EDA课程教学改革研究与实践

摘要： 电子设计自动化（EDA） 是实践性很强的课程，不同学科在引入EDA课程学习时，依据各学科培养目标，教授侧重点应有所不同。为进一步巩固提高学生实践能力水平，在课程中引入项目教学法，通过工程项目培养学生学习兴趣和提升学生实践能力。改革考评机制激励学生自主学习，避免填鸭式教学模式。

关键词：培养体系；学科差异；项目教学法；考评机制

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8722-02

现今可编程技术的飞速发展，特别是EDA技术的快速进步，不需要掌握底层的专用集成电路（ASIC）复杂的设计和理解底层器件复杂的工艺特性，而是直接专注于电路系统设计和功能开发，这样有利于设计的快速使用，因此EDA技术已经受到各企业的高度关注。在2014年3月教育部副部长鲁昕同志讲话《加快构建以就业为导向的现代职业教育体系 为促进经济提质增效升级提供人才支撑》明确试点全面推动高校职业教育改革，提出以2000年以来新设的600所地方本科院校为工作重点。讲话的提出，实质上是国家教育部门对高等教育单一科研培养方式的反思，是社会对高等技术工人和高素质劳动人才的渴求。

EDA课程有着良好的灵活性，对于培养学生实践应用的能力有着很好的作用。一块开发板可以把寝室变成学习工作室。因此，EDA课程的改革有着非常积极的意义[1]。

1 EDA课程开设时间节点选择

目前，我国大学培养模式上基本遵循是大学一、二年级进行基础理论学习，普通高等学院大学的培养体系上有严格的限制，数学和英语的学习往往占用低年级学生的较多时间，学生基本是在大三年度开始接触专业学习。究竟是否消减数学和英语时间，在低年级引入专业课程学习，教育界是有争论的。这不仅仅是教育体制的问题，更是学生学习能力和培养模式是否适用现今社会发展需要的存疑。在此，我们仅以EDA课程改革进行探讨。我国高校中，如清华大学、杭州电子科技大学已经尝试在大一阶段完成数字电路学习，在大二就开设EDA课程，这些教改都收到很好的效果。EDA课程毕竟作为电类专业的一门课程，不能脱离整个学科的培养体系。

我们分析EDA课程开设时间节点选择上是需要考虑两方面的因素：

1） 前导课程的设定。EDA该门课程前导课程需要数字逻辑电路，电路基础，模拟电路，C语言。这些基础理论和实践的接触对于培养学生电路认知，电路实践和语言编写能力的有前导性帮助的。前导课程学时上，我们建议电路培养学时要有一定时间保证，而程序编程建议缩短时间，改变考评机制，留给学生更多自主学习时间。

2） VHDL硬件语言编写能力提升。VHDL语言的学习和灵活使用是掌握EDA课程的关键，要想学好VHDL语言，除了经常在开发软件QUARTUSII上进行大量练习以外，配备一个FPGA开发板，才能真正起到仿真到产品的过渡。

2 EDA课程在不同学科培养侧重点

由于EDA技术的优势，各电类、计算机等相关专业分别开设了EDA课程，然而我们必须注意到不同专业培养的侧重点是有差异的，学科差异导致教学的侧重点是不同的。如果没有意识到这种差异，将会事倍功半。差异点主要体现在不同专业的知识体系和培养方案构成导致学生所具备的能力不同。举例来说，计算机专业在编写程序方面能力较强，多数同学在学习硬件描述语言所花费的时间要远低于电类专业。而该专业的电路能力稍显薄弱，这主要体现在学生学习过程中，对电路的设计基础认知力度不够，过于偏重于系统级别和软件层次的研究，对于门电路设计和焊接电路接触并不多。很多同学对硬件语言仅仅认知停留在一门程序语言，完成逻辑功能，而对硬件语言所描绘及综合生成的电路无感性的认知，甚至电路的延迟对时序的影响也没有深入的理解。所以，对计算机专用学生就要加强电路设计讲授内容。

