浅谈《EDA技术》课程的教学

摘　要：《EDA技术》是一门实用性、操作性和工程性很强的课程，本文介绍了《EDA技术》课程在培养体系中的地位、作用和课程教学的目标，重点提出了优化教学内容和培养学生兴趣是课程教学的关键，探讨了以突出技能为目标的考核方法，以提高和增强学生学习的主动性与实践动手能力，培养学生的创新思维和创新能力。

关键词：EDA技术；教学改革
　　引言
　　EDA是Electronic Design Automation（电子设计自动化）的缩写。EDA技术，就是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，以实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、逻辑布线、逻辑仿真，最终实现既定的电子线路系统功能。简言之，利用软件的方式，即硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。
　　由上述定义可知，EDA技术的主要内容有大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、实验开发系统和开发软件四个主要部分所构成。《EDA技术》的课程教学则是围绕这四个方面的内容展开的。
　　在当今以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中，现代电子产品已渗透到了社会的各个领域，在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、仪器仪表和计算机应用等领域，运用EDA技术设计电子产品，已是大势所趋。因此在大中专院校中不仅在微电子、应用电子专业，而且在电子信息、通信工程、自动控制、计算机应用、生物医药等非电类专业中也引入了《EDA技术》的课程教学。如何规范其在课程培养体系中的地位、作用和目标；如何在有限的课程教学时数中，优化教学内容，培养学生们的学习兴趣；如何根据该门课程的特点，制定合适的考核方法，这一系列的问题是教育工作者需要面临解决的。
1明晰地位，强化目标
　　我系的电子信息科学与技术专业开设了《EDA技术》这门课程，在培养体系中作为专业课进行教学，属于应用电子技术领域方面的课程。通过学习这门课程，要求学生了解EDA技术发展状况以及设计方法，学习常用CPLD、FPGA器件的基本特性，掌握VHDL设计语言和EDA软件如MAX+PLUSII的使用技巧，进而掌握现代数字系统的设计思想和方法，并具有动手设计电子系统的能力。
　　 《EDA技术》课程不只是《数字电子技术》和《模拟电子技术》等课程的简单延续，不只是学习一种语言和一种开发工具软件，不只是数字电路的仿真，教师应该告诉学生EDA技术是设计电子系统的主要实现方法，让学生在今后的系统设计中做出正确的选择。教师和学生在课程的重视程度上应该把《EDA技术》和《微机原理及应用》、《单片机原理及应用》等课程同等对待。
　　为使学生能掌握最新的知识、做到学以致用，《EDA技术》作为一门实用性很强的技术性课程，其课程教学与实践教学必须走理论与实践相结合的道路，必须跟上产业界对技术发展、实践能力的需求步伐。因此，对《EDA技术》这门课进行实践与课程教学优化是非常必要的。
2优化教学，培养兴趣
　　由于目前的本科课程门类已大大增加，这门课程的学时应该不会太多。因而在教学上就应该进行有效的取舍，哪些内容老师该讲，哪些内容学生自学，这将是一个值得深入探讨的问题。譬如对非电类专业的本科生而言，初学者无需对大规模可编程逻辑器件FPGA/CPLD的内部结构进行深入细致的了解，因而这部分内容就应该少讲，而让学生课后自学。再譬如对于VHDL语言的教学就不能像C语言或汇编语言那样逐条语句讲授，面面俱到，而是应结合具体实例讲解最基本的语句及其使用方法。另外在课堂上教师可将最新的技术成果引入教学中，及时更新教学内容，使学生能够掌握最新知识和技术。
　　在传统的授课模式中，理论教学和实验教学是分开进行的，理论知识先在多媒体教室中采用课件进行讲解，讲解完后再另外安排时间让学生到实验室进行实践，教师在旁辅导。这种传统的授模式沿袭先理论后实践的方式，使理论和实践在不同的时间和空间来完成，而时间和空间的不连续易造成理论与实践的脱节。有条件的学校可采用“一体化”的授课模式，即在EDA实验室中结合实例讲授部分理论知识，然后由学生各自进行实验操作，教师巡回指导，最后再针对实验操作中出现的问题进行集中讲解。这种一体化授课模式的教学方式能有效地将知识点融入实验，不会出现理论与实际的脱节，而且学生通过自己实际动手发现一些问题，经教师解答或同学讨论后及时解决，能使学生加深刻地理解、掌握所学的知识，提高教学质量。
　　兴趣是学习的动力。如果学习没有兴趣，学习将成为一种沉重的负担。学生学习被动，学习效肯定不理想，教学质量也不会高。因此，为了使学生学好EDA技术这门课程，让学生对这门课程产生兴趣是关键。
　　一般的授课方式以板书或以课件为主，但对于与EDA软件紧密结合的《EDA技术》课程，为加强教学的互动性，给学生留下思考的空间，授课时可充分运用EDA软件。如在VHDL语法实例讲解的课件中，将例子的部分语句空出由学生来填写完成，填写正确则可进行仿真并显示仿真波形结果。这种教学方法的运用可吸引学生积极主动参与到课堂教学之中，提高教学的效率与效果。
　　另外，学生一般对于实验课比较感兴趣，而EDA技术又具有很强的实践性，所以应少讲多练，遵循“理论讲授”为辅、“上机实践”为主的原则。理论讲授与实践环节环环相扣，一个阶段的理论教学一定辅以实验加以强化。在课堂教学中，一些抽象、繁杂的变化过程(诸如竞争冒险、延迟等现象)不易理解，但从时序仿真的波形图中生动形象地得以表现。使学生更透彻地理解所学知识，深化所学内容，提高了学生的学习兴趣。仿真结果正确后再下载到目标芯片上。当同学们看到自己成果时，成就感就会油然而生。
3改革考核，突出技能
　　为了提高教学质量，真实反映实际教学效果和学生对知识和技能的掌握程度，必须有一套客观有效的考核方法。
　　我校定位于应用型本科高校，而EDA技术又具有很强的实践性，因此，本课程的考核不应再采用传统的考核方法。按照传统模式，学生参加闭卷笔试，而EDA技术的主要内容是电路编程，最终结果要在EDA实验系统上才能显示出来，所以在《EDA技术》课程考核方法中将传统的试卷考试改变为技能考核，是一种有益的考核方法。这样既能 增加学生实践的机会，也能使教师准确、及时地了解学生的学习情况。具体流程可为：
　　（1）以教学班级为单位，准备10套左右的技能考核试题；
　　（2）学生以3—5人为一组，随即抽取考核试题，在规定的2～3个小时内上机完成；
　　（3）教师现场验收，现场提问。
　　（4）学生提交书面设计报告。
　　（5）教师根据设计报告和现场验收成绩，给定学生的课程考核成绩。
　　通过考试模式的改革，能够综合考核学生的学习成绩。单纯的笔试方法，仅能考核学生的对知识的掌握程度，不能考核学生的动手能力的弱点。分组考核，学生之间可相互交流和探讨，培养了他们的团队合作精神。注重技能考核，提高了学生在设计中分析问题和解决问题的能力，培养了学生的创新能力，提高了学生工程设计能力。
4结论
　　对于《EDA技术》课程的教学，优化教学内容和教学方法，激发和培养学生学习兴趣是关键；改革考核模式，突出技能是手段。深入研究EDA课程的教学特点、教学目的和教学方式，将极大的推进EDA课程教学体系的完善和进一步培养更加适合市场需要的各种专业人才。
参考文献：
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