時間:2023-03-20 16:28:16
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二、基于eda技術(shù)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
EDA即電子設(shè)計(jì)自動化(ElectronicDesignAu-tomation),它是以計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)為先導(dǎo),匯集了圖形學(xué)、邏輯學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)和計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)等多種計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)最新成果的先進(jìn)技術(shù)。在我國,由于EDA應(yīng)用技術(shù)先進(jìn),軟硬件結(jié)合,知識面寬,實(shí)踐性強(qiáng),幾乎所有理工科(特別是電子信息)類的高校都開設(shè)了EDA課程的學(xué)習(xí)。為了將EDA技術(shù)與電子技術(shù)的教學(xué)更好地融合到一起,我們在多個方面也做了建設(shè)和改革。
(一)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
1.硬件設(shè)施建設(shè)
為了能更好地將EDA技術(shù)運(yùn)用到電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們首先建立了兩個EDA實(shí)驗(yàn)中心,配備了近百臺性能先進(jìn)的計(jì)算機(jī),并購進(jìn)了與EDA教學(xué)相配套的實(shí)驗(yàn)箱,學(xué)生在利用計(jì)算機(jī)上安裝的軟件和與之配套的實(shí)驗(yàn)箱可以完成由程序設(shè)計(jì)到硬件下載的全部過程。
2.軟件設(shè)施建設(shè)
硬件設(shè)施只是基礎(chǔ)框架,要想真正學(xué)好EDA技術(shù),具備與之相配套的應(yīng)用軟件更為重要。現(xiàn)階段,國內(nèi)流行的、市場占有率比較高的EDA軟件主要有6種。根據(jù)電子技術(shù)這門課程的特點(diǎn),我們主要選擇了其中的三種軟件:即Multisim、Max+PlusⅡ和QuartusⅡ。Multisim這個軟件最大的特點(diǎn)就是給出了類型相對完善、實(shí)用性更強(qiáng)的虛擬電子庫以及各種仿真儀器,操作簡單,仿真結(jié)果形象逼真,功能十分強(qiáng)大、實(shí)用。Max+PlusⅡ和QuartusⅡ可以完成電路的設(shè)計(jì)輸入、編譯仿真、編程下載等功能,并且其設(shè)計(jì)輸入具有多種方式,可以滿足不同層次的需求,同時可以實(shí)現(xiàn)電路的時序分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果簡單、直觀。
(二)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革和創(chuàng)新
在基礎(chǔ)建設(shè)完善之后,我們在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容上也做了調(diào)整和改革。我們首先把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分階段、分層次地分成了三類,使更多的實(shí)驗(yàn)適合在EDA實(shí)驗(yàn)中心完成。
1.基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)
這部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所占比例較少,主要是對理論教學(xué)中最基礎(chǔ)的內(nèi)容的一個測試:例如共發(fā)射極單管放大電路、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用、基本門電路的功能測試等。這類實(shí)驗(yàn)的主要目的在于幫助學(xué)生認(rèn)識常用的電子器件,了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備,學(xué)會各種儀器的使用方法,掌握電子實(shí)驗(yàn)的基本知識、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能,學(xué)會觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。
2.訓(xùn)練提高型實(shí)驗(yàn)
這部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要要求學(xué)生在具備一定的基礎(chǔ)知識和操作技能的基礎(chǔ)上,能把所學(xué)的不同內(nèi)容、不同類型的知識和電路有機(jī)地結(jié)合在一起,形成一個相對完整的邏輯功能。這部分實(shí)驗(yàn)主要側(cè)重于理論知識的綜合應(yīng)用,其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識和解決問題的能力。
3.綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
這部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是以學(xué)生自行設(shè)計(jì)為主,教師指導(dǎo)為輔,要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)要求獨(dú)立地完成查閱資料、設(shè)計(jì)電路、選擇器件、安裝調(diào)試等任務(wù),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并獨(dú)立寫出實(shí)驗(yàn)報告。這類實(shí)驗(yàn)的開設(shè),對于提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力有著非常重要的作用。
三、EDA技術(shù)與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合的策略
前面我們提到的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的改革,那我們?nèi)绾尉唧w做到將EDA技術(shù)更好地應(yīng)用到電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)中呢?我們從多個方面入手,加強(qiáng)EDA技術(shù)與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的融合。
1.在正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增大EDA實(shí)驗(yàn)的比例
以前我們所做的實(shí)驗(yàn)全部都是在實(shí)驗(yàn)箱上搭接完成,現(xiàn)在我們將部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī),增大了EDA實(shí)驗(yàn)的比例,讓學(xué)生在正常的教學(xué)計(jì)劃內(nèi)就可以接觸到兩種不同的實(shí)驗(yàn)方式,體會它們不同的特點(diǎn),得到不同的訓(xùn)練。
2.充分利用學(xué)生自身的資源和業(yè)余時間加強(qiáng)EDA技術(shù)的學(xué)習(xí)
要完成我們上面所說的內(nèi)容,單純依靠教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的幾個實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們首先想到的就是充分利用學(xué)生自身的資源,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)在學(xué)生中十分普及,幾乎人人都有,我們將常用的仿真軟件推薦給學(xué)生,讓學(xué)生安裝在自己的電腦中,這樣學(xué)生就可以利用自己的業(yè)余時間來完成一些內(nèi)容,以彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)時間上的不足。
3.將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容延伸到電子實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)
各個專業(yè)的學(xué)生在學(xué)期末都會有和理論教學(xué)相配合的課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)。在這些實(shí)踐環(huán)節(jié)中都會安排專門的時間來讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的EDA仿真測試,因此學(xué)生可以把實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容延伸到其他的實(shí)踐環(huán)節(jié)中,大大提高了學(xué)生的實(shí)踐動手能力和理論知識的綜合運(yùn)用能力。
