“数字电子EDA技术”课程多元化教学模式探究

薛迎春

(苏州工业职业技术学院 电子工程系，江苏 苏州 215104)

电子设计自动化(electronic design automation，EDA)应用技术以计算机为基本工作平台，用硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以EDA工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑器件为设计载体完成设计文件，由计算机自动完成逻辑编译、源代码仿真、综合、适配、配置等工作.利用EDA应用技术进行电路设计是从系统总体要求出发，自上而下(top-down)地逐步将设计内容细化，最后完成电路系统的整体设计.

“EDA应用技术”课程是电子、通信、计算机等电子信息类专业的一门十分重要的专业基础课，课程受益面很宽，是一门发展迅速，工程性强，紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程.随着大规模集成电路的普及和对专用集成电路开发需求的迅速提高，EDA应用技术已成为电子设计的热门技术之一，是当今电子工程师必备的技能.在专业课程结构分析暨行业调研会上，与会的电子行业专家一致要求毕业生必须掌握电子产品的辅助设计与开发技能，并提高设计及创新能力，为后续电子产品辅助设计与开发服务.

本文对创新型EDA人才培养的探索和研究，旨在以培养“EDA综合设计能力”为突破口，探索电子类专业创新型人才培养的有效途径，实现“培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”的任务.

1 建设“数字电子EDA技术”新课程的必要性

国内大多数高职院校将“数字电子技术”课程放在第2、3学期学习，“EDA应用技术”课程放在第5、6学期学习，这种先理论后实践的传统EDA教学模式主要以熟悉工具软件的使用和一些数字电路验证实验为主，这在多年前是合理的，但在当今日新月异的数字技术时代，先理论后实践的教学模式使学生学习的数字电路理论知识与实践教学产生脱节.在教授“EDA应用技术”课程理论知识时学生兴趣不高，在进行相关的实践时大部分学生对数字电路概念不熟悉，没有理论知识来支撑实践，无法解决实际的问题，因此传统的教学模式已不适应EDA技术发展需求，需要将“数字电子技术”课程和“EDA应用技术”课程合二为一组成新的课程:“数字电子EDA技术”.

2 突出EDA教学特色

“EDA应用技术”是实践性很强的课程，能提高学生的实践技能、工程意识、创新意识.国外院校学生在大一、大二就能做出极具创新的实验了，这主要是因为国外教材中将现代EDA技术贯穿整个“数字电子技术”课程教学中，使学生有一定的设计能力.综合国内外实际情况，改革后的“数字电子EDA技术”新课程要使学生具有通过实际的设计来验证所学理论的能力，巩固知识，开拓思路，提高分析问题、解决问题的能力.使学生充分理解从设计思想到电子产品的一系列设计过程，真正实现理实一体的教学模式，与企业要求实现无缝对接.

2.1 优化教学内容

根据教学培养目标和专业教学要求，优化教学内容，制定合理的教学大纲.在教学中注重学生个性发展，强化其应用意识，突出工程实践能力和创新意识培养，将理论知识融于项目教学中，重点培养学生的自主创新能力.通过课堂教学和实践环节的训练，使学生掌握“EDA应用技术”的基本知识，掌握现代数字系统的设计思想和方法，并具备电子系统的综合设计能力，特别是数字系统方面的综合设计能力.

2.2 网络教学与传统教学相结合

以课堂教学为主、网络教学为辅的教学方法是现代教学的新思路.将教学内容制作成视频资源、课件、实验指导、习题库及一些资源链接等放在网络平台上供学生下载学习，同时，建立师生在线交流，及时了解学生的学习情况，收集意见、解疑答惑，根据课程进展及时发布预习信息及参考资料等，充分发挥网络突破空间、距离限制的优势，使学生能够最大限度地利用学习资源，自主地学习和提高.在拓宽知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起到很好的补充作用，有利于充分发挥学生的主观能动性[1].