3 项目教学法实施

项目教学法是近些年引入教学中的，研究发现项目教学法对学生能力有很大的帮助。我院EDA课程的项目教学主要分三个阶段设计和实施的。

基础实验项目即课内实验设置，经过研究发现基础实验设置要立足基础，实验教师在讲授过程中要把实验目的，实验过程演示清楚，第一阶段项目立足课内基础实验，针对历届学生的能力不同，在指导学生完成基本实验基础上，立足基础实验项目，逐步提出新的提升要求，并且要有启发性和引导性留有学生发挥的实验作业，给出学生自出学习时间，并且鼓励学生有创新性的设计。如图1，可以看出基础实验所要完成的是熟练掌握VHDL硬件语言的设计电路的基本流程。通过该图，我们可以看出VHDL语法、仿真波形、RTL电路、综合验证是学生初期必须经历的过程，也是经常花费大量调试时间的地方。基础阶段学习对学生的打好基础很重要，教师需要细心掌握每名学生的水平，鼓励小组同学帮助，带动其学习。

图1 基础实验VHDL硬件语言设计电路流程

项目第二阶段在EDA课程实训中进行，立足把课内实验项目的总体升级为小综合项目，通过自顶向下设计，分层和分解项目的功能和要求指标。根本目的是指导学生设计能力的提升，难度要高于基础课内实验项目，但较实际工程项目指标有所降低，重视学生功能实现。研究发现，课程项目题目可以提前一个月时间发给学生，期间组织2次学生答辩讲解，这样进入EDA课程实训阶段时效果会更好。

项目第三阶段是实践阶段，主要针对第二阶段的设计指标和功能完善，其最终产品能够应用到实际工程中。下面我们给出了项目实施总体框架图，通过项目教学法的实际操作，避免了学生学习过程中的虎头蛇尾，有利于教师深入学习，从书本到工程的融会贯通。图3可以具体地应用在第三阶段。在设计开始时，主要负责教师应与参加指导教师对班级学生整体学习能力评估，设定题目的难度系数要依据前期考试课，实践课程来定。题目最好要有新颖性，避免每年题目的雷同。负责教师制定教学计划，并且学生阐述实践任务和功能指标和分组。（注：在实践阶段最好三人一组，效果较好）。

4 EDA课程考评方法革新

传统EDA考试基本是一张试卷直接关系学生成绩，这样很多学生的实践能力并未得到提升，更多学生感觉就是背书，背程序，这样做的效果是差强人意的。我们通过总结发现

教师在设置考题的时候，要在把握各学科大纲基础上应该着力培养学生自主学习能力，摒弃死记硬背，可以通过考题的灵活度来做这方面的考虑，创新题型要有一定比例，而创新题型主要来自与实践项目的变换。最后在学生综合成绩上，试卷占总成绩40%～50%，实验项目效果占总成绩20%～30%，平时表现占总成绩20%～30%。通过这样设定，积极鼓励学生去做项目，避免读死书现象。在平时表现中，我们给学生互评10%的分数，另外专门给有创新点的10%的奖励分数，剩余分数给予出勤率高的同学，这里特别要强调一点是，如果答辩效果不理想，出勤成绩要折半处理，这样可以有效避免一些学生不做设计，而要出勤成绩的想法。

5 结束语

由于EDA技术紧密结合各专业实践，在实践教学中非常吸引学生的兴趣，学生从提升能力和爱好角度，自然会扩展对多门专业的学习，提升了学生能力。通过前期的教学改革取得的成果[4]，尝试引入的项目教学法获得一定收益。我们将在后续课程改革中紧密联系实践，进一步扩宽思路，提升学生实践能力。

参考文献：

[1] 齐艳茹. 基于EDA的“计算机组成与设计”课教学方法研究[J].吉林工程技术师范学报，2010（11）.

[2] 吕晓兰，左敬龙.应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索[J].中国电力教育，2013（12）.

[3] 刘文礼，王艳春. EDA课程设计教学研究模式探索[J].黑龙江科技信息， 2009（12）.

[4] 孟祥斌，尹常永. EDA课程项目教学法的应用研究与实践[J].沈阳工程学院学报，2013（1）.

