統(tǒng)一有力地強化了學生的工程實踐能力，創(chuàng)新成為學生作品的主題。學生在國內(nèi)各類電子設計競賽中屢創(chuàng)佳績。
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