《EDA技术及应用》课程教学改革实践与探索论文_渠秋会

《EDA技术及应用》课程教学改革实践与探索论文_渠秋会

山东协和学院工学院 山东济南 250107

摘要:EDA(电子设计自动化)技术是一门具有较强实践性、工程性的专业课程,它以数字电子技术课程知识为基础。本文对EDA技术进行了介绍,说明了其发展历程及技术特点,就如何提高我院电子信息工程本科专业选修课《EDA技术及应用》课程的教学效果,笔者在激发学生兴趣、课程内容设置、教学方法、实验教学等方面进行改革研究与探索,收到初步的成效。

关键词:EDA技术;教学改革;Proteus仿真

1引言

EDA(Electronic Design Automation)是“电子设计自动化”的缩写,是近几年迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子学科。EDA技术是现代电子工程领域的一门新技术,它是以计算机为工作平台,以EDA软件工具为开发环境,以硬件描述语言HDL为设计语言,以ASIC为实现载体,以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计新技术,它的发展和推广应用极大的推动了电子工业的发展。EDA技术提供了基于信息技术和计算机的电路系统设计方法,利用它可以完成集成电路的设计、布线等工作。也可以通过原理图输入、逻辑综合、布局布线、模拟仿真、逻辑映射、程序下载,将一个集成电路浓缩到一块小小的FPGA/CPLD芯片上。硬件电子电路的设计几乎全部可以由计算机完成,大大缩短了硬件电子电路设计的周期。

因为EDA技术的特点和优势给电子技术领域带来了一场革命,也促进了EDA课程的改革。所以,改革EDA课程的教学内容和教学方法,优化专业课程体系,加强对学生创新能力和实践能力的培养,具有十分重要的意义。

2明确学习目标,激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师,它直接影响着学生的学习效果。如何让学生对EDA课程感兴趣,调动他们的学习积极性,,可从以下几个方面着手:

2.1上好第一次课,做好学生的思想引导

我院《EDA技术及应用》课程主要是对大三第一学期电子信息工程本科专业的学生开设,先修课程为电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等。在第一次上课的时候,教师适当介绍电子信息工程专业背景知识,让学生明确本门课程的重要性及其在专业领域的应用,培养学生学习本课程的兴趣,让学生树立学好该课程的信心和决心,调动其学习的积极性和主动性。

2.2力求理论联系实际,以实例激发学习兴趣

《EDA技术及应用》课程具有实践性、应用性强的特点,在理论学习的基础上,本着“学以致用”,以实践能力培养为主的指导思想。在教学过程中应以实例激发学生的学习兴趣和求知欲,同时培养学生创新思维、创新能力及工程意识。例如:在讲授我院电子信息工程专业的《EDA技术及应用》课程时,讲到数字电子钟设计时需要用到计数器、数码管,可以把其在秒表、及电子秤等中的应用和所讲知识联系起来,通俗易懂。因此,学生比较感兴趣,授课效果好。

3创新教学方法,优化教学内容

《EDA技术及应用》是学生毕业设计、工作的基础。通过学习该课程可以使学生掌握EDA的基础知识、常用EDA工具的使用方法、可编程逻辑器件的结构和原理、设计输入方法、硬件描述语言的设计优化等知识,使学生在设计思想、设计方法以及器件选择等方面得到训练,逐步提高学生应用计算机对电子线路进行自动化设计和分析的能力,为学生今后从事各种电路的设计打下一定的基础。考虑到此教学目的,在有限的学时内,提高教学效率和授课效果,把更多、更前沿的知识、理念传授给学生,我们,对现有教材课程内容进行重新调整、优化,使之符合教学要求,“因材施教”,创新教学方法。

3.1优化教学内容,培养学生应用能力

随着电子技术的飞速发展,在选择教学内容方面要与时俱进,让学生尽早了解前沿学科的进展动态。《EDA技术及应用》课程按照教材章节授课,根据教学大纲的要求本课程48学生,理论学时为40学时,需要讲解以下内容:

项目一:EDA技术概述;项目二:可编程逻辑器件;项目三:原理图输入设计方法;项目四:VHDL初步设计;项目五:VHDL设计进阶。

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根据教学大纲的要求,项目学时为8学时,实验一:EDA工具软件的使用方法;实验二:四选一数据选择器的设计;实验三:流水灯的设计;实验四:简单数字钟的设计;选做实验:十字路口交通灯设计。