1. 前言
EDA(Electronics Design Automation,電子設(shè)計(jì)自動化)技術(shù)是現(xiàn)代電子學(xué)的標(biāo)志,是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場革命,而基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)正成為電子系統(tǒng)的主流。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子設(shè)計(jì)技術(shù)跨過了三個階段。①20世紀(jì)五十年代:小規(guī)模集成電路(SSI)和中規(guī)模集成電路(MSI)用來設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng);②七十年代:以微處理器為核心的軟件編程設(shè)計(jì);③八十年代末至今:硬件系統(tǒng)集成設(shè)計(jì),即系統(tǒng)芯片(SOC)和專用集成電路(ASIC)設(shè)計(jì),是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。
本文主要闡述了采用先進(jìn)的EDA工具M(jìn)AX+plusⅡ?qū)?0MHz自動頻率計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程。論文參考。在此設(shè)計(jì)中我們采用現(xiàn)在國際流行的VHDL硬件描述語言對CPLD進(jìn)行編程,并通過MAX+plusⅡ平臺對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證,最終完成設(shè)計(jì)的要求,用單片CPLD實(shí)現(xiàn)10MHz頻率計(jì)的功能。
2. 單片自動頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
數(shù)字化、智能化、自動化和小型化是現(xiàn)代測量儀器的發(fā)展方向。論文參考。具有50多年發(fā)展歷史的頻率計(jì)是實(shí)驗(yàn)室中常用的儀器之一,它已成為一種典型的數(shù)字化、智能化、自動化的測量儀器,并越來越趨于小型化。單片自動頻率計(jì)以單片可編程器件為載體,利用VHDL語言,實(shí)現(xiàn)10MHz以內(nèi)頻率的自動測量。該頻率計(jì)用可編程器件一片,10MHz晶體振蕩器一塊和4位七段LED顯示器。
EDA技術(shù)是以數(shù)字電子技術(shù)課程知識為基礎(chǔ),具有較強(qiáng)實(shí)踐性、工程性的專業(yè)課程。將數(shù)字電路設(shè)計(jì)從簡單元器件單元電路設(shè)計(jì),EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生電子電路綜合設(shè)計(jì)能力。但是,傳統(tǒng)的教學(xué)模式是將兩門課程分開,先上數(shù)字電路,后上EDA技術(shù),分兩學(xué)期授課。這樣的教學(xué)模式存在弊端,減弱了課程之間的聯(lián)系,降低了學(xué)生對數(shù)字電路理論的認(rèn)識程度。通過對EDA技術(shù)課程的教學(xué)改革,以實(shí)訓(xùn)的方式采用項(xiàng)目教學(xué)法,使學(xué)生在較短的時間內(nèi)掌握EDA技術(shù)基礎(chǔ)及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),從數(shù)字系統(tǒng)的單元電路,如譯碼器、計(jì)數(shù)器等入手,加深對數(shù)字電路基礎(chǔ)理論的認(rèn)識,逐漸完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
1. EDA技術(shù)及其在教學(xué)中的應(yīng)用
1.1 EDA技術(shù)
EDA技術(shù)即電子設(shè)計(jì)自動化(Electronic DesignAutomation)是以計(jì)算機(jī)為工作平臺,融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果而形成的一門新技術(shù)畢業(yè)論文格式,是一種能夠設(shè)計(jì)和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設(shè)計(jì),對整個系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分,系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實(shí)現(xiàn),然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統(tǒng)行為級設(shè)計(jì),最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件。圖1為一個典型的EDA設(shè)計(jì)流程。
圖1 EDA設(shè)計(jì)流程圖
1.2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用
在教學(xué)過程中,EDA技術(shù)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關(guān)、按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等)、標(biāo)準(zhǔn)并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴(kuò)展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發(fā)平臺,使得在電子設(shè)計(jì)的各個階段、各個層次可以進(jìn)行模擬驗(yàn)證,保證設(shè)計(jì)過程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)起來更加容易,讓學(xué)生從傳統(tǒng)的電路離散元件的安裝、焊接、調(diào)試工作中解放出來,將精力集中在電路的設(shè)計(jì)上。同時,采用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路設(shè)計(jì),不但提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,也增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性,方便學(xué)生對電路進(jìn)行修改、升級,讓實(shí)驗(yàn)不在單調(diào)的局限于幾個固定的內(nèi)容,使教學(xué)更上一個臺階,學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)新能力進(jìn)一步得到提高。
2.課程教學(xué)改革實(shí)施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現(xiàn)鞏固數(shù)字電路基礎(chǔ),掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的原則來處理和安排EDA技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。打破傳統(tǒng)的從EDA技術(shù)概述、VHDL語言特點(diǎn)、VHDL語句等入手的按部就班的教學(xué)方法,以設(shè)計(jì)應(yīng)用為基本要求,開發(fā)基于工作過程的項(xiàng)目化課程,以工作任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容,讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識。將EDA技術(shù)分為四個方面的內(nèi)容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng),其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的載體,硬件描述語言是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段,軟件開發(fā)工具是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化的自動設(shè)計(jì)工具,實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)則是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的下載工具及硬件驗(yàn)證工具。采用項(xiàng)目化教學(xué)方法,以實(shí)訓(xùn)的方式展開,讓學(xué)生在“學(xué)中做,做中學(xué)”。
2.2課程改革措施
