EDA技術(shù)課程實驗教學(xué)的研究

摘要：EDA技術(shù)課程實驗是EDA技術(shù)學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)，根據(jù)近幾年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，對目前實驗教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，指出其存在的問題，結(jié)合實際的實驗教學(xué)的經(jīng)驗，提出采用啟發(fā)式實驗教學(xué)方法、改革實驗課程內(nèi)容、發(fā)揮開放性實驗室優(yōu)勢等改革創(chuàng)新方法。經(jīng)實踐證明提高了EDA技術(shù)課程實驗教學(xué)質(zhì)量，促進了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù) 實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力

1 概述

EDA是電子設(shè)計自動化Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀(jì)90年代初從計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的[1]。EDA技術(shù)作為現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)要核心，依賴功能強大的計算機，在EDA軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成設(shè)計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、結(jié)構(gòu)綜合、邏輯優(yōu)化和測試仿真，直至實現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。目前國內(nèi)外許多院?；赑LD的EDA技術(shù)在本科教學(xué)中有兩個明顯的特點：一是各專業(yè)中EDA教學(xué)實驗課程的普及率極高，即在電子通信、工控乃至生物醫(yī)學(xué)工程等非電類專業(yè)都包含了EDA技術(shù)的教學(xué)試驗內(nèi)容；二是在實驗中EDA試驗成為主流，大部分傳統(tǒng)的實驗如數(shù)字電路、計算機組成、接口、通信、處理器等實驗內(nèi)容，都融入了EDA實驗，并更多地注重創(chuàng)新性實驗[1]。EDA技術(shù)課程的開設(shè)，很大程度的提高學(xué)生實踐動手能力，并獲得良好的效果，但在實驗教學(xué)中還存在若干弊端，發(fā)現(xiàn)普遍學(xué)生重軟件、輕硬件，對硬件描述語言理解不深，工程實踐能力不強。究其原因與EDA技術(shù)實驗教學(xué)存在問題不無關(guān)系。

2 實驗教學(xué)存在的問題

實驗教學(xué)能夠鞏固教學(xué)效果，是提高學(xué)生實踐動手能力的重要步驟，目前各院校對EDA技術(shù)課程實驗教學(xué)中還存在若干弊端，主要存在以下兩個方面。

2.1 在實驗課方面

現(xiàn)行的實驗多是采用EDA實驗箱，普遍只能開設(shè)一些演示性、驗證性實驗，而綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗卻偏少。實驗前學(xué)生對實驗準(zhǔn)備不充分，缺少預(yù)習(xí)，對課本知識掌握不夠，對硬件描述語言的程序結(jié)構(gòu)和規(guī)則理解不夠，導(dǎo)致實驗課中學(xué)生把大多時間、精力花費在程序的編寫、改錯上，而忽視了實驗的仿真、優(yōu)化和調(diào)試[2]。在實驗中由于實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容過于詳盡，學(xué)生只要按照指導(dǎo)書步驟就能得到實驗結(jié)果，使的實驗演變成輸入程序、連接導(dǎo)線的機械性實驗，難于調(diào)動學(xué)生對實驗的積極性，不利于活躍學(xué)生思維，使的學(xué)生缺乏獨立分析問題、解決問題的能力，難于提高實踐動手能力。因此這樣的實驗很難發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和能動性，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮和實踐能力的提高。

2.2 課后實踐方面

在課外學(xué)生很少有機會參加教師的科研活動，更不用說參加企業(yè)合作開發(fā)產(chǎn)品的機會，另外很少學(xué)生自行購發(fā)EDA開發(fā)板，利用自已的計算機在課余時間自主學(xué)習(xí)設(shè)計，導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生只會課本上的知識，并只注重書面應(yīng)試，而缺乏相應(yīng)的實踐動手能力，致使學(xué)生對學(xué)習(xí)EDA技術(shù)感到枯燥無味，降低了對學(xué)習(xí)的興趣，達不到提高學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

3 實驗教學(xué)改革

3.1 采用啟發(fā)式實驗教學(xué)方法

在實驗過程中，教師需注重對學(xué)生獨立思考的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力。在做實驗之前，教師對實驗教學(xué)中會出現(xiàn)的疑難問題提前講解，讓學(xué)生提前做好充分的準(zhǔn)備。在實驗中遇到問題，啟發(fā)學(xué)生思考問題，分析問題，并提出解決問題方案，教師在整個實驗過程中只是起引導(dǎo)和點撥作用，而不是出現(xiàn)的問題都有教師完全包辦，可大大提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力和動手能力，這樣才能發(fā)揮學(xué)生對學(xué)習(xí)的主動性和能動性，才能培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2 改革實驗課程內(nèi)容