摘要： 电子设计自动化（EDA） 是实践性很强的课程，不同学科在引入EDA课程学习时，依据各学科培养目标，教授侧重点应有所不同。为进一步巩固提高学生实践能力水平，在课程中引入项目教学法，通过工程项目培养学生学习兴趣和提升学生实践能力。改革考评机制激励学生自主学习，避免填鸭式教学模式。

关键词：培养体系；学科差异；项目教学法；考评机制

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8722-02

现今可编程技术的飞速发展，特别是EDA技术的快速进步，不需要掌握底层的专用集成电路（ASIC）复杂的设计和理解底层器件复杂的工艺特性，而是直接专注于电路系统设计和功能开发，这样有利于设计的快速使用，因此EDA技术已经受到各企业的高度关注。在2014年3月教育部副部长鲁昕同志讲话《加快构建以就业为导向的现代职业教育体系 为促进经济提质增效升级提供人才支撑》明确试点全面推动高校职业教育改革，提出以2000年以来新设的600所地方本科院校为工作重点。讲话的提出，实质上是国家教育部门对高等教育单一科研培养方式的反思，是社会对高等技术工人和高素质劳动人才的渴求。

EDA课程有着良好的灵活性，对于培养学生实践应用的能力有着很好的作用。一块开发板可以把寝室变成学习工作室。因此，EDA课程的改革有着非常积极的意义[1]。

1 EDA课程开设时间节点选择

目前，我国大学培养模式上基本遵循是大学一、二年级进行基础理论学习，普通高等学院大学的培养体系上有严格的限制，数学和英语的学习往往占用低年级学生的较多时间，学生基本是在大三年度开始接触专业学习。究竟是否消减数学和英语时间，在低年级引入专业课程学习，教育界是有争论的。这不仅仅是教育体制的问题，更是学生学习能力和培养模式是否适用现今社会发展需要的存疑。在此，我们仅以EDA课程改革进行探讨。我国高校中，如清华大学、杭州电子科技大学已经尝试在大一阶段完成数字电路学习，在大二就开设EDA课程，这些教改都收到很好的效果。EDA课程毕竟作为电类专业的一门课程，不能脱离整个学科的培养体系。

我们分析EDA课程开设时间节点选择上是需要考虑两方面的因素：

1） 前导课程的设定。EDA该门课程前导课程需要数字逻辑电路，电路基础，模拟电路，C语言。这些基础理论和实践的接触对于培养学生电路认知，电路实践和语言编写能力的有前导性帮助的。前导课程学时上，我们建议电路培养学时要有一定时间保证，而程序编程建议缩短时间，改变考评机制，留给学生更多自主学习时间。

2） VHDL硬件语言编写能力提升。VHDL语言的学习和灵活使用是掌握EDA课程的关键，要想学好VHDL语言，除了经常在开发软件QUARTUSII上进行大量练习以外，配备一个FPGA开发板，才能真正起到仿真到产品的过渡。

2 EDA课程在不同学科培养侧重点

由于EDA技术的优势，各电类、计算机等相关专业分别开设了EDA课程，然而我们必须注意到不同专业培养的侧重点是有差异的，学科差异导致教学的侧重点是不同的。如果没有意识到这种差异，将会事倍功半。差异点主要体现在不同专业的知识体系和培养方案构成导致学生所具备的能力不同。举例来说，计算机专业在编写程序方面能力较强，多数同学在学习硬件描述语言所花费的时间要远低于电类专业。而该专业的电路能力稍显薄弱，这主要体现在学生学习过程中，对电路的设计基础认知力度不够，过于偏重于系统级别和软件层次的研究，对于门电路设计和焊接电路接触并不多。很多同学对硬件语言仅仅认知停留在一门程序语言，完成逻辑功能，而对硬件语言所描绘及综合生成的电路无感性的认知，甚至电路的延迟对时序的影响也没有深入的理解。所以，对计算机专用学生就要加强电路设计讲授内容。