以電子線路設(shè)計(jì)為基點(diǎn),從實(shí)例的介紹中引出VHDL語句語法內(nèi)容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實(shí)例畢業(yè)論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內(nèi)容解釋清楚,使學(xué)生在很短的時間內(nèi)就能有效地掌握VHDL的主干內(nèi)容,并付諸設(shè)計(jì)實(shí)踐。這種教學(xué)方法突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學(xué)模式和流程,將語言與EDA工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果,同時大大縮短了授課時數(shù)。表1為課程具體內(nèi)容及實(shí)訓(xùn)學(xué)時分配。
能力
目標(biāo)
學(xué)習(xí)情境
項(xiàng)目載體
課時
QuartusⅡ開發(fā)工具使用能力
QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
二選一音頻發(fā)生器設(shè)計(jì)
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結(jié)構(gòu)
計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設(shè)計(jì)
8
VHDL語言順序語句
7段數(shù)碼顯示譯碼器設(shè)計(jì)
8
VHDL語言綜合運(yùn)用
數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
8
層次化調(diào)用方法
4位加減法器的設(shè)計(jì)
4
綜合開發(fā)調(diào)試能力
8位16進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì);
十字路通燈設(shè)計(jì);
數(shù)字鐘設(shè)計(jì);
波形信號發(fā)生器設(shè)計(jì),等。
(任選一題)
20
總計(jì)
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個;1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)校現(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點(diǎn),我們將中心80臺機(jī)器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對微機(jī)要求并不高并且有可能對微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)。總上機(jī)時數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個學(xué)生主動學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個;1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)校現(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點(diǎn),我們將中心80臺機(jī)器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對微機(jī)要求并不高并且有可能對微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)。總上機(jī)時數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。新晨
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個學(xué)生主動學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個;1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)校現(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點(diǎn),我們將中心80臺機(jī)器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對微機(jī)要求并不高并且有可能對微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
中國-2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)。總上機(jī)時數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個學(xué)生主動學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)03-0082-02
隨著微電子技術(shù)在世界范圍內(nèi)的飛速發(fā)展,以及各相關(guān)產(chǎn)業(yè)對電子電路技術(shù)的需求日益增長,《電子設(shè)計(jì)自動化》已經(jīng)成為電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的重要課程,也是國內(nèi)外諸多理工科一流高校的電子信息類專業(yè)必修的核心課程[1-3]。尤其在近年來,智能硬件的發(fā)展與半導(dǎo)體技術(shù)的革新為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化,電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)已經(jīng)一躍成為現(xiàn)代電子工業(yè)的核心學(xué)科,引領(lǐng)了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展方向,也成為了電子信息工程專業(yè)本科生考研深造與就業(yè)所必需的重要技能[3]。綜上,考慮到創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)的重要作用,筆者作為學(xué)校《電子設(shè)計(jì)自動化》課程的任課教師,對本課程的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了綜合性的思考與建設(shè)。
一、《電子設(shè)計(jì)自動化》課程實(shí)驗(yàn)改革的必要性
我們通過對國內(nèi)外一流高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn),許多著名高校的EDA技術(shù)本科教學(xué)有兩個明顯的特點(diǎn):一是課程在各工科專業(yè)的普及率極高;二是在實(shí)驗(yàn)中大量引入新技術(shù)、新方法與新器件,更多地注重創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目,突出EDA技術(shù)的實(shí)用性,以及面向工程實(shí)際的特點(diǎn)[4]。這些特點(diǎn)讓我們認(rèn)識到,通過《電子設(shè)計(jì)自動化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與建設(shè),既能夠幫助學(xué)生更好地理解《電子設(shè)計(jì)自動化》的理論知識,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,更能夠緊跟學(xué)科和行業(yè)的需求發(fā)展,為課程拓寬評價方法,提高教學(xué)效果,為學(xué)生樹立創(chuàng)新精神,培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì),增強(qiáng)科創(chuàng)能力,最終增強(qiáng)其綜合素質(zhì),提高學(xué)院與學(xué)生的綜合競爭力有很好的幫助。
二、實(shí)驗(yàn)改革方案及主要工作
為了充分結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ),全面提高試驗(yàn)課程效果,筆者從實(shí)驗(yàn)過程管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核與評價反饋四個角度對《電子設(shè)計(jì)自動化》實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了綜合性的方向改進(jìn),具體內(nèi)容如下。
1.實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化的實(shí)驗(yàn)過程管理。筆者基于對科研與教學(xué)工作的熟悉,以《電子設(shè)計(jì)自動化》課程實(shí)驗(yàn)為改進(jìn)對象,將其現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時進(jìn)行壓縮,補(bǔ)充對應(yīng)EDA能力所需要的主要課程知識點(diǎn),融合現(xiàn)代EDA技術(shù)的最新發(fā)展,并將最后四個學(xué)時設(shè)置為一次綜合性、設(shè)計(jì)性的“綜合實(shí)驗(yàn)”,實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)報告作為實(shí)驗(yàn)課程成績的重要評價因素。該綜合實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目化的過程管理,學(xué)生須在給定的范圍中任選題目或自選題目,在四個小時內(nèi)完成該題目的主要設(shè)計(jì),并在課程完成后提交課程報告時以“項(xiàng)目任務(wù)書”的形式填寫實(shí)驗(yàn)報告,系統(tǒng)闡述選題原因、題目關(guān)鍵環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)時遇到的主要困難及解決方案、最終成果演示及存在不足分析等。
