基于“項目驅動”的《EDA技術》課程教學模式的探索

摘 要：EDA技術在現代電子系統設計中的重要性已經越來越明顯，如何培養電子、通信類專業學生熟練掌握EDA技術，使其真正符合應用型人才要求，那么《EDA技術》課程的教學模式及方法就顯得尤為重要。本文主要根據《EDA技術》課程的實踐性強的特點，結合近幾年的教學經驗，提出了一種新的《EDA技術》課程教學模式——“項目驅動”模式。

關鍵詞：項目驅動 EDA技術 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0164-01

從2006年開始承擔EDA技術課程理論和實驗教學工作以來，我身臨其境的感受到傳統的理論+實驗的教學模式存在很多不足之處，尤其對像EDA技術這樣實踐性、應用性很強的學科，這樣的教學模式帶來的教學效果并不是十分理想。表現出來的特點就是理論授課都是規規矩矩的在課堂教室講授，一般都是先從基本概念、語法、語句、設計原理到應用舉例，學完理論大部分內容后，再安排相應的實驗內容。然而一學期的教學時間總是有限的，完成基本理論的學習可能占用的時間幾乎為總教學時間的70%以上，講授應用技巧和方法的時間相當有限。同時，這樣的教學內容和時間的安排，會讓很多同學對設計應用實例講解無法掌握，因為在應用實例中所需要的基礎概念、語句語法及理論知識等，早就忘記得差不多了，最終學生會感覺到“只見樹木不見森林”，無所適從。這種教學模式對應用型人才培養所起作用和意義不大。

1 項目驅動模式包含內容

為了提高EDA技術課程的教學效果，吸引更多的學生主動參與到EDA技術的學習中來，真正起到培養學生的動手能力，成為名符其實的應用型人才。也為了更好的實現對EDA技術課程教學模式的改革創新，主要完成了以下幾方面的內容。

1.1 項目化理論教學

根據EDA技術課程教學大綱要求，從培養學生的動手能力、創新能力和綜合應用能力出發，將理論教學內容按照由簡到難再到綜合的原則，劃分為以下幾個驅動項目，通過各個項目的講解，影射出相應理論知識的學習，從而使得學生在實踐中學習理論。這樣很好的避免出現學生對學習的盲目性。

（1）1位二進制全加器設計。

引出EDA技術基本概念、開發流程和EDA開發軟件的使用方法，原理圖設計輸入方法等內容。

（2）2選1多路選擇器設計。

引出VHDL語言基本語法結構、組合電路設計方法。

（3）計數器設計。

引出VHDL進行時序設計的相關語句和設計方法。

（4）AD0809采樣控制設計。

引出VHDL中狀態機設計原理及設計方法。

（5）DDS正弦信號發生器設計。

引出LPM的概念及調用方法。

（6）FIR濾波器設計。

引出DSP設計模塊如何在FPGA系統中實現的基本方法。

（7）SOPC快速入門。

引出SOPC系統概念、設計流程及開發軟件使用方法。

（8）實時電子鐘設計。

引出如何利用SOPC進行復雜系統設計方法。

1.2 項目化實驗設計

為了加強對理論教學內容的強化訓練，使學生真正領會掌握理論知識的應用技能，我們遵循綜合性、應用性和趣味性原則，設置了以下實驗教學項目：組合電路、時序電路、交通燈、數字鐘、電子琴、VGA驅動設計、液晶顯示應用開發等7個項目模塊。并具體介紹了每個模塊的實現過程，指導讓學生真正動手設計、制作，最終完成整個項目。

1.3 理論課堂走進實驗室

對于EDA技術課程項目驅動教學模式，最重要的特色是帶著設備上講臺，堅持將理論課堂搬進實驗室，實現邊教學邊實驗。在講完某個理論知識后，立即讓學生參與動手實驗，使學生在第一時間對所學知識有感性認知，通過實驗驗證加深對理論的理解和掌握，提高教學效果。

1.4 編寫項目詳細講義

為了讓學生在課堂學習之余能及時復習和再學習，我們編寫了圖文并茂的詳細的講義教材，詳細闡述了每個項目的設計原理、方法及過程，并向學生開放。學生只要按照講義指導進行操作，便可以輕松完成所有項目，這樣可以幫助一部分接受能力相對較慢的學生進行自學。

1.5 自制FPGA開發板、提供完備的實驗儀器設備

在每個項目的實現過程中，實驗室應全天候向學生開放，為學生提供必需的各種實驗設備，包括實驗開發板、示波器、萬用表、各種元器件以及焊接設備。對學有余力的學生，應主動指導其獨立的完成實驗開發板自制，這樣既提高了學生動手能力，增強了學生的學習興趣，又使學生增加了學習機會，只要有開發板，學生便可以將寢室變為學習的第二場所，在寢室里就可以輕松完成對VHDL的學習。

2 創新點

2.1 模塊化教學

“項目驅動”教學模式打破了傳統的先理論后實驗的教學模式觀念，是一種創新型的教學方法，通過具體實例引出理論知識，讓學生能從感性認知到理性認知輕松實現知識的掌握和應用。

2.2 理論課堂走進實驗室

倡導實踐性強的課程都應該堅持帶著設備走上講臺或將理論課堂搬進實驗室的教學方式，讓學生能在實驗現象中學習掌握理論，讓學生真正領會應用技巧和能力。

2.3 師生動手搞開發

以往EDA類實驗多以軟件實驗為主，主要是完成基于試驗箱或開發板的軟件驗證，這樣不能培養學生的綜合應用能力。而“項目驅動”教學模式提倡讓學生完成整個項目的設計，從PCB設計、元器件焊接到軟件程序編寫、調試、下載，到最終電子產品的完成，全方位由老師指導，學生親自動手實現，充分體現了應用型人才培養的教學要求。

3 實踐效果

從2009年“項目驅動”教學模式設想的提出，到今天EDA“項目驅動”教學模式的基本形成，經過4年時間的探索與總結，EDA技術課程的教學效果較2009年以前有明顯提高。學生學習積極性提高了，參與實驗動手人數增加了，完成電子產品數量增加了。

在“項目驅動”教學模式的幫助下，越來越多的學生在動手能力以及硬件設計能力都有了明顯提高。在老師的指導下，學生能獨立的完成電子產品的設計，參與制作了FPGA（EP1C12Q240C8型）教學開發板。

4 結語

基于項目驅動的EDA技術課程教學模式是快速、高效掌握EDA技術的有利保障，同時也可以推廣到其他電子編程類專業課的教學工作中，使學生能以最少的時間，掌握最多的技能、本領。

參考文獻

[1] 潘松，黃繼業.EDA技術實用教程[M].3版.北京：科學出版社，2006.

[2] 張彩珍.EDA技術及實踐[M].成都：西南交通大學出版社，2011.