高職EDA技術課程教學改革與實踐

摘要：針對EDA技術課程在教學過程中存在的問題，從教材、教學內(nèi)容、實驗室建設以及多形式課堂等方面進行有益的探索和實踐。實踐證明，這些措施激發(fā)了學生的學習興趣，有效促進了學生知識掌握及能力提升，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：高職；EDA技術；教學改革；實踐

中圖分類號：G6420文獻標識碼：A文章編號：1674-120X（2016）11-0085-02收稿日期：2016-02-07

作者簡介：覃園芳（1985—），女，廣東工貿(mào)職業(yè)技術學院電子技術專業(yè)教師，工程師，主要研究方向：電子電路自動化設計。

EDA（Electronic Design Automation）技術，即電子設計自動化技術，在計算機、EDA工具軟件和實驗開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境下，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述，以大規(guī)模可編程邏輯器件為設計載體，為制作專用集成電路ASIC（Application Special Integrated Circuit）、單片電子系統(tǒng)SOC（System On Chip）芯片而進行的電子產(chǎn)品自動化設計過程[1][2]。它目前已成為現(xiàn)代電子電路設計的主流技術，是電子信息類專業(yè)學生必須掌握的一門重要專業(yè)技能。對于高職類學生來說，在有限的課堂時間能熟練掌握和應用EDA技術進行數(shù)字系統(tǒng)設計，滿足企業(yè)需求，是進行EDA 技術教學的目標。

一、EDA課程教學現(xiàn)狀 EDA 技術是一門實用性、操作性和工程性很強的課程，包含了理論與實踐兩大教學環(huán)節(jié)。在以往的教學實踐中存在一些不合理的地方：

在理論教學方面，偏重理論的完整性，忽略學生的接受程度。目前，EDA 技術課程的理論教學內(nèi)容，基本上是由EDA 概述、可編程邏輯器件發(fā)展及工作原理、硬件描述語言HDL、EDA 軟件開發(fā)工具應用、常用電路的VHDL設計實例以及EDA設計綜合實訓等教學內(nèi)容組成。由于涉及的內(nèi)容太多太廣，如果將書本的所有知識都搬到課堂上來，學生會找不到學習的突破口，加大學習難度，降低學習的積極性。

在實踐教學方面，實驗課程主要以驗證實驗為主，實驗內(nèi)容拓展性不強，不能突出EDA技術的實用性。在實驗課中，學生僅根據(jù)步驟完成實驗，不知如何排查錯誤以及對實驗現(xiàn)象進行分析，整個實驗過程缺乏自主性，不利于學生獨立思考及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。另外，目前實驗主要采用程序編寫后直接下載到試驗箱的方法，缺少對學生硬件電路認識設計及調(diào)試的訓練，導致學生這方面的能力欠缺，無法達到對學生進行實際工程設計能力培養(yǎng)的要求，最終導致學生難以適應當前社會企業(yè)對EDA技術實際運用的要求。

二、EDA實踐教學改革1進行課程有機整合，編寫教材

數(shù)字電子電路是EDA技術課程的基礎。EDA技術里大量的實例都以實現(xiàn)數(shù)字電子電路里常用的數(shù)字電路展開的，在教學過程中，這兩門課程在不同學期進行學習，因此在進入EDA技術學習前需要花大量時間復習數(shù)電知識，而大部分同學基礎較薄弱，在短時間內(nèi)復習大量知識效果不佳，還會對EDA技術這門課程產(chǎn)生抵觸心理。據(jù)此，廣東工貿(mào)職業(yè)技術學院（以下簡稱“我校”）老師根據(jù)課程的緊密聯(lián)系及學習的先后順序，將這兩門課程進行有機整合，編寫并正式出版了《數(shù)字電子電路及EDA技術》。這本教材改變兩門課程獨立存在帶來課時量多，內(nèi)容“繁、難”和過于注重書本知識的問題，精選學習必備的基礎知識，對原課程的內(nèi)容進行適量刪減。例如簡化數(shù)字電子電路里對邏輯門電路內(nèi)部結構的介紹，減少了EDA技術可編程邏輯器件發(fā)展史及內(nèi)部工作原理的介紹等。該教材將兩門課程內(nèi)容緊密銜接在一起，重點突出，學生以數(shù)字電路為主線，由淺入深，循序漸進，有利于系統(tǒng)地掌握數(shù)字電路的基礎知識以及現(xiàn)代數(shù)字電路的設計思想，提高學生的學習興趣和經(jīng)驗。使用該教材后，學生反映良好，教學效果明顯提升。