2.設(shè)計(jì)層次性的“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目。為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果,保持學(xué)生的創(chuàng)新熱情,全面提高電子設(shè)計(jì)水平,在上述“綜合實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上劃分為三個層次:第一層次為邏輯行為的實(shí)現(xiàn);第二層次為控制與信號傳輸功能的實(shí)現(xiàn);第三層次為電子系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)。每個層次設(shè)置三至五個題目。此外,考慮到學(xué)生實(shí)驗(yàn)時間的約束,隨著教學(xué)課程的進(jìn)行,預(yù)先在教學(xué)中對“綜合實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行題目的預(yù)告和必要的講解,讓學(xué)生提前進(jìn)行課外的準(zhǔn)備和練習(xí),并將該四個學(xué)時的“綜合實(shí)驗(yàn)”集中安排在一個下午進(jìn)行,學(xué)生通過集中性的高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)、討論和實(shí)驗(yàn),完成主要的“綜合實(shí)驗(yàn)”功能。
3.設(shè)置創(chuàng)新導(dǎo)向的評價激勵形式。考慮到該門課程的授課時段為大三下學(xué)期的后半段,學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課及絕大多數(shù)專業(yè)課業(yè)已經(jīng)結(jié)束,筆者在課堂上滲透該門課程對于考研及科學(xué)研究的重要意義,以及對于科創(chuàng)及電子行業(yè)就業(yè)的作用,在完成課程教學(xué)的同時講授和提供論文撰寫及專利申請與重要競賽的資料信息,并鼓勵學(xué)生利用課余時間進(jìn)行深入鉆研、挖掘,并主動利用配套實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的科創(chuàng)熱情向論文(算法)、軟件著作權(quán)(程序)、專利(電子電路)及重要競賽(電子設(shè)計(jì)類)的成果轉(zhuǎn)化。
4.提供實(shí)時動態(tài)的評價反饋渠道。結(jié)合自身工作特長與經(jīng)驗(yàn),筆者利用信息技術(shù)手段,設(shè)置了“韓博士工作室”教學(xué)專題網(wǎng)站(http://),為學(xué)生及時訪問和評價的反饋提供渠道。通過調(diào)查問卷、在線信箱、有獎問答、專題活動等方式,在授課過程中進(jìn)行多次課下問卷調(diào)研,并開設(shè)貫穿授課全過程的實(shí)時反饋渠道,作為授課、答疑等必要教學(xué)活動的有效補(bǔ)充,便于及時了解學(xué)生對于綜合性實(shí)驗(yàn)的接受程度以及對課程各方面的綜合評價。
三、實(shí)驗(yàn)改革周期及內(nèi)容
為了更好地實(shí)現(xiàn)對《電子設(shè)計(jì)自動化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新,筆者制定了以十二個月為周期的長期方案,主要分為以下五個關(guān)鍵性階段。
1.第一階段,時間為1個月。結(jié)合《電子設(shè)計(jì)自動化》學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)需要,更新課程教案,豐富和擴(kuò)充現(xiàn)有教學(xué)大綱及授課內(nèi)容,補(bǔ)充相關(guān)多媒體與軟硬件資料,完成“綜合實(shí)驗(yàn)”的選題與設(shè)計(jì)。
2.第二階段,時間為2個月。截至開學(xué)前,與實(shí)驗(yàn)課程老師進(jìn)行充分的溝通和協(xié)調(diào),完成各個“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目的軟硬件環(huán)境配置、具體要求、實(shí)施細(xì)則及評價方法,嚴(yán)格制定精密科學(xué)的給分標(biāo)準(zhǔn)。
3.第三階段,時間為2個月。完成課程的教學(xué)與本項(xiàng)目的實(shí)施,除了完整進(jìn)行原有授課內(nèi)容的教學(xué)以外,按照既定方案進(jìn)行綜合性創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、綜合能力的滲透、實(shí)驗(yàn)技能的提高,并全面介入、觀察、管理和把控“綜合實(shí)驗(yàn)”的開展、實(shí)施與評價等各個環(huán)節(jié)。
4.第四階段,時間為4個月。結(jié)合課程成績,在課程結(jié)束后主動發(fā)現(xiàn)和聯(lián)系具有良好科創(chuàng)能力的學(xué)生,在學(xué)生的自我意愿的基礎(chǔ)上為其推薦和設(shè)置針對性的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,同時鼓勵和推薦其參加與之水平相適應(yīng)的科創(chuàng)競賽,并進(jìn)行必要的指導(dǎo)和培訓(xùn)。
5.第五階段,時間為3個月。根據(jù)前期各個階段的進(jìn)展情況,穩(wěn)步完成此次立項(xiàng)的后續(xù)各項(xiàng)相關(guān)工作,總結(jié)此次立項(xiàng)成績與不足,鼓勵、指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生將其成果、申請專利或獲取軟件著作權(quán)。
四、實(shí)驗(yàn)改革實(shí)踐成果與創(chuàng)新點(diǎn)
自《電子設(shè)計(jì)自動化》課程實(shí)驗(yàn)改革在學(xué)校實(shí)施一年以來,已經(jīng)取得了良好的效果。首先,對于學(xué)生而言,實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施有效地拓寬了學(xué)生的視野,并實(shí)現(xiàn)教學(xué)與行業(yè)的相互影響與促進(jìn)。大部分學(xué)生在結(jié)課后的反饋表明,通過完成本項(xiàng)目所涉及的授課課程,使學(xué)生熟悉了具有一定強(qiáng)度的開發(fā)過程,培養(yǎng)了其科學(xué)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)與創(chuàng)新的精神。截止課程結(jié)束,已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生能夠掌握基本的EDA項(xiàng)目開發(fā)、電子設(shè)計(jì)類專利申請及學(xué)術(shù)論文撰寫、電子設(shè)計(jì)類科創(chuàng)競賽準(zhǔn)備及參賽等綜合性的技能,一大批學(xué)生在各類相關(guān)競賽中獲獎;其次,對于學(xué)校而言,通過實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了以項(xiàng)目模式重構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,構(gòu)造了“教―學(xué)―做―研”一體化的EDA教學(xué)模式,有效實(shí)現(xiàn)了學(xué)校《電子設(shè)計(jì)自動化》課程的教學(xué)深度挖掘與教學(xué)效果的提升,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了學(xué)校EDA課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與完善,使得進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所必需的軟件、系統(tǒng)、例程、方案及芯片、板卡、連接線纜等軟硬件設(shè)施得到了補(bǔ)充;最后,對于任課教師而言,通過本項(xiàng)目的發(fā)展與磨合,有助于任課教師及實(shí)驗(yàn)教師更好地了解學(xué)生現(xiàn)狀,為后續(xù)編制符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)與發(fā)展需要的新教材、新課件與新方案打下基礎(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有EDA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新和發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]丁達(dá)春.《電子設(shè)計(jì)自動化》課程改革探索[J].教育教學(xué)論壇,2013,(49):41-42.
