黃 果，吳恒玉

(海南軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系，海南瓊海571400)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求不斷擴(kuò)大，對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育、技能教育、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，已越來(lái)越被人們所重視。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，在整體培養(yǎng)體系中，具有不可代替的地位。電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是指實(shí)驗(yàn)環(huán)境以晶體管或集成電路等電子元件為主構(gòu)成的，硬件連線及邏輯是開(kāi)放的，以使學(xué)生理解應(yīng)用系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)，并能進(jìn)行部分以硬件結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)、重構(gòu)為教學(xué)目的的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面存在的問(wèn)題

電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信、電子工程等專(zhuān)業(yè)的必修課，其對(duì)學(xué)習(xí)和理解后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程，有著非常重要的意義。但在實(shí)踐教學(xué)中，還存在諸多問(wèn)題。

(1)教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法單一，無(wú)法滿足學(xué)生的實(shí)際需求。多年來(lái)電子技術(shù)教學(xué)使用的教材鮮有變化，而各種新技術(shù)層出不窮。學(xué)生的知識(shí)面無(wú)法拓展。而傳統(tǒng)意義上的教學(xué)方法是教師在黑板上畫(huà)出電路圖進(jìn)行分析，這樣使學(xué)生容易感到枯燥、乏味，不容易理解

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于提高教學(xué)質(zhì)量。通常，在電子類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用面包板、中小規(guī)模集成電路等元器件搭接起來(lái)的電路，存在很多不足之處。如學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電源沒(méi)接好或接錯(cuò)，頻繁的插拔集成芯片使引腳斷掉。這樣既增加了元器件的消耗，又容易損壞電路，而且還需浪費(fèi)大量時(shí)間去對(duì)電路進(jìn)行檢查。由于電路的測(cè)試要用許多專(zhuān)門(mén)的儀器，學(xué)生在課外很難進(jìn)行設(shè)計(jì)操作。

(3)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康男圆粡?qiáng)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)不足。當(dāng)前，電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中安排的內(nèi)容，多為演示型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)較少，不利于學(xué)生將掌握的知識(shí)轉(zhuǎn)變成技術(shù)應(yīng)用能力，也不符合人才培養(yǎng)的目標(biāo)。有的學(xué)生只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)或者教師或者同學(xué)給出的實(shí)驗(yàn)步驟，機(jī)械地去操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟都不清楚。更危險(xiǎn)的是，有的學(xué)生干脆自行其事，亂接線，亂改設(shè)置，設(shè)備損壞幾率增大，設(shè)備的維護(hù)工作量明顯加大。

(4)設(shè)備陳舊，更新慢，學(xué)生沒(méi)興趣。由于硬件設(shè)備的專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，使用效率低，學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)不重視。相對(duì)來(lái)說(shuō)，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更新較慢，設(shè)施也比較陳舊，維護(hù)人員熱情不高，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也不高。

2 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)環(huán)境現(xiàn)狀

一般來(lái)說(shuō)，工科類(lèi)院校都建有電子類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。但在實(shí)驗(yàn)室的投入與環(huán)境管理方面，存在不少問(wèn)題。

(1)試驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不足。由于學(xué)校擴(kuò)招和資金短缺的壓力，很多院校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排上，都出現(xiàn)了一定的緊張，雖然采取了增加實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間等方法，但還是不能完全滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需求。

(2)設(shè)備維護(hù)較難。由于電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是以電子元件為主構(gòu)成的，所以容易損壞。靜電、高壓、過(guò)量電流都會(huì)造成元件的損壞，元件老化和接觸不良，會(huì)導(dǎo)致工作不正常。由于電子元件種類(lèi)繁多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備多個(gè)部件相互關(guān)聯(lián)，連線有明有暗，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的檢測(cè)、維護(hù)、檢修比較困難。再加上學(xué)生操作不慎，設(shè)備損壞很容易，修復(fù)卻很難。

(3)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)較少，閑置率高。硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，只有相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)課才會(huì)用到，其他時(shí)間一般處于閑置狀態(tài)。一方面由于設(shè)備的維護(hù)很麻煩，實(shí)驗(yàn)室管理員不愿意開(kāi)放，另一方面學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備了解的途徑很少，自愿學(xué)習(xí)的少，需求不足。

基于上述原因，我們可以另辟途徑，避開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理等方面存在的不足，解決相關(guān)問(wèn)題。