對實驗內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整，改驗證性和基礎(chǔ)性實驗為自主設(shè)計性實驗，增加開設(shè)綜合創(chuàng)新性實驗。在以往的驗證性和基礎(chǔ)性實驗中，學(xué)生從確定的原理出發(fā)，按照實驗指導(dǎo)書的步驟，采用已經(jīng)確定的實驗手段，獲得相同的實驗結(jié)果。這類實驗很難提起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，阻礙了學(xué)習(xí)的主動性和能動性。根據(jù)EDA技術(shù)主要面向工程實際的特點和電子設(shè)計的自主創(chuàng)新性，在實驗類型和內(nèi)容上進行調(diào)整，使每一實驗的層次性更加清楚，并在實驗過程中注重學(xué)生自主設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以及與工程實際相結(jié)合的動手能力的培養(yǎng)。因此在實驗課程中對于驗證性實驗，實驗指導(dǎo)書提供設(shè)計程序和實驗方法，學(xué)生只需將提供的設(shè)計程序輸入計算機，并按要求進行編譯仿真，使得學(xué)生有一個初步的感性認識；自主設(shè)計性實驗通常提出自主設(shè)計的要求和任務(wù)，并根據(jù)給定的要求和任務(wù)自行設(shè)計實現(xiàn)這一要求的電路或系統(tǒng)，并進行實驗調(diào)試以達到設(shè)計的要求，深化學(xué)生在驗證性實驗中掌握的實驗方法和操作技能；綜合創(chuàng)新性實驗則在僅給出一些提示的情況下提出自主創(chuàng)新設(shè)計要求，著重把課本上的理論知識與工程實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生能夠獨立設(shè)計實驗、操作實驗和創(chuàng)新能力的提高。

3.3 發(fā)揮開放性實驗室優(yōu)勢

發(fā)揮開放性實驗室應(yīng)有的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用，讓更多的學(xué)生走進實驗室，開展實驗活動；實驗室保證正常實驗教學(xué)的同時，在無課期間對學(xué)生實施開放，以彌補學(xué)生在課內(nèi)實驗教學(xué)時間有限的情況下，對實驗過程掌握不熟悉和遇到問題課內(nèi)無法完成的不足；另外開放實驗室也為那些完成了課內(nèi)實驗且有興趣續(xù)繼學(xué)習(xí)的學(xué)生提供必要的實驗條件，同時有效倍曾學(xué)生的實踐和自主設(shè)計的時間，強化學(xué)習(xí)效果。同時可在學(xué)生中成立EDA技術(shù)興趣小組，重點培養(yǎng)能力強的學(xué)生骨干，通過他們的示范和帶動作用，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

3.4 多元化實驗教學(xué)考核方法

EDA技術(shù)課程是由理論課與實驗課合為一體課程，相應(yīng)的考核方式也應(yīng)該能夠體現(xiàn)理論與實驗操作的情況，可實行多元化實驗考核方法，即對學(xué)生實驗報告、實驗操作過程、實驗結(jié)果、提問回答等進行實驗技能進行全面考核，以考查他們應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)EDA的興趣，搞高實驗教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)生的綜合能力。

4 結(jié)語

EDA技術(shù)課程實驗教學(xué)改革探索實施兩年多來，取得了較好教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為學(xué)生畢業(yè)走上工作崗位奠定了堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實用教程（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2008.3.

[2]胡勝，宋躍，李君.EDA技術(shù)課程實踐考學(xué)體系的改革探索[J].理工高教研究，2010年10月第29卷第5期.

[3]謝小東，李平.《EDA技術(shù)》課程實驗教學(xué)的探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011年10月第9卷第5期.

[4]謝海霞.基于EDA技術(shù)的實驗教學(xué)研究[J].瓊州學(xué)院學(xué)報，2010年第17卷第2期.

[5]黃光華.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的單片機實驗教學(xué)改革[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇2011年第10卷第15期.

作者簡介：

吳強（1983-），男，江西寧都人，碩士研究生，講師。

項目來源：

江西省教改革立項課題項目編號：JXGJ-10-84-3。