[2]王艷玲,何新鳳.電子設(shè)計(jì)自動化精品課程建設(shè)的實(shí)踐[J].廣西教育,2016,(19):58-59+74.
[3]唐燕影.在《電子設(shè)計(jì)自動化》課程教學(xué)中引入案例教學(xué)法[J].知識窗(教師版),2014,(12):65.
[4]汪志成,趙杰.基于CDIO理念的《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化》課程改革初探[J].考試周刊,2015,(57):10-11.
Reform and Innovation of "EDA" Experiment
HAN Peng,LI Yan ,LIU Zhi-gang,NIU Xue-fen
0 前言
目前,我們正處在瞬息萬變的信息時代,信息時代對教育教學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。教師要清醒地認(rèn)識到除了掌握本學(xué)科的專業(yè)知識外,還必須學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識。現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂上的運(yùn)用能實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的變革,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,從而提高教育教學(xué)質(zhì)量和效率,作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)課教師,應(yīng)該學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)哪些教育技術(shù)能力,掌握何種適合電子技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的教學(xué)軟件,是我們應(yīng)當(dāng)研討的課題。下面介紹一些常用的計(jì)算機(jī)軟件,說明其在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的簡單應(yīng)用。
1 microsoft office辦公套裝軟件
microsoft office是微軟公司開發(fā)的辦公軟件。microsoft office擁有許多組件,如word、excel、powerpoint、access、frontpage等,在教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛和有效的是word、powerpoint和excel。
word是一個文字處理軟件,不僅能夠進(jìn)行文本處理,還能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、表格混合編排,制作成版面整齊美觀、視覺效果強(qiáng)化、主題鮮明突出的圖文并茂的電子文本。教師主要用來編寫電子教案、論文、總結(jié)、試卷等。
excel是電子表格制作軟件,利用該軟件,不僅可以制作各類精美的電子表格,還可以用來組織、計(jì)算和分析各種類型的數(shù)據(jù),方便地制作復(fù)雜的圖表和統(tǒng)計(jì)表。教師用來制作學(xué)生成績表、并且可以分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生總分、平均分、排名等,再者可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作分析圖表和趨勢曲線等。
powerpoint主要用于制作演示文稿。它雖然不是專業(yè)的多媒體課件制作軟件,但是它具有多媒體課件制作軟件的大部分功能。與其他多媒體課件制作軟件相比,它簡單易學(xué)、高效便捷,是零基礎(chǔ)的教師學(xué)習(xí)課件制作的首選軟件。它能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、影片和聲音等媒體組合在一起,制作成課件,很好地表達(dá)特定的教學(xué)內(nèi)容。利用多媒體課件輔助教學(xué),以快捷、簡便、明了的特點(diǎn)替代一些耗時的板書和作圖,在完成每課時的教學(xué)任務(wù)外,還可以擴(kuò)充一些現(xiàn)代的科學(xué)知識,這對于培養(yǎng)學(xué)生的能力和提高綜合素質(zhì),發(fā)揮著積極作用。
2 flash動畫制作軟件
flash是有美國的macromedia公司推出的優(yōu)秀網(wǎng)頁動畫設(shè)計(jì)軟件,目前的最高版本為flash cs3。它是一種交互式動畫設(shè)計(jì)工具,用它可以將音樂、聲效、動畫以及富有新意的畫面融合在一起,以制作出高品質(zhì)的動畫。flash與其他動畫工具相比,具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點(diǎn)。flash可以把圖像、動畫、聲音、文字及交互按鈕融合在一起,制作出界面美觀且交互功能強(qiáng)大的多媒體教學(xué)課件。作為教師,掌握了flash的基礎(chǔ)后,只要發(fā)揮自己的想象力,一定能夠按照自己的構(gòu)思,制作出滿意的動畫效果。電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容,有微觀的、漸變的、動態(tài)的等抽象過程,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難講授,若通過動畫來形象地模擬出這些過程,則能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到理解這些知識的目的。例如,在講解三極管放大電路的工作原理時,僅僅用教學(xué)掛圖來說明就顯得蒼白無力,如果用動畫來模擬三極管內(nèi)部電子的流向和分配關(guān)系,就能夠幫助學(xué)生更好的理解三極管的電流放大作用。
3 eda軟件
eda是電子設(shè)計(jì)自動化(electronic design automation)的縮寫。eda技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)作為工具,在eda軟件平臺上,用硬件描述語言完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
3.1 multisim——虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺
multisim是加拿大interactive image technologies公司出品的電路仿真模擬軟件,被稱為“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”,早期版本為electronics workbench,這是一種新型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)技術(shù),在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時,元器件和測量儀器直接從屏幕圖形中選取,且軟件提供的測量儀器的圖形界面和實(shí)際測量儀器非常相似。利用multisim來進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的仿真教學(xué),不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室儀器不足、元器件短缺或不合規(guī)格等因素,還能利用軟件提供的不同分析方法,輔助學(xué)生又快又好地理解教學(xué)內(nèi)容,加深對原理和概念的深入理解,并且能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)常用儀器如函數(shù)信號發(fā)生器、示波器的使用方法,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的探索欲望,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.2 protel dxp 2004軟件
protel是aitium公司在上世紀(jì)80年代末推出的一款功能強(qiáng)大的電路cad軟件,是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最廣泛的電子電路設(shè)計(jì)軟件。有多種版本,現(xiàn)在教育行業(yè)普遍使用的版本是protel dxp 2004,主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、pcb板設(shè)計(jì)等。電子技術(shù)專業(yè)課教師運(yùn)用protel軟件可以快速繪制規(guī)范的電路圖,在小制作中可以制作成規(guī)范的pcb板,恰當(dāng)利用protel的仿真功能,既可以使學(xué)生較好地掌握理論知識,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率,而且為學(xué)生的以后的設(shè)計(jì)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
