電子設計自動化課程教學改革研究

劉佳榆 程奇　劉超

【摘 要】電子設計自動化簡稱EDA技術，是將計算機技術應用于電子設計過程中形成的一門技術，屬于工科電子類專業(yè)的核心課程。在新世紀里，電子產業(yè)和電子設計領域的迅速發(fā)展，EDA技術應用面不斷擴張，各種EDA工具也推陳出新。目前的局面是，任何學校都不可能采購所有層次的EDA工具和軟件來對學生進行培養(yǎng)。為了使學生在掌握了高素質設計人員和中初級專門人才所必需的電子技術的基礎上，還擁有適應職業(yè)變化和繼續(xù)學習的能力，必須對原有的教學進行改革，使學生成為適應社會發(fā)展需要的高技能應用型人才。

【關鍵詞】電子設計自動化 課程特點 教學改革 教學方法

EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的“書面方法設計—硬件搭試—樣機驗證”的設計方式，目前已經(jīng)成為高校工科電子類專業(yè)的專業(yè)核心課程。

一、目前電子設計領域行業(yè)形勢

首先招人的時候進行考試，確定有培訓的基礎。接著在培訓過程中針對公司的軟件系統(tǒng)進行一次培訓，側重實際操作。工作中發(fā)放資料手冊，在老員工或者外國專家的帶領下分成小組各自負責某一階段的工作。

這種針對性極強的培訓雖然可以迅速減少新入員工與工作崗位的對接問題，但實際上離開了企業(yè)的那套機器設備，培訓出來的人員在培訓和工作所得到的知識和經(jīng)驗幾乎沒有通用價值，因此他們能且僅能保持原有的工作崗位，雖然每個月操作價值數(shù)億設備為公司創(chuàng)造百萬價值的財富，但每個月工資不到一萬元。工作數(shù)年后除了針對某套設備以外自身能力并沒有切實提高，即使工作完成得再完美也很難因為自己的工作成果而得到加薪，想跳槽卻因為自己掌握的技術限制太大，去新的工作環(huán)境需要一切重新開始學習而難以下定決心。

為了我們高校教育下大學生綜合素質的培養(yǎng)，個人認為應該在要求學生在掌握了高素質設計人員和中初級專門人才所必需的電子技術的基礎上，還擁有適應技術進步和繼續(xù)學習的能力。使得經(jīng)過高校教育的大學生們和那些短期培訓技術工人比起來，在EDA軟件工作的學習工作中做到眼光更寬泛，就業(yè)范圍更廣泛，起步更容易，對EDA理解更深刻，能按照自己的需求更快的學會并使用任何絕大部分EDA工具來完成電子設計工作！

二、教學方法分析與應用

根據(jù)教學大綱的要求，學生需要通過理論教學和實際實驗，使學生掌握EDA技術相關的基本知識，掌握現(xiàn)代數(shù)學系統(tǒng)的設計思想和方法，并具有動手設計簡單電子系統(tǒng)的能力。

這方面，高校里在EDA教學有一種傳統(tǒng)的高校教學模式，即“理論+實驗+實訓教學”。這種教學模式已經(jīng)被指出擁有諸多弊端，如課程內容停留在教材上不能聯(lián)系實際，實驗數(shù)年不變，學生所學內容與電子設計領域脫軌。這種傳統(tǒng)的教學方法在教學過程中先從理論知識入手，主講硬件和語言，采用簡單圖文的方式介紹一些軟件，大多照本宣科；在應用實踐部分用實驗箱進行教學，采用仿真實驗的形式，以驗證性的實驗為主，學生們按部就班。既沒有培養(yǎng)電子設計領域最重要的創(chuàng)造力項目，也不能及時聯(lián)系實際。因此，傳統(tǒng)的教學模式在先期理論太多，課堂氣氛大多沉悶；后期實踐內容陳舊，技術在發(fā)展學生們學到的卻沒有改變，對走上社會尋找工作不利。即使學生們的理論知識充足，但如果不能就所學的知識聯(lián)系實際和工作來進行創(chuàng)造性勞動，那也不適合在電子設計領域發(fā)展。

為了更好地盡到教師的職責，培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才，早在上個世紀，一些EDA課程的優(yōu)秀教師們就把目光轉向歐美國家，找到了一種成功的教育方法——案例教學法。

案例教學法是上世紀80年代誕生于歐美國家的一種電子設計領域的交互式教學方法，它的優(yōu)點在于能夠調動學生學習的積極性、主動性和自覺性，從而提高學生們理論知識的學習效率。通過案例分析討論的環(huán)節(jié)，還能鍛煉學生的思考能力；讓他們對電子設計的內容學習得更深刻。但案例教學法對教師的要求非常高，需要教師花大量的時間和精力來做準備。在進行案例教學之前，要營造一種以學生為主體的環(huán)境氛圍，使學生們思維活躍，才能展開案例一起提出問題、分析問題、解決問題。