3 探索新课程多元化的实践教学模式

3.1 构建多层次、多阶段、多元化的实践教学模块

“数字电子EDA技术”课程以真实的电子产品设计制作项目为依托，从基于学生工程应用能力和创新意识培养的角度组织和实施教学，将内容分为基本知识模块和创新实验模块等多个层次，构成一个教学内容模块化、能力培养层次化、理论和实践紧密结合的课程体系.

基本知识模块包括4个子模块:①原理图设计方法;②VHDL程序设计方法;③组合逻辑电路设计;④时序电路设计.主要以熟悉工具软件Max+plusⅡ的使用和基础数字电路验证实验为主，介绍利用原理图方法和VHDL语言编程方法进行电路设计，并利用EDA技术软件进行电路仿真、测试，使学生掌握先进的电子设计软件在实际工程中的应用方法，完成基本的功能验证、代码输入、仿真、调试等.

创新实验模块包括6个子模块:①多位加法器设计;②计数器电路设计;③智力竞赛抢答器电路设计;④计数译码显示电路设计;⑤计票器电路设计;⑥数字钟系统设计.主要根据EDA技术和市场发展的需求，结合EDA技术本身的优势进行一些创造性、设计性的实验，进一步培养学生的工程实践能力和创新能力.实验内容从基础知识学习向多层次、多阶段、多功能和系统化的方向转变.在基本功能实现的基础上进一步地发挥和拓展新的功能，创造性地利用现有的资源和功能模块，构成一个完整的多功能系统的设计[1].

3.2 引导学生开展自主探究实验

开放实验室，鼓励学生建立课外兴趣小组，共同研究学习中遇到的问题，合作开发感兴趣的电子设计.在设计与综合实践中，教师给出实践项目及目标，引导学生讨论方案、方法.学生根据任务目标完成实践的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实践结果测量与处理等.学生在明确任务目标的基础上，充分发挥其自主性，有利于培养他们的独立工作能力.此外，通过指导学生参加院系电子竞赛，支持学生自主进行创新型实验的开发，并通过比赛锻炼学生的电子设计能力，增强学生对EDA课程的兴趣[2].

4 改革教学手段和教学方法

在“数字电子EDA技术”课程教学中要不断进行革新，既注重理论基础，又强调实践应用;既保持学术前沿性，又兼顾趣味性.

4.1 在EDA实验室中进行教学

在“数字电子EDA技术”课程教学中，引入大量EDA工程实例以充分调动学生的学习积极性.在教学一种新电路时，从一种已熟悉的电路入手，不断提出问题、分析问题、解决问题.在实验室上理论课的优势在于可以在课堂上进行研究和验证.当提出某一问题时，学生可以提出自己的解决方法并现场验证，通过讨论和观察最后的结果得到最佳的答案.

4.2 通过与国际接轨提高学生英语水平

由于EDA应用技术的编程语言及相关的软件都是英语版本，相关的网站和一些前沿的知识也是英文的，因此，尽量鼓励学生不断提高自身的英语水平，多看相关的外文资料，加深对电子设计的认识，通过大量浏览国外相关的网站，激发其学习兴趣[3].

5 结 语

对“数字电子EDA技术”课程教学改革的最终目标是使学生通过课堂的学习和实践，掌握常用的Max+plusⅡ等EDA开发软件，同时，教师要及时将学科的最新成果引入教学，将VHDL硬件描述语言、编程方法和CPLD/FPGA的开发技术及符合工程规范的系统设计技术有机地融合在一起，强调理论和实践的联系，培养学生的实验动手能力和创新能力，激发学生学习先进的电子电路设计技术的兴趣，培养学生主动探索、努力进取、团结协作的精神.

[1] 陈建忠.浅谈EDA技术及应用课程教学[J].大众科技，2006(6):34-35.

[2] 申彦春，姚明林，郭耀华，等.基于创新型人才培养的《EDA技术》教学改革与实践[J].继续教育，2010(7):34-35.

[3] 吴尘，王鹏.CPLD电子竞赛对EDA课程教学改革的启示[J].职业技术，2009(4):71-72.