電子技術(shù)專業(yè)課教師要正確認(rèn)識電路仿真軟件的作用,充分利用這種現(xiàn)代化教育手段來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合,而不是片面夸大這種輔助手段的作用、功效。用軟件進(jìn)行教學(xué)、實(shí)驗(yàn),固然有很多優(yōu)點(diǎn),但不能完全替代實(shí)際操作,因?yàn)槟菢訜o助于提高學(xué)生的思考能力和實(shí)際動手能力。
4 結(jié)束語
作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)的教師,必須提高自身現(xiàn)代化教育技術(shù)水平,學(xué)習(xí)一些教學(xué)輔助軟件,努力根據(jù)講授內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際探索新的、易于被學(xué)生接受的教學(xué)方法,提高課堂教學(xué)效果,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),只有這樣,才能使中職電子技術(shù)專業(yè)課堂教學(xué)的質(zhì)量和效益不斷躍上一個新的臺階。
0 前言
目前,我們正處在瞬息萬變的信息時代,信息時代對教育教學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。教師要清醒地認(rèn)識到除了掌握本學(xué)科的專業(yè)知識外,還必須學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識。現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂上的運(yùn)用能實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的變革,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,從而提高教育教學(xué)質(zhì)量和效率,作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)課教師,應(yīng)該學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)哪些教育技術(shù)能力,掌握何種適合電子技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的教學(xué)軟件,是我們應(yīng)當(dāng)研討的課題。下面介紹一些常用的計(jì)算機(jī)軟件,說明其在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的簡單應(yīng)用。
1 Microsoft Office辦公套裝軟件
Microsoft Office是微軟公司開發(fā)的辦公軟件。Microsoft Office擁有許多組件,如Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等,在教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛和有效的是Word、PowerPoint和Excel。
Word是一個文字處理軟件,不僅能夠進(jìn)行文本處理,還能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、表格混合編排,制作成版面整齊美觀、視覺效果強(qiáng)化、主題鮮明突出的圖文并茂的電子文本。教師主要用來編寫電子教案、論文、總結(jié)、試卷等。
Excel是電子表格制作軟件,利用該軟件,不僅可以制作各類精美的電子表格,還可以用來組織、計(jì)算和分析各種類型的數(shù)據(jù),方便地制作復(fù)雜的圖表和統(tǒng)計(jì)表。教師用來制作學(xué)生成績表、并且可以分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生總分、平均分、排名等,再者可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作分析圖表和趨勢曲線等。
PowerPoint主要用于制作演示文稿。它雖然不是專業(yè)的多媒體課件制作軟件,但是它具有多媒體課件制作軟件的大部分功能。與其他多媒體課件制作軟件相比,它簡單易學(xué)、高效便捷,是零基礎(chǔ)的教師學(xué)習(xí)課件制作的首選軟件。它能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、影片和聲音等媒體組合在一起,制作成課件,很好地表達(dá)特定的教學(xué)內(nèi)容。利用多媒體課件輔助教學(xué),以快捷、簡便、明了的特點(diǎn)替代一些耗時的板書和作圖,在完成每課時的教學(xué)任務(wù)外,還可以擴(kuò)充一些現(xiàn)代的科學(xué)知識,這對于培養(yǎng)學(xué)生的能力和提高綜合素質(zhì),發(fā)揮著積極作用。
2 Flash動畫制作軟件
Flash是有美國的Macromedia公司推出的優(yōu)秀網(wǎng)頁動畫設(shè)計(jì)軟件,目前的最高版本為Flash CS3。它是一種交互式動畫設(shè)計(jì)工具,用它可以將音樂、聲效、動畫以及富有新意的畫面融合在一起,以制作出高品質(zhì)的動畫。Flash與其他動畫工具相比,具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點(diǎn)。Flash可以把圖像、動畫、聲音、文字及交互按鈕融合在一起,制作出界面美觀且交互功能強(qiáng)大的多媒體教學(xué)課件。作為教師,掌握了Flash的基礎(chǔ)后,只要發(fā)揮自己的想象力,一定能夠按照自己的構(gòu)思,制作出滿意的動畫效果。電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容,有微觀的、漸變的、動態(tài)的等抽象過程,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難講授,若通過動畫來形象地模擬出這些過程,則能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到理解這些知識的目的。例如,在講解三極管放大電路的工作原理時,僅僅用教學(xué)掛圖來說明就顯得蒼白無力,如果用動畫來模擬三極管內(nèi)部電子的流向和分配關(guān)系,就能夠幫助學(xué)生更好的理解三極管的電流放大作用。
3 EDA軟件
EDA是電子設(shè)計(jì)自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)作為工具,在EDA軟件平臺上,用硬件描述語言完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
3.1 MultiSim——虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的電路仿真模擬軟件,被稱為“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”,早期版本為Electronics Workbench,這是一種新型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)技術(shù),在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時,元器件和測量儀器直接從屏幕圖形中選取,且軟件提供的測量儀器的圖形界面和實(shí)際測量儀器非常相似。利用MultiSim來進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的仿真教學(xué),不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室儀器不足、元器件短缺或不合規(guī)格等因素,還能利用軟件提供的不同分析方法,輔助學(xué)生又快又好地理解教學(xué)內(nèi)容,加深對原理和概念的深入理解,并且能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)常用儀器如函數(shù)信號發(fā)生器、示波器的使用方法,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的探索欲望,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.2 Protel DXP 2004軟件
Protel是Aitium公司在上世紀(jì)80年代末推出的一款功能強(qiáng)大的電路CAD軟件,是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最廣泛的電子電路設(shè)計(jì)軟件。有多種版本,現(xiàn)在教育行業(yè)普遍使用的版本是Protel DXP 2004,主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、PCB板設(shè)計(jì)等。電子技術(shù)專業(yè)課教師運(yùn)用Protel軟件可以快速繪制規(guī)范的電路圖,在小制作中可以制作成規(guī)范的PCB板,恰當(dāng)利用Protel的仿真功能,既可以使學(xué)生較好地掌握理論知識,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率,而且為學(xué)生的以后的設(shè)計(jì)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
