克服大四课堂空巢现象的EDA课程教学策略研究

严颂华

摘要：本文以EDA课程教学为例，尝试解决大四阶段易出现的课堂空巢现象，从马斯洛的需求理论出发，详细分析了大四学生的目标去向分类和具体需求，综合安排教学内容，革新教学手段，从而提高了教学效果。

关键词：EDA；马斯洛需求理论；大四学生

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0001-02

一、引言

电子设计自动化（Electronic Design Automation）EDA课程是以计算机为平台，进行电路分析与设计的课程，武汉大学电子信息学院以“厚基础、宽口径、高素质、强技能”为人才培养目标，在EDA课程中讲授电路设计、分析与仿真，以及原理图绘制和印制板PCB设计等，开课时间是大学四年级上学期。但是在实践中，大四的课程教学通常会出现课堂到课率低，学生旷课、请假，或者人在课堂心不在焉，低头看考研书的“空巢现象”。该现象产生的原因复杂，既有社会、学校方面的因素如就业形势严峻，企业过早进校招聘、课程安排不合理等因素，也有学生的个人需求不同（如求职、考研）等因素。而作为教师，往往处于两难的境地，一方面需要保证上课达到好的教学效果，另一方面又要体谅学生的难处。本文以马斯洛的需求理论为指导，分析了大四学生的需求，提出了一些对策与方法，应用在EDA教学中，取得了一定的效果。

二、马斯洛的需求理论与EDA课程设置现状

马斯洛的需求层次理论是最具代表性的需求理论之一，其提出的五层次需求，即生存、安全、情感、尊重、自我实现需求，具体到大四学生这一特殊群体中，带有鲜明的特点，值得我们分析。

大四学生经历了几年大学生活的亲身体验，开始规划人生，处于就业、考研、出国留学等人生的重要选择阶段。他们的优点是开放、阳光，对新知识了解，知识面宽广；同时他们很现实，用效益观念看待事物，用经济规则参与社会，价值取向短期化、功利化。而现有的EDA课程教学，要么太着重于电路仿真上的理论分析，脱离实际太远，要么过分强调单方面的技能，如画原理图和PCB制版，导致知识浅显和覆盖面太窄，不能解决学生的急迫需求，学生学习没有动力。

马斯洛理论告诉我们，只有在解决了学习、经济、就业压力之后，较高层次的需求才能产生，继而实现个人理想，这也是实现社会需求的前提保障。因此，作为教师，我们所要做的就是依据学生的基本需求，在社会需求与个人需求间寻找最佳契合点，革新教学方式和手段，以达到最好的教学效果。

三、大四学生的分类和需求分析

总体来说，大四学生与低年级学生存在下列不同：已经有了一定的知识积累和能力，因此需要系统性和整合性的学习方式；学习具有更大的自由度和自主权，也具有更强的内部动机；能够以较为成熟的心态与教师互动，讨论问题更加深入。

具体来讲，他们可分为四种群体，包括保研型、考研型、就业型和其他类型（转专业、出国等），以近两年为例，其比例见表1。他们具有不同的需求。

1.保研型：这类学生已经有了明确的去向，心态较为稳定，上课能够有较高的积极性，他们更想接触未来科研过程中可能遇到的较为综合的理论和实践知识。

2.考研型：这类学生正在进行紧张的复习，希望老师能够联系他们的考试课程，将前面的知识点，例如信号与系统或数字信号处理的内容列入，而这两者也是电路与系统设计中的重要部分。

3.就业型：这类学生存在就业焦虑，将大部分时间和精力用于找工作和参加招聘会，需要老师结合工作需要，谈课程与工程实际的结合。

4.转专业或出国型：他们实际上对专业知识的细节不是太重视，但是希望从整个社会需求的角度来了解本专业的背景会怎样提高他们在社会中的竞争力。

四、采取的策略

从上述分析可见，一方面，现实压力使得大四学生不能专注于课堂，但是另一方面，我们也可以借助于他们对积累知识，增强能力的需求，實行不同的教育策略，以提高他们的学习积极性。如可以在课程中将在考研专业课中可能会遇到的内容加以扩展，或在课堂教学上多讲一些有实际用途的知识，帮助学生适应市场选择。基于对大四学生的需求特点的研究，我们在EDA课程教学中增加了课程的挑战度，特别突出分析、应用、创新等高阶认知目标在教学活动中的体现。具体措施如下：

1.凸显本门学科各课程之间的联系。在授课过程中，我们结合自己的科研经验，解剖科研案例，特别强调了电路系统的概念，通过一个完整的接收系统来串联前面所学的各课程知识，如软件线性调频雷达接收机的设计，在讲解时既可以从信号与系统的角度来讲解信号的频谱分析、滤波和目标检测，锻炼学生对仿真软件如Matlab/simulink的使用技能，也可以从电路实现的角度来讲解正弦波振荡器、乘法器的实现，来串联起低频和高频电子线路的知识，同时该案例也是通信原理的具体应用。通过这样的一个实例，将本学科的几门核心课程的知识进行系统性归纳和整合，既适合于保研型学生进一步了解知识对科研的应用，对考研型学生也是很好的知识点梳理，而对就业型学生来讲，也是一个很好的应用实例。

2.凸显跨学科知识之间的联系。通过电路分析和设计过程的讲解，凸显大学期间所学的各个知识模块之间的协作关系，注重知识体系建立。例如电路的矩阵分析方法，就涉及到了电路元件的数学建模，线性方程组的LU分解法和以及非线性方程组的牛顿拉夫逊迭代法等，这些知识是研究生或工作中所需要的理论基础。

3.凸显知识和实践的联系。为了使学生融学科知识与综合能力于一体，我们教学中也强化了面向社会需求的能力，如电路版图绘制也列为教学重点之一，以某研究所的电磁设计规范为蓝本，强化PCB设计过程中的抗电磁干扰技术，以华为、康佳通信等公司的制版设计规范为标准，强化制图规范。

4.加强与学生的互动。针对大四学生，我们增加了互动的深度、广度及水平，注重与学生的情感沟通，解决学习和求职中的迷茫。为开拓他们的视野，引入了国内外著名高校的公开课视频，如麻省理工MIT公开课《电路和电子学（MIT 6.002 Circuits and Electronics）》，该教材在第二集_基本电路分析法_中讲述到基尔霍夫电流定律KCL与电压定律KVL，是电路分析的根本依据。在涉及到数字滤波时介绍MIT公开课《信号与系统（Signals and Systems）》，在涉及矩阵的LU分解时采用视频公开课《线性代数（MIT OpenCourseWare-Linear Algebra）》。另外还结合现阶段硬件发展讲述智能穿戴设备等，使得学生对前沿和国际课程有所了解。

五、结论

上述讲法实施了二个学年，取得了良好的效果。在教务部组织的教学效果评估中，学生普遍认为EDA课程的讲解加深了他们对于电子信息这门学科的认识，开阔了他们的眼界；同时，从在各重点高校读研以及就业的同学反映来看，很多教学内容也正是他们在研究和工作中要应用的知识，切实对他们有很大的帮助。

参考文献：

[1]亚伯拉罕·马斯洛（Maslow，A.H.）.许金声，等，译.动机与人格（心理学译丛/许金声主编，学术系列）[M].北京：中国人民大学出版社，2007.

[2]文雯，史静寰，周子矜.清华大学本科教育学情调查报告[J].清华大学教育研究，2013，35（3）：45-54.

[3]王冰，费德君，杨婕，黎宏.高校大四选修课到课情况调研分析及思考[J].教育教学论坛，2015，（3）：184-185.