“EDA技术”教学的改革探索

摘要：社会对EDA技术人才的需求日益扩大，要求人才具有很强的实践能力。为满足社会的需要，对现有的“EDA技术”教学模式进行了有益的改革实践，将启发式、讨论式、案例式和项目驱动教学法引入实际教学，取得了良好的效果，极大地提高了学生的学习积极性，其理论与实践结合的能力也得到了很大提高，更加符合社会的需要。

关键词：EDA技术；项目驱动式；案例教学法

作者简介：郭超（1978-），男，河南洛阳人，洛阳理工学院电气工程与自动化系，讲师；吴茜琼（1981-），女，江西萍乡人，洛阳理工学院电气工程与自动化系，讲师。（河南　洛阳　471023）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0045-02

随着电子技术的日新月异，利用EDA技术代替传统的方法进行数字系统的设计已成为当前的热点。各个高校也陆续引入了“EDA技术”课程。EDA技术，也称电子设计自动化（Electronic Design Automation），是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具的EDA技术，也称为IES/ASIC（集成电子系统/专用集成芯片）自动设计技术。[1]EDA技术不仅成为科研工作和新产品的主力开发工具，而且广泛应用于传统机电设备的升级换代和技术改造。

一、“EDA技术”课程教学的现状

目前，社会对EDA技术的人才需求日益提高，为此，全国各大中专院校适应时代潮流，在自动化和电子信息等专业都开设了“EDA技术”课程。但是，“EDA技术”课程不同于传统的电子类专业课程，比如说“数字电子技术”或“模拟电子技术”等，它对实践性的要求要比这些课程高很多。传统的课程是以理论教学为主，实践教学为辅，以教师为主，学生为辅的模式。如果以这种老的方式进行EDA技术的教学，培养出来的学生很难满足社会的需要，因为用人单位需要的EDA技术人才是具有较高的实践能力和创新能力，同时能快速融入实际工程开发的人才。这些问题在最初的EDA教学过程中都有体现，即学生学习该课程后，普遍是眼高手低，一遇到实际问题，不知所措。为改变此种状况，在沈阳理工学院（以下简称“我校”）近些年的EDA教学中，逐步抛弃了传统的教学模式，针对“EDA技术”课程的特点做了很多有益的实践，并取得了不错的效果，这在我校学生参加的历届电子竞赛成绩中也有体现。[2]

二、教学安排与教学内容的改革

“数字电子技术”是电子信息和自动化专业的一门专业基础课，主要学习利用半导体器件设计电路板级的数字系统。而EDA技术是利用软件（原理图或硬件描述语言）在大规模可编程器件（PLD）上实现数字系统。可以说，一个是宏观设计，一个是微观设计。两门课程之间有着极强的关联性，如果数字电路基础薄弱，其EDA技术在学习过程中必将遇到很大的困难。

为此，在教学安排上我们不宜把这两门课的开课时间间隔太久，目前确定的方案是在“数字电子技术”开课后的第一个学期教授“EDA技术”。这样学生不会因为时间的原因过多得遗忘数字电子技术的知识，在具有较强的数电知识的条件下进行EDA技术的学习，学习效果提升明显。[3]

传统的教学方法以书本为纲，书本中的内容以按部就班的方式对学生进行传授。但是，学生的实际情况与教材的内容会有不相适应的情况。以我校自动化本科专业的EDA技术教学为例，在筛选教材时发现，所有的新版本科教材都把原理图的设计方法舍去，原因是大多数作者认为原理图的设计方法与传统的电路设计方式较为接近，而与现代的设计方式还有一点差距。但是，“EDA技术”作为一门利用全新的方式进行现代电子系统设计的课程，其设计方法与利用数电知识进行电路设计的方法截然不同，如果直接教授新的方法，其跳跃幅度过大，学生接受起来会有困难。为了更好的从老的设计方法过渡到新的设计方法，其过渡方式尤为重要。为此，在实际教学中，应首先教授原理图设计方式，在授课过程中通过对比、类比等方式将学生逐步引入全新的设计方式，让学生的设计思维逐渐转变，降低该课程的学习难度。

三、教学模式的改革

在传统的EDA技术教学中，采用的方式是将EDA的设计方法以按部就班的方式传授给学生，课程的核心内容即VHDL语言以流水账的形式一字一句的进行讲解。整个授课过程中教师在说，学生在听，即教师主动而学生被动。从该方式的教学效果上看，教学效果不好，分析发现原因在于该方式在教学的过程中很容易忽视学生的感受，与学生的互动交流不及时，学生被动地听课，其思绪很难投入到枯燥的VHDL语言教学中，整个教学过程学生没有思考和分析的机会，可想而知，教学效果不会理想。

为改善此局面我们引入了新的教学思想，即授课时把学生的地位从被动变为主动，让学生也积极参与到教学过程中来，同时引入案例教学法，通过实际的案例教学引导学生学习VHDL语言。以case语句为例，在授课时首先由教师对该语句的功能及语法进行简单讲述，然后让学生们思考该如何实现该案例，此处案例为4路数据分配器。在利用该语句实现案例时，教师不是主动的将结果告诉学生，而是将设问式、启发式和讨论式教学引入其中。教师首先提问，学生回答，如果学生回答正确，继续提出下一问题，如果不正确，让学生讨论答案，如果学生不能回答，则由教师启发学生去发现答案，学生通过不停地思考和分析来掌握知识。通过该方式的教学，学生对该课程的兴趣大增，本来枯燥的语言教学变得有声有色，学生对编程的畏难心理迎刃而解。随着实现案例的增多，学生也逐渐掌握了EDA的设计流程。

另外，在实际的教学过程中需采取多媒体与板书相结合的方式。对于需要直接教授的概念性知识及程序代码、图表等可以利用多媒体的方式，而与学生互动的过程则需要采用板书的形式，板书书写的过程也就成了学生思考的过程，有效地利用了课堂时间。

四、实验教学与理论教学相结合