劉 鑫 王 虹

河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院 河北保定 071002

發(fā)揮EDA平臺(tái)優(yōu)勢 提高學(xué)生創(chuàng)新能力

劉 鑫 王 虹

河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院 河北保定 071002

隨著“教學(xué)質(zhì)量工程”建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)改革的不斷深入，電氣類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的模式和方法也發(fā)生了新的變化。對我院EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想、改革措施和改革效果等方面進(jìn)行了介紹，并對如何充分發(fā)揮河北大學(xué)—Altera公司EDA/SOPC聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢，提高學(xué)生創(chuàng)新能力進(jìn)行了分析和研究。

EDA技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

Abstract: With the unceasing thorough of teaching quality project and practice teaching reform, the model and method of practice teaching for electric information specialty also had produced new changes. The article introduced the guiding ideology, reform measures and effects of the practice teaching about EDA technology. Also it analyzed and researched how to play to the strengths of HBU-Altera Joint Lab and raise students’ innovation ability.

Key words: EDA technology; practice teaching reform; innovation ability

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation，EDA)技術(shù)是一種“軟”“硬”結(jié)合的電子設(shè)計(jì)技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，以硬件描述語言和EDA軟件為開發(fā)工具，通過可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電子電路或系統(tǒng)，代表了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的主流趨勢。隨著我校“教學(xué)質(zhì)量工程”建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)改革的不斷深入，在電氣類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系中如何設(shè)置EDA技術(shù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如何更好地培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，已成為從事EDA教學(xué)的教師研究和探索的熱點(diǎn)問題。

1 EDA實(shí)踐教學(xué)改革指導(dǎo)思想

堅(jiān)持以學(xué)生為本，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)為核心，采取“項(xiàng)目式訓(xùn)練”教學(xué)法，把業(yè)界需求引入實(shí)踐環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生“在練中學(xué)，在學(xué)中練，邊練邊學(xué)”，保證在有限的學(xué)時(shí)里，使學(xué)生掌握正確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，提高自我分析問題、解決問題的能力，為以后的科研或進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 改革措施

2.1 注重引導(dǎo)，轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度

興趣是最好的教師，對于電氣類這樣實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專業(yè)學(xué)生，能夠激發(fā)他們的興趣參與到實(shí)踐中來，在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)甚至培養(yǎng)過程中都是至關(guān)重要的。為了使學(xué)生由“要我做實(shí)驗(yàn)”變?yōu)椤拔乙鰧?shí)驗(yàn)”，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了努力：

(1)通過EDA平臺(tái)網(wǎng)站、作品展示等方法使學(xué)生多方位地了解EDA技術(shù)，成立“EDA愛好者協(xié)會(huì)”，并利用河北大學(xué)—Altera公司EDA/SOPC聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的軟硬件資源開展多種形式的課外科技活動(dòng)，如EDA知識(shí)講座、教師和學(xué)生設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)介紹、EDA設(shè)計(jì)競賽、大學(xué)生EDA創(chuàng)新項(xiàng)目等。

(2)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)全天候開放，由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和管理。學(xué)期初將實(shí)驗(yàn)室課程安排上傳到我校的教學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生可根據(jù)時(shí)間安排到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課內(nèi)外的科技活動(dòng)。其中，有科研項(xiàng)目的教師可以把與EDA技術(shù)相關(guān)的部分，如電路設(shè)計(jì)與仿真、相關(guān)功能的FPGA/CPLD實(shí)現(xiàn)等作為學(xué)生可以選取的題目，學(xué)生也可以通過查找資料，自己擬定題目。

通過這種方式，大部分學(xué)生對EDA技術(shù)有了初步的了解，也激發(fā)了他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)EDA技術(shù)的興趣，同時(shí)，也為教師發(fā)現(xiàn)和選拔有潛力的學(xué)生創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重實(shí)用性、創(chuàng)新性

我校電氣類專業(yè)的EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)共33學(xué)時(shí)，是所有實(shí)驗(yàn)中學(xué)時(shí)最多的一個(gè)。為了更好地利用這一實(shí)踐環(huán)節(jié)，我們拋棄了以往的基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排模式，對其進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)題目注重實(shí)用性、創(chuàng)新性，具體安排如下：

