薛迎春

(蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院 電子工程系，江蘇 蘇州 215104)

電子設計自動化(electronic design automation，EDA)應用技術以計算機為基本工作平臺，用硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方式，以EDA工具軟件為開發(fā)環(huán)境，以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體完成設計文件，由計算機自動完成邏輯編譯、源代碼仿真、綜合、適配、配置等工作.利用EDA應用技術進行電路設計是從系統(tǒng)總體要求出發(fā)，自上而下(top-down)地逐步將設計內(nèi)容細化，最后完成電路系統(tǒng)的整體設計.

“EDA應用技術”課程是電子、通信、計算機等電子信息類專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎課，課程受益面很寬，是一門發(fā)展迅速，工程性強，緊密結合技術發(fā)展前沿的現(xiàn)代電子設計技術課程.隨著大規(guī)模集成電路的普及和對專用集成電路開發(fā)需求的迅速提高，EDA應用技術已成為電子設計的熱門技術之一，是當今電子工程師必備的技能.在專業(yè)課程結構分析暨行業(yè)調(diào)研會上，與會的電子行業(yè)專家一致要求畢業(yè)生必須掌握電子產(chǎn)品的輔助設計與開發(fā)技能，并提高設計及創(chuàng)新能力，為后續(xù)電子產(chǎn)品輔助設計與開發(fā)服務.

本文對創(chuàng)新型EDA人才培養(yǎng)的探索和研究，旨在以培養(yǎng)“EDA綜合設計能力”為突破口，探索電子類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑，實現(xiàn)“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”的任務.

1 建設“數(shù)字電子EDA技術”新課程的必要性

國內(nèi)大多數(shù)高職院校將“數(shù)字電子技術”課程放在第2、3學期學習，“EDA應用技術”課程放在第5、6學期學習，這種先理論后實踐的傳統(tǒng)EDA教學模式主要以熟悉工具軟件的使用和一些數(shù)字電路驗證實驗為主，這在多年前是合理的，但在當今日新月異的數(shù)字技術時代，先理論后實踐的教學模式使學生學習的數(shù)字電路理論知識與實踐教學產(chǎn)生脫節(jié).在教授“EDA應用技術”課程理論知識時學生興趣不高，在進行相關的實踐時大部分學生對數(shù)字電路概念不熟悉，沒有理論知識來支撐實踐，無法解決實際的問題，因此傳統(tǒng)的教學模式已不適應EDA技術發(fā)展需求，需要將“數(shù)字電子技術”課程和“EDA應用技術”課程合二為一組成新的課程:“數(shù)字電子EDA技術”.

2 突出EDA教學特色

“EDA應用技術”是實踐性很強的課程，能提高學生的實踐技能、工程意識、創(chuàng)新意識.國外院校學生在大一、大二就能做出極具創(chuàng)新的實驗了，這主要是因為國外教材中將現(xiàn)代EDA技術貫穿整個“數(shù)字電子技術”課程教學中，使學生有一定的設計能力.綜合國內(nèi)外實際情況，改革后的“數(shù)字電子EDA技術”新課程要使學生具有通過實際的設計來驗證所學理論的能力，鞏固知識，開拓思路，提高分析問題、解決問題的能力.使學生充分理解從設計思想到電子產(chǎn)品的一系列設計過程，真正實現(xiàn)理實一體的教學模式，與企業(yè)要求實現(xiàn)無縫對接.

2.1 優(yōu)化教學內(nèi)容

根據(jù)教學培養(yǎng)目標和專業(yè)教學要求，優(yōu)化教學內(nèi)容，制定合理的教學大綱.在教學中注重學生個性發(fā)展，強化其應用意識，突出工程實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)，將理論知識融于項目教學中，重點培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力.通過課堂教學和實踐環(huán)節(jié)的訓練，使學生掌握“EDA應用技術”的基本知識，掌握現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設計思想和方法，并具備電子系統(tǒng)的綜合設計能力，特別是數(shù)字系統(tǒng)方面的綜合設計能力.

2.2 網(wǎng)絡教學與傳統(tǒng)教學相結合

以課堂教學為主、網(wǎng)絡教學為輔的教學方法是現(xiàn)代教學的新思路.將教學內(nèi)容制作成視頻資源、課件、實驗指導、習題庫及一些資源鏈接等放在網(wǎng)絡平臺上供學生下載學習，同時，建立師生在線交流，及時了解學生的學習情況，收集意見、解疑答惑，根據(jù)課程進展及時發(fā)布預習信息及參考資料等，充分發(fā)揮網(wǎng)絡突破空間、距離限制的優(yōu)勢，使學生能夠最大限度地利用學習資源，自主地學習和提高.在拓寬知識面、提高效率、因材施教等方面對課堂教學起到很好的補充作用，有利于充分發(fā)揮學生的主觀能動性[1].