3 项目教学法实施

项目教学法是近些年引入教学中的，研究发现项目教学法对学生能力有很大的帮助。我院EDA课程的项目教学主要分三个阶段设计和实施的。

基础实验项目即课内实验设置，经过研究发现基础实验设置要立足基础，实验教师在讲授过程中要把实验目的，实验过程演示清楚，第一阶段项目立足课内基础实验，针对历届学生的能力不同，在指导学生完成基本实验基础上，立足基础实验项目，逐步提出新的提升要求，并且要有启发性和引导性留有学生发挥的实验作业，给出学生自出学习时间，并且鼓励学生有创新性的设计。如图1，可以看出基础实验所要完成的是熟练掌握VHDL硬件语言的设计电路的基本流程。通过该图，我们可以看出VHDL语法、仿真波形、RTL电路、综合验证是学生初期必须经历的过程，也是经常花费大量调试时间的地方。基础阶段学习对学生的打好基础很重要，教师需要细心掌握每名学生的水平，鼓励小组同学帮助，带动其学习。

图1 基础实验VHDL硬件语言设计电路流程

项目第二阶段在EDA课程实训中进行，立足把课内实验项目的总体升级为小综合项目，通过自顶向下设计，分层和分解项目的功能和要求指标。根本目的是指导学生设计能力的提升，难度要高于基础课内实验项目，但较实际工程项目指标有所降低，重视学生功能实现。研究发现，课程项目题目可以提前一个月时间发给学生，期间组织2次学生答辩讲解，这样进入EDA课程实训阶段时效果会更好。

项目第三阶段是实践阶段，主要针对第二阶段的设计指标和功能完善，其最终产品能够应用到实际工程中。下面我们给出了项目实施总体框架图，通过项目教学法的实际操作，避免了学生学习过程中的虎头蛇尾，有利于教师深入学习，从书本到工程的融会贯通。图3可以具体地应用在第三阶段。在设计开始时，主要负责教师应与参加指导教师对班级学生整体学习能力评估，设定题目的难度系数要依据前期考试课，实践课程来定。题目最好要有新颖性，避免每年题目的雷同。负责教师制定教学计划，并且学生阐述实践任务和功能指标和分组。（注：在实践阶段最好三人一组，效果较好）。

4 EDA课程考评方法革新

传统EDA考试基本是一张试卷直接关系学生成绩，这样很多学生的实践能力并未得到提升，更多学生感觉就是背书，背程序，这样做的效果是差强人意的。我们通过总结发现

教师在设置考题的时候，要在把握各学科大纲基础上应该着力培养学生自主学习能力，摒弃死记硬背，可以通过考题的灵活度来做这方面的考虑，创新题型要有一定比例，而创新题型主要来自与实践项目的变换。最后在学生综合成绩上，试卷占总成绩40%～50%，实验项目效果占总成绩20%～30%，平时表现占总成绩20%～30%。通过这样设定，积极鼓励学生去做项目，避免读死书现象。在平时表现中，我们给学生互评10%的分数，另外专门给有创新点的10%的奖励分数，剩余分数给予出勤率高的同学，这里特别要强调一点是，如果答辩效果不理想，出勤成绩要折半处理，这样可以有效避免一些学生不做设计，而要出勤成绩的想法。

5 结束语

由于EDA技术紧密结合各专业实践，在实践教学中非常吸引学生的兴趣，学生从提升能力和爱好角度，自然会扩展对多门专业的学习，提升了学生能力。通过前期的教学改革取得的成果[4]，尝试引入的项目教学法获得一定收益。我们将在后续课程改革中紧密联系实践，进一步扩宽思路，提升学生实践能力。

参考文献：

[1] 齐艳茹. 基于EDA的“计算机组成与设计”课教学方法研究[J].吉林工程技术师范学报，2010（11）.

[2] 吕晓兰，左敬龙.应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索[J].中国电力教育，2013（12）.

[3] 刘文礼，王艳春. EDA课程设计教学研究模式探索[J].黑龙江科技信息， 2009（12）.

[4] 孟祥斌，尹常永. EDA课程项目教学法的应用研究与实践[J].沈阳工程学院学报，2013（1）.

