摘要：本文從當(dāng)前《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷氛n程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀出發(fā)，針對(duì)培養(yǎng)具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的大學(xué)生需求，深入剖析了目前該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的主要問(wèn)題，提出了在課程實(shí)驗(yàn)考試方法改革方面的一些措施，通過(guò)使用實(shí)驗(yàn)考試軟件，以期達(dá)到強(qiáng)化課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和具體操作技巧，提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：可編程邏輯器件；實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）52-0255-03

作為電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)》，主要講授大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷脑砼c應(yīng)用，幫助學(xué)生在高年級(jí)階段了解和熟悉大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)和使用的基本思想，掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和技巧，學(xué)習(xí)并掌握CPLD/FPGA器件、流行的EDA設(shè)計(jì)軟件和HDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言等，并通過(guò)范例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可掌握用Verilog和VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)常用的數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力[1]。教學(xué)過(guò)程中除課堂教學(xué)外，還需要一定課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)考試方法過(guò)于單一，僅僅通過(guò)筆試的考試手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試，難以使學(xué)生較好地掌握EDA設(shè)計(jì)軟件和硬件描述語(yǔ)言（HDL）等。但如果采用實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的考試方式，由于課時(shí)緊張，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成全部學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考試。因此，難以很好地利用實(shí)驗(yàn)考試達(dá)到教學(xué)目標(biāo)[2，3]。本文依據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生的該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試的實(shí)際情況，詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了關(guān)于該課程實(shí)驗(yàn)考試的幾點(diǎn)改革方案。

一、目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試中存在的問(wèn)題

1.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和教學(xué)方法過(guò)于單一，僅在教師課堂教學(xué)講授程序范例和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照課程實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的具體步驟逐一進(jìn)行操作，完成課程所要求的實(shí)驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式難以提升學(xué)生的實(shí)踐和動(dòng)手能力，學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容仍無(wú)法徹底理解，更難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活實(shí)踐運(yùn)用。

2.在實(shí)驗(yàn)考試和考核階段，目前只能通過(guò)筆試的方式，在試卷中加入有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的內(nèi)容對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行考核，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行量化考核的有效手段和工具。難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)考試來(lái)考核學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的過(guò)程，相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作考核也只能停留在卷面上。學(xué)生通過(guò)死記硬背的方式來(lái)通過(guò)考試，這種方法已經(jīng)不適合當(dāng)前強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐為主，培養(yǎng)實(shí)踐型創(chuàng)新人才的要求。

綜上所述，為了響應(yīng)國(guó)家“十二五”規(guī)劃中明確提出的建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的任務(wù)，培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的要求，必須對(duì)大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)課程現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試方法進(jìn)行改革[4，5]，利用新的實(shí)驗(yàn)考試手段，為培養(yǎng)開(kāi)創(chuàng)未來(lái)的全面發(fā)展型人才奠定基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)考試改革的目的與任務(wù)

為了強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)考試及其實(shí)踐環(huán)節(jié)，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)，需要摒棄傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試思路，采用新的實(shí)驗(yàn)考試手段和方法。利用實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行考核，通過(guò)該軟件系統(tǒng)給出量化的評(píng)判和考核結(jié)果，并根據(jù)考核結(jié)果統(tǒng)計(jì)匯總出全部考生的錯(cuò)誤和特點(diǎn)，有針對(duì)性地給出如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以及提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹笇?dǎo)性意見(jiàn)，使該實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)不僅成為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核的有效手段，還可以作為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臉?biāo)準(zhǔn)，根據(jù)評(píng)判結(jié)果來(lái)改進(jìn)和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

三、實(shí)驗(yàn)考試改革的具體內(nèi)容

對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要堅(jiān)持“從實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)實(shí)例化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)流程，提升學(xué)生參與度和互動(dòng)性”的原則。實(shí)例化程序和設(shè)計(jì)流程是本課程的主要內(nèi)容，要求學(xué)生對(duì)HDL語(yǔ)言和EDA軟件設(shè)計(jì)流程等深入理解[6]、熟練掌握。因此，這部分教學(xué)內(nèi)容的考核要通過(guò)實(shí)驗(yàn)考試軟件進(jìn)行，并利用該軟件作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的檢驗(yàn)手段來(lái)提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的動(dòng)手能力和創(chuàng)新性。具體的實(shí)驗(yàn)考試教學(xué)改革內(nèi)容如下。

1.《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)用于《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)》課程的實(shí)驗(yàn)考試軟件，通過(guò)該軟件的使用，與具體實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高學(xué)生對(duì)EDA軟件的掌握能力。在實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有針對(duì)性地考察學(xué)生掌握有關(guān)EDA軟件的實(shí)際操作能力，并對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)判，針對(duì)每個(gè)學(xué)生的成績(jī)給出量化的指導(dǎo)性意見(jiàn)，從而有助于幫助其提升實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐能力。通過(guò)該軟件系統(tǒng)可以對(duì)學(xué)生掌握有關(guān)EDA軟件的操作能力做量化的考核，給出具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果，對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作能力做出量化的具有實(shí)際指導(dǎo)意義的評(píng)判，從而為課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)和實(shí)踐能力的提高給出明確且切實(shí)有效的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生實(shí)際課堂教學(xué)的運(yùn)用，來(lái)考察該軟件系統(tǒng)的教學(xué)效果，對(duì)該軟件系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，進(jìn)而提高學(xué)生的課堂參與度和互動(dòng)性，提升其學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2.《大規(guī)模可編程邏輯器件設(shè)計(jì)》課程實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)的具體使用步驟和考試過(guò)程如下：①進(jìn)入實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)界面（如圖1所示），界面上方為菜單欄，下方為分值計(jì)算和時(shí)間計(jì)算。實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)總分為30分（實(shí)驗(yàn)成績(jī)占該門(mén)課程總成績(jī)的30%），時(shí)間為15分鐘，學(xué)生需要在5項(xiàng)備選實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)抽取1項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考試，必須在15分鐘內(nèi)完成作答，否則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)閉時(shí)的成績(jī)?yōu)樽罱K的實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)。②學(xué)生必須根據(jù)隨機(jī)抽中的考試實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逐步按照步驟點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)考試軟件系統(tǒng)中的菜單欄目，按照規(guī)定的正確實(shí)驗(yàn)步驟完成操作，每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟允許出現(xiàn)兩次操作失誤，如果出現(xiàn)第三次錯(cuò)誤，則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一步驟，本操作步驟將不得分，最終的得分結(jié)果如圖2所示。

作為電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)課的《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計(jì)》是一門(mén)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程。只有通過(guò)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，而通過(guò)實(shí)驗(yàn)考試軟件的引入可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行量化評(píng)判，客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，進(jìn)一步規(guī)范和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和具體操作技巧。實(shí)驗(yàn)考試軟件的引入可以對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作能力做出量化的具有實(shí)際指導(dǎo)意義的評(píng)判，從而對(duì)課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)和實(shí)踐能力的提高給出明確的切實(shí)有效的目標(biāo)，進(jìn)而有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的科技創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

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基金項(xiàng)目：天津工業(yè)大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012-3-18）

作者簡(jiǎn)介：陳力穎（1976-），男，天津工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院講師，主要從事微電子學(xué)的研究與教學(xué)。