基于EDA技術的電子技術實驗改革與創新

林喜榮　董敬峰

摘 要：電子技術實驗作為電子技術課程的重要實踐環節，對鞏固學生所學的理論知識、培養學生的實踐動手能力起著非常重要的作用，將EDA技術充分運用到電子技術教學中已成為當前高校電子類課程教學的發展趨勢。文章從電子技術實驗教學存在的問題出發，梳理了基于EDA技術的電子技術實驗教學改革實踐，并提出了EDA技術與電子技術實驗內容融合的策略。

關鍵詞：電子技術；實驗；EDA

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）10-0008-02

電子技術這門課程是哈爾濱理工大學通信、測控、電氣、自動化等專業的非常重要的一門專業基礎課，這門課程學習的好壞直接影響到后續專業課程的學習。在電子技術的課程教學中，電子技術的實驗無疑是一個最基礎也是最重要的實踐環節，而EDA技術作為世界電子設計的最新技術潮流和主要技術方向已經成為當前高校電子類課程教學的熱點和趨勢。本文針對哈爾濱理工大學近幾年來將EDA技術應用到電子技術實驗中所做的改革和創新實踐做了一些總結。

一、電子技術實驗教學存在的問題

在長期從事電子技術教學的過程中，筆者發現學校原有的電子技術的實驗教學存在著一些弊端和問題，主要表現在以下幾方面。

（一）實驗環節學時少

過去的電子技術教學一直是以理論教學為核心，實驗教學所占的學時非常少。以學校的計算機專業的學生為例，在模擬電子和數字電子這兩門課程中，實驗總共才占20學時，所做的內容十分有限。

（二）教師講解內容過多、過細

在實驗課中，實驗老師往往把實驗內容、步驟、方法一一詳細地講給學生，學生只要按照老師講的按部就班地完成就行，留給學生自己思考和創造的余地太少。

（三）實驗設備的局限性限制和影響了實驗的內容和效果

傳統的電子技術實驗教學通常都使用專門的實驗箱來完成，學生所做的實驗內容只能限于實驗箱所提供的元器件，在功能上很難進行擴展，因此，當學生想做一些實驗課程之外的實驗內容時，在現有條件下就很難完成 ，在一定程度上影響了學生實踐動手能力和創新能力的培養。

（四）實驗教學與生產實際結合不緊密

實驗教學內容沒有或較少向生產應用延伸，當學生走上工作崗位時會發現在學校所做的實驗內容與真正的生產實際差距很大，不能很快地為生產實際服務[1]。

為了解決以上在電子技術實驗中存在的問題，我們經過不斷地探索、研究和實踐，在電子技術的實驗方面做了大量的改進和創新，也取得了一些明顯的效果，其中最主要的就是將EDA技術應用到電子技術的實驗教學中。

二、基于EDA技術的電子技術實驗教學改革

EDA即電子設計自動化（Electronic Design Automation），它是以計算機和微電子技術為先導，匯集了圖形學、邏輯學、結構學和計算機數學等多種計算機應用科學最新成果的先進技術[2]。在我國， 由于EDA應用技術先進，軟硬件結合，知識面寬，實踐性強[3]，幾乎所有理工科（特別是電子信息）類的高校都開設了 EDA 課程的學習[4]。為了將EDA技術與電子技術的教學更好地融合到一起，我們在多個方面也做了建設和改革。

（一）基礎設施建設

1.硬件設施建設：為了能更好地將EDA技術運用到電子技術的實驗教學中，我們首先建立了兩個EDA實驗中心，配備了近百臺性能先進的計算機，并購進了與EDA教學相配套的實驗箱，學生在利用計算機上安裝的軟件和與之配套的實驗箱可以完成由程序設計到硬件下載的全部過程。

2.軟件設施建設：硬件設施只是基礎框架，要想真正學好EDA技術，具備與之相配套的應用軟件更為重要。現階段， 國內流行的、市場占有率比較高的 EDA 軟件主要有6種[5]。根據電子技術這門課程的特點，我們主要選擇了其中的三種軟件：即Multisim、Max+PlusⅡ和QuartusⅡ。Multisim這個軟件最大的特點就是給出了類型相對完善、實用性更強的虛擬電子庫以及各種仿真儀器， 操作簡單， 仿真結果形象逼真，功能十分強大、實用。Max+ PlusⅡ和QuartusⅡ可以完成電路的設計輸入、編譯仿真、編程下載等功能，并且其設計輸入具有多種方式， 可以滿足不同層次的需求，同時可以實現電路的時序分析， 實驗結果簡單、直觀 。

