基于实验室开放和课题式的EDA教学方法改革与实践

摘要：开放实验室在培养学生实践能力和创新能力方面有着举足轻重的作用，该文提出了在实验室管理和开放方法上怎样提高实验室利用率的改革实践经验。开放过程中，在EDA教学中引入三层次课题式教学法，发挥了学生的主观能动性，通过实践证明，课题式教学法有效地促进理论与实验相结合，并提高学生的实践能力。

关键词：开放实验 课题式教学法 EDA教学

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0168-01

电设计自动化技术（EDA）是电气信息类实验教学中很重要的内容（如图1），本文将探讨EDA教学改革。实验教学中主要探讨实验室开放模式和课题式教学法的特点和意义，并通过实践说明该方法的具有较好的效果。理论教学中，采用多样化多媒体课件和电子教案为主进行课堂教学，同时借助BB网络课程建设辅助教学。

1 开放实验室教学法及其实践

开放实验室是教学体系的一个重要组成部分，它在培养学生实践能力和创新能力方面有着举足轻重的作用。《EDA技术》课程教学需要根据本校实际来进行改革，我校《EDA技术》课程以系统级的设计为中心，以抽象、高层次的设计描述为重点，以当前最流行的FPGA/CPLD器件为验证、实现载体，熟练掌握最先进的EDA开发工具，利用EDA工具和所学的系统级的设计思想与设计方法，高效地完成实际电子系统的设计、验证与实现。这些实现必须借助大量各级各类实验。除了课堂教学、课内实验之外，必须加大实验室的开放力度。

1.1 开放实验室项目规划

电气、电子等热门专业，近几年学生人数增加较快，实验设施的配置应考虑到资源共享，开放实验室必须以教学任务为目标，提高资源利用率，减少重复建设。

1.2 规范日常管理

为了促进EDA教学效果，对EDA实验室采用开放式管理，在班级中成立EDA兴趣小组等方法，能够让学生能够根据兴趣爱好和业余时间在教师指导下持续地学习EDA技术，这样能促进理论与实践相结合，达到培养具有应用能力学生的目的。同时，还需要对这些日常事务建立规范的操作流程和实施细则，明确责任和义务，确保实验室开放的质量。

1.3 实验室向学生开放

鼓励学生参加开放实验。学生进入开放实验室之前，应该了解各种规章制度，仪器的使用规范的实验操作流程，规章制度和操作规范可以订制成手册，让学生自行学习。

开设选修实验课程。从2009年开始就在电子类相关专业选修实验课程，在先修数字电路课程的基础上讲授EDA工具及数字系统设计方法。作为选修课实验课，目前学生的重视程度不够，受益面不够广泛，主要针对还没有学习数字电路课程的低年级自觉的学生。

2 课题式教学法及其实践

为了能更好地达到教学效果，在教学中采用课题教学法，让学生带着问题进行实验探究。具有多种优势：一是辅助设计软件安全可靠，当学生在课题探索初期，即使考虑不周，也不会造成安全事故；二是直观高效，通过仿真运行，可以立即得出数据，观测信号图像等；三是元器件库的可选择面广，并且容易修改，有利于学生的自主探索。

2.1 EDA与数字电路课程多种教学模式结合

在EDA教学中引入课题式教学法，务必要注意和数字电路课程相结合的方式。使学生在掌握传统的数字系统设计方法的基础上进一步学习现代最新的数字系统设计方法，既实现了传统与现代的有机结合，又保持了数字电路课程教学内容的连贯性。

2.2 课题式教学法的三个层次

EDA教学突出实践，强调学生多动手，所以引入的课题根据学生和教师的作用不同，分为三个层次。其中前两个层次为关键层次，第三个层次为提高层次，在EDA实验教学中发挥重要的作用。

第一个层次为基本应用型课题为主。课程开始，采取教师课内实验中现场授课和指导实验的教学方式，以便迅速引导学生入门。主要用EDA来实现常用的功能器件，比如计数器、多路选择器、交通灯控制器、分频器等。这个器件通过数字电路课程可以找到理论支撑。

第二层次为教师指导的扩展型课题为主。在学生熟悉实验环境后，采取布置课题，学生自主完成、教师指导的教学模式，引导、培养学生自己获取知识的能力。

第三层次以学生自主创新、自我发挥型课题为主。该阶段以学生自主综合创新设计型实践为主，采取引导、探索性方法。引导学生发挥个性，培养学生的知识应用能力、信息获取和选择能力、动手实践能力、创新能力。

2.3 课题式教学模式实践效果及总结

较长期的教学实践证明，这套课题式教学方法对于学生理论知识的学习和实践动手能力的培养是非常有效的。在后续课程、学生毕业设计、电子设计竞赛等环节得到了广泛的应用，取得了较好的效果，受到了多方面的好评。

大部分学生在毕业设计中用到EDA技术，部分以VHDL进行数字系统设计为课题的同学出色的完成了设计，被评为优秀毕业论文。

学生在全国大学生电子设计竞赛中，广泛使用EDA技术，进行电路仿真、设计印刷线路板，并利用VHDL进行设计，在2011年全国大学生电子大赛中获得省级一、二、三等奖共6项。

3 建立网络教学平台和考试方法的改革

网络教学平台是课堂教学的有力补充，网络教学资源非常丰富，包括网络课程、教学资源、EDA技术实例、习题库及网络互动平台等。可以随时下载各种学习资料、练习系统，方便学生自主学习，扩展了学生的知识面，培养了学生的信息素养搭建各种网络教学平台如作业提交、邮件服务、软件上传下载、信息、辅导答疑平台等，做到了师生互动，对教学的各个环节给予了有力的支持，保证了教学质量。

参考文献

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