楊云海 章芬芬

摘要：EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心，EDA課程也是目前各高校電子信息類專業(yè)的一門重要課程。EDA課程的內(nèi)容不僅理論豐富，而且實踐性也比較強，在開展理論課程時，應(yīng)該充分分析研究課程內(nèi)容的特點，注意理論與實踐的結(jié)合，注重實例教學(xué)；在開展實驗教學(xué)時，應(yīng)該注意開展實驗的方式，注重對學(xué)生興趣的培養(yǎng)；在開展考核時，可以通過采用多種考核方式結(jié)合的辦法，更全面地檢查學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

關(guān)鍵詞：EDA；課堂教學(xué)；實驗教學(xué)；考核

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）14-0135-02

EDA是Electronic Design Automation的縮寫，即電子設(shè)計自動化，是自20世紀(jì)70年代以后逐漸發(fā)展起來的，融合了電子技術(shù)、計算機技術(shù)等學(xué)科的一門綜合性學(xué)科，是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心[1]。目前，EDA課程是各高校電子信息類專業(yè)的一門重要課程。學(xué)生通過學(xué)習(xí)EDA課程，可以了解現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)發(fā)展的歷程、核心技術(shù)，掌握EDA平臺和PLD器件的使用方法[2]。筆者所在高校的通信工程專業(yè)把EDA課程作為選修課程開設(shè)。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，筆者對EDA課程教學(xué)積累了一些經(jīng)驗，有一些思考，也開展過一些改學(xué)改革的探索?，F(xiàn)就如何提高EDA課程教學(xué)效果談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、課堂教學(xué)注重實例教學(xué)，加強示范引領(lǐng)作用

EDA課程的知識，按內(nèi)容進行分類，可以分為三部分[3]：1）概念原理：包括EDA技術(shù)的發(fā)展歷程，EDA領(lǐng)域的基本概念和術(shù)語，以及EDA技術(shù)及PLD器件的基本原理。學(xué)習(xí)方法比較偏重于記憶。2）語言語法：用于電路建模的HDL（硬件描述語言，如VHDL、Verilog HDL，等等）語言語法。學(xué)習(xí)方法與一般的語言類課程（如C、C++、JAVA，等計算機語言）相同，需要采用記憶和練習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法。3）操作技術(shù)：包括一些主流的EDA軟件平臺和主流PLD器件的使用方法，并把這些軟件、硬件知識結(jié)合起來，開展數(shù)字邏輯電路的設(shè)計。學(xué)習(xí)方法偏重于動手實踐。

在分析課程內(nèi)容后，通常會把課程內(nèi)容分為理論課部分和實驗課部分，把概念原理、語法知識歸入理論課，把語法訓(xùn)練、操作技術(shù)歸入實驗課。這樣，會人為地把課程內(nèi)容割裂為理論部分和實驗部分，不利于學(xué)生對課程理論部分知識的理解，難以讓學(xué)生實現(xiàn)理論知識和實踐操作的融會貫通。比如：“綜合”（Synthesiss）這一EDA的重要概念，純粹使用文字來描述和說明，比較生澀難懂，并且在電路從建模到實現(xiàn)的過程中，“綜合”還要分為“自然語言綜合”“邏輯綜合”“結(jié)構(gòu)綜合”等多種層次，學(xué)生理解有一定的困難。又比如：VHDL語言的基本數(shù)據(jù)類型及其支持的運算符，雖然是偏向記憶的內(nèi)容，但如果完全只依靠記憶，難以給學(xué)生留下較深刻的印象，在運用VHDL進行電路建模時，學(xué)生通常會感到無從下手。

因此，在EDA理論課堂開展的過程中，應(yīng)該強調(diào)示范教學(xué)的作用，加強學(xué)生對理論知識的理解和認(rèn)識，引導(dǎo)他們養(yǎng)成努力探索、自我學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣[4]。比如，在講解“綜合”這個知識點時，可以把后續(xù)介紹EDA平臺操作流程的內(nèi)容穿插講解，通過在EDA平臺上建立工程、輸入設(shè)計、分析編譯、布局布線等過程的演示，直觀地把“綜合”的作用展現(xiàn)出來，進一步告訴學(xué)生：“自然語言綜合”就是把電路功能的描述（功能說明書、直值表，等等）變?yōu)镠DL建模，即設(shè)計輸入；“邏輯綜合”是EDA平臺分析綜合器（Analysis & Synthesis）所做的工作，會把電路的HDL描述變?yōu)镽TL網(wǎng)表；“結(jié)構(gòu)綜合”是EDA平臺布局布線器（Fitter）所做的工作，把電路的RTL網(wǎng)表映射為具體PLD器件上的連線結(jié)構(gòu)。這樣，通過示范教學(xué)的方法，把抽象的知識點化為具體的軟件平臺的操作步驟，可以有效地幫助學(xué)生理解這一知識點，有效突破教學(xué)難點。又比如，在介紹VHDL語言的基本數(shù)據(jù)類型時，打開EDA軟件的文件目錄，打開“STD”庫的文本，把基本數(shù)據(jù)類型定義的內(nèi)容展示出來，把查找數(shù)據(jù)定義的方法傳授給學(xué)生，把完全依靠記憶方法轉(zhuǎn)換為檢索信息的方法，減輕了學(xué)生對內(nèi)容記憶的負(fù)擔(dān)，也啟發(fā)學(xué)生的探索精神。