（二）電子技術實驗教學內容的改革和創新

在基礎建設完善之后，我們在電子技術實驗教學的內容上也做了調整和改革。我們首先把實驗內容分階段、分層次地分成了三類，使更多的實驗適合在EDA實驗中心完成。

1.基礎驗證型實驗。這部分的實驗內容所占比例較少，主要是對理論教學中最基礎的內容的一個測試：例如共發射極單管放大電路、集成運放的線性應用、基本門電路的功能測試等。這類實驗的主要目的在于幫助學生認識常用的電子器件，了解實驗設備，學會各種儀器的使用方法，掌握電子實驗的基本知識、實驗方法和實驗技能[6]，學會觀察和分析實驗結果等 。

2.訓練提高型實驗。這部分的實驗內容主要要求學生在具備一定的基礎知識和操作技能的基礎上，能把所學的不同內容、不同類型的知識和電路有機地結合在一起，形成一個相對完整的邏輯功能。這部分實驗主要側重于理論知識的綜合應用，其目的是培養學生綜合運用所學理論知識和解決問題的能力。

3.綜合設計型實驗。這部分的實驗內容主要是以學生自行設計為主，教師指導為輔，要求學生根據實驗題目的設計要求獨立地完成查閱資料、設計電路、選擇器件、安裝調試等任務，分析實驗數據，并獨立寫出實驗報告。這類實驗的開設，對于提高學生的實踐動手能力、綜合運用能力和創新設計能力有著非常重要的作用。

三、EDA技術與電子技術實驗內容融合的策略

前面我們提到的是實驗內容上的改革，那我們如何具體做到將EDA技術更好地應用到電子技術的實驗中 呢？我們從多個方面入手，加強EDA技術與電子技術實驗的融合。

1.在正常實驗教學中增大EDA實驗的比例。以前我們所做的實驗全部都是在實驗箱上搭接完成，現在我們將部分實驗內容轉移到計算機，增大了EDA實驗的比例，讓學生在正常的教學計劃內就可以接觸到兩種不同的實驗方式，體會它們不同的特點，得到不同的訓練。

2.充分利用學生自身的資源和業余時間加強EDA

技術的學習。要完成我們上面所說的內容，單純依靠教學計劃內的幾個實驗是遠遠不夠的。我們首先想到的就是充分利用學生自身的資源，現在計算機在學生中十分普及，幾乎人人都有，我們將常用的仿真軟件推薦給學生，讓學生安裝在自己的電腦中，這樣學生就可以利用自己的業余時間來完成一些內容，以彌補課堂實驗時間上的不足。

3.將實驗內容延伸到電子實習、課程設計等實踐環節。各個專業的學生在學期末都會有和理論教學相配合的課程設計和電子實習。在這些實踐環節中都會安排專門的時間來讓學生進行相關內容的EDA仿真測試，因此學生可以把實驗中學習的內容延伸到其他的實踐環節中，大大提高了學生的實踐動手能力和理論知識的綜合運用能力。

4.充分利用學校為學生提供的各種課外訓練機會。學校為了給學生創造更多培養和訓練實踐動手能力的機會，在學校設立了多種訓練項目。例如國家級、省級、校級的大學生創新創業訓練計劃并且提供相應的資金支持。在教師的指導幫助和學生的共同努力下，經過一段時間的學習和訓練后，學生在這方面的技能有了很大的提高。

近年來，社會對大學畢業生的需求也發生了一些轉變，要求大學畢業生要具備更強的多學科的綜合運用能力和實踐創新能力。因此我們的教學內容和重點也要做相應的改變，在今后的教學中我們還要不斷地學習和探索，不斷地更新我們的教學模式和方法，將比較先進和前沿的知識和技術融入和應用到教學實踐中，培養學生的自主學習能力、實踐動手能力和創新能力[7]，使我們培養出來的學生具有更強的社會競爭力，真正地做到為社會所需，為社會所用[8]。

參考文獻：

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[2]高有堂，徐源.EDA 技術與創新實踐[M].北京：機械工業

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[3]郭來功，周孟然，蔡俊.“EDA 技術”教學對大學生創新能

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[4]張曉燕，李洋.EDA技術在電子技術實驗教學中的應用

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[5]鐘曉旭.基于EDA的數字電子技術實驗及其應用[J].宿

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[6]葛汝明.電子線路實驗與課程設計[M].濟南：山東大學

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[7]張利，厲虹，楊秀媛.以創新型人才培養為目標的EDA技

術課程的教學實踐探索[J].科技信息，2013，（7）.

[8]林喜榮，劉正梅，吳麗華.數字電子技術教學內容的改革

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