摘要： 电子设计自动化（EDA） 是实践性很强的课程，不同学科在引入EDA课程学习时，依据各学科培养目标，教授侧重点应有所不同。为进一步巩固提高学生实践能力水平，在课程中引入项目教学法，通过工程项目培养学生学习兴趣和提升学生实践能力。改革考评机制激励学生自主学习，避免填鸭式教学模式。

关键词：培养体系；学科差异；项目教学法；考评机制

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8722-02

现今可编程技术的飞速发展，特别是EDA技术的快速进步，不需要掌握底层的专用集成电路（ASIC）复杂的设计和理解底层器件复杂的工艺特性，而是直接专注于电路系统设计和功能开发，这样有利于设计的快速使用，因此EDA技术已经受到各企业的高度关注。在2014年3月教育部副部长鲁昕同志讲话《加快构建以就业为导向的现代职业教育体系 为促进经济提质增效升级提供人才支撑》明确试点全面推动高校职业教育改革，提出以2000年以来新设的600所地方本科院校为工作重点。讲话的提出，实质上是国家教育部门对高等教育单一科研培养方式的反思，是社会对高等技术工人和高素质劳动人才的渴求。

EDA课程有着良好的灵活性，对于培养学生实践应用的能力有着很好的作用。一块开发板可以把寝室变成学习工作室。因此，EDA课程的改革有着非常积极的意义[1]。

1 EDA课程开设时间节点选择

目前，我国大学培养模式上基本遵循是大学一、二年级进行基础理论学习，普通高等学院大学的培养体系上有严格的限制，数学和英语的学习往往占用低年级学生的较多时间，学生基本是在大三年度开始接触专业学习。究竟是否消减数学和英语时间，在低年级引入专业课程学习，教育界是有争论的。这不仅仅是教育体制的问题，更是学生学习能力和培养模式是否适用现今社会发展需要的存疑。在此，我们仅以EDA课程改革进行探讨。我国高校中，如清华大学、杭州电子科技大学已经尝试在大一阶段完成数字电路学习，在大二就开设EDA课程，这些教改都收到很好的效果。EDA课程毕竟作为电类专业的一门课程，不能脱离整个学科的培养体系。

我们分析EDA课程开设时间节点选择上是需要考虑两方面的因素：

1） 前导课程的设定。EDA该门课程前导课程需要数字逻辑电路，电路基础，模拟电路，C语言。这些基础理论和实践的接触对于培养学生电路认知，电路实践和语言编写能力的有前导性帮助的。前导课程学时上，我们建议电路培养学时要有一定时间保证，而程序编程建议缩短时间，改变考评机制，留给学生更多自主学习时间。

2） VHDL硬件语言编写能力提升。VHDL语言的学习和灵活使用是掌握EDA课程的关键，要想学好VHDL语言，除了经常在开发软件QUARTUSII上进行大量练习以外，配备一个FPGA开发板，才能真正起到仿真到产品的过渡。

2 EDA课程在不同学科培养侧重点

由于EDA技术的优势，各电类、计算机等相关专业分别开设了EDA课程，然而我们必须注意到不同专业培养的侧重点是有差异的，学科差异导致教学的侧重点是不同的。如果没有意识到这种差异，将会事倍功半。差异点主要体现在不同专业的知识体系和培养方案构成导致学生所具备的能力不同。举例来说，计算机专业在编写程序方面能力较强，多数同学在学习硬件描述语言所花费的时间要远低于电类专业。而该专业的电路能力稍显薄弱，这主要体现在学生学习过程中，对电路的设计基础认知力度不够，过于偏重于系统级别和软件层次的研究，对于门电路设计和焊接电路接触并不多。很多同学对硬件语言仅仅认知停留在一门程序语言，完成逻辑功能，而对硬件语言所描绘及综合生成的电路无感性的认知，甚至电路的延迟对时序的影响也没有深入的理解。所以，对计算机专用学生就要加强电路设计讲授内容。