把案例呈現(xiàn)給學生后，教師還需要對學生們的思維進行引導、以自己的實際經(jīng)驗對學生的回答進行補充分析和講解，最后從不同角度來進行總結評價。總之，沒有豐富的教學經(jīng)驗，沒有實際研究開發(fā)經(jīng)歷的教師很容易將案例教學變成舉例教學。此外，案例教學法在理論教學時應用受限較多也是廣為人知的一個缺點。因此，案例教學法雖然被引進來，但普及運用上存在很大的局限性。

這些困難并沒有阻止我們的努力，大學教師們針對EDA技術教學方法和自身課堂經(jīng)驗改良乃至開發(fā)了許多新的教學方法，比較成功并非引入課堂教學的一種教學方法就是“項目引領、任務驅動”的項目教學法。

項目教學法可以分為兩個重點。第一個重點在虛擬現(xiàn)實情景，學以致用。項目、任務的設置與工作、生活緊密相關，務必使得項目、任務與當前的學習內容緊密相連。第二個重點在于將任何一個項目或任務按照電子設計自動化的流程分成數(shù)個模塊（具體的、可操作性強的任務）來同時進行。讓學生們組隊各自選擇接近自己能力的任務，老師加以指導，學生們從小處做起，一步步在實驗中完成學習，最終完成整個任務學到知識。

每當學生們完成一個任務，都能明確感到自己在知識和能力上的進步，同時對EDA這門課程的理解有所加強。并且在完成任務中必須互相交流，以達到各自任務能成功對接，這就促進師生、生生之間的交流與合作，既培養(yǎng)了團隊精神鍛煉了協(xié)作能力，也讓學生在學習中互相對比有了成就感和集體榮譽感。

本人經(jīng)過教學實踐和研究，在前任的基礎上總結出一套教學方法，既能調動學生學習的積極性、主動性和自覺性，也能培養(yǎng)學生們在電子設計過程中的團隊協(xié)作能力。它是來自教育心理學與兩者的結合，可稱為“畢業(yè)教學法”。

EDA課程面對的是大三大四的學生們，他們往往對畢業(yè)以及找工作兩個詞語比較敏感，這兩個詞語容易調動他們的注意力。因此本人把現(xiàn)代電子設計里從最初提出說明書到最終版圖級綜合的各個環(huán)節(jié)和現(xiàn)實里各個工作崗位一一對應起來，與學生們進行討論，從簡單的現(xiàn)實事例或者截取的項目研究片段出發(fā)，調動學生們的積極性。在參與過程中適當對學生們發(fā)光處進行點評，幫助學生們在學習EDA這門課程的過程中找到自己擅長的設計環(huán)節(jié)。無論是提出說明書環(huán)節(jié)——適合做項目發(fā)包人，也是電子設計類項目管理的前提之一；還是設計輸出環(huán)節(jié)——適合編程設計；都鼓勵并指導學生們針對電子設計自動化相關領域內的工作范圍和學習方向，使得他們在學習EDA課程的過程中能找到自信，獲得勇氣，以更昂然的姿態(tài)去面對未來。

三、教學方法改革以及教學效果

通過對EDA技術課程的定位和深刻理解，對以上教學方法的分析和分配，個人在教學中力圖做到課程教學案例化、實訓內容產品化、實戰(zhàn)內容項目化；注重學生就業(yè)問題，不斷收集相關行業(yè)的就業(yè)情況和生存現(xiàn)狀，講課過程中有意識的講述行業(yè)名人或者現(xiàn)實同學同事們的經(jīng)歷，選取包括工作、薪酬、升職在內敏感字，來調動學生們的積極性。將案例教學和項目教學擴大到教師自身在內的教學行為中去，取得了較好的效果。和未使用“畢業(yè)教學法”的班級來比較，上課表現(xiàn)積極和優(yōu)秀的學生增加，學生們面對課程和老師明顯更具自信，學期末考試成績有明顯提高。調查問卷顯示凡是上課并接受了畢業(yè)教學法的學生們樂于接受明顯比之前更加嚴格的考驗，并無掛科或者混混的情況。

個人認為綜合案例教學法、項目教學法和教育心理學后的畢業(yè)教學法更能達到蘇霍姆林斯基所說的“教師應使學生帶著高漲的、活動的情感進行學習和思考”這一標準，有助于我們實現(xiàn)“以學生為中心，以協(xié)作為要求，以探究為方法，以創(chuàng)新為目的”這一教學理念。培養(yǎng)出的大學生們眼光更寬泛，涉獵更廣泛，在掌握了高素質設計人員和中初級專門人才所必需的電子技術的基礎上，還擁有適應技術進步和繼續(xù)學習的能力。在社會上，比各個外企短期培訓出來的技術工人們有更廣闊的前途和創(chuàng)造力！

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