張建彬

(福州職業(yè)技術學院機器人學院，福建 福州 350108)

EDA技術是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD/FPGA為設計載體，利用VHDL語言描述硬件系統(tǒng)邏輯，經(jīng)過邏輯綜合布線、設計仿真等工作，得到設計結果，進而完成系統(tǒng)電路設計的一種硬件設計技術，在自動控制、通信、電子信息等領域中占有重要地位，隨著社會及技術市場的快速發(fā)展的，對EDA人才的需求越來越多，要求也越來高。因此，構建基于Quartus II的EDA技術實訓課教學模式，有利于讓學生“邊做邊學”，在學習理論知識的同時掌握操作技能，最終實現(xiàn)”教學做合一“，全面培養(yǎng)學生的綜合素質。

一、現(xiàn)階段EDA技術教學模式存在問題

(一)EDA理論教學與實驗教學課時比例失衡

EDA技術是電子、電子信息類、計算機等專業(yè)中的基礎課程，具有極強的實踐性，然而，目前，在大多數(shù)的院校中EDA技術的理論教學和實驗教學的課時比例明顯不均衡，這種教學模式使得學生重理論、輕實踐，導致學生對EDA技術的理論知識掌握非常膚淺，且在試驗箱的操作、VHDL編程語言的設計、系統(tǒng)的調試與仿真等方面能力非常薄弱，學生不具備獨立EDA開發(fā)的能力，大大降低了學生的就業(yè)競爭力，難以滿足社會發(fā)展對技能型人才的需求。

(二)EDA實驗教學內容陳舊、簡單

就現(xiàn)階段的EDA實驗教學而言，教學內容比較陳舊、簡單，往往是對教材中例題進行簡單的驗證、或對課后習題進行簡單操作，實驗的創(chuàng)新性和綜合性不夠，對于EDA實驗箱的利用率不夠，導致學生只能照本宣科進行實驗操作，實踐能力和綜合能力不強，使得學生就業(yè)后的職業(yè)技能難以滿足崗位需求。

二、基于Quartus II的EDA技術實訓課教學模式構建

(一)構建必要性

考慮到學生就業(yè)需求及企業(yè)發(fā)展對技能型人才的需求，將EDA技術的理論教學與實驗教學融為一體，利用項目教學法開展實訓課，實現(xiàn)理實一體化教學，讓學生在實訓課中，通過具體項目的學習，及時的消化與吸收理論知識，讓學生邊做邊學，掌握Quartus II軟件的基本使用方法，熟悉VHDL語言的輸入，熟練的進行程序設計、調試仿真、程序下載，對于提升學生專業(yè)技能具有重要意義。

(二)構建策略

實訓課教學設計摒棄傳統(tǒng)按照理論知識教學先后順序結構開展的方式，而是以項目任務的方式，將所有知識點融合起來，讓學生通過分組完成任務的過程從理論到實踐、再從實踐回到理論，進而形成完整的知識體系。下面以項目《兩路表決查看器設計》實訓課教學為例進行具體分析。

1.教學設計

知識目標：EDA基本設計流程；FPGA查找表邏輯結構；CPLD邏輯陳列概念；VHDL語言的結構和實體；VHDL原理圖輸入設計。

能力目標：能使用VHDL語言完成兩路表決器的設計，并能采用異步時序邏輯電路和元件例化語句進行加法器、分頻器、計數(shù)器及數(shù)碼管顯示器的驅動設計。

2.教學過程

教師根據(jù)項目內容，為學生準備實訓項目任務指導書和相關資料，布置項目任務，將學生進行分組，并對項目任務進行劃分：

任務1：掌握CPLD工作原理。

任務2：掌握FPGA工作原理。

任務3：采用VHDL語言編程，點亮一盞LED燈，并完成時序仿真、功能仿真、程序下載、硬件測試等流程。

任務4：設計兩路表決查看器。

在將任務細分之后，學生以分工的形式進行搜集資料，并進行消化吸收，在完成每個人的任務之后進行組內相互交流，共同制定項目實施方案。學生按照方案計劃，獨立的完成工作任務。每個小組選派一名同學上臺展示本小組的實施方案，通過教師點評、生生互評，發(fā)現(xiàn)方案中存在問題，并通過師生共同討論解決問題。學生按照改進方案，進一步完善本小組的設計方案。教師根據(jù)學生仙姑完成情況，對于學生存在的共性問題進行重點講解。

3.教學評價

實訓課教學評價改變傳統(tǒng)紙質考試的方式，注重過程化的考核和成績的綜合評定。課程實訓課總成績由50%實訓成績+40%期末考試成績+10%平時成績組成。

其中，實訓成績包括學生對理論知識的掌握程度、實驗操作技能的熟練程度、小組團隊協(xié)作程度、個人獨立完成項目程度等方面內容，對學生進行綜合性評價，從而推進學生專業(yè)技能的整體提高。

三、結語

綜上所述，構建基于Quartus II開發(fā)環(huán)境下的EDA技術實訓課教學模式，有利于加深學生對EDA開發(fā)流程的理解，改變以往理論教學與實踐教學嚴重脫離的現(xiàn)象，讓學生通過編程設計、實驗測試、優(yōu)化仿真等一系列操作，不斷提高自身EDA技術的設計開發(fā)和調試分析能力，為學生以后從事電子產(chǎn)品開發(fā)累積豐富的編程經(jīng)驗，從而滿足社會及企業(yè)發(fā)展對技能型人才的需求。