二、實驗課堂引入項目驅(qū)動，加強實踐訓(xùn)練效果

實驗課是EDA課程不可缺少的環(huán)節(jié)。實驗課的目的是對學(xué)生進行HDL語法訓(xùn)練和EDA平臺的操作訓(xùn)練，通過訓(xùn)練加強學(xué)生對課程知識的理解，并提高學(xué)生的動手操作能力。在編排實驗內(nèi)容時，通常會把按教材內(nèi)容編排實驗，并把每次的實驗內(nèi)容分為“驗證性實驗”“綜合性實驗”“設(shè)計性實驗”等不同的類型。使用這種方式編排的實驗內(nèi)容，與教材結(jié)合緊密，容易實現(xiàn)實驗課與理論課步調(diào)一致，并且各個實驗的難易程度界定明確，方便管理。但在實際執(zhí)行的過程中，遇到了一些問題：1）“驗證性實驗”過于簡單，且過程比較枯燥，難以引發(fā)學(xué)生興趣。2）“綜合性實驗”“設(shè)計性實驗”內(nèi)容豐富，學(xué)生自主度較大，但實驗難度與“驗證性實驗”相比，跨度較大，學(xué)生獨立完成實驗比較困難。

在實驗課堂上適當(dāng)引入項目驅(qū)動：把每一次實驗課的文檔編排為一個“小項目”[5]，每個“小項目”既有基礎(chǔ)驗證部分的內(nèi)容，也有較簡單的綜合設(shè)計部分的內(nèi)容，并且實驗結(jié)果有一定的趣味性或?qū)嵱眯裕幻看螌嶒炚n的“小項目”之間存在一定的聯(lián)系或階進的關(guān)系，前面的“小項目”是后續(xù)“小項目”的基礎(chǔ)，后續(xù)“小項目”逐步整合前面“小項目”的內(nèi)容，慢慢形成一個較具實用性的綜合項目。這樣，把實驗內(nèi)容編排的思想從“從前往后”轉(zhuǎn)換為“從易到難”或“從小到大”，更符合人們認(rèn)知理解的規(guī)律，有利于提高實驗課的效果。比如：把EDA課程的實驗內(nèi)容編排為若干個項目：“點亮一個LED”“LED流水燈”“LED數(shù)顯計數(shù)器”“LED按鍵計數(shù)器”“實用電子鐘”，項目之間存在一定的聯(lián)系，后續(xù)項目逐漸把之前的項目進行整合，最終實現(xiàn)了一個較有實用性的電路。并且，每個項目都有一個易于觀察的結(jié)果，能激發(fā)學(xué)生興趣，實驗課的訓(xùn)練效果可以得到一定的提升。同時，易于觀察的實驗結(jié)果也有助于教師對實驗結(jié)果的量化評價。

三、考核方式多樣化，全方位檢查學(xué)習(xí)成效

傳統(tǒng)考試采用筆試的方式開展，考核方式比較容易實現(xiàn)客觀、公正的原則。筆試的形式對于考核理論知識（如概念、原理、語法等）是合適的，但用于考核操作能力就比較困難了。相比于筆試，操作考試又過于注重操作流程，不利于對理論知識的考核。

EDA課程，除了要求學(xué)生掌握理論知識以外，還需要他們掌握操作流程和操作方法[6]。為了能較全面地檢查學(xué)生學(xué)習(xí)的成果，EDA課程的考核方式也要根據(jù)課程內(nèi)容的特點進行相應(yīng)的調(diào)整?？梢圆扇」P試考試加上機操作兩方面結(jié)合的形式開展EDA課程的考核?？梢砸劳袑嶒炚n的內(nèi)容，擴展一些設(shè)計性的部分，作為上機操作的考核題目。上機操作考核的可偏重于流程或設(shè)計兩個方面，具體可根據(jù)需要選擇確定。

EDA課程是一門內(nèi)容多樣化的課程，既有理論知識，又強調(diào)動手能力。在開展教學(xué)的過程中，有很多方面值得我們?nèi)パ芯?、探討。憑借對EDA課程的理解，總結(jié)了多年的教學(xué)經(jīng)驗，筆者開展了一些EDA課程教學(xué)方面的改革，取得了一些成效，但仍有較大的提升空間。今后將繼續(xù)開展教學(xué)研究和教學(xué)改革，努力提高EDA課程的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實用教程——VHDL版（第五版）[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

[2]殷偉鳳.邊干邊學(xué)的EDA課程教學(xué)模式改革與探索[J].科技信息，2011，（32）：53.

[3]劉雅舉.提高電子類專業(yè)《EDA技術(shù)》課堂效率的教學(xué)研究與實踐[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，（6）：240-246.

[4]程開業(yè).EDA工具在教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2004，（5）：18-20.

[5]戴彥.EDA實踐教學(xué)改革的探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，（11）：108-109.

[6]祁昶.基于任務(wù)驅(qū)動的EDA教學(xué)方法實踐[J].中國校外教育，2013，（22）：161-162.