3 引入EDA技術(shù)的意義與優(yōu)勢(shì)

EDA(Electronic Design Automation)技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)手段，通過(guò)專(zhuān)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化技術(shù)。該技術(shù)改變了傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，用仿真代替硬件搭試。只需要在計(jì)算機(jī)上繪制好要設(shè)計(jì)的電路模型，通過(guò)仿真測(cè)試和調(diào)試，就可以達(dá)到電路設(shè)計(jì)目的，具有設(shè)計(jì)速度快、成本低、可靠性高的顯著特點(diǎn)。

在高校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中推廣EDA教學(xué)，對(duì)于電子類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著非常重要的意義。

(1)提高學(xué)生的知識(shí)層次。EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，21世紀(jì)將是EDA技術(shù)快速發(fā)展時(shí)期。將EDA技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，有利于學(xué)生掌握EDA這種工具，擴(kuò)大知識(shí)面，提高知識(shí)層次。

(2)緩解實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的壓力。由于EDA工具是以軟件形式存在的，通過(guò)將其安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備上，相當(dāng)于為學(xué)校增加了更多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程的要求。

(3)有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。EDA軟件系統(tǒng)包括許多子模塊、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)子模塊、分析驗(yàn)證子模塊、綜合仿真模塊、布局布線子模塊等。借助于EDA技術(shù)，學(xué)生可以快速、經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，并很容易實(shí)現(xiàn)修改及完善，大大提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。

(4)有利于教師自身素質(zhì)提高。教師在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，起著重要的作用，教師自身素質(zhì)的提高十分關(guān)鍵。引入EDA技術(shù)到電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，將促進(jìn)教師對(duì)該項(xiàng)新技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握，有利于將EDA技術(shù)更廣泛應(yīng)用于高校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)工作之中。

4 EDA技術(shù)在電子類(lèi)教學(xué)中的實(shí)踐

(1)EDA技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。課堂教學(xué)是課程學(xué)習(xí)很關(guān)鍵的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，EDA參與課程教學(xué)，是一種新的嘗試。實(shí)驗(yàn)EDA軟件，可以隨時(shí)以圖形、表格、曲線及波形的形式，來(lái)顯示電子技術(shù)中那些難以用語(yǔ)言和文字表達(dá)或理解的現(xiàn)象和復(fù)雜的變化過(guò)程，并且可以不斷修改電路形式及其參數(shù)，通過(guò)測(cè)試、驗(yàn)證、調(diào)試和創(chuàng)新設(shè)計(jì)電路，加深學(xué)生對(duì)電子電路本質(zhì)的理解，擴(kuò)展講課內(nèi)容，大大提高了課堂教學(xué)效果。

(2)EDA技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。目前大多數(shù)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，都存在元器件品種和數(shù)量不足以及實(shí)驗(yàn)儀器、電路板陳舊老化的問(wèn)題。EDA軟件是一個(gè)非常優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可提供豐富的元器件庫(kù)和多種虛擬儀器，學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬仿真實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)來(lái)搭建電路，并進(jìn)行測(cè)試。尤其是其仿真分析能力很強(qiáng)，可以完成許多以前實(shí)驗(yàn)室不能完成的實(shí)驗(yàn)，節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。

(3)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。保證實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，使學(xué)生有充足的上機(jī)時(shí)間。電子類(lèi)課程設(shè)計(jì)的目的，是讓學(xué)生綜合運(yùn)用在電子技術(shù)課程中學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)具有一定功能的比較實(shí)際的電子電路，了解設(shè)計(jì)電子電路的全過(guò)程，掌握其基本的設(shè)計(jì)方法，具有初步的設(shè)計(jì)能力，為電子產(chǎn)品的研發(fā)奠定基礎(chǔ)?？梢赃@樣形容：學(xué)完了電子類(lèi)的課程，可以將大腦和四肢組成一個(gè)會(huì)做事的活人。

5 結(jié)束語(yǔ)

引入EDA技術(shù)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種有益的補(bǔ)充，是今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展方向，必將對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，起到很大的推動(dòng)作用。電子學(xué)科尤其應(yīng)當(dāng)注重新技術(shù)的引入和開(kāi)發(fā)，使人才和行業(yè)密切接軌，不斷培養(yǎng)實(shí)踐性強(qiáng)的復(fù)合型人才，真正從實(shí)踐教學(xué)改革開(kāi)始，全面提高大學(xué)生的素質(zhì)教育水平。

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