3 探索新課程多元化的實踐教學模式

3.1 構建多層次、多階段、多元化的實踐教學模塊

“數(shù)字電子EDA技術”課程以真實的電子產(chǎn)品設計制作項目為依托，從基于學生工程應用能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的角度組織和實施教學，將內(nèi)容分為基本知識模塊和創(chuàng)新實驗模塊等多個層次，構成一個教學內(nèi)容模塊化、能力培養(yǎng)層次化、理論和實踐緊密結合的課程體系.

基本知識模塊包括4個子模塊:①原理圖設計方法;②VHDL程序設計方法;③組合邏輯電路設計;④時序電路設計.主要以熟悉工具軟件Max+plusⅡ的使用和基礎數(shù)字電路驗證實驗為主，介紹利用原理圖方法和VHDL語言編程方法進行電路設計，并利用EDA技術軟件進行電路仿真、測試，使學生掌握先進的電子設計軟件在實際工程中的應用方法，完成基本的功能驗證、代碼輸入、仿真、調(diào)試等.

創(chuàng)新實驗模塊包括6個子模塊:①多位加法器設計;②計數(shù)器電路設計;③智力競賽搶答器電路設計;④計數(shù)譯碼顯示電路設計;⑤計票器電路設計;⑥數(shù)字鐘系統(tǒng)設計.主要根據(jù)EDA技術和市場發(fā)展的需求，結合EDA技術本身的優(yōu)勢進行一些創(chuàng)造性、設計性的實驗，進一步培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力.實驗內(nèi)容從基礎知識學習向多層次、多階段、多功能和系統(tǒng)化的方向轉(zhuǎn)變.在基本功能實現(xiàn)的基礎上進一步地發(fā)揮和拓展新的功能，創(chuàng)造性地利用現(xiàn)有的資源和功能模塊，構成一個完整的多功能系統(tǒng)的設計[1].

3.2 引導學生開展自主探究實驗

開放實驗室，鼓勵學生建立課外興趣小組，共同研究學習中遇到的問題，合作開發(fā)感興趣的電子設計.在設計與綜合實踐中，教師給出實踐項目及目標，引導學生討論方案、方法.學生根據(jù)任務目標完成實踐的各個環(huán)節(jié)，如資料查找、實驗方案設計、儀器調(diào)試、實踐結果測量與處理等.學生在明確任務目標的基礎上，充分發(fā)揮其自主性，有利于培養(yǎng)他們的獨立工作能力.此外，通過指導學生參加院系電子競賽，支持學生自主進行創(chuàng)新型實驗的開發(fā)，并通過比賽鍛煉學生的電子設計能力，增強學生對EDA課程的興趣[2].

4 改革教學手段和教學方法

在“數(shù)字電子EDA技術”課程教學中要不斷進行革新，既注重理論基礎，又強調(diào)實踐應用;既保持學術前沿性，又兼顧趣味性.

4.1 在EDA實驗室中進行教學

在“數(shù)字電子EDA技術”課程教學中，引入大量EDA工程實例以充分調(diào)動學生的學習積極性.在教學一種新電路時，從一種已熟悉的電路入手，不斷提出問題、分析問題、解決問題.在實驗室上理論課的優(yōu)勢在于可以在課堂上進行研究和驗證.當提出某一問題時，學生可以提出自己的解決方法并現(xiàn)場驗證，通過討論和觀察最后的結果得到最佳的答案.

4.2 通過與國際接軌提高學生英語水平

由于EDA應用技術的編程語言及相關的軟件都是英語版本，相關的網(wǎng)站和一些前沿的知識也是英文的，因此，盡量鼓勵學生不斷提高自身的英語水平，多看相關的外文資料，加深對電子設計的認識，通過大量瀏覽國外相關的網(wǎng)站，激發(fā)其學習興趣[3].

5 結 語

對“數(shù)字電子EDA技術”課程教學改革的最終目標是使學生通過課堂的學習和實踐，掌握常用的Max+plusⅡ等EDA開發(fā)軟件，同時，教師要及時將學科的最新成果引入教學，將VHDL硬件描述語言、編程方法和CPLD/FPGA的開發(fā)技術及符合工程規(guī)范的系統(tǒng)設計技術有機地融合在一起，強調(diào)理論和實踐的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的實驗動手能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學生學習先進的電子電路設計技術的興趣，培養(yǎng)學生主動探索、努力進取、團結協(xié)作的精神.

[1] 陳建忠.淺談EDA技術及應用課程教學[J].大眾科技，2006(6):34-35.

[2] 申彥春，姚明林，郭耀華，等.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的《EDA技術》教學改革與實踐[J].繼續(xù)教育，2010(7):34-35.

[3] 吳塵，王鵬.CPLD電子競賽對EDA課程教學改革的啟示[J].職業(yè)技術，2009(4):71-72.