3 项目教学法实施

项目教学法是近些年引入教学中的，研究发现项目教学法对学生能力有很大的帮助。我院EDA课程的项目教学主要分三个阶段设计和实施的。

基础实验项目即课内实验设置，经过研究发现基础实验设置要立足基础，实验教师在讲授过程中要把实验目的，实验过程演示清楚，第一阶段项目立足课内基础实验，针对历届学生的能力不同，在指导学生完成基本实验基础上，立足基础实验项目，逐步提出新的提升要求，并且要有启发性和引导性留有学生发挥的实验作业，给出学生自出学习时间，并且鼓励学生有创新性的设计。如图1，可以看出基础实验所要完成的是熟练掌握VHDL硬件语言的设计电路的基本流程。通过该图，我们可以看出VHDL语法、仿真波形、RTL电路、综合验证是学生初期必须经历的过程，也是经常花费大量调试时间的地方。基础阶段学习对学生的打好基础很重要，教师需要细心掌握每名学生的水平，鼓励小组同学帮助，带动其学习。

图1 基础实验VHDL硬件语言设计电路流程

项目第二阶段在EDA课程实训中进行，立足把课内实验项目的总体升级为小综合项目，通过自顶向下设计，分层和分解项目的功能和要求指标。根本目的是指导学生设计能力的提升，难度要高于基础课内实验项目，但较实际工程项目指标有所降低，重视学生功能实现。研究发现，课程项目题目可以提前一个月时间发给学生，期间组织2次学生答辩讲解，这样进入EDA课程实训阶段时效果会更好。

项目第三阶段是实践阶段，主要针对第二阶段的设计指标和功能完善，其最终产品能够应用到实际工程中。下面我们给出了项目实施总体框架图，通过项目教学法的实际操作，避免了学生学习过程中的虎头蛇尾，有利于教师深入学习，从书本到工程的融会贯通。图3可以具体地应用在第三阶段。在设计开始时，主要负责教师应与参加指导教师对班级学生整体学习能力评估，设定题目的难度系数要依据前期考试课，实践课程来定。题目最好要有新颖性，避免每年题目的雷同。负责教师制定教学计划，并且学生阐述实践任务和功能指标和分组。（注：在实践阶段最好三人一组，效果较好）。

4 EDA课程考评方法革新

传统EDA考试基本是一张试卷直接关系学生成绩，这样很多学生的实践能力并未得到提升，更多学生感觉就是背书，背程序，这样做的效果是差强人意的。我们通过总结发现

教师在设置考题的时候，要在把握各学科大纲基础上应该着力培养学生自主学习能力，摒弃死记硬背，可以通过考题的灵活度来做这方面的考虑，创新题型要有一定比例，而创新题型主要来自与实践项目的变换。最后在学生综合成绩上，试卷占总成绩40%～50%，实验项目效果占总成绩20%～30%，平时表现占总成绩20%～30%。通过这样设定，积极鼓励学生去做项目，避免读死书现象。在平时表现中，我们给学生互评10%的分数，另外专门给有创新点的10%的奖励分数，剩余分数给予出勤率高的同学，这里特别要强调一点是，如果答辩效果不理想，出勤成绩要折半处理，这样可以有效避免一些学生不做设计，而要出勤成绩的想法。

5 结束语

由于EDA技术紧密结合各专业实践，在实践教学中非常吸引学生的兴趣，学生从提升能力和爱好角度，自然会扩展对多门专业的学习，提升了学生能力。通过前期的教学改革取得的成果[4]，尝试引入的项目教学法获得一定收益。我们将在后续课程改革中紧密联系实践，进一步扩宽思路，提升学生实践能力。

参考文献：

[1] 齐艳茹. 基于EDA的“计算机组成与设计”课教学方法研究[J].吉林工程技术师范学报，2010（11）.

[2] 吕晓兰，左敬龙.应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索[J].中国电力教育，2013（12）.

[3] 刘文礼，王艳春. EDA课程设计教学研究模式探索[J].黑龙江科技信息， 2009（12）.

[4] 孟祥斌，尹常永. EDA课程项目教学法的应用研究与实践[J].沈阳工程学院学报，2013（1）.