電子技術(shù)專業(yè)課教師要正確認(rèn)識電路仿真軟件的作用,充分利用這種現(xiàn)代化教育手段來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合,而不是片面夸大這種輔助手段的作用、功效。用軟件進(jìn)行教學(xué)、實(shí)驗(yàn),固然有很多優(yōu)點(diǎn),但不能完全替代實(shí)際操作,因?yàn)槟菢訜o助于提高學(xué)生的思考能力和實(shí)際動手能力。
4 結(jié)束語
作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)的教師,必須提高自身現(xiàn)代化教育技術(shù)水平,學(xué)習(xí)一些教學(xué)輔助軟件,努力根據(jù)講授內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際探索新的、易于被學(xué)生接受的教學(xué)方法,提高課堂教學(xué)效果,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),只有這樣,才能使中職電子技術(shù)專業(yè)課堂教學(xué)的質(zhì)量和效益不斷躍上一個新的臺階。
作者簡介:譚會生(1966-),男,湖南茶陵人,湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院,副教授。(湖南株洲412008)
基金項(xiàng)目:本文系湖南工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革教學(xué)之星專項(xiàng)(2011C03)、湖南省教育廳大學(xué)生研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(2009-225)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)17-0035-02
一、開展本科生研究性教學(xué)的必要性和條件
研究性教學(xué)[1-4]是一種新的教育理念,是一種新的現(xiàn)代學(xué)習(xí)觀,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自主性和開放性,在教師的研究性教學(xué)理念的引導(dǎo)下,在教學(xué)設(shè)計(jì)上將教學(xué)看成是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,從研究思想、研究手段、研究策略等各方面進(jìn)行教學(xué)過程的全新設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生的研究及探索科學(xué)問題的興趣。通過讓學(xué)生運(yùn)用探索的方法對問題進(jìn)行研究,最終獲得知識。研究性教學(xué)理念要求教師通過自己的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生做事和做人的能力和素質(zhì)。
開展本科生研究性教學(xué),綜合文獻(xiàn)[1-6]有關(guān)觀點(diǎn)并結(jié)合多年實(shí)際開展研究性教學(xué)的實(shí)踐,其必要性如下:大眾化高等教育的差異化教育的需要;提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力的需要;提高大學(xué)生實(shí)踐動手能力的需要;提高大學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力的需要;提高大學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng)的需要;改變大學(xué)生被動學(xué)習(xí)學(xué)風(fēng)的需要。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和高等教育的大力發(fā)展,我國高等教育已由精英化教育轉(zhuǎn)向大眾化教育,學(xué)生群體出現(xiàn)多樣化的趨勢,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)需求的差異性日顯突出。為了提高大眾化高等教育的質(zhì)量,更好地滿足市場經(jīng)濟(jì)條件下對人才的高要求,按人才培養(yǎng)方案組織大學(xué)基本教育的同時,對一些優(yōu)秀和比較優(yōu)秀的學(xué)生應(yīng)根據(jù)社會發(fā)展的需求、學(xué)生的興趣愛好、學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃等進(jìn)行加深與擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)優(yōu)才優(yōu)教。
開展本科生研究性教學(xué),綜合文獻(xiàn)[3,7]有關(guān)觀點(diǎn)并結(jié)合多年實(shí)際開展研究性教學(xué)的實(shí)踐,其主要條件如下:提高教師研究性教學(xué)的能力;激發(fā)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的積極性;提供研究性教學(xué)資源與教學(xué)場地;選擇合適的有效平臺;構(gòu)建有效的研究性教學(xué)評價與評估體系。其中選擇合適的有效平臺是研究性教學(xué)持續(xù)而有效開展的一個關(guān)鍵性因素。作為電類專業(yè)研究性教學(xué)的有效平臺,應(yīng)該能方便學(xué)生進(jìn)行軟件仿真和硬件設(shè)計(jì)與制作,并具有綜合性強(qiáng)、創(chuàng)新性強(qiáng)、成本低廉、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
二、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的主要優(yōu)勢
EDA技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代,在20世紀(jì)90年代才真正形成一門新技術(shù)。在我國EDA技術(shù)的研究和教育只有10年左右的歷史。所謂EDA技術(shù),就是指以大規(guī)模可編程邏輯器件為設(shè)計(jì)載體,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式,以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模可編程邏輯器件的開發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具,通過有關(guān)的開發(fā)軟件,自動完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的各種轉(zhuǎn)化,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作,最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)S眉尚酒囊婚T新技術(shù)。
利用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng),它具有傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無法比擬的許多優(yōu)點(diǎn),綜合起來它有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn):[8]用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件,設(shè)計(jì)成本低,設(shè)計(jì)周期短,修改移植方便;系統(tǒng)具有重配置性,可現(xiàn)場編程,在線升級,設(shè)計(jì)調(diào)試非常方便,節(jié)約開發(fā)成本;并行執(zhí)行,速度快,實(shí)時性好;集成度高,體積小,可靠性好,功耗低。
EDA技術(shù)作為研究性教學(xué)的平臺具有以下優(yōu)點(diǎn):技術(shù)先進(jìn),社會急需,綜合性強(qiáng),創(chuàng)新性強(qiáng),靈活性好,可重配置,成本低廉。
三、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的研究模型
為了描述基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的研究背景、主要研究目標(biāo)、主要研究內(nèi)容以及主要研究期望,圖1給出了基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)模型。現(xiàn)將主要內(nèi)容具體闡述如下:
1.利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的研究目標(biāo)