(1)自主實(shí)驗(yàn)部分：采取“項(xiàng)目式訓(xùn)練”教學(xué)法，以任務(wù)書代替實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，教師只負(fù)責(zé)給學(xué)生講解接受項(xiàng)目(確定題目)、模塊劃分、指標(biāo)分析、方案選擇、實(shí)現(xiàn)的思路和參考過程等。實(shí)驗(yàn)題目的難度不易過大，主要鍛煉學(xué)生自主研發(fā)和綜合分析問題的能力。

實(shí)驗(yàn)題目：數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：DE2-70開發(fā)板

難易程度：容易

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

①基本要求：實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能，如計(jì)時(shí)功能、時(shí)間校準(zhǔn)功能。

②擴(kuò)展要求：實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鐘功能。

(2)團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)部分：該部分實(shí)驗(yàn)在題目的安排上注重工程應(yīng)用，教師對每一個(gè)題目的指標(biāo)作出要求，實(shí)現(xiàn)方案不限，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生不怕失敗，勇于探索和創(chuàng)新的拼搏精神和團(tuán)隊(duì)合作能力。

實(shí)驗(yàn)題目：由參考題目和自擬題目組成。

參考題目(注重題目的不斷更新)主要包含：

①數(shù)據(jù)采集類題目，如基于FPGA的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGA的音頻信號(hào)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)等。

②算法實(shí)現(xiàn)類題目，如RS編碼的FPGA實(shí)現(xiàn)、加密算法的FPGA實(shí)現(xiàn)等。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：DE2-70開發(fā)板

難易程度：較難

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)不同題目，確定不同的技術(shù)指標(biāo)。

2.3 考核方法多元化，全方位評(píng)定成績

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的成績，應(yīng)該是學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、理論知識(shí)水平、分析問題和解決問題的能力、報(bào)告的編寫、創(chuàng)新意識(shí)等多方面的綜合評(píng)定。為此，我們結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)建立了學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績評(píng)定辦法，主要包括：

(1)在實(shí)踐環(huán)節(jié)的各個(gè)階段，教師增強(qiáng)與學(xué)生之間的交流，對學(xué)生的選題，實(shí)現(xiàn)思路、方法，實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)問題的解決能力有一個(gè)初步的了解。

(2)不同實(shí)驗(yàn)階段考核重點(diǎn)不同。在自主實(shí)驗(yàn)部分，由于題目難度不大，所以重點(diǎn)在于考查學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)來評(píng)定成績，重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，淡化實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)部分，題目難度較高，實(shí)現(xiàn)方案不止一種，主要考查學(xué)生的探索、研究、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)分工合作能力，重視實(shí)驗(yàn)的過程和設(shè)計(jì)報(bào)告，且允許失敗。

(3)改實(shí)驗(yàn)報(bào)告為設(shè)計(jì)報(bào)告，規(guī)范化要求報(bào)告的格式與內(nèi)容。

(4)對好的實(shí)現(xiàn)方案或作品，推薦其申報(bào)大學(xué)生EDA創(chuàng)新項(xiàng)目，給予一定的學(xué)分認(rèn)可和獎(jiǎng)勵(lì)。

科學(xué)的考核方法，既體現(xiàn)了成績評(píng)定的公平性，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生參加實(shí)踐的積極性。

3 結(jié)束語

經(jīng)過幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，EDA實(shí)驗(yàn)成為了學(xué)生非常喜歡的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過EDA實(shí)驗(yàn)這個(gè)平臺(tái)，學(xué)生對項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)現(xiàn)過程有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，在提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的同時(shí)，還激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。

[1] 藍(lán)偉斌.EDA技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].梧州學(xué)院學(xué)報(bào),2010,20(3):69-72.

[2] 郭來功,周孟然,蔡俊.EDA技術(shù)教學(xué)對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[J].中國電力教育,2010(31):76-78.

[3] 周全壽.EDA技術(shù)在電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011,33(2):126-127.

[4] 楊懷宇,周潯,王曉麗.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)體系中的EDA平臺(tái)建設(shè)[J].教育科研,2010(7):92.

Realize advantages of EDA platform, raise students’ innovation ability

Liu Xin, Wang Hong
Hebei university, Baoding, 071002, China

2012-04-01

劉鑫，本科，實(shí)驗(yàn)師。

河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院教改項(xiàng)目資助。