为了培养学生的实践动手能力和工程意识,为今后毕业设计和工作奠定基础,我们在采用朱正伟编著的清华大学出版社出版的《EDA技术及应用》教材的同时,给学生推荐了从宏寿主编的西安电子科技大学出版社出版的《电子设计自动化—Proteus在电子电路与单片机中的应用》一书,并且我们把此书作为下次拟选用的教材。在理论和实验授课过程中增设了Proteus仿真软件板块,深受学生欢迎,授课效果好,今后也应适当减少理论学时,增加实验实训学时。

3.2创新教学方法

在教学过程中,根据不同的教学内容、不同阶段采用不同的教学方法,将板书、多媒体、仿真以及验证相结合,通过学生自学、仿真练习等灵活多样的方式,引导学生积极思考、主动学习,培养学生发现、分析和解决问题的能力、团队合作精神。要结合学生的实际情况“因材施教”,以利于学生提高学习效率。

(1)任务驱动教学法:教师给出实验项目及目标、课外作业,学生根据任务目标完成资料查找、实验方案设计、实验结果测量与处理等环节。此方法使学生任务目标明确,充分发挥学生自主性,有利于培养学生独立工作能力。

(2)开放式自主实践教学法:学校设有开放实验室,学生自主实验,达到自主学习的目的。

(3)现场只指导不讲授的方法,有些实验项目学生能够独立完成,教师不统一讲师,仅对学生提出的问题进行指导答疑。此方法让学生独立思考,有利于学生自主学习。

(4)学生参与教师科研项目或大学生国创项目方法:学生可参与教师的科研项目或者大学生国创项目,教师指导其学习与研究,有助于提升学生的动手实践能力及综合素养。

(5)网络辅导答疑方法:课后学生可以通过网络与教师交流,教师通过网络就学生提出的问题进行辅导答疑。

4重视实验实训,注重培养学生的实践能力

本课程属于实践性很强的课程,为了实践环节的顺利实施。在学校及分院领导的重视下,我们配置了EDA(电子设计自动化)实训室和专业机房,并配备投影仪。该实训室有EDA实验箱,专业机房配备电脑,可供学生做仿真实验时使用。今后,我们大部分时间在专业机房或实验室上课,把教、学、做有机结合起来。通过教师一边讲解,学生一边练习的授课模式,提高学生的实践动手能力。在基础实验结束后,进行综合设计实验,教师给出设计题目,学生根据设计要求,在一定时间内独立完成实验设计任务,来实验室前要通过阅读资料确定实验方案,在实训室进行实验操作,最后写出实验报告、教师通过学生设计方案的优劣、实验过程、实验结果给出成绩、作为本课程考试成绩的一部分。鼓励学生参加各类电子设计大赛、职业技能竞赛、大学生国创项目等。鼓励学生在校获取“电工”、“电子产品制版工”、“广电和通信设备调试工”等工种的中、高级技能证书及电工上岗证,保证多证就业。

5结束语

总之,EDA教学在高校中具有至关重要的地位,我们只有遵循教学规律,不断改革创新,才能取得良好的效果,达到教学、教改的目的。在本课程教学中,我们采用灵活多样的教学方法,注重理论与实践相结合,形成理论指导实践,实践丰富理论教学的良好局面,充分发挥该课程在电子信息工程专业中的作用,为培养出高素质的应用技术型人才而努力。

参考文献:

[1] 高玉宝.《DSP技术及应用》基于FPGA实践教学改革的探讨[J].科技信息,2008(18)

[2] 黄明文,刘玉荣,刘汉华.EDA教学应以数字电路为基础[J].2002(1)

[3] 从宏寿.电子设计自动化—Proteus在电子电路与单片机中的应用.西安:西安电子科技大学出版社出版,2012

[4] 朱正伟.EDA技术及应用(第2版).北京:清华大学出版社,2013

作者简介:

渠秋会,1981年7月生,女,硕士毕业于山东大学,山东协和学院机电工程学院,副教授,主要研究方向:电气工程与自动化、电子信息工程、建筑工程。

论文作者:渠秋会

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/26

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