利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的研究目標(biāo),主要包括三個方面:基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練;基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究;基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課題研究。
2.利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的研究內(nèi)容
利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的研究內(nèi)容,主要包括三個方面的內(nèi)容:[8-11]
(1)基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練:包括大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA/CPLD;硬件描述語言VHDL/Verilog HDL;EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)軟件;EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本工具的學(xué)習(xí)與使用;流水線、并行處理、重定時、展開、折疊、脈動結(jié)構(gòu)等各種VLSI結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的基本理論、分析比較和實(shí)際應(yīng)用;強(qiáng)度消減、超前或馳豫超前等FPGA系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù)。
(2)基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究:主要是與課題設(shè)計(jì)與開發(fā)有關(guān)的數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、工業(yè)智能控制、網(wǎng)絡(luò)通信控制、數(shù)字家電控制等基礎(chǔ)理論、實(shí)現(xiàn)算法和系統(tǒng)仿真等研究,重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)算法的設(shè)計(jì)、選擇和仿真。
(3)基于FPGA實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與課題實(shí)現(xiàn)研究:包括系統(tǒng)控制算法的選擇;系統(tǒng)控制模型的確定;FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì);FPGA系統(tǒng)性能的優(yōu)化;FPGA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測試等。
3.利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的主要形式
利用EDA技術(shù)開展研究性教學(xué)的主要形式,包括組建EDA技術(shù)學(xué)習(xí)興趣小組、課題系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組和選撥教師科研項(xiàng)目助理等,通過專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報等形式開展研究活動。
四、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的主要成效
1.熟練掌握EDA技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧
通過研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生,通過畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的質(zhì)量可以看出,熟練掌握ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧,能夠盡快適應(yīng)從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。
2.熟練掌握基于EDA技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧
通過研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生,與課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧,無論是以前學(xué)習(xí)過并且掌握的,還是以前學(xué)過但似是而非的,或是以前根本沒接觸過需重新學(xué)習(xí)的,熟練掌握與EDA系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧。
3.全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和就業(yè)核心競爭力
通過研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生不但具有良好的參考文獻(xiàn)查找能力、分析利用和文檔處理能力,同時學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力大為提高,就業(yè)核心競爭力顯著提高,80%的學(xué)生畢業(yè)時均能找到從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的工作,并且工資待遇也相當(dāng)不錯。
五、結(jié)論
實(shí)踐結(jié)果表明,以課題為中心,以興趣為紐帶,以現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)核心技術(shù)——EDA技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用為目標(biāo),采用EDA技術(shù)學(xué)習(xí)興趣小組、課題設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組、參加教師科研項(xiàng)目等形式,通過具體的專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報等活動開展基于EDA技術(shù)的電類專業(yè)本科研究性教學(xué),對于提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,提高大學(xué)生的專業(yè)核心能力,提高大學(xué)生就業(yè)的核心競爭力,培養(yǎng)從事EDA技術(shù)研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)的高級人才,具有非常明顯的成效。
參考文獻(xiàn):
[1]行龍.引入研究性教學(xué)理論,著力提高本科教學(xué)質(zhì)量[J].中國高等教育,2007,(22):44-45.
[2]王金發(fā).整合理念,構(gòu)建開放式研究性的教學(xué)與學(xué)習(xí)新模式[J].中國高等教育,2007,(21):20-22.
[3]劉贊英,王嵐,朱靜然,等.國外大學(xué)研究性教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及其啟示[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2007,7(1):68-75,50.
[4]張偉剛.大學(xué)研究性教學(xué)與科研方法[J].高等理科教育,2009,(2):
65-69.
[5]瞿振元.以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才為核心提高教育質(zhì)量[J].中國高等教育,2008,(1):19-22.
[6]朱崇實(shí).研究型大學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思考與探索[J].中國高等教育,2007,(21):17-19.
[7]李昌新,劉亮,莊森.論大學(xué)研究性教學(xué)的價值取向及實(shí)施條件[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2011,3(3):19-21.
[8]譚會生,張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用(第三版)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.
[9][美]Keshab K.Parhi.VLSI數(shù)字信號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].陳弘毅,白國強(qiáng),吳行軍,等,譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.