EDA技术课程实验教学的研究

摘要：EDA技术课程实验是EDA技术学习的一个重要环节，根据近几年的实验教学经验，对目前实验教学中出现的弊端，指出其存在的问题，结合实际的实验教学的经验，提出采用启发式实验教学方法、改革实验课程内容、发挥开放性实验室优势等改革创新方法。经实践证明提高了EDA技术课程实验教学质量，促进了学生的实践动手能力和创新能力的培养。

关键词：EDA技术 实验教学 创新能力

1 概述

EDA是电子设计自动化Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的[1]。EDA技术作为现代电子设计技术要核心，依赖功能强大的计算机，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、结构综合、逻辑优化和测试仿真，直至实现既定的电子线路系统功能。目前国内外许多院校基于PLD的EDA技术在本科教学中有两个明显的特点：一是各专业中EDA教学实验课程的普及率极高，即在电子通信、工控乃至生物医学工程等非电类专业都包含了EDA技术的教学试验内容；二是在实验中EDA试验成为主流，大部分传统的实验如数字电路、计算机组成、接口、通信、处理器等实验内容，都融入了EDA实验，并更多地注重创新性实验[1]。EDA技术课程的开设，很大程度的提高学生实践动手能力，并获得良好的效果，但在实验教学中还存在若干弊端，发现普遍学生重软件、轻硬件，对硬件描述语言理解不深，工程实践能力不强。究其原因与EDA技术实验教学存在问题不无关系。

2 实验教学存在的问题

实验教学能够巩固教学效果，是提高学生实践动手能力的重要步骤，目前各院校对EDA技术课程实验教学中还存在若干弊端，主要存在以下两个方面。

2.1 在实验课方面

现行的实验多是采用EDA实验箱，普遍只能开设一些演示性、验证性实验，而综合性、设计性、创新性实验却偏少。实验前学生对实验准备不充分，缺少预习，对课本知识掌握不够，对硬件描述语言的程序结构和规则理解不够，导致实验课中学生把大多时间、精力花费在程序的编写、改错上，而忽视了实验的仿真、优化和调试[2]。在实验中由于实验指导书的内容过于详尽，学生只要按照指导书步骤就能得到实验结果，使的实验演变成输入程序、连接导线的机械性实验，难于调动学生对实验的积极性，不利于活跃学生思维，使的学生缺乏独立分析问题、解决问题的能力，难于提高实践动手能力。因此这样的实验很难发挥学生学习的主动性和能动性，阻碍了学生创新思维的发挥和实践能力的提高。

2.2 课后实践方面

在课外学生很少有机会参加教师的科研活动，更不用说参加企业合作开发产品的机会，另外很少学生自行购发EDA开发板，利用自已的计算机在课余时间自主学习设计，导致多数学生只会课本上的知识，并只注重书面应试，而缺乏相应的实践动手能力，致使学生对学习EDA技术感到枯燥无味，降低了对学习的兴趣，达不到提高学生创新能力培养的目标。

3 实验教学改革

3.1 采用启发式实验教学方法

在实验过程中，教师需注重对学生独立思考的训练，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力。在做实验之前，教师对实验教学中会出现的疑难问题提前讲解，让学生提前做好充分的准备。在实验中遇到问题，启发学生思考问题，分析问题，并提出解决问题方案，教师在整个实验过程中只是起引导和点拨作用，而不是出现的问题都有教师完全包办，可大大提高学生应用知识的能力和动手能力，这样才能发挥学生对学习的主动性和能动性，才能培养出学生的创新能力。

3.2 改革实验课程内容

对实验内容做相应的调整，改验证性和基础性实验为自主设计性实验，增加开设综合创新性实验。在以往的验证性和基础性实验中，学生从确定的原理出发，按照实验指导书的步骤，采用已经确定的实验手段，获得相同的实验结果。这类实验很难提起学生学习的兴趣，阻碍了学习的主动性和能动性。根据EDA技术主要面向工程实际的特点和电子设计的自主创新性，在实验类型和内容上进行调整，使每一实验的层次性更加清楚，并在实验过程中注重学生自主设计能力和创新能力的培养，以及与工程实际相结合的动手能力的培养。因此在实验课程中对于验证性实验，实验指导书提供设计程序和实验方法，学生只需将提供的设计程序输入计算机，并按要求进行编译仿真，使得学生有一个初步的感性认识；自主设计性实验通常提出自主设计的要求和任务，并根据给定的要求和任务自行设计实现这一要求的电路或系统，并进行实验调试以达到设计的要求，深化学生在验证性实验中掌握的实验方法和操作技能；综合创新性实验则在仅给出一些提示的情况下提出自主创新设计要求，着重把课本上的理论知识与工程实际相结合，培养学生能够独立设计实验、操作实验和创新能力的提高。

3.3 发挥开放性实验室优势

发挥开放性实验室应有的自主学习和创新能力培养的作用，让更多的学生走进实验室，开展实验活动；实验室保证正常实验教学的同时，在无课期间对学生实施开放，以弥补学生在课内实验教学时间有限的情况下，对实验过程掌握不熟悉和遇到问题课内无法完成的不足；另外开放实验室也为那些完成了课内实验且有兴趣续继学习的学生提供必要的实验条件，同时有效倍曾学生的实践和自主设计的时间，强化学习效果。同时可在学生中成立EDA技术兴趣小组，重点培养能力强的学生骨干，通过他们的示范和带动作用，形成良好的学习氛围。

3.4 多元化实验教学考核方法

EDA技术课程是由理论课与实验课合为一体课程，相应的考核方式也应该能够体现理论与实验操作的情况，可实行多元化实验考核方法，即对学生实验报告、实验操作过程、实验结果、提问回答等进行实验技能进行全面考核，以考查他们应用理论知识解决实际问题的能力。从而激发学生学习EDA的兴趣，搞高实验教学的质量与学生的综合能力。

4 结语

EDA技术课程实验教学改革探索实施两年多来，取得了较好教学效果，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的实践动手能力和创新能力的培养。为学生毕业走上工作岗位奠定了坚实基础。

参考文献：

[1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程（第三版）[M].北京：科学出版社，2008.3.

[2]胡胜，宋跃，李君.EDA技术课程实践考学体系的改革探索[J].理工高教研究，2010年10月第29卷第5期.

[3]谢小东，李平.《EDA技术》课程实验教学的探索[J].实验科学与技术，2011年10月第9卷第5期.

[4]谢海霞.基于EDA技术的实验教学研究[J].琼州学院学报，2010年第17卷第2期.

[5]黄光华.以创新能力培养为目标的单片机实验教学改革[J].产业与科技论坛2011年第10卷第15期.

作者简介：

吴强（1983-），男，江西宁都人，硕士研究生，讲师。

项目来源：

江西省教改革立项课题项目编号：JXGJ-10-84-3。