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(shù)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(jié)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(guān)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(yīng)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(shù)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)和較強的工程實踐能力，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(chǔ)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(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)字電路等電子學基礎(chǔ)課程，后修的課程為一些實用性更強的應(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(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(chǔ)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(guān)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(shù)及符合工程規(guī)范的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)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
�。ㄒ唬┻^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(yīng)用型人才,學生應(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,讓學生學會學習,而不是被動地接受知識。
�。ǘ├碚撌谡n和實踐結(jié)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(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(yīng)當積極探索教學方法的改革,加大計算機、多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進技術(shù)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(shè)計能力和科學的思維模式為主旨,將知識點有機地結(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。制定教學計劃和教學大綱時,考慮當今社會的需求和應(yīng)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(shù)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(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(jié)合，理論知識與現(xiàn)實工程問題相結(jié)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(chǔ)，又強調(diào)實踐實用，即保持學術(shù)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(shè)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(wù)目標完成實驗的各個環(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。這種方法使學生任務(wù)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(shè)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(luò)輔導方法：學生可通過網(wǎng)絡(luò)與教師交流，教師通過網(wǎng)絡(luò)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(shù)有機結(jié)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(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，提供了詳細的設(shè)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(chǔ)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(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)指標要求和設(shè)計提示等。實驗題目包括一些全國大學生電子設(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)化教學效果。理論教學與創(chuàng)新實驗相結(jié)合、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與學生科技活動(包括電子設(shè)計競賽)相結(jié)合、完成教學任務(wù)與適應(yīng)人才市場專業(yè)需求相結(jié)合、和外校技術(shù)培訓與經(jīng)驗交流相結(jié)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(jié)合，提高自身教學和科研能力。
四、結(jié)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(jié)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(shè)計競賽中屢創(chuàng)佳績。
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