2打破書本限制，合理規(guī)劃安排實施教學內(nèi)容

以往的教學內(nèi)容往往根據(jù)知識點的完整性出發(fā)，會在課程安排上，集中講授相關的知識點，很少會總體把握內(nèi)容的銜接。例如涉及VHDL語法，便用大量時間集中講解語法，但是純粹的語法講解是非常枯燥的，一定要將后面章節(jié)中涉及該語法的應用實例給學生進行練習，通過反復練習，記住語法格式，而不是死記硬背。同時，以往的教學內(nèi)容通常都將層次化設計歸于EDA工具的使用，與VHDL語法分開講。因此在講到元件例化語句時，學生反映不佳，覺得該語法晦澀難懂。我們在講課的過程中，有意識地將層次化的設計作為一個大類進行介紹。首先讓學生掌握原理圖實現(xiàn)層次化設計的方法，原理圖的方法非常的直觀易懂，緊接著介紹VHDL語言里的元件例化語句，每一部分的說明實際都與原理圖的操作是一一對應的。通過抽象的語句與形象的原理圖相對應，讓學生更容易接受、理解和掌握。最后，再介紹自頂向下的層次化設計，可以將原理圖與VHDL語言綜合使用，層層遞進，也讓教學內(nèi)容更加合理緊湊，知識內(nèi)容之間的聯(lián)系更加緊密。

3探索學生實踐能力提高的方法，統(tǒng)籌建設實驗室

EDA是一門實踐性非常強的課程，大量的實驗是不可少的。實驗室引進一批EDA試驗箱，讓學生不僅局限于程序編寫及仿真，通過下載程序，進一步接觸到實物，使得課程更加直觀，加深對該課程的理解和興趣。同時通過啟發(fā)引導式教學，僅提供試驗箱的電路圖，讓學生自己進行引腳鎖定，根據(jù)實驗目的去設計實驗現(xiàn)象，并分析、調(diào)動學生學習的積極性，鼓勵學生思考、創(chuàng)新。為了進一步提高實驗室的利用率，實驗室在工作時間都是處于開放狀態(tài)，讓學生利用試驗箱等現(xiàn)有的實驗資源進行一定的電子產(chǎn)品設計。

當然，在實驗過程中，由于采用試驗箱，內(nèi)部電路結構都是固定的，學生對硬件方面的知識是非常欠缺的，采用獨立模塊式電路，讓同學們進行一定的模塊選取以及連線，包括可編程邏輯器件的最小電路等方法提高學生的硬件知識，是下一步改革的思想和努力的方向[3]。

4豐富課堂形式，開拓多樣化課堂

網(wǎng)絡給現(xiàn)有的教學提供更加豐富的資源，也是比較受學生歡迎的一種形式。一方面，通過提供當前EDA電子設計論壇以及關注度較高的網(wǎng)站，讓學生更加了解當前電子技術的發(fā)展，提高學生興趣。另一方面，老師制作教學視頻，這不是簡單的課堂實錄，而是對重要的知識點、難懂的內(nèi)容或者一個實例、一段程序等制作微課，甚至增加二維碼，讓學生掃一掃便可獲得資源等，讓學生們在較短的時間內(nèi)獲取知識，在課堂外也能自發(fā)學習。這對老師提出了更高的要求，也是我們老師進步的動力和方向。

三、結束語 通過對EDA技術在高職教學過程中存在的問題進行分析，結合實際的教學經(jīng)驗，對我校在該課程教學改革過程中的經(jīng)驗進行總結，通過教材編寫、教學內(nèi)容安排及實施、實驗室建設以及多形式課堂等方面的措施和應用，能夠提高EDA技術課程的教學質(zhì)量。隨著EDA技術的發(fā)展，課程的教學改革不能一蹴而就，必須結合教學過程中遇到的各種問題，不斷總結和改進，激發(fā)學生的積極主動性，培養(yǎng)出符合社會需要的技能型人才。

參考文獻：

〖1〗于海東《EDA 技術》課程的教學改革探索〖J〗中國現(xiàn)代教育裝備， 2008，（8）：93—94.

〖2〗王勇，徐丹， 彭勃，等《EDA 技術與應用》課程教學改革探索〖J〗.中國科教創(chuàng)新導刊， 2008，（30）：44.

〖3〗胡勝，宋躍，李君EDA 技術課程實踐教學體系的改革探索〖J〗理工高教研究，2010，29（5）.