发挥EDA平台优势 提高学生创新能力

摘 要：随着“教学质量工程”建设和实践教学改革的不断深入，电气类专业实践教学的模式和方法也发生了新的变化。对我院EDA技术实验教学改革的指导思想、改革措施和改革效果等方面进行了介绍，并对如何充分发挥河北大学—Altera公司EDA/SOPC联合实验室优势，提高学生创新能力进行了分析和研究。

关键词：EDA技术；实践教学改革；创新能力

电子设计自动化(Electronic Design Automation，EDA)技术是一种“软”“硬”结合的电子设计技术，它以计算机为平台，以硬件描述语言和EDA软件为开发工具，通过可编程逻辑器件来实现复杂的电子电路或系统，代表了现代电子设计的主流趋势。随着我校“教学质量工程”建设和实践教学改革的不断深入，在电气类专业的实践教学体系中如何设置EDA技术的实践环节，如何更好地培养和提高学生的创新能力，已成为从事EDA教学的教师研究和探索的热点问题。

1 EDA实践教学改革指导思想

坚持以学生为本，以培养学生的工程实践能力和创新意识为核心，采取“项目式训练”教学法，把业界需求引入实践环节，引导学生“在练中学，在学中练，边练边学”，保证在有限的学时里，使学生掌握正确的系统设计方法，提高自我分析问题、解决问题的能力，为以后的科研或进一步深造打下坚实的基础。

2 改革措施

2.1 注重引导，转变学生学习态度

兴趣是最好的教师，对于电气类这样实践性很强的工科专业学生，能够激发他们的兴趣参与到实践中来，在整个教学环节甚至培养过程中都是至关重要的。为了使学生由“要我做实验”变为“我要做实验”，我们从以下几个方面进行了努力：

(1)通过EDA平台网站、作品展示等方法使学生多方位地了解EDA技术，成立“EDA爱好者协会”，并利用河北大学—Altera公司EDA/SOPC联合实验室的软硬件资源开展多种形式的课外科技活动，如EDA知识讲座、教师和学生设计经验介绍、EDA设计竞赛、大学生EDA创新项目等。

(2)联合实验室实现全天候开放，由实践经验丰富的教师负责指导和管理。学期初将实验室课程安排上传到我校的教学网站，学生可根据时间安排到实验室进行课内外的科技活动。其中，有科研项目的教师可以把与EDA技术相关的部分，如电路设计与仿真、相关功能的FPGA/CPLD实现等作为学生可以选取的题目，学生也可以通过查找资料，自己拟定题目。

通过这种方式，大部分学生对EDA技术有了初步的了解，也激发了他们进一步学习EDA技术的兴趣，同时，也为教师发现和选拔有潜力的学生创造了良好的条件。

2.2 优化实验内容，注重实用性、创新性

我校电气类专业的EDA技术实验共33学时，是所有实验中学时最多的一个。为了更好地利用这一实践环节，我们抛弃了以往的基础性、验证性、设计性、综合性的实验内容安排模式，对其进行了优化，实验题目注重实用性、创新性，具体安排如下：

(1)自主实验部分：采取“项目式训练”教学法，以任务书代替实验指导书，教师只负责给学生讲解接受项目(确定题目)、模块划分、指标分析、方案选择、实现的思路和参考过程等。实验题目的难度不易过大，主要锻炼学生自主研发和综合分析问题的能力。

实验题目：数字钟的设计

实验平台：DE2-70开发板

难易程度：容易

实验内容：

①基本要求：实现数字钟的基本功能，如计时功能、时间校准功能。

②扩展要求：实现整点报时、闹钟功能。

(2)团队实验部分：该部分实验在题目的安排上注重工程应用，教师对每一个题目的指标作出要求，实现方案不限，鼓励学生创新，培养学生不怕失败，勇于探索和创新的拼搏精神和团队合作能力。

实验题目：由参考题目和自拟题目组成。

参考题目(注重题目的不断更新)主要包含：

①数据采集类题目，如基于FPGA的图像采集系统设计、基于FPGA的音频信号采集系统的实现等。

②算法实现类题目，如RS编码的FPGA实现、加密算法的FPGA实现等。

实验平台：DE2-70开发板

难易程度：较难

实验内容：根据不同题目，确定不同的技术指标。

2.3 考核方法多元化，全方位评定成绩

实践教学环节的成绩，应该是学生的学习态度、理论知识水平、分析问题和解决问题的能力、报告的编写、创新意识等多方面的综合评定。为此，我们结合实践教学的特点建立了学生实验成绩评定办法，主要包括：

(1)在实践环节的各个阶段，教师增强与学生之间的交流，对学生的选题，实现思路、方法，实现过程中出现问题的解决能力有一个初步的了解。

(2)不同实验阶段考核重点不同。在自主实验部分，由于题目难度不大，所以重点在于考查学生的综合设计与实现能力，根据实验结果所达到的技术指标来评定成绩，重视实验结果，淡化实验报告。在团队实验部分，题目难度较高，实现方案不止一种，主要考查学生的探索、研究、创新能力和团队分工合作能力，重视实验的过程和设计报告，且允许失败。

(3)改实验报告为设计报告，规范化要求报告的格式与内容。

(4)对好的实现方案或作品，推荐其申报大学生EDA创新项目，给予一定的学分认可和奖励。

科学的考核方法，既体现了成绩评定的公平性，又调动了学生参加实践的积极性。

3 结束语

经过几个学期的教学实践，EDA实验成为了学生非常喜欢的一个实践环节。通过EDA实验这个平台，学生对项目的设计、仿真、实现过程有了更加清晰的认识，在提高学生实践动手能力的同时，还激发了学生的主动性和积极性，培养了学生的创新能力和工程实